Fotorreceptores y fototransducción. PPT para tercero medio Biología, plan común.
37
Human Anatomy & Physiology Ninth Edition PowerPoint ® Lecture Diapositivas Preparadas por Barbara Heard, Atlantic Cape Community College; modificadas por GAToledo, Prof. SFC, 2016 © 2013 Pearson Education, Inc. © Annie Leibovitz/Contact Press Images UNIDAD 3 Sentido: Visión. Fotorreceptores y Fototransducción
-
Upload
san-fernando-college -
Category
Education
-
view
632 -
download
3
Transcript of Fotorreceptores y fototransducción. PPT para tercero medio Biología, plan común.
Human Anatomy & PhysiologyNinth Edition
PowerPoint® Lecture DiapositivasPreparadas porBarbara Heard,Atlantic Cape Community College; modificadas por GAToledo, Prof. SFC, 2016
© 2013 Pearson Education, Inc.© Annie Leibovitz/Contact Press Images
UNIDAD 3
Sentido: Visión. Fotorreceptores y Fototransducción
© 2013 Pearson Education, Inc.
Anatomía Funcional de los fotorreceptores
• Bastones y conos– Neuronas modificadas
– Regiones receptoras llamadas segmentos externos
• Contienen Pigmentos visuales (fotopigmentos)– Moléculas cambian de forma cuando absorben luz
– Segmento interno de cada uno se une al cuerpo celular
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.15a Fotorreceptores de la retina.
Procesos de células bipolares Lu
z
Terminales sinápticos
Cuerpo del bastón
Fibras internas
NúcleoCuerpo del conoMitocondria
Cilios conectores
fibra externa
Microvellosidades apicalesDiscos que poseenpigmentos visualesDiscos que están siendo fagocitados
Gránulosde melanina
Núcleo de célula Pigmentaria
Lámina basal (borde con coroides)
Seg
men
to i
nter
noC
apa
Pig
men
tada
Seg
men
to e
xter
no
Lu
z
Lu
z
Los segmentos esternos de bastones y conos están embebidas en la capa de la retina.
Cuerpo del bastón
© 2013 Pearson Education, Inc.
Células fotorreceptoras
• Vulnerables al daño
• Degeneran si la retina se desprende
• Se destruyen por luz intensa
• El segmento externo se renueva cada 24 horas– Los fragmentos se desprenden y son
fagocitados por las células del epitelio pigmentario
© 2013 Pearson Education, Inc.
Bastones
• Características funcionales– Muy sensibles a la luz
– Más adaptado para la visión nocturna y periférica
– Contienen un solo pigmento: la rodopsina• Perciben input sólo en tonos grises
– Vías convergen, causando, imágenes no claras y difusas
© 2013 Pearson Education, Inc.
Conos
• Características funcionales – Necesitan una luz brillante para su activación
(tienen baja sensibilidad)– Reaccionan más rápidamente– Tienen uno de tres pigmentos para la visión
en colores– Las vías no convergentes resultan en una
visión detallada y de alta resolución– Ceguera para los colores–carecen de uno o
más pigmentos de conos
© 2013 Pearson Education, Inc.
Table 15.1 Comparison of Rods and Cones
© 2013 Pearson Education, Inc.
Química de los Pigmentos visuales
• Retinal– La molécula absorbe luz que se combina con
una de cuatro proteínas (opsinas) para formar Pigmentos visuales
– Sintetizados de la vitamina A– Isómeros del Retinal : 11-cis-retinal (forma
torcida) y todo-trans-retinal (forma recta)• Forma torcida forma recta cuando el pigmento
absorbe luz
• Conversión de torcida a recta inicia reacciones impulsos eléctricos a lo largo del nervio óptico
© 2013 Pearson Education, Inc.
Fototransducción: Captura de Luz
• Pigmento púrpura de los bastones–rodopsina– 11-cis-retinal + opsina rodopsina– Tres pasos de la formación y descomposición
de la rodopsina• Síntesis de pigmento• Blanqueo de pigmento
• Regeneración de pigmento
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.15b Fotoreceptores de la retina.
discos de los bastones
La Rodopsina, el Pigmento visual debastones está embebido en la membrana que forma discos en el segmento externo.
El pigmentovisual se compone de:• Retinal• Opsina
© 2013 Pearson Education, Inc.
