Brainscape's Knowledge GenomeTM


Top Flashcards (Certified)
All Flashcards

Zellbio und Physio Tiere > Phototransduktion > Flashcards

Phototransduktion Flashcards

(53 cards)

Start Studying
1
Q

Aufbau der Retina

A
  • Äußere Segmente der Stäbchen und Zapfen
  • Zapfen/Stäbchen
  • Horizontalzellen (Kontrast), Bipolarzellen, Amakrinzellen
  • zum Gehirn projizierende Ganglionzellen
  • Sehnerv
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Warum können Babies nicht so gut sehen? Sie reagieren nur auf visuelle Reize aus nächster Nähe und mit hohem Kontrast

A
  • viel weniger Zapfenzellen (haben dafür größeren Durchmesser)
  • auch aüßere Segmente und axonale Fortsätze entstehen erst noch
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Wo ist der Blinde Fleck und wie kommt er zustande?

A

Stelle, wo der Sehnerv liegt

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Umwandlung eines Lichtsignals (Photon)

A

-wird von einem Rhodopsin-Molekül absorbiert und letztendlich in elektrisches Signal umgebandelt (wird von Photorezeptorzelle gebildet) und über Interneurone an Gehirn weitergeleitet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

wie fein können Photorezeptoren Licht wahrnehmen?

A

können einzelne Photonen wahrnehmen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Können Photorezeptoren adaptieren?

A

ja - bei andauernde Lichtreizung wird die Verstärkung der Signale reduziert

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Elektroretinogramm (ERG)

A

Analyse der Photorezeptorströme im Auge nach Lichtreizung (Rezeptorzellen depolarisieren auf Lichtreize, wodurch Aktionspotenziale ausgelöst werden können) - misst synchrone Antwort vieler Rezeptorzellen (depolarisieren gemeinsam)
-wird extrazellulär mit einer Elektrode direkt unter der Augenoberfläche gemessen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Was ist der entscheidende Schritt bei der Rhodopsin-Phototransduktion?

A

Rhodopsin wird zu Opsin und Retinal umgewandelt durch Lichtisomerisierung

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Signalweg vom Rhodopsin aus (Fliegen und viele Invertebraten)

A

ein 7-TM-Rezeptor (ninaE) (aktiviert ein G-Protein) -> Phospholipase C (norpA), generiert second messenger Kaskade IP3 und DAG aus PIP2
-> Na und Ca strömen in Photorezeptorzelle - Depolarisation - Aktionspotenzial

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Welcher Teil der Signalkaskade des Signalwegs vom Rhodopsin bei Fliegen etc. ist essentiell und was macht er?

A

Phospholipase C, generiert IP3 (inositol triphosphat)und DAG (diacylgylerol) aus PIP2 (phosphatidylinositol biphosphat)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Was ist noch unklar bei der Signalkaskade des Signalwegs vom Rhodopsin bei Fliegen etc.?

A

wie die TRP-Kanäle (die Calcium von außen einströmen lassen) geöffnet werden

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Wieso kann IP3 nicht der Grund für die Öffnung des TRP-Kanals sein?

A

IP3-Rezeptor-Mutanten haben keinen Effekt auf die Phototransduktion

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Wieso kann DAG -> PKC nicht der Grund für die Öffnung des TRP-Kanals sein?

A

aktiviert PKC - PKC-Mutanten betreffen nur die Adaptation und Inaktivierung der Kaskade, nicht aber die Anregung durch Licht (bei Mutanten (rdgA -retinal degradation) sind die TRP-Kanäle konstitutiv geöffnet)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Was ist die neueste Hypothese bei den TRP-Kanälen?

A

dass sie durch mechanische Kräfte (Membrankontraktion) und Protonen (Azidifizierung) geöffent werden

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Adaptation (Phototransduktion)

A

Anpassung des Auges an sich ändernde Lichtintensitäten (Reduzierung der firing Frequenz eines Neurons (insbes. Rezeptorneurons), unter Bedingungen konstanter Stimulierung

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Licht-induzierte Translokation in den Rhabdomeren

A

Trpl und Gqalpha lokalisieren in Rhabdomeren dunkel-adaptierter Fliegen, aber nach 1h Lichtexposition translozieren sie in den Zellkörper, Myosin III Protein (ninaC-Gen) ist dafür essentiell

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Wie hat man die Licht-induzierte Translokation in den Rhabdomeren erforscht?

