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Biologie /
Fototransduktion
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Vanessa
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Vergleich der Lichtsinneszellen Fototransduktion im Dunkeln Fototransduktion bei Belichtung
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Aufgabe 1. Eigenschaft Rezeptoren Photopigment Empfindlichkeit Ort auf der Netzhaut Sehschärfe A B Innensegment Zellkern- Mitochondrium- Präsynapse Aufgabe 2 Photopisch Zapfen Drei verschiedene Zapfenopsine Niedrig, für das Tagessehen Konzentriert in der Ausserhalb der Fovea Fovea Sehr gut in der Niedrig Fovea, schlechter ausserhalb ER Fototransduktion im Dunkeln Fototransduktion Vergleich der Lichtsinneszellen Skotopisch Stäbchen Rhodopsin 1 Bau der Lichtsinneszellen. A Stäbchen; B Zapfen Hoch, auch bei Nacht nützlich Außensegment -Disk mit Fotopigmenten 0000 Stäbchen: ·skotopische sehen (in der Dämmerung) · Pigment nennt sich Rhodopsin (benötigt Vitamin A zur Re- Synthese Ein Auge hat ca. 120 millionen Stäbchen - Membranprotein: Opsin - Form: Zylinderförmig & länger Zapfen: - photopische Sehen (in der Helligkeit) - Pigment nennt sich Iodopsin Ein Auge hat ca. 5 Millionen Zapfen - Unterschiedliche Membranproteine Form: Zugespitzt & kürzer 1. Na+ -Einstrom in das Außenglied der Stäbchen - entsprechend dem Konzentrationsgefälle - Kationen-Kanäle werden durch kooperativ an den Ionenkanal gebundene cGMP-Moleküle offen gehalten - konstanter Ionenstrom 6. fortlaufende Ausschüttung von Glutamat an der synaptischen Endung 7. Hyperpolarisation der postsynaptischen Bipolarzelle -> Keine Erregungsweiterleitung 2. Depolarisation der Zelle - Entstehung eines elektrischen Gradients 3. verstärkter K+ Ausstrom in den extrazellulären Raum Diffusion über Kanäle in der Membran des Innengliedes 4. Verhinderung eines konzentrationsausgleiches durch Natrium-Kalium-Ionenpumpe - drei Na+ und zwei K* diffundieren in das Cytoplasma gegen das Konzentrationsgefälle, unter Verbrauch von ATP 5. Entstehung des Dunkelstroms CGMP-abhängiger Natrium-lonenkanal Disk mit Rhodopsin- Nat -Glutamat Biporalzelle 54 06 Spannung [mV] Versikel mit Glutamat Na Spannung (mv ♣ ö Z Stäbchen Na O CGMP-abhängiger Natrium-lonenkanal CGMP CGMP Disk- membran CGMP CGMP Rhodopsin- Im Dunkeln Kein Licht ↓ Rhodopsin wird nicht aktiviert ↓ Transducin wird nicht aktiviert ↓ Fototransduktion in Stäbchen A 3 Fototransduktion in einem Stäbchen. A im Dunkeln; B bei Belichtung 11-cis-Retinal CGMP-Phosphodiesterase wird nicht aktiviert Keine Reaktion von cGMP zu GMP ↓ cGMP-Konzentration steigt GMP-Konzentration sinkt CGMP CGMP- abhängige Natriumionenekanäle...
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öffnen sich ↓ Natriumeinstrom ↓ Depolarisation (Membranpotenzial liegt bei ca. -30mV) ↓ Präsynapse entlässt Glutamat in den synaptischen Spalt (GMP) Keine Öffnung der Ionenkanäle und kein Einstrom von Na*-ionen ↓ Hyperpolarisation -> Bipolarzelle gehemmt GMP all-trans-Retinal Stäbchenmembran CGMP-abhängiger Natrium-lonenkanal- GMP CGMP CGMP -signalver mittelndes Protein Enzym Bei Belichtung Licht ↓ Aus 11-cis-Retinal wird all-trans Retinal ↓ Rhodopsin ist aktiviert ↓ Rhodopsin aktiviert G-Protein (Transducin) ONa+ ↓ Transducin aktiviert Enzym cGMP- Phosphodiesterase CGMP-Konzentration sinkt GMP-Konzentration steigt B Aktivierte Enzymmoleküle katalysieren Reaktion von CGMP in GMP Hyperpolarisation CGMP-abhängige Natrium-Ionenkanäle bleiben geschlossen ↓ Kein Natriumioneneinstrom Präsynapse entlässt kein Glutamat in den synaptischen Spalt ↓ Na+-ionenkanäle offen und Na+-Einstrom ↓ Depolarisierung -> Bipolarzelle ist enthemmt
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