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Signaltransduktion und Fototransduktion in Stäbchen einfach erklärt

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Nina

11.11.2021

Biologie

Signaltransduktion in Stäbchen

2.075

11. Nov. 2021

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Signaltransduktion und Fototransduktion in Stäbchen einfach erklärt

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Nina

@honeybee

Die Signaltransduktion in Stäbchenzellen der Netzhaut ermöglicht die Wahrnehmung von... Mehr anzeigen

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# SIGNALTRANSDUKTION IN STÄBCHEN

völlige Dunkelheit

- Kanäle in Membran werden durch second messenger (cyclisches Guanosin- Monophosphat C

Signaltransduktion in Stäbchenzellen

Die Signaltransduktion in der Netzhaut ist ein faszinierender Prozess, der es uns ermöglicht, visuelle Reize wahrzunehmen. Dieser Vorgang lässt sich in zwei Hauptzustände unterteilen: die Situation in völliger Dunkelheit und die Reaktion bei Belichtung.

In völliger Dunkelheit befinden sich die Stäbchenzellen in einem depolarisierten Zustand. Dies wird durch den second messenger cGMP cyclischesGuanosinMonophosphatcyclisches Guanosin-Monophosphat bewirkt, der die Ionenkanäle in der Membran offen hält.

Vocabulary: cGMP cyclischesGuanosinMonophosphatcyclisches Guanosin-Monophosphat ist ein wichtiger intrazellulärer Botenstoff, der in der Fototransduktion eine zentrale Rolle spielt.

Durch die offenen Kanäle strömen ständig Natrium-Ionen ein, während gleichzeitig Kalium-Ionen ausströmen. Da der Kalium-Ausstrom den Natrium-Einstrom nicht kompensieren kann, wird das Stäbchen auf etwa -30 mV depolarisiert.

Highlight: Die Depolarisation der Stäbchenzellen in Dunkelheit ist ein Schlüsselmerkmal der Vorgänge in Stäbchen bei Dunkelheit.

An der Synapse zwischen Stäbchen und Bipolarzelle wird in diesem Zustand kontinuierlich der Neurotransmitter Glutamat ausgeschüttet. Interessanterweise führt dies dazu, dass die Natrium-Ionenkanäle in der postsynaptischen Membran der Bipolarzelle geschlossen bleiben und die Bipolarzelle nicht erregt wird.

Bei Belichtung ändert sich die Situation grundlegend. Licht wird von den Photorezeptoren wahrgenommen und aktiviert das Rhodopsin, ein lichtempfindliches Protein in den Stäbchen.

Definition: Rhodopsin, auch als Sehpurpur bekannt, ist das primäre lichtempfindliche Pigment in den Stäbchenzellen und spielt eine zentrale Rolle in der Fototransduktion.

Rhodopsin besteht aus zwei Komponenten: Opsin und 11-cis-Retinal. Durch Lichteinwirkung wird 11-cis-Retinal zu all-trans-Retinal umgelagert, was eine komplexe Reaktionskaskade in Gang setzt.

Example: Die Umwandlung von 11-cis-Retinal zu all-trans-Retinal durch Licht ist vergleichbar mit dem Umklappen eines Schalters, der die gesamte Sehkaskade aktiviert.

Diese Kaskade führt dazu, dass das aktivierte Rhodopsinmolekül das G-Protein Transducin aktiviert, welches wiederum die Phosphodiesterase stimuliert. Die Phosphodiesterase wandelt cGMP-Moleküle in GMP um, was zu einer Abnahme der cGMP-Konzentration im Außensegment der Stäbchenzelle führt.

Highlight: Die Umwandlung von cGMP zu GMP ist ein kritischer Schritt in der Signaltransduktion des Auges, der direkt die elektrischen Eigenschaften der Zelle beeinflusst.

Als Folge der sinkenden cGMP-Konzentration schließen sich die cGMP-abhängigen Natrium-Ionenkanäle. Der Einstrom von Kationen wird gestoppt, während der Ausstrom von Kalium-Ionen anhält. Dies führt zu einer Hyperpolarisation des Stäbchens auf etwa -70 mV.

Die Hyperpolarisation hat weitreichende Konsequenzen: An der Synapse wird kein Glutamat mehr ausgeschüttet. Dies führt dazu, dass sich die Natrium-Ionenkanäle in der postsynaptischen Membran der Bipolarzelle öffnen. Natrium-Ionen strömen ein, und die Bipolarzelle wird depolarisiert und somit erregt.

Vocabulary: Die Depolarisation der Bipolarzelle ist ein entscheidender Schritt in der Signalweiterleitung der visuellen Information.

Unmittelbar nach der Aktivierung wird das Rhodopsin in Opsin und Retinal gespalten. Bevor die Sehkaskade erneut in Gang gesetzt werden kann, muss das Rhodopsin regeneriert werden. Dieser Regenerationsprozess ist entscheidend für die kontinuierliche Funktionsfähigkeit des visuellen Systems.

Highlight: Der Rhodopsin-Zerfall und die anschließende Regeneration sind wesentliche Aspekte des Sehvorgangs, die die Anpassungsfähigkeit unseres visuellen Systems an unterschiedliche Lichtbedingungen ermöglichen.



Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

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Nina

@honeybee

Die Signaltransduktion in Stäbchenzellen der Netzhaut ermöglicht die Wahrnehmung von Licht und die Umwandlung in elektrische Signale. Dieser komplexe Prozess umfasst die Fototransduktion und nachfolgende Signalweiterleitung.

