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


Физическая химия. Денатурации белков / Физическая химия. Денатурации белковФизическая химия. Денатурации белков
Физическая химия. Денатурации белков
Атлас. Морфология крахмала и крахмалопродуктов / В атласе приведены данные о морфологической характеристике нативных крахмалов: картофельного (полученного из 20 сортов, из которых 10: «Атлант», «Лазурит», «Ласунак», «Лыея», «Маг», «Скарб», «Сузор’е», «Явар», «Уладар», «Веснянка» — белорусской; 4: «Лазарь», «Диво», «Вестник», «Эффект» — российской;Атлас. Морфология крахмала и крахмалопродуктов
В атласе приведены данные о морфологической характеристике нативных крахмалов: ...
Микроэлементы в окружающей среде. Биогеохимия, биотехнология и биоремедиация / Книга посвящена анализу роли микроэлементов (металлов и металлоидов) в биогеосфере и включает изучение широкого круга вопросов, связанных с транспортом и химическими превращениями следовых элементов, регулированием их содержания, способами ограничения и предотвращения загрязнений, а также мониторингМикроэлементы в окружающей среде. Биогеохимия, биотехнология и биоремедиация
Книга посвящена анализу роли микроэлементов (металлов и металлоидов) в ...
Структура и стабильность биологических макромолекул / В книге рассмотрены строение и свойства биополимеров — в основном белков. Такие вопросы, как конформации белков в связи с их физиологическими функциями, влияние нейтральных солей на структуру и конформационную стабильность макромолекул в растворе, сравнение структуры белков в кристаллах и растворах,Структура и стабильность биологических макромолекул
В книге рассмотрены строение и свойства биополимеров — в основном белков. Такие ...