Phototransduktion/ Fotorezeption/ Signaltransduktion des Auges -[Neurobiologie, Oberstufe]
TeacherToby
https://www.youtube.com/watch?v=8_FQE1eDcgM

Transkript (automatisch erstellt)

0:07 in diesem video geht es um die foto transaktion in manchen büchern als das thema auch als foto rezeption oder
0:13 signaltransduktion des auges beschrieben so oder so grob formuliert gehen wir der frage nach wie die lichtreize in
0:19 elektrische erregung umgewandelt werden wenn ein licht reiz durch unser auge aufgenommen wird gelangt dieser zu
0:25 unserer netzhaut bestimmt es euch der aufbau unserer netzhaut bekannt die aus mehreren schichten besteht und die
0:30 letzte schicht die besteht aus den sogenannten stäbchen und zapfen die man auch als photorezeptoren bezeichnet in
0:36 den stäbchen findet mit hilfe einer ganz bestimmten pigment familie den sogenannten rhodopsin die
0:41 signaltransduktion beziehungsweise signal umwandlung stadt jedes stäbchen besteht aus einem außengerät einem innen
0:48 glied und einer synaptischen änderung wo sie tanzen mit den nächsten zelltyp der netzhaut gebildet werden nämlich mit den
0:54 bipolar zellen so wird die antwort auf den licht reiz schließlich über den sehnerv an unser gehirn weitergeleitet
1:01 der see farbstoffe oder ob sie ihn liegt voll gepackt in den sogenannten discs einen stapel von membran scheiben im
1:07 außen glied des städtchens fonds genauer gesagt wären wir also der frage nachgehen wie rhodopsin moleküle
1:13 reagieren wenn sie mit lichtenergie greiz werden und wie ihre antwort in neuronale signale umgewandelt wird
1:19 um die prozesse bei lichteinfall nachvollziehen zu können ist es hilfreich sich zur nächst situation
1:24 anzugucken wenn kein licht auf das rhodopsin fällt im dunklen werden die natrium kanäle an der außenmembran des
1:31 städtchens durch den chemischen botenstoff cgmp zyklische school simona phosphat offen gehalten
1:38 in dem sich cgmp moleküle an das kanal protein binden dadurch strömt positiv geladenen natrium
1:45 ionen in die zelle wenn ein rhodopsin molekül licht absorbiert werden eine reihe molekulare ereignisse in der zelle
1:52 ein stäbchen in gang gesetzt was auch als erregungs kaskade bezeichnet wird und insgesamt die schließung der natrium
1:59 kanäle zur folge hat schauen wir uns die einzelnen schritte der erregungs kaskaden nun genauer an
2:04 zunächst macht das rhodopsin molekül in folge der absorption von licht eine konfirmations änderung durch es
2:10 verändert also seine räumliche struktur das ist enorm wichtig weil es durch seine veränderte räumliche struktur
2:16 aktiviert wird und so den nächsten einzelschritte erregungs kaskade hervorrufen
2:25 ein euro jobs im molekül besteht aus einem protein ob sie das alleine nicht lichtempfindlich ist und einer brust
2:32 ethischen gruppe dem retina ästhetische gruppen sind nicht proteine die an proteine gebunden sind
2:38 die aufnahme der lichter energie bewirkt eine summe regierung das chemische verbindung innerhalb des moleküls werden
2:46 umgelagert die summen formel bleibt also die gleiche das zunächst als sogenannte
2:50 elftes retinal vorliegende regional wandelt sich durch die isolierung in das all transportieren das nun aktivierte
2:58 rhodopsin lässt jetzt den nächsten teil schritt der erregungs kaskade aus der genaue molekulare vorgang in roth
3:05 abziehen ist hochkomplex und geht in der regel über den schulstoff hinaus an dieser stelle sei lediglich eine
3:11 zusatzinformation erwähnt und zwar dass die konformation änderung von retinal die bindung zwischen regional- und ob
3:17 sie ihn unter spannung gesetzt wodurch sich auch die konformation des options ändert und diese änderung die
3:23 signalisiert eigentlich erst die wahrnehmung von licht die nächsten schritte sind relativ schnell
3:28 beschrieben dass durch die konformation änderung aktivierte rhodopsin führt dazu dass es das protein transco ziehen
3:34 aktiviert transco ziehen aktiviert wiederum ein molekül phosphodiesterase abgekürzt pde die aktivierte pde wandelt
3:42 zyklisches gmp in gmp um weil das zyklische gmp nach und nach immer weiter abgebaut wird steht es auch nicht mehr
3:50 zur verfügung um die natrium kanäle offen zu halten erinnert euch im dunklen bindet genau
3:55 dieses molekül an den natrium ionen kanal so dass dieser geöffnet ist die folge ist dass sich die natrium
4:01 kanäle schließen die einzelnen schritte der erregungs kaskade sind jetzt klar
4:11 aber welche auswirkungen haben sie auf den see prozess wie gerade besprochen besitzen die photorezeptoren im nicht
4:17 erregten zustand nämlich dann wenn kein licht auf sie fällt zum beispiel im dunklen geöffneten atrium ionenkanäle
4:23 das ist eigentlich sehr ungewöhnlich denn bei den meisten zelltypen sind diese im ruhezustand geschlossen wodurch
4:29 das ruhe membran potenzial bei circa minus 75 milliliter der einstrom positiv geladener natrium ionen den man auch als
4:36 dunkel strom bezeichnet führt hingegen zu einer ständigen der polarisation das heißt zu einer verringerung des ruhe
4:43 membran potenzials auf circa minus 35 mio das heißt auch jetzt ist das durch die
4:49 membran abgegrenzte zellinnere negativer geladen als das äußere der membran aber durch den einstrom positiv geladener