Fototransducción: Captura de Luz
• Síntesis de pigmento– Rodopsina se forma y acumula en la oscuridad
• Blanqueo de pigmento– Cuando la rodopsina absorbe luz, el retinal
cambia al isómero todo-trans– El Retinal y opsina se separan
(descomposición de rodopsina)
• Regeneración de pigmento– Todo-trans retinal convertido al isómero 11-cis– La rodopsina se regenera en los segmentos
externos
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.16 la formación y descomposición de la rodopsina.
Enzimas convierten a trans-retinal a su forma 11-cis en las células de la capa pigmentaria; requiere ATP.
Regeneración de Pigmento:
La absorción de luz por la rodopsina gatilla una rápida serie de pasos donde el retinal cambia de forma (11-cis a todo-trans) y finalmente es liberado de la opsina.
Blanqueo del pigmento:
11-cis-retinal, derivadode la vitamina A, secombina con opsina para formar rodopsina.
Síntesis de pigmento:1
2H+
2H+
todo-trans-retinal
todo-trans-retinal
Rodopsina
Dark
3
2
11-cis-retinalVitamina A
Oxidación
Reducción
Opsina y
Light
11-cis-retinal
O
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.17 Eventos de la fototransducción.
http://sites.sinauer.com/neuroscience5e/animations11.02.html Diapositiva 1
Recuerda que los mecanismos de Señal de la Proteína G son como una carrera de postas.
El Retinal absorbe luzy cambia de forma. ElPigmento visual se activa.
Luz (1er
mensajero)
Receptor Proteina G Enzima 2domensajero
Pigmento visual
1
Luz
11-cis-retinal
Transducina(a Proteína G)
todo-trans-retinal
2 3 El pigmentoVisual activa a laTransducina(Proteína G).
La Transducinaactiva a lafosfodiesterasa (PDE).
4 5 PDE conviertecGMP a GMP,causando la caídadel nivel de cGMP.
A medida que cae el nivel de cGMP, se cierran los canales de sodio y la membrana se hiperpolariza.
Canal iónico sensible al cGMPabierto en oscuridad
Canal iónico sensible alcGMP Cerrado en luminosidad
Fosfodiesterasa (PDE)
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.17 Eventos de la Fototransducción. (Otra interesante animación)http://content.bfwpub.com/webroot_pubcontent/Content/BCS_4/Hillis1e/Animated%20Tutorials/at3502/pol_3502.swf
Diapositiva 2
Recuerda que los mecanismos de Señal de la Proteína G son como una carrera de postas.
El Retinal absorbe luzy cambia de forma. ElPigmento visual se activa.
Receptor Proteína G Enzima 2domensajero
Pigmento visual
1
Luz
11-cis-retinal
Transducina(a Proteína G)
todo-trans-retinal
Luz (1er
mensajero)
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.17 Eventos de la fototransducción. Diapositiva 3
Recuerda que los mecanismos de Señal de la Proteína G son como una carrera de postas.
El Retinal absorbe luzy cambia de forma. ElPigmento visual se activa.
Receptor Proteína G Enzima 2domensajero
Pigmento visual
1
Luz
11-cis-retinal
Transducina(a Proteína G)
todo-trans-retinal
2 El pigmentoVisual activa a laTransducina(Proteína G).
Luz (1er
mensajero)
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.17 Eventos de la fototransducción. Diapositiva 4
Recuerda que los mecanismos de Señal de la Proteína G son como una carrera de postas.
El Retinal absorbe luzy cambia de forma. ElPigmento visual se activa.
Receptor Proteína G Enzima 2domensajero
Pigmento visual
1
Luz
11-cis-retinal
Transducina(a Proteína G)
todo-trans-retinal
2 3 El pigmentoVisual activa a laTransducina(Proteína G).
La Transducinaactiva a lafosfodiesterasa (PDE).
Fosfodiesterasa (PDE)
Luz (1er
mensajero)
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.17 Eventos de la fototransducción. Diapositiva 5
El Retinal absorbe luzy cambia de forma. ElPigmento visual se activa.
Pigmento visual
1
Luz
11-cis-retinal
Transducina(a Proteína G)
todo-trans-retinal
2 3 El pigmentoVisual activa a laTransducina(Proteína G).
La Transducinaactiva a lafosfodiesterasa (PDE).
4 PDE conviertecGMP a GMP,causando la caídadel nivel de cGMP
Fosfodiesterasa (PDE)
Recuerda que los mecanismos de Señal de la Proteína G son como una carrera de postas.
Receptor Proteína G Enzima 2domensajero
Luz (1er
mensajero)
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.17 Eventos de la fototransducción. Diapositiva 6
Recuerda que los mecanismos de Señal de la Proteína G son como una carrera de postas.
