Гэрэл дамжуулалт

Харааны гэрэл дамжуулалт гэдэг нь харааны системийн мэдрэхүйн дамжуулалт юм. Энэ нь нүдний торлог бүрхэвчийн эсүүд, конус эсүүд ба гэрэлд мэдрэмтгий зангилааны эсүүд дэх гэрлийг цахилгаан дохионууд болгон хувиргах үйл явц юм. Энэ мөчлөгийг 1967 онд Нобелийн шагнал хүртсэн Жорж Валд (1906-1997) тайлбарласан байдаг. Үүний дараагаар "Валддын Харааны Мөчлөг " гэж нэрлэгддэг болсон.

Харааны мөчлөг нь фотоныг торлог бүрхэвчин дэх цахилгаан дохио болгон биологийн хувиргах явдал юм. Энэ үйл явц нь 11-cis торлог бүрхэвчийг агуулдаг опсин гэж нэрлэгддэг G-уураг бүхий рецептороор дамждаг.

Фоторецепторууд

Харааны системд оролцдог фоторецептор эсүүд нь савханцар ба конус юм. Эдгээр эсүүд нь эсийн мембраны уураг, опсинтой холбогддог хромофор (11-н торлог бүрхэвч, витамин А1-ийн алдегид ба гэрэл шингээдэг хэсэг) агуулдаг. Савханцар эс нь гэрлийн түвшин багатай тул өнгөт харааны дамжуулалт хийх шаардлагагүй байдаг. Нөгөө талаас, конус нь гурван өөр төрлийн конусын гарцыг харьцуулах замаар зургийн өнгийг кодлох боломжтой. Конус эсийн төрөл бүр нь тодорхой долгионы урт буюу өнгөний гэрэлд хамгийн сайн хариу үйлдэл үзүүлдэг тул тус бүрдээ арай өөр опсинтой байдаг. Гурван төрлийн конусууд нь урт долгионы (улаавтар өнгө), дунд долгионы уртад (ногоон өнгө), богино долгионы уртад (цэнхэр) өнгөнд оновчтой хариу үйлдэл үзүүлдэг L-конус, М-конус ба S-конусууд байдаг. Хүн төрөлхтөн гурван өвөрмөц систем, савханцар, дунд ба урт долгионы урттай мэдрэмтгий (улаан, ногоон) конус, богино долгионы мэдрэмжтэй (цэнхэр) конусуудаас бүрдэх трихроматик харааны системтэй байдаг. ^[1]

Боловсруулалт

Гэрлийг шингээх нь торлог бүрхэвчийн молекул дахь изомерийн өөрчлөлтөт оруулдаг.

Гэрлийн эрчмийг өөрчлөхөд фоторецепторын үйл ажиллагааг ойлгохын тулд янз бүрийн гүйдлийн үүргийг ойлгох шаардлагатай.

K ⁺ сонгогдсон сувгаар дамжин гадагш урсах калийн урсгал байдаг. Энэхүү гаднах гүйдэл нь ойролцоогоор -70 мВ орчимд фоторецепторыг гиперполярчлах хандлагатай байдаг (K ⁺ -ийн тэнцвэрийн боломж).

Натрийн урсгал нь cGMP- тэй натрийн сувгаар дамждаг. Энэ " харанхуй гүйдэл " гэж нэрлэгддэг эсийг ойролцоогоор -40 мВ хүртэл цэнэглэдэг.

Насосны нягтрал ихтэй Na + -K + нь фоторецепторыг Na ⁺ ба K ^+-ийн доторхи эсийн тогтвортой концентрацийг хадгалах боломжийг олгодог.

Харанхуйд

Фоторецепторын эсүүд нь өдөөлтгүй эсвэл скотопик нөхцөл (харанхуй) байхгүйн улмаас деполяризаци болох ер бусын эсүүд юм.

Харанхуй үед cGMP түвшин өндөр бөгөөд cGMP-үүдтэй натрийн сувгуудыг нээлттэй байлгаж, харанхуйн гүйдэл гэж нэрлэдэг. Энэхүү харанхуй гүйдэл нь эсийг ойролцоогоор -40 мВ хүчдэлд хадгалдаг бөгөөд энэ нь нейронуудын өдөөлтийг саатуулдаг глутамат ялгарлыг бий болгодог.

Глутамат нь ихэвчлэн өдөөдөг боловч нейротрансмиттерийг дарангуйлдаг.