A

man hat die TRP und TRPL-Kanäle mit GFP markiert und konnte dann die Lokalisation bei Licht- und dunkel-Adaptation beobachten - TRPL aber nicht TRP translozieren in den Zellkörper

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

SIgnalplex

A

Proteine bilden mithilfe des INAD-Proteins ein Cluster (schnellste bekannte G-Protein-Signalkaskade überhaupt) - ermöglicht Lichtregulierte Lokalisation

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Warum muss die Phototransduktionskaskade wieder inaktiviert werden?

A
  • um die maximale zeitliche Auflösung der Antwort auf Lichtreize zu gewährleisten
  • konstitutive Aktivierung führt zu Degeneration der Photorezeptoren
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Wie wird meta-Rhodopsin inaktiviert?

A

durch Bindung an Arrestin (wird entgegengesetzt zu TRPL transportiert (zum Licht, weg vom Zellkörper)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Wie erhört die Phospholipase C die endogene GTPase-Aktivität von Gq alpha?

A

PLC deaktiviert Gqalpha und dadurch sich selbst: aktiviertes G-Protein bleibt aktiv, bis es sein Target (hier PLC) gefunden und aktiviert hat

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Wie hat man gezeigt, dass Calcium aktiv aus der Zelle transportiert wird durch den Na/Ca-Transporter CalX (Inaktivierung der Signaltransduktionskaskade)?

Study These Flashcards
A
  • durch reduzierte TRP-Funktion induzierte Retinale Degeneration kann durch gleichzeitige Reduktion der CalX-Funktion gerettet werden
  • durch konstitutive trp-Funktion induzierte Retinale Degeneration kann durch Überexpression von CalX gerettet werden
23
Q

Welcher Ausschnitt des elektromagnetischen Spektrums kann von unseren Photorezeptoren detektiert werden?

Study These Flashcards
A

kleiner Ausschnitt (380-740 nm, lila/blau bis rot)

24
Q

Zapfen (cones)