El Retinal absorbe luzy cambia de forma. ElPigmento visual se activa.
Receptor Proteína G Enzima 2domensajero
Pigmento visual
1
Luz
11-cis-retinal
Transducina(a Proteína G)
todo-trans-retinal
2 3 El pigmentoVisual activa a laTransducina(Proteína G).
La Transducinaactiva a lafosfodiesterasa (PDE).
4 5 PDE conviertecGMP a GMP,causando la caídadel nivel de cGMP
A medida que cae el nivel de cGMP, se cierran los canales de sodio y la membrana se hiperpolariza.
Canal iónico sensible al cGMPabierto en oscuridad
Canal iónico sensible alcGMP Cerrado en luminosidad
Fosfodiesterasa (PDE)
Luz (1er
mensajero)
© 2013 Pearson Education, Inc.
Fototransducción en Conos
• Similar al proceso en bastones
• Los conos son mucho menos sensibles a la luz– Se requiere alta intensidad lumínica para
activar a los conos
© 2013 Pearson Education, Inc.
Reacciones de transducción luminosa
• La rodopsina activada por la luz activa a la Proteína G Transducina
• La Transducina activa a la PDE, la cual descompone al GMP cíclico (cGMP)
• En la oscuridad, cGMP mantiene abierto a los canales del segmento externo Na+ y Ca2+ despolariza a la célula
• En luz se descompone cGMP, los canales se cierran, la célula se hiperpolariza– ¡la hiperpolarización es la señal!
© 2013 Pearson Education, Inc.
Información Procesada en la Retina
• Los fotorreceptores y las células bipolares solo generan potenciales graduados (PPSEs y PPSIs)
• Cuando la luz hiperpolariza a las células fotorreceptoras– Se detiene la liberación de glutamato
(neurotransmisor inhibidor)– Células Bipolares (ya no inhibidas) se
despolarizan, liberan neurotransmisor en las células ganglionares
– Las células Ganglionares generan PA transmitido en el nervio óptico hacia el cerebro.
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina (1 de 2). Diapositiva 1En la oscuridad
Se abren los canales sensi- bles al cGMP permitiendo elinflujo de cationes; se des-polarizan los fotorreceptores
1
Se abren los canales de Ca2+ sensibles al voltaje en los terminales sinápticos.
El Neurotransmisor esliberado continuamente.
El neurotransmisor causaPPSIs en la célula bipolar. Seprovoca hiperpolarización.
La hiperpolarización cierralos canales de Ca2+ sensiblesal voltaje, inhibiendo la libera-de neurotransmisor.
No se producen PPSEs en la célula ganglionar.
No se producen potencialesde acción en el nervio óptico.
CélulaFotoreceptora(bastón)
CélulaBipolar
Célulaganglionar
Ca2+
−40 mV−40 mV
2
3
4
5
6
7
Ca2+
Na+
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina (1 de 2). Diapositiva 2En la oscuridad
Se abren los canales sensi- bles al cGMP permitiendo elinflujo de cationes; se des-polarizan el fotoreceptor.
1
CélulaFotoreceptora(bastón)
CélulaBipolar
Célulaganglionar
−40 mV−40 mV
Ca2+
Na+
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina (1 de 2). Diapositiva 3En la oscuridad
Se abren los canales sensi- bles al cGMP permitiendo elinflujo de cationes; se des-polariza el fotoreceptor.
1
Se abren los canales de Ca2+ sensibles al voltaje en los terminales sinápticos.
CélulaFotoreceptora(bastón)
CélulaBipolar
Célulaganglionar
Ca2+
−40 mV−40 mV
2
Ca2+
Na+
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina (1 de 2). Diapositiva 4En la oscuridad
Se abren los canales sensi- bles al cGMP permitiendo elinflujo de cationes; se des-polariza el fotoreceptor.
1
Se abren los canales de Ca2+ sensibles al voltaje en los terminales sinápticos.
El Neurotransmisor esliberado continuamente.
CélulaFotoreceptora(bastón)
CélulaBipolar
Célulaganglionar
Ca2+
−40 mV−40 mV
2
3
Ca2+
Na+
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina (1 de 2). Diapositiva 5En la oscuridad
Se abren los canales sensi- bles al cGMP permitiendo elinflujo de cationes; se des-polariza el fotoreceptor.
1
Se abren los canales de Ca2+ sensibles al voltaje en los terminales sinápticos.