Гэрэл дотор

Дүгнэж хэлэхэд: Гэрэл нь cGMP чиглэсэн натрийн сувгийг хааж, Na ⁺ ба Ca ²⁺ ионуудын ^{шилжилтийг} бууруулдаг. Na ⁺ ионы урсгалыг зогсоох нь харанхуй гүйдлийг үр дүнтэй унтраана . Энэ харанхуйд гүйдэл бууруулах улмаар эдгээр мэдрэлийн өдөөлт хүргэж, торлогийн мэдрэлийн саад бууруулдаг глутамат хувилбар бууруулдаг hyperpolarise нь photoreceptor, шалтгаан болж байна. Гэрэл зургийн ^{шилжилтийн} үед Ca ^2+-ийн бууралтыг багасгах нь Visual phototransduction # Гэрэл зургийн шилжилтийн каскадыг идэвхгүй болгох, фототранцукци хийх чадварыг бууруулж, нөхөн сэргээх боломжийг олгодог.

Фотоактивжуулалт дахь молекулын үе шатууд (Лесков нар, 2000 оноос өөрчлөгдсөн ^[2] ). Зураглал нь савханцар доторх мембран диск юм. Алхам 1: фотоны хэсэг (hν) шингээгдэж, дискний мембраныг R * болгон хувиргах замаар родопсиныг идэвхжүүлдэг. Алхам 2: Дараа нь R * нь дамжуулагч молекулуудтай олон удаа холбоо тогтоож, түүний идэвхжүүлэлтийг G * хүртэл идэвхжүүлж, GDP ба un дэд хэсгүүдээ гадагшлуулдаг цитоплазмын GTP-г чөлөөлснөөр идэвхижүүлдэг. Алхам 3: G * нь фосфодиэтеразын (PDE) дэд хэсгүүдийг дарангуйлж, α ба β дэд хэсгүүдийг идэвхжүүлдэг. Алхам 4: Идэвхжүүлсэн PDE гидролиз болон cGMP. Алхам 5: Гуанилил циклаза (GC) нь гэрэл дамжуулах каскад хоёр дахь элч болох cGMP-ийг синтезжүүлдэг. Цитозолын cGMP-ийн түвшинг бууруулснаар цикл нуклеотидын хаалттай сувгууд нь Na + болон Ca2 + -ийн цаашдын шилжилт хөдөлгөөнөөс урьдчилан сэргийлдэг.

Гэрэл дамжуулалтыг идэвхгүй болгох

Гэрэлтэй үед cGMP бага түвшинд Na + ба Ca2 + сувгуудыг хааж, эсийн доторхи Na + ба Ca2 + -ыг бууруулдаг. Сэргээх ( харанхуйд дасан зохицох ) үед Ca2 + түвшин бага байх нь нөхөн сэргэлтийг өдөөдөг.

Сээр нуруугүй амьтдын гэрэл дамжуулалт

Жимсний ялаа шиг сээр нуруугүй амьтдын гэрэл дамжуулалтын процесс нь сээр нуруутан амьтдаас ялгаатай байдаг. PI (4,5) P 2 мөчлөг нь фототроцын процессын суурь юм. Энд гэрэл нь Rhodopsin- т нийцлийн өөрчлөлтийг өдөөж, мета-родопсин болгон хувиргадаг. Энэ нь G-протеины цогцолборыг задлахад тусалдаг. Энэхүү цогцолборын альфа дэд хэсэг нь PIP2- ийг DAG руу гидролиз хийдэг PLC ферментийг (PLC-бета) идэвхжүүлдэг. Энэхүү гидролиз нь TRP суваг нээх, кальцийн шилжилт хөдөлгөөнд хүргэдэг.

Ашигласан материал

↑ Ebrey, Thomas (January 2001). "Vertebrate Photoreceptors". Progress in Retinal and Eye Research. 20 (1): 49–94. doi:10.1016/S1350-9462(00)00014-8.
↑ Leskov, Ilya (September 2000). "The Gain of Rod Phototransduction: Reconciliation of Biochemical and Electrophysiological Measurements". Neuron. 27 (3): 525–537. doi:10.1016/S0896-6273(00)00063-5.

Моисеев G, Чен Y, Такахаши Y, Ву Би, Ма JX. RPE65 нь ретиноид харааны мөчлөгт изомерогидролаз юм. Прок. Натл. Акад. Шинжлэх ухааны. 2005 оны 12 дугаар зүйл .
Жин М, Ли С, Мограби WN, Sun H, Travis GH. Rpe65 нь үхрийн нүдний торлог бүрхэвчийн хучуур эд дэх ретиноид изомераза юм. Эс. 2005 оны 12 дугаар зүйл .

Гадаад холбоосууд

[1] Ebrey, Thomas (January 2001). "Vertebrate Photoreceptors". Progress in Retinal and Eye Research. 20 (1): 49–94. doi:10.1016/S1350-9462(00)00014-8.

[2] Leskov, Ilya (September 2000). "The Gain of Rod Phototransduction: Reconciliation of Biochemical and Electrophysiological Measurements". Neuron. 27 (3): 525–537. doi:10.1016/S0896-6273(00)00063-5.

[1]

[2]