Kľúčový rozdiel – tyčové a kužeľové bunky
Fotoreceptory sú bunky v sietnici oka, ktoré reagujú na svetlo. Charakteristickým znakom týchto buniek je prítomnosť tesne uzavretej membrány, ktorá obsahuje fotopigment známy ako rodopsín alebo príbuzné molekuly. Fotopigmenty majú podobnú štruktúru. Všetky fotopigmenty pozostávajú z proteínu nazývaného opsín a malej pripojenej molekuly známej ako chromofór. Chromofor absorbuje časť svetla mechanizmom, ktorý zahŕňa zmenu jeho konfigurácie. Tesné balenie v membránach týchto fotoreceptorov je veľmi cenné na dosiahnutie vysokej hustoty fotopigmentov. To umožňuje absorbovať veľkú časť svetelných fotónov, ktoré sa dostanú k fotoreceptorom. U stavovcov sa sietnica skladá z dvoch fotoreceptorov (tyčinkové a čapíkove bunky), ktoré vo svojej vonkajšej oblasti nesú fotopigment. Táto konkrétna oblasť sa skladá z veľkého počtu diskov podobných palacinkám. V tyčinkových bunkách sú disky uzavreté, ale v kužeľových bunkách sú disky čiastočne otvorené pre okolité tekutiny. U bezstavovcov je štruktúra fotoreceptorov veľmi odlišná. Fotopigment sa zrodil v pravidelne usporiadanej štruktúre nazývanej mikroklky, prstovité výbežky s priemerom približne 0,1 µm. Táto štruktúra fotoreceptorov u bezstavovcov je známa ako rabdom. Fotopigmenty sú v rabdome menej husto zabalené ako v diskoch stavovcov. Kľúčový rozdiel medzi tyčinkovými a čapíkovými bunkami je v tom, že tyčinkové bunky sú zodpovedné za videnie pri nízkej úrovni osvetlenia (skotopické videnie), zatiaľ čo čapíky sú aktívne pri vyšších úrovniach osvetlenia (fotopické videnie).
Čo sú to Rod Cells?
Tyčinové bunky sú fotoreceptory v oku, ktoré môžu fungovať pri svetle s nízkou intenzitou ako ostatné fotoreceptory oka nazývané „kuželové bunky“. Tyčinky sú zvyčajne sústredené na vonkajších okrajoch sietnice a sú zodpovedné za periférne videnie. Odhaduje sa, že v sietnici človeka sa nachádza približne 90 miliónov tyčinkových buniek. Zistilo sa, že tyčinkové bunky sú citlivejšie ako bunky kužeľa a sú takmer úplne zodpovedné za nočné videnie. Tyčinkové bunky majú len malú časť vo farebnom videní. To je dôvod, prečo sú farby v tme menej viditeľné. Tyčinkové bunky sú v štruktúre o niečo dlhšie a štíhlejšie ako bunky kužeľa. Disky obsahujúce opsín sú viditeľné na konci bunky pripojenej k pigmentovému epitelu sietnice, ktorý je zase pripojený k sklére. Tyčinkové bunky (100 miliónov) sú bežnejšie ako čapice (7 miliónov).
Tyče majú tri segmenty; vonkajší segment, vnútorný segment a synaptický segment. Synaptický segment tvorí synapsie s iným neurónom (bipolárna bunka alebo horizontálna bunka). Vnútorné a vonkajšie segmenty sú spojené ciliom. Vo vnútornom segmente možno pozorovať organely podobné jadru. Vonkajší segment obsahuje materiály pohlcujúce svetlo.
Obrázok 01: Tyčinkové bunky a kužeľové bunky
U stavovcov je aktivácia fotoreceptorovej bunky známa ako hyperpolarizácia bunky, čo vedie k tomu, že tyčinková bunka nepošle svoj neurotransmiter, čo vedie k bipolárnym bunkám, ktoré následne uvoľnia svoj neurotransmiter na bipolárnom mieste gangliová synapsia na excitáciu synapsie. Ide teda o kaskádovú reakciu, ktorá v tom prebieha. Aktivácia jedinej jednotky fotosenzitívneho pigmentu môže viesť k väčšej reakcii v bunke. Tyčinkové bunky teda môžu vyvolať väčšiu odozvu na menšie množstvo svetla. Nedostatok vitamínu A spôsobuje nízke množstvo pigmentu, ktorý potrebujú bunky tyčinky. Toto je diagnostikované ako nočná slepota.
