นักวิชาการได้จับคู่การทำงานระดับโมเลกุลที่บกพร่องหลายอย่างกับการกลายพันธุ์ของยีนเกี่ยวกับโรคแล้วการกลายพันธุ์ของยีนโรด็อปซิน ซึ่งก่อโรคที่สืบทอดแบบทายกรรมลักษณะเด่นโดยมาก จะขัดการทำงานของโปรตีนอ็อปซินของเซลล์รูปแท่งซึ่งจำเป็นในการแปลข้อมูลแสงให้เป็นกระแสประสาท (phototransduction cascade) ของระบบประสาทกลางความผิดปกติในการทำงานของโรด็อปซิน ซึ่งเป็นหน่วยรับที่จับคู่กับจีโปรตีน (GPCR) จะจัดเป็นหมู่ ๆ (class) ขึ้นอยู่กับการพับตัวผิดปกติของโปรตีนและวิถีการทำงานที่ผิดปกติของโปรตีน

ฤทธิ์ของโปรตีนกลายพันธุ์หมู่หนึ่ง (Class I) จะเสียไปเพราะการกลายพันธุ์ของเบสนิวคลีโอไทด์ 1 เบส (point mutation) ภายในลำดับกรดอะมิโนที่เข้ารหัสโปรตีน และมีผลต่อการขนส่งโปรตีนเข้าไปที่ส่วนนอก (outer segment) ของเซลล์ ซึ่งเป็นส่วนที่ถ่ายโอนแสงเป็นกระแสประสาทอนึ่ง การพับตัวผิดปกติของโปรตีนกลายพันธุ์หมู่สอง (Class II) จะขัดการประกอบโปรตีนกับ 11-cis-retinal เพื่อสร้างส่วนกำเนิดสี (chromophore) ที่เหมาะสมการกลายพันธุ์อื่น ๆ ในยีนที่เข้ารหัสสารสีนี้จะมีผลต่อเสถียรภาพของโปรตีน, ทำลายบูรณภาพของ mRNA ในระยะ post-translational และมีผลต่ออัตราการก่อกัมมันต์ (activation rate) ของ transducin บวกกับอ็อปซินซึ่งเป็นโปรตีนนำแสง[26]

การทดลองในสัตว์ตัวแบบแสดงว่า เซลล์ชั้น retinal pigment epithelium ของจอตาไม่ทำการฟาโกไซโทซิสต่อจานส่วนนอกของเซลล์รูปแท่ง (outer rod segment disc) ที่หลุดออกแล้ว เป็นการสะสมเศษส่วนนอกที่ละทิ้งแล้วอย่างผิดปกติในหนูที่มีการกลายพันธุ์ให้จอตาเสื่อมและสืบทอดแบบ homozygous recessive เซลล์รูปแท่งจะหยุดพัฒนาการแล้วเสื่อมก่อนที่เซลล์จะโตเต็มที่อนึ่ง ได้พบความบกพร่องของเอนไซม์ cGMP-phosphodiesterase อีกด้วย ซึ่งทำให้ cyclic guanosine monophosphate (cGMP) สะสมในระดับที่เป็นพิษ