Fototransduktion

• bei Dunkelheit Membranpotenzial: - 40 mV

• Bei Licht: (je nach Lichtstärke) bis zu -70 mV

• Im Dunkeln sind spezifische Kationenkanäle geöffnet, Über diese können Natriumionen entsprechend dem Konzentrations Gefälle in das Außen Glied der Stäbchen ein diffundieren

  • dadurch. de polarisiert die Zelle, wobei das elektrische Potenzial geringer wird.

  • Kaliumion diffundieren, daher verstärkt über Kanäle in der Membran des Innenglieds Aus dem Stäbchen in den Extra zellulären Raum

  • Natrium-Kaliumionpumpe verhindert ein Konzentrations Ausgleich. Entgegen dem Konzentrations Gefälle werden unter Verbrauch von ATP drei Natrium aus dem Zitoplasma und zwei Kalium in das Zitoplasma des Stäbchen transportiert.

  • Er stellt sich somit ein konstanter Ionstrom ein, der Dunkel Strom

• Wird nun ein Lichtquandt von einem lichtempfindlichen FotoPigment absorbiert Beginnt die Fototransduktion

• Die Fotopigmente sind in Membranscheibchen eingelagert den Disks.

• Das Foto Pigment des Stäbchen ist Rhodopsin

  • Es setzt sich aus dem Lichtabsorbierenen Pigment Retinal und dem

  • Protein Opsin zusammen

• Bei Absorption von Licht:

  • Vorher Purpurne Rhodopsin erscheint nun gelblich.

  • 11-cis-Retinal wird zu stabilerer gestreckter form Form all-Trans-Retinal

  • Dadurch wird Rhodopsin angeregt und wandelt sich in seine aktive Form um.

• Diese aktive Form von Rhodopsin Kann Das G. Protein Transducin binden.

  • Transducin wird durch die Bindung angeregt, GDP gegen GTP auszutauschen

  • Daraufhin spaltet sich seine Untereinheit

  • Diese Unterheit wiederum Aktiviert das Effektor-Enzym PDE (phosphodiesterase) , welche den second messenger cGMP zu GMP abbaut

• Nur cGMP kann an die Rezeptoren der ligandengesteuerten Natriumkanäle im Außen Glied binden.

  • Natriumkanäle mit drei gebundenen cGMP-Liganden Sind Offen.

• Durch den Abbau von cGMP Schließen die Kanäle

• Natriumionen können nicht mehr in das Außenglied einströmen.

• Die Diffusion von Kalium Ionen in den extra zellulären Raum ist jedoch ungestört . Infolge dessen nimmt das Membranpotenzial ab, es Hyper polarisiert.

Pro Sekunde aktiviert ein angeregtes Rhodopsin etwa 400 G Proteine Die je ein Enzym PDE aktivieren. Dieses wiederum kann bis zu 4000 cGMP pro Sekunde abbauen.

• Der Vorteil der Signalkaskade liegt in der Signalverstärkung

Die Potenzial Verringerung breitet sich vom außen zum InnenGlied aus.

• Sie führt dort zur Schließung spannunggesteuerter Kanäle für Calcium Ionen

• Die sinkende Calcium Konzentration führt an der synaptischen Endigung des Stäbchenszu einer verringerten Ausschüttung des Transmitter GlutaminSäure

• Die veränderte Transmitter Ausschüttung erregt schließlich die postsynaptischen bipolarzellen

Aktives R Wird enzymatisch in aktiviert und zerfällt in seine beiden Bestandteile

• Das All– Trans – retinal Wird von Proteinen gebunden und ins Pigmenteptjel Transportiert

• Dort wird es mithilfe von Enzym unter ATP Verbrauch wieder zu 11 – cis– Retinal umgewandelt

• Welches dann erneut an opsin gebunden werden kann

• Transducin wird wie alle G Proteine durch eine integrierte GTPase inaktiviert. Dieses Enzym spaltet GTP zu GDP.

• Daraufhin löst sich das Transduktion von PDE und lagert sich mit den abgetrennten Untereinheiten zusammen. PDE kann cGMP nicht mehr abbauen.

• Die Konzentration in der Zelle steigt. Durch Bindung von cGMP öffnen dir Natriumionen Kanäle wieder und Natriumionen strömen ein. Das Membranpotenzial von -40 mV wird wieder erreicht.

Was bestimmt den Lichteinfall ins Auge

Zilarkörper

Wo befinden sich hauptsächlich die Zapfen?

Wo befinden sich die Stäbchen?

Bipolarzellen

Blinder Fleck

Gelber Fleck

Horizontalzellen

Amakrinzellen

Pigmentepithel

Fotorezeptoren