Study These Flashcards
A

Farbsehen und helles Licht

25
Stäbchen (rods)
Schwarz/weiß und Dämmerungslicht
26
wieviele Zapfen und Stäbchen hat die menschliche Retina?
-6 Mio Zapfen und 125 Mio Stäbchen
27
Wie genau nimmt eine menschliche Stäbchenzelle Licht war?
kann ein einzelnes Photon wahrnehmen und Gehirn benötigt weniger als 10 Antworten einer Zelle, um sie als Lichtblitz einzuordnen
28
Was ist im Außensegment von Photorezeptorzellen?
Disks mit Rhodopsin (freischwimmend im cytoplasmatischen Raum)
29
Was ist im Innensegment von Photorezeptorzellen?
Mitochondrien, Zellkern, ER, Golgi
30
Was ist am Ende der Photorezeptorzellen?
synaptischer Körper mit synaptischer Endigung
31
bei Säugern kann man nicht so einfach genetische Experimente machen - wie wurde die Phototransduktionskaskade in Vertebraten entschlüsselt?
biochemisch, z.B. Isolierung von Rinderopsin (7TM-Rezeptor-Familie)
32
Rhodopsin-Photorezeption (Vertebraten)
11-cis-Retinal wird mit Licht zu all-trans-Retinal umgewandelt (Lichtenergie eines Photons wird in atomare Bewegung umgesetzt)
33
Wie wird das all-trans-Retinal enzymatisch reisomerisiert?
enzymatischer Prozess im retinalen Pigmentepithelium
34
Was passiert durch die Konformationsänderung des Rhodopsins (Vertebraten)?
es entsteht aktives Meta-Rhodopsin*, das dem Liganden-gebundenen Zustand anderer 7-TM-Rezeptoren entspricht
35
Welches G-Protein wird von Meta-Rhodopsin* aktiviert (Vertebraten)?
Transducin
36
Was macht Transducin (G-Protein) (anders als bei Fliegen)?
es aktiviert eine cGMP Phosphodiesterase (cGMP zu GMP) und nicht PLC
37
Wozu führt die Umwandlung von cGMP zu GMP?
zur Schließung von cGMP-abhängigen Ionenkanälen und dadurch zur Hyperpolarisation der Photorezeptormembran (fundamentaler Unterschied zur den depolarisierenden Photorezeptoren der Invertebraten)
38
Wie ist der Ionenfluss bei Dunkelheit (Vertebraten)?
cAMP-gesteuerte Kanäle sind offen (Na-Einstrom Außensegment) und K-selektiver Ausstrom Innensegment, Na strömt über Verbindungsstelle in Innensegment), Na/K-ATPase (Innensegment) pumpt aktiv Na raus und K rein
39
Wie ist der Ionenfluss bei Helligkeit (Invertebraten)?
Na-Kanäle werden bei niedriger cGMP-Konzentration geschlossen, es kann kein Na einströmen, aber K ausströmen -> Hyperpolarisierung
40
Wie führt die Hyperpolarisierung der Photorezeptorzelle zur Weiterleitung des elektrischen SIgnals an das Gehirn?
bestimmte Bipolare Zellen werden inaktiviert, wenn weniger inhibierendes Glutamat von Stäbchen und Zapfen ausgeschüttet wird (wenn sie hyperpolarisiert sind)
41
Wie können Kontraste wahrgenommen werden?
- mGlu6 ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor, der nach Bindung von Glutamat das Neuron hyperpolarisiert (depolarisiert in Licht, da wenig Glu ausgeschüttet wird) - depolarisiert on-center-Ganglionzelle - AMPA und Kainate sind ionotropische Rezeptoren, die nach Bindung von Glutamat das Neuron depolarisieren (depolarisiert in Dunkelheit, da viel Glu ausgeschüttet wird) -> depolarisiert off-center-Ganglionzelle
42
Signalverstärkung bei der Phototransduktion der Vertebraten
- ein Rhodopsin-Molekül aktiviert bis zu 800 G-Proteine, eine Phosphodiesterase katalysiert die Hydrolyse von bis zu 6 cGMP-Molekülen - > ein Rhodopsin-Molekül führt zur Schließung von ca. 200 Ionenkanälen (Potentialänderung von 1 mV)
43
Rhodopsin-Phosphorylierung und Arrestin (Inaktivierung und Adaptation in Vertebraten)
-jedes Opsin-Molekül hat 3 Serin-Phosphorylierungsstellen, je höher die Phosphorylerungsstufe, desto geringer die G-Protein-Aktivierung (bei stärkerem Licht), wenn alle 3 Serine phosphoryliert sind, bindet Arrestin an Opsin, sodass Opsin nicht mehr an G-Protein binden kann
44
Translokation von Phototransduktionsmolekülen (Inaktivierung und Adaptation in Vertebraten)
- Retinas dunkeladaptierter Ratten vor und nach kurzer Lichtexposition gefärbt mit anti G-alpha und G-beta-Antikörpern - nur im outer segment kann das G-Protein mit Rhodopsin interagieren - wie bei Fliege transloziert Arrestin in die entgegengesetzte Richtung
45
Wie können Zapfen Farben unterscheiden?
exprimieren 3 Farbopsine (blau, grün und rot) - teilweise nur wenige AS Unterschied verantwortlich
46
Wie entsteht Farbblindheit?
Gene für rote und grüne Opsine liegen benachbart auf X-Chromosom, homologe Rekombination zwischen den 2 Genen
47
Circadiane Rhythmen in Menschen
innere Uhr etwas langsamere Periode als normaler Tag
48
Experimente zur circadianen Rhythmik
- Schlaf-Wach-Rhythmus eines französischen Höhlenforschers - Bunker-Experimente mit Studenten - > Organismen besitzen eine innere Uhr, die mit der Umwelt synchronisiert werden kann
49
Wie fand man heraus, dass circadiane Photorezeptoren von Säugern innerhalb der Augen lokalisiert sein müssen?
Maus: intakte Synchronisation nach Trennung des optischen Trakts, keine Synchronisation nach Trennung des Retinohypothalamischen Trakts
50
Wie hat man herausgefunden, dass andere Photorezeptoren im Auge als Zapfen/Stächen für die Synchonisation der inneren Uhr verantwortlich sind?
-bei Mutationen bei Zapfen/Stäbchen war trotzdem ein Phase-Shift des Schlaf-Wach-Rhythmus nach Lichtexposition zu beobachten
51
circadianes Photopigment
Melanopsin: Retinale Ganglionzellen sind intrinsich photosensitiv (unabhängig von Stäbchen und Zapfen) - spektrale Photosensitivität passte auf das Opsin
52
Welcher Phototransduktion gleicht die Melaopsin Phototransduktion?
der von Invertebraten Rhodopsinen (Melaopsin ist enger verwandt mit Rhodopsinen der Invertebraten als mit visuellen Opsinen der Vertebraten)
53
Eigenschaften von Melanopsin und Retinalen Ganglienzellen
- 11-cis-Retinal photoreisomerisiert (wie bei Fliegen) - RGC depolarisieren nach Lichtreizung (wie bei Fliegen) - Melanopsin wird gleichmäßig verteilt in der RGC verteilt exprimiert - Ablation der Melanopsin RGCs führt zu totalem Verlust der Synchronisation (die zur Synchronisation beitragenden Stäbchen und Zapfen sind mit diesen RGCs verschaltet)

Zellbio und Physio Tiere (14 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2025 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions