= Signaltransduktion → läuft in Zapfen und Stäbchen gleich ab

Signal-Transduktions-Kaskade:

  1. trifft Licht auf Rhodopsin (Opsin (Protein) + Retinal = lichtabsorbierend), dass sich in den Disks der Zapfen und Stäbchen befindet → Änderung der räumlichen Struktur im Retinal: aus dem 11-cis-Retinal (gewinkelt) wird all-trans-Retinal (gestreckt) → Auslösung der Signalkaskade
  2. aktiviertes Rhodopsin interagiert mit G-Proteinen (=Transducin) → Aktivierung von 3000 Transducin
  3. aktives Transducin aktiviert je ein Molekül Phosphodiesterase (= PDE) je 2.000 cGMP→ Spaltung vom second Messenger cGMP (= zyklisches GMP) zu GMP

→ cGMP sorgt normalerweise dafür, dass Natrium- und Calciumionenkanäle der cNMP-Familie in der Membran offen gehalten werden.

  1. cGMP-Konzentration nimmt ab → Kanäle schließen sich durch Ablösung der cGMP von den Na+ Kanälen: Hyperpolarisation (→ Membranpotential bei -70mV)
  2. durch Hyperpolarisation bzw. die Abnahme der Calciumkonzentration sinkt die Glutamatfreisetzung an der Synapse zur nachgeschalteten bipolaren Zelle
  3. Ausbildung eines Aktionspotentials

→ die Hyperpolarisation kann erst in den nachgeschalteten Neuronen, den Bipolarzellen, in einer Depolarisation umgewandelt werden. Daher werden die entgültigen Aktionspotentiale erst später in den Ganglienzellen generiert.

Signal-Kaskade:

1 Rhodopsin → 3.000 Transducin → durch PDE je 2.000 cGMP

→ 1 Photon bewirt die Umwandlung von 6.000.000 cGMP → es schließt sechs Millionen Na+Kanäle

Der gesamte Prozess der Umwandlung eines Lichtreizes, von der Anregung des Retinals über die Signalkaskade in und an der Membran bis zur Änderung des Membranpotentials wird als (Foto)-Transduktion bezeichnet.

Regeneration des Fotorezeptors

→ nach der Signalkaskade muss der Zustand zurückkehren, um lichtsensitiv zu bleiben → dafür muss Rhodopsin inaktivert und regeneriert, sowie die Ionen-Kanäle geöffnet werden

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