El Neurotransmisor esliberado continuamente.
El neurotransmisor causaPPSIs en la célula bipolar. Seprovoca hiperpolarización.
CélulaFotoreceptora(bastón)
CélulaBipolar
Célulaganglionar
Ca2+
−40 mV−40 mV
2
3
4
Ca2+
Na+
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina (1 de 2). Diapositiva 6En la oscuridad
Se abren los canales sensi- bles al cGMP permitiendo elinflujo de cationes; se des-polariza el fotoreceptor.
1
Se abren los canales de Ca2+ sensibles al voltaje en los terminales sinápticos.
El Neurotransmisor esliberado continuamente.
El neurotransmisor causaPPSIs en la célula bipolar. Seprovoca hiperpolarización.
La hiperpolarización cierralos canales de Ca2+ sensiblesal voltaje, inhibiendo la libera-de neurotransmisor.
CélulaFotoreceptora(bastón)
CélulaBipolar
Célulaganglionar
Ca2+
−40 mV−40 mV
2
3
4
5
Ca2+
Na+
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina (1 de 2). Diapositiva 7En la oscuridad
Se abren los canales sensi- bles al cGMP permitiendo elinflujo de cationes; se des-polariza el fotoreceptor.
1
Se abren los canales de Ca2+ sensibles al voltaje en los terminales sinápticos.
El Neurotransmisor esliberado continuamente.
El neurotransmisor causaPPSIs en la célula bipolar. Seprovoca hiperpolarización.
La hiperpolarización cierralos canales de Ca2+ sensiblesal voltaje, inhibiendo la libera-de neurotransmisor.
No se producen PPSEs en la célula ganglionar.
CélulaFotoreceptora(bastón)
CélulaBipolar
Célulaganglionar
Ca2+
−40 mV−40 mV
2
3
4
5
6
Ca2+
Na+
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina (1 de 2). Diapositiva 8En la oscuridad
Se abren los canales sensi- bles al cGMP permitiendo elinflujo de cationes; se des-polariza el fotoreceptor.
1
Se abren los canales de Ca2+ sensibles al voltaje en los terminales sinápticos.
El Neurotransmisor esliberado continuamente.
El neurotransmisor causaPPSIs en la célula bipolar. Seprovoca hiperpolarización.
La hiperpolarización cierralos canales de Ca2+ sensiblesal voltaje, inhibiendo la libera-de neurotransmisor.
No se producen PPSEs en la célula ganglionar.
No se producen potencialesde acción en el nervio óptico.
CélulaFotoreceptora(bastón)
CélulaBipolar
Célulaganglionar
Ca2+
−40 mV−40 mV
2
3
4
5
6
7
Ca2+
Na+
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina. (2 de 2). Diapositiva 1
−70 mV No hay liberación de
neurotransmisor.
La despolarización abre canalesde Ca2+ sensibles al voltaje; elNeurotransmisor es liberado. .
Ocurre PPSEs en la célulaganglionar.
Los potenciales de acciónse propagan por el nervioóptico.
Cierre de canales sensiblesal cGMP; para el influjo decationes. Se hiperpolarizan los fotorreceptores.
La ausencia de PPSIs en la célula bipolar causa despolarización.
Cierre de canales de Ca2+
sensibles al voltaje en losterminales sinápticos.
1
Célula Fotoreceptora(bastón)
Célulabipolar
CélulaGanglionar
En la luz
Luz
Ca2+
−70 mV
2
3
4
5
6
7
Abajo, se ilustra una pequeña columna de la retina.El segmento externo del bastón, más cercano a laparte posterior del ojo, más alejado de la luz entrante,está en la parte superior.
Luz
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina. (2 de 2). Diapositiva 2
−70 mV
Cierre de canales sensiblesal cGMP; se detiene el influjo decationes. Se hiperpolarizan los fotorreceptores.
1
Célula Fotoreceptora(bastón)
Célulabipolar
CélulaGanglionar
En la luz
Luz
−70 mV
Abajo, se ilustra una pequeña columna de la retina.El segmento externo del bastón, más cercano a laparte posterior del ojo, más alejado de la luz entrante,está en la parte superior.
Luz
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina. (2 de 2). Diapositiva 3
−70 mV
Cierre de canales sensiblesal cGMP; se detiene el influjo decationes. Se hiperpolarizan los fotorreceptores.
Cierre de canales de Ca2+
sensibles al voltaje en losterminales sinápticos.
