29. Neurotransmitter; Photo-, Geruchs- und Geschmacksrezeptoren; Chemotaxis bei Eukaryonten

Neuronen geben eine Alles-oder-nichts-Reaktion: Nach Verrechnung aller einkommenden aktivierenden und hemmenden Signale wird entweder ein Signal (Aktionspotenzial) weitergegeben oder es wird kein Signal weitergegeben. Die Fortleitung des Aktionspotenzials entlang des Axons ist ein elektrischer Vorgang, an dem spannungsgesteuerte Na⁺- und K⁺- Kanäle beteiligt sind. Das Aktionspotenzial kann jedoch den synaptischen Spalt nicht durchqueren. Die allermeisten Synapsen sind chemische Synapsen: Das ankommende Aktionspotenzial führt zur Ausschüttung eines Überträgerstoffs (Neurotransmitters) in den synaptischen Spalt. Das Binden des Neurotransmitters an seinen Rezeptor in der postsynaptischen Membran bewirkt deren Depolarisierung, die ein Aktionspotenzial auslösen kann. Der Transmitter wird innert Millisekunden enzymatisch inaktiviert oder vom präsynaptischen Neuron und von Gliazellen aufgenommen.

In den Photorezeptoren des Auges genügt ein Photon, um die cis→trans-Isomerisierung eines Retinalmoleküls zu induzieren. Retinal ist die prosthetische Gruppe des Sehpurpurs (Rhodopsin), deren Isomerisierung über eine Konformationsänderung des Rhodopsins und ein G-Protein die Signalkaskade der Lichtperzeption in Gang setzt.

Die Geruchsrezeptoren des Riechepithels der Nase sowie die Bitter-, Süß- und Umami- Geschmacksrezeptoren der Zunge sind ebenfalls G-Protein-gekoppelte Rezeptoren. Die Geschmacksqualitäten salzig und sauer werden über Ionenkanäle registriert.