  • In Dunkelheit sind Stäbchen depolarisiert und setzen kontinuierlich Glutamat frei
  • Licht aktiviert Rhodopsin und... Mehr anzeigen

# SIGNALTRANSDUKTION IN STÄBCHEN

völlige Dunkelheit

- Kanäle in Membran werden durch second messenger (cyclisches Guanosin- Monophosphat C

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Signaltransduktion in Stäbchenzellen

Die Signaltransduktion in der Netzhaut ist ein faszinierender Prozess, der es uns ermöglicht, visuelle Reize wahrzunehmen. Dieser Vorgang lässt sich in zwei Hauptzustände unterteilen: die Situation in völliger Dunkelheit und die Reaktion bei Belichtung.

In völliger Dunkelheit befinden sich die Stäbchenzellen in einem depolarisierten Zustand. Dies wird durch den second messenger cGMP cyclischesGuanosinMonophosphatcyclisches Guanosin-Monophosphat bewirkt, der die Ionenkanäle in der Membran offen hält.

Vocabulary: cGMP cyclischesGuanosinMonophosphatcyclisches Guanosin-Monophosphat ist ein wichtiger intrazellulärer Botenstoff, der in der Fototransduktion eine zentrale Rolle spielt.

Durch die offenen Kanäle strömen ständig Natrium-Ionen ein, während gleichzeitig Kalium-Ionen ausströmen. Da der Kalium-Ausstrom den Natrium-Einstrom nicht kompensieren kann, wird das Stäbchen auf etwa -30 mV depolarisiert.

Highlight: Die Depolarisation der Stäbchenzellen in Dunkelheit ist ein Schlüsselmerkmal der Vorgänge in Stäbchen bei Dunkelheit.

An der Synapse zwischen Stäbchen und Bipolarzelle wird in diesem Zustand kontinuierlich der Neurotransmitter Glutamat ausgeschüttet. Interessanterweise führt dies dazu, dass die Natrium-Ionenkanäle in der postsynaptischen Membran der Bipolarzelle geschlossen bleiben und die Bipolarzelle nicht erregt wird.

Bei Belichtung ändert sich die Situation grundlegend. Licht wird von den Photorezeptoren wahrgenommen und aktiviert das Rhodopsin, ein lichtempfindliches Protein in den Stäbchen.

Definition: Rhodopsin, auch als Sehpurpur bekannt, ist das primäre lichtempfindliche Pigment in den Stäbchenzellen und spielt eine zentrale Rolle in der Fototransduktion.

Rhodopsin besteht aus zwei Komponenten: Opsin und 11-cis-Retinal. Durch Lichteinwirkung wird 11-cis-Retinal zu all-trans-Retinal umgelagert, was eine komplexe Reaktionskaskade in Gang setzt.

Example: Die Umwandlung von 11-cis-Retinal zu all-trans-Retinal durch Licht ist vergleichbar mit dem Umklappen eines Schalters, der die gesamte Sehkaskade aktiviert.

Diese Kaskade führt dazu, dass das aktivierte Rhodopsinmolekül das G-Protein Transducin aktiviert, welches wiederum die Phosphodiesterase stimuliert. Die Phosphodiesterase wandelt cGMP-Moleküle in GMP um, was zu einer Abnahme der cGMP-Konzentration im Außensegment der Stäbchenzelle führt.

Highlight: Die Umwandlung von cGMP zu GMP ist ein kritischer Schritt in der Signaltransduktion des Auges, der direkt die elektrischen Eigenschaften der Zelle beeinflusst.

Als Folge der sinkenden cGMP-Konzentration schließen sich die cGMP-abhängigen Natrium-Ionenkanäle. Der Einstrom von Kationen wird gestoppt, während der Ausstrom von Kalium-Ionen anhält. Dies führt zu einer Hyperpolarisation des Stäbchens auf etwa -70 mV.

Die Hyperpolarisation hat weitreichende Konsequenzen: An der Synapse wird kein Glutamat mehr ausgeschüttet. Dies führt dazu, dass sich die Natrium-Ionenkanäle in der postsynaptischen Membran der Bipolarzelle öffnen. Natrium-Ionen strömen ein, und die Bipolarzelle wird depolarisiert und somit erregt.

Vocabulary: Die Depolarisation der Bipolarzelle ist ein entscheidender Schritt in der Signalweiterleitung der visuellen Information.

Unmittelbar nach der Aktivierung wird das Rhodopsin in Opsin und Retinal gespalten. Bevor die Sehkaskade erneut in Gang gesetzt werden kann, muss das Rhodopsin regeneriert werden. Dieser Regenerationsprozess ist entscheidend für die kontinuierliche Funktionsfähigkeit des visuellen Systems.

Highlight: Der Rhodopsin-Zerfall und die anschließende Regeneration sind wesentliche Aspekte des Sehvorgangs, die die Anpassungsfähigkeit unseres visuellen Systems an unterschiedliche Lichtbedingungen ermöglichen.

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Wo kann ich mir die Knowunity-App herunterladen?

Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.

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Ja, du hast kostenlosen Zugriff auf Inhalte in der App und auf unseren KI-Begleiter. Zum Freischalten bestimmter Features in der App kannst du Knowunity Pro erwerben.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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