1
Célula Fotoreceptora(bastón)
Célulabipolar
CélulaGanglionar
En la luz
Luz
−70 mV
2
Abajo, se ilustra una pequeña columna de la retina.El segmento externo del bastón, más cercano a laparte posterior del ojo, más alejado de la luz entrante,está en la parte superior.
Luz
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina. (2 de 2). Diapositiva 4
−70 mV No hay liberación de
neurotransmisor.
Cierre de canales sensiblesal cGMP; se detiene el influjo decationes. Se hiperpolarizan los fotorreceptores.
Cierre de canales de Ca2+
sensibles al voltaje en losterminales sinápticos.
1
Célula Fotoreceptora(bastón)
Célulabipolar
CélulaGanglionar
En la luz
Luz
−70 mV
2
3
Abajo, se ilustra una pequeña columna de la retina.El segmento externo del bastón, más cercano a laparte posterior del ojo, más alejado de la luz entrante,está en la parte superior.
Luz
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina. (2 de 2). Diapositiva 5
−70 mV No hay liberación de
neurotransmisor.
Cierre de canales sensiblesal cGMP; se detiene el influjo decationes. Se hiperpolarizan los fotorreceptores.
La ausencia de PPSIs en la célula bipolar causa despolarización.
Cierre de canales de Ca2+
sensibles al voltaje en losterminales sinápticos.
1
Célula Fotoreceptora(bastón)
Célulabipolar
CélulaGanglionar
En la luz
Luz
−70 mV
2
3
4
Abajo, se ilustra una pequeña columna de la retina.El segmento externo del bastón, más cercano a laparte posterior del ojo, más alejado de la luz entrante,está en la parte superior.
Luz
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina. (2 de 2). Diapositiva 6
−70 mV No hay liberación de
neurotransmisor.
La despolarización abre canalesde Ca2+ sensibles al voltaje; elNeurotransmisor es liberado.
Cierre de canales sensiblesal cGMP; se detiene el influjo decationes. Se hiperpolarizan los fotorreceptores.
La ausencia de PPSIs en la célula bipolar causa despolarización.
Cierre de canales de Ca2+
sensibles al voltaje en losterminales sinápticos.
1
Célula Fotoreceptora(bastón)
Célulabipolar
CélulaGanglionar
En la luz
Luz
Ca2+
−70 mV
2
3
4
5
Abajo, se ilustra una pequeña columna de la retina.El segmento externo del bastón, más cercano a laparte posterior del ojo, más alejado de la luz entrante,está en la parte superior.
Luz
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina. (2 de 2). Diapositiva 7
−70 mV No hay liberación de
neurotransmisor.
La despolarización abre canales de Ca2+ sensibles al voltaje; el Neurotransmisor es liberado.
Ocurre PPSEs en la célulaganglionar.
Cierre de canales sensiblesal cGMP; se detiene el influjo decationes. Se hiperpolarizan los fotorreceptores.
La ausencia de PPSIs en la célula bipolar causa despolarización.
Cierre de canales de Ca2+
sensibles al voltaje en losterminales sinápticos.
1
Célula Fotoreceptora(bastón)
Célulabipolar
CélulaGanglionar
En la luz
Luz
Ca2+
−70 mV
2
3
4
5
6
Abajo, se ilustra una pequeña columna de la retina.El segmento externo del bastón, más cercano a laparte posterior del ojo, más alejado de la luz entrante,está en la parte superior.
Luz
© 2013 Pearson Education, Inc.
Figura 3.18 Transmisión de señales en la retina. (2 de 2). Diapositiva 8
−70 mV No hay liberación de
neurotransmisor.
La despolarización abre canalesde Ca2+ sensibles al voltaje; elNeurotransmisor es liberado.
Ocurre PPSEs en la célulaganglionar.
Los potenciales de acciónse propagan por el nervioóptico.
Cierre de canales sensiblesal cGMP; se detiene el influjo decationes. Se hiperpolarizan los fotorreceptores.
La ausencia de PPSIs en la célula bipolar causa despolarización.
Cierre de canales de Ca2+
sensibles al voltaje en losterminales sinápticos.
1
Célula Fotoreceptora(bastón)
Célulabipolar
CélulaGanglionar
En la luz
Luz
Ca2+
−70 mV
2
3
4
5
6
7
Abajo, se ilustra una pequeña columna de la retina.El segmento externo del bastón, más cercano a laparte posterior del ojo más alejado de la luz entrante,está en la parte superior.
Luz
