9
Zrak I
1
Světlo
Elektromagnetické vlnění o vlnové délce cca. 400 – 700 nm
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f1/EM_spectrum.svg
2
Míchání barev
http://www.indiana.edu/~jkmedia/classes/images/colormodes.jpg
3
Fotoreceptivní orgán
✓Detekce světla
✓Vytváření obrazu
4
Detekce světla
• Cirkadiální aktivita
– Všechny prokaryontní i eukaryontní organismy
– Cyklus den/noc je nejvlivnější a nejstabilnější biorytmus
5
Detekce světla
• Cirkadiální aktivita
– Všechny prokaryontní i eukaryontní organismy
– Cyklus den/noc je nejvlivnější a nejstabilnější biorytmus
6
Detekce světla
• Cirkadiální aktivita
– Všechny prokaryontní i eukaryontní organismy
– Cyklus den/noc je nejvlivnější a nejstabilnější biorytmus
– Osciluje s periodou cca. 24 hodin i při absenci zevních stimulů
– Synchronizovány vlivem vnějších podmínek
• Sezónní aktivita
7
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/30/Biological_clock_human.svg/2000px-Biological_clock_human.svg.png
8
Biologické hodiny
• Buněčná úroveň
– Expresní vzorce (cyklická exprese vzájemně propojených proteinů)
• Periferní exprese Clock proteinu
9
Biologické hodiny
• Buněčná úroveň
– Expresní vzorce (cyklická exprese vzájemně propojených proteinů)
• Periferní exprese Clock proteinu
• Tkáňová úroveň
– Periferní oscilátory
– Nadledviny, plíce, játra, pankreas, kůže
– Využívají různé informace
10
Biologické hodiny
• Buněčná úroveň
– Expresní vzorce (cyklická exprese vzájemně propojených proteinů)
• Periferní exprese Clock proteinu
• Tkáňová úroveň
– Periferní oscilátory
– Nadledviny, plíce, játra, pankreas, kůže
– Využívají různé informace
• Centrální pacemaker
– Hypothalamus (nucleus suprachiasmaticus)
• Centrální exprese Clock proteinu
• Informace ze sítnice (specializované gangliové buňky) – synchronizace centrálního
pacemakeru
➢ Epifýza – melatonin
➢ Autonomní nervový systém - nadledviny – kortizol
11
http://slideplayer.com/slide/7013288/ 12
Vytváření obrazu
https://www.fotoskoda.cz/images/manufacturers/camera_obscura.png
13
Vytváření obrazu
https://www.fotoskoda.cz/images/manufacturers/camera_obscura.png http://de.academic.ru/pictures/meyers/large/030717c.jpg
14
Vytváření obrazu
➢ Informace o tvaru
➢ Informace o barvě
➢ Informace o umístění
➢ Informace o pohybu
➢ Interpretace obrazu
http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations 15
Vytváření obrazu
http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations 16
http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations 17
Fotopigment tyčinek
• Opsin
– G – protein
• Retinal
– Aldehyd retinolu (vit. A)
Rhodopsin
http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations 18
Fotopigment čípků
• 3 typy čípků - 3 typy fotopigmentu
– Modrý (420nm)
– Zelený (530nm)
– Červený (560nm)
• Výsledný barevný vjem
je dán poměrem aktivity
jednotlivých typů čípků
– Př. oranžová (580nm)
• Modrá: 0%
• Zelená: 42%
• Červená:99%
Rod
http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations
19
Fotopigment čípků
• 3 typy čípků - 3 typy fotopigmentu
– Modrý (420nm)
– Zelený (530nm)
– Červený (560nm)
• Výsledný barevný vjem
je dán poměrem aktivity
jednotlivých typů čípků
– Př. oranžová (580nm)
• Modrá: 0%
• Zelená: 42%
• Červená:99%
Rod
http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations
20
Fotorecepce
• Fotoreceptory ve tmě kontinuálně vylučují excitační neurotransmiter
(glutamát)
• Účinkem světla se membrána hyperpolarizuje, což vede ke snížení
vylučování glutamátu
http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations
21
Fototransdukce - tma
• Guanylátcykláza
– cGMP
• cGMP-gateed Na+ kanály
– Na+ influx
• Napěťové Ca2+ kanály
– Uvolnění glutamátu
• Udržení rovnováhy
– K+ eflux
– Na+/K+ pumpa
• Klidový membránový
potenciál – 40mV
http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations 22
Fototransdukce - světlo
• Interakce fotonu s fotopigmentem
• Izomerizace subjednotek fotopigmentu
• Kaskáda reakcí jejíž výsledkem je
aktivace cGMP fosfodiesterázy
– Snížení hladiny cGMP
• Deaktivace cGMP gated Na+ kanálů
• K+ eflux pokračuje
• Hyperpolarizace membrány
– Deaktivace napěťových Ca2+ kanálů
– Snížení vylučování glutamátu
http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations 23
Adaptace na světlo a na tmu
• Optická adaptace
– Fotoreakce zornic
• Adaptace fotoreceptoru
– Ca2+ inhibuje guanylátcyklázu
– Světlo
• Snížení Ca2+ - zvýšení cGMP
– Tma
• zvýšení Ca2+ - snížení cGMP
– cGMP gated Na+ kanály….
http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations
24