Was ist Transducin?

Transducin ist ein Guanin-Nukleotid-bindendes Protein (G-Protein), das eine entscheidende Rolle im visuellen Transduktionsprozess in der Netzhaut spielt. Es ist insbesondere an der Phototransduktionskaskade beteiligt, die durch die Absorption von Licht durch Photorezeptorzellen ausgelöst wird. Hier ist eine Übersicht über Transducin:

Funktion in der Phototransduktion:

1. Lichtabsorption: Wenn Licht auf die Netzhaut trifft, wird es von Photopigmenten wie Rhodopsin in Stäbchen und Zapfenpigmenten in Zapfen absorbiert, die im äußeren Segment der Photorezeptorzellen vorhanden sind.

2. Konformationsänderung: Die Absorption von Licht führt zu einer Konformationsänderung dieser Pigmente und aktiviert sie.

3. Aktivierung von Transducin: Die aktivierten Photopigmente interagieren mit Transducin und aktivieren es, indem sie den Austausch von Guanosindiphosphat (GDP) mit Guanosintriphosphat (GTP) auf dem G-Protein erleichtern.

4. GTP-Transducin: Die GTP-gebundene Form von Transducin dissoziiert in zwei Untereinheiten:die Alpha-Untereinheit (Gαt) und ein Beta-Gamma-Dimer (Gβγ).

5. Interaktion mit Effektoren: Die Gαt-Untereinheit bindet dann an Phosphodiesterase (PDE) und aktiviert diese.

6. PDE-Aktivierung: PDE hydrolysiert zyklisches Guanosinmonophosphat (cGMP), das als zweiter Botenstoff in Photorezeptorzellen fungiert.

7. Hyperpolarisation: Die Abnahme der cGMP-Spiegel führt zum Verschluss von cGMP-gesteuerten Ionenkanälen in der Zellmembran des Photorezeptors. Dadurch wird der Einstrom von Kationen verringert, was zu einer Hyperpolarisierung der Photorezeptorzelle führt.

8. Signalverstärkung: Jedes aktivierte Photopigment kann mehrere Transducinmoleküle aktivieren, was zu einer erheblichen Signalverstärkung in der Phototransduktionskaskade führt.

Rolle bei der Signalbeendigung:

1. GTPase-Aktivität: Transducin besitzt eine intrinsische GTPase-Aktivität, die GTP zu GDP hydrolysiert, was zur Deaktivierung der Gαt-Untereinheit führt.

2. Neuzuordnung: Die Gαt-GDP- und Gβγ-Untereinheiten assoziieren erneut und bilden den inaktiven Transducin-Komplex.

Sensibilität und Anpassung:

Bei schlechten Lichtverhältnissen spielt Transducin eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Empfindlichkeit von Photorezeptorzellen, indem es das anfängliche Lichtsignal verstärkt. Bei hellem Licht wird Transducin schnell deaktiviert und reassoziiert, sodass sich der Photorezeptor schnell an wechselnde Lichtintensitäten anpassen kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Transducin als G-Protein fungiert, das die Aktivierung von Photopigmenten mit den nachfolgenden Ereignissen in der Phototransduktionskaskade koppelt, was letztendlich zu Veränderungen der elektrischen Signale führt, die von Netzhautzellen an das Gehirn übertragen werden und es uns ermöglichen, visuelle Informationen wahrzunehmen.