4:57 natrium kanäle ist der ladungs unterschied zwischen den beiden seiten nicht mehr so groß jetzt könnt ihr euch
5:02 vorstellen in welche richtung sich das membran potenzial verschiebt wenn die natrium ionen kanälen durch die in
5:08 anwesenheit von licht statt von regus kaskade dem stäbchen geschlossen sind jetzt können die positiv geladenen
5:15 natrium ionen nicht mehr über den kanal einzel ändere wodurch das d polarisierte membran potenzial nun zwangsläufig
5:22 aufgehoben wird dass mein brand potenzial wird deutlich negativer und beträgt bei einem starken
5:27 licht bereits kurzzeitig bis minus 5 50 millivolt es kommt also zu einer starken hyper polarisation das eigentlich
5:34 wichtige für unseren see prozess ist das mein brand potenzial reguliert die menge des freigesetzten neurotransmitters
5:40 glutamat an den synaptischen änderung wird das mein brand potenzial negativer werden weniger transmitter stoffe
5:48 freigesetzt das heißt also konkret während es im dunklen bei der die polarisierten zelle
5:53 fortwährend zu einer ausschüttung des neurotransmitters glutamat kommt wird glutamat bei der hypo polarisation der
6:00 zelle nicht bzw nun sehr vermindert freigesetzt das klingt jetzt erstmal widersprüchlich
6:06 wenn wir zusammen fassen gerade im hellen wo unsere augen etwas sehen schalten sich die photorezeptoren
6:11 sozusagen ab indem sie keine transmitter stoffe freisetzen nun ja die signalweiterleitung ist aber
6:18 noch nicht abgeschlossen bis die information über den sehnerv an das gehirn gelangt muss diese noch über
6:23 andere zelltypen der netzhaut weitergeleitet werden und wenn man sich jetzt vorstellt dass einer dieser
6:28 zelltyp nur die abwesenheit von glutamat nutzen kann um reize in form von aktionspotenziale weiterzuleiten löst
6:36 sich der schein widerspruch auf und genau das ist auch der fall auf die nachgeschalteten horizontal und on
6:42 bipolar zählen neben diesen gibt es auch noch die oft bipolar zellen aber möchte ich an dieser stelle nicht weiter drauf
6:47 eingehen wirkt glutamat im historisch also helm und genauer gesagt schließen sich glutamat gesteuerte erregenden
6:56 natrium kanäle an der post synaptischen membran der horizontal zellen und on bipolar zählen wenn glutamat an die
7:04 kanäle bindet bei kein glutamat vorhanden ist bleiben diese geöffnet wodurch es zur entstehung von
7:10 aktionspotenziale in den gang ihren zellen kommt dieses ist das eigentliche elektrische signal dass in unserer
7:17 netzhaut entsteht und ins visuelle zentrum des gehirns weitergeleitet wird wodurch wir sehen
7:28 zusammenfassend lässt sich sagen dass die foto transaktion einen prozess darstellt bei dem lichtreize in
7:34 elektrische erregung umgewandelt werden etwas vereinfacht haben wir uns also in diesem video angeschaut wie es
7:39 eigentlich dazu kommt dass wir etwas sehen die zentrale funktion spielen dabei roter zielmoleküle sie sind in der
7:46 lage auf licht zu reagieren indem sie eine konformation änderung durch machen und dadurch eine reihe von molekularen
7:52 vorgängen in gang setzen die molekularen vorgänge kann man wie folgt zusammenfassen dass aktivierte
7:59 rhodopsin führt zur aktivierung von transaktion welches wiederum die vds der ase aktiviert die post ist da so sorgt
8:08 wiederum dafür dass zyklisches gmp im gmp umgewandelt wird zyklisches gmp das eigentlich am kanal proteine gebunden
8:15 ist und die kanäle offen etwas zu einem einstrom von natrium ionen führt wird abgebaut so dass auch kein cgmp die
8:23 natrium kanäle offen halten kann die natrium kanäle schließen sich dadurch kommt es zur hyper polarisation
8:29 die hyper polarisation also das negativ werden am rand potenzial hat zur folge dass die photorezeptoren nun wenig bzw
8:37 kein neurotransmitter glutamat ausschöpfen trotz der ausbleibenden transmitter ausschüttung von glutamat
8:44 kommt dass in den nachgeschalteten ganglienzellen zu aktionspotenzial genauer gesagt müsste man sogar sagen
8:49 wegen der ausbleibenden glutamat ausschütte denn während das vorhandensein von glutamat hemmend auf
8:56 die horizontal zahlen und die bipolare zellen wirkt bleibt diese hemmung aus wenn kein glutamat vorhanden ist dadurch
9:02 in den nachgeschalteten neuronen aktionspotenziale gebildet werden können der mechanismus der erregungs kaskade
9:08 mag unglaublich umständlich erscheint doch aufgrund der vielen schritte bietet er einen enorm forte die fähigkeit der
9:15 signalverstärkung jedes produkts im molekül kann mehrere hundert transco ziehen molekül aktivieren
9:21 auch die katalytische wirkung eines einzelnen moleküls phosphodiesterase groß ein molekül kann pro sekunde
9:27 mehrere hundert moleküle cgmp hydro visieren ein einziges photon kann also bewirken dass sich eine sehr große zahl
9:35 von natrium kanälen schließt der prozess der foto transaktionen findet übrigens in beinen foto rezeptor
9:41 zelltypen stadt also sowohl in stäbchen als auch den zapfen unterschiede innerhalb der prozesse liegen
9:46 beispielsweise in der dauer und in der verstärkung so läuft in zapfen die kaskade sehr viel schneller ab es dafür
9:53 aber weniger verstärkt als in den stäbchen