Б. Сигнальный каскад

G-белок палочек носит название трансдуцин. Связывание активированного светом родопсина (метародопсина II) с ГДФ-транс-дуцином катализирует обмен ГДФ (GDP) на ГТФ (GTP). Активная форма трансдуцина (ГТФ-трансдуцин) диссоциирует на комплекс β, γ-субъединиц и ГТФ-α-субъединицу (см. Механизм действия гидрофильных гормонов), которая активирует цГМФ-фосфодиэстеразу (cGMP-фосфодиэстеразу) [1], связывая ингибиторную субъединицу фермента.

В отсутствие света концентрация цГМФ (cGMP) в колбочках поддерживается на сравнительно высоком уровне (70 мкМ). Этот вторичный мессенджер (см. Вторичные мессенджеры) постоянно синтезируется гуанилатциклазой и гидролизуется цГМФ-фосфодиэстеразой. Активация фосфодиэстеразы (при освещении родопсина) вызывает быстрое (в течение нескольких мс) падение уровня цГМФ.

Спустя короткое время α-субъединица трансдуцина инактивируется за счёт медленного гидролиза связанного ГТФ и ассоциирует с комплексом (β, γ-субъединиц. Родопсин распадается на опсин и полностью транс-ретиналь, который изомеризуется в цис-ретиналь под действием изомеразы [3]. После сборки родопсина молекула возвращается в исходное состояние.

В темноте (на схеме слева внизу) высокий уровень цГМФ в палочках поддерживается благодаря активности гуанилатциклазы. Поэтому цГМФ-зависимые катионные каналы плазматической мембраны остаются открытыми и катионы Na+ и Са2+ беспрепятственно поступают в клетку. При этом зрительная клетка постоянно выбрасывает нейромедиатор глутамат в синаптическую щель.

При освещении (на схеме справа внизу) уровень цГМФ резко падает за счёт активации фосфодиэстеразы, что приводит к перекрыванию ионных каналов. Так как ионы Na+ и Са2+ постоянно выкачиваются из клетки, концентрация их быстро падает. Это приводит к гиперполяризации клетки и останавливает выброс нейромедиатора. Снижение концентрации ионов Са2+ инициирует активацию гуанилатциклазы, что влечёт за собой быстрый подъем уровня цГМФ настолько, что ионные каналы открываются вновь.


Ткани и органы. Нервная ткань / Механизм зрительного восприятия

Статьи раздела «Механизм зрительного восприятия»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Клеточные механизмы токсичности аммиака / В настоящей книге авторы попытались кратко изложить исторически сложившиеся и современные представления о биологическом действии аммиака в организме и клетках животных. Основное внимание уделено роли аммиака в биохимических процессах, происходящих в печени и мозге, а также литературным и собственнымКлеточные механизмы токсичности аммиака
В настоящей книге авторы попытались кратко изложить исторически сложившиеся и ...
Математические модели морфогенеза / Автором предлагаемого курса лекций по математическим моделям морфогенеза является известный французский математик и философ, крупнейший специалист в области алгебраической и дифференциальной топологии, основоположник математической теории катастроф, Рене Том, получивший в 1956 году философскую премиМатематические модели морфогенеза
Автором предлагаемого курса лекций по математическим моделям морфогенеза ...
Интеллектуальные липидные наноконтейнеры в адресной доставке лекарственных веществ / Настоящая книга рассказывает о новейших достижениях в использовании липидов и совместимых с ними полимеров при создании молекулярных наноконтейнеров, способных хранить и адресно доставлять лекарственные вещества в различные отделы организма, взаимодействовать с поверхностью определённых клеток, пронИнтеллектуальные липидные наноконтейнеры в адресной доставке лекарственных веществ
Настоящая книга рассказывает о новейших достижениях в использовании липидов и ...
Биофизика ДНК-актиномициновых нано-комплексов / В монографии д.б.н., в.н.с. ИБК РАН Н.Л.Векшина на примере актиномицинов рассматриваются нано-комплексы противоопухолевых гетероциклических антибиотиков с ДНК, полинуклеотидами, олигонуклеотидами и агрегатами пуринов, изучаемых с помощью спектроскопических методов. Приводятся экспериментальные данныБиофизика ДНК-актиномициновых нано-комплексов
В монографии д.б.н., в.н.с. ИБК РАН Н.Л.Векшина на примере актиномицинов ...