Čo sú kužeľové bunky?
Kužeľová bunka je jedným z fotoreceptorov nachádzajúcich sa v ľudskej sietnici, ktorý funguje najlepšie v podmienkach jasného svetla a umožňuje farebné videnie. Farebné videnie je založené na schopnosti mozgu vytvárať farby po prijatí nervových signálov z troch typov čapíkov (L-dlhý, S-krátky a M-stredný), z ktorých každý je citlivý na iný rozsah vizuálneho spektra svetla. Toto je určené tromi typmi fotopsínov prítomných v troch rôznych kužeľových bunkách. Niektoré stavovce môžu mať štyri typy kužeľových buniek, ktoré im poskytujú tetrachromatické videnie. Čiastočná alebo úplná strata kužeľového systému môže spôsobiť farbosleposť. Kužeľové bunky sú kratšie ako tyčinkové bunky. Ale sú širšie a zúžené. Majú dĺžku 40-50 µm a 0.5 µm-4 µm v priemere. Sú pevne zbalené väčšinou v strede oka (fovea). Čapíky S sú umiestnené náhodne a majú menšiu frekvenciu ako ostatné čapíky (M a L) v oku.
Obrázok 02: Kužeľová bunka
Kužele tiež pozostávajú z troch segmentov (vonkajšie segmenty, vnútorné segmenty a synaptický segment). Vnútorný segment pozostáva z jadra a niekoľkých mitochondrií. Synaptický segment tvorí synapsiu s bipolárnou bunkou. Vnútorné a vonkajšie segmenty sú spojené cez cilium. Rakovinový retinoblastóm je spôsobený defektom jedného génu nazývaného RB1 v kužeľových bunkách sietnice. Táto situácia nastáva v ranom detstve. Tento konkrétny gén riadi prenos signálu a normálny priebeh bunkového cyklu.
Aké sú podobnosti medzi tyčinkovými a kužeľovými bunkami?
- Obe sa nachádzajú v sietnici oka.
- Obaja sú fotoreceptory.
- Obe obsahujú vizuálne pigmenty.
- Obaja sú typy sekundárnych exteroceptorov.
Aký je rozdiel medzi tyčinkovými a kužeľovými bunkami?
Tyčové bunky verzus kužeľové bunky |
|
| Tyčové bunky sú fotoreceptory zodpovedné za videnie pri nízkej úrovni osvetlenia. | Čapíky sú fotoreceptory zodpovedné za videnie pri vysokej intenzite osvetlenia. |
| Počet fotopigmentov | |
| Tyčové bunky majú viac fotopigmentov. | Kuželové bunky majú menej fotopigmentov. |
| Zosilnenie | |
| Tyčové bunky vykazujú väčšie zosilnenie. | Kuželové bunky vykazujú menšie zosilnenie. |
| Smerová selektívnosť | |
| Tyčové bunky nevykazujú smerovú selektivitu. | Kužeľové bunky vykazujú smerovú selektivitu. |
| Citlivosť | |
| Tyčové bunky majú vysokú citlivosť. | Články kužeľa majú nízku citlivosť. |
| Konvergentná sietnicová dráha | |
| Tyčnicové bunky majú vysoko konvergentnú dráhu sietnice. | Čapíky majú menej konvergentnú dráhu sietnice. |
| Odpoveď | |
| Tyčové bunky vykazujú pomalú odozvu. | Kuželové bunky vykazujú rýchlu odozvu. |
| ostrosť | |
| Tyčové bunky vykazujú nízku ostrosť. | Čapíky vykazujú vysokú ostrosť. |
| Typy pigmentov | |
| Tyčové bunky majú iba jeden typ pigmentov | Čapíky majú tri typy pigmentov. |
| Vizuálne pigmenty | |
| Zrakový pigment v tyčinkových bunkách je rodopsín. | Zorným pigmentom v čapíkov je jódpsín. |
Zhrnutie – Tyčinkové verzus Kužeľové bunky
Fotoreceptory (tyčinkové a čapíkove bunky) sú bunky v sietnici oka, ktoré reagujú na svetlo. Charakteristickým znakom týchto buniek je prítomnosť tesne uzavretej membrány, ktorá obsahuje fotopigment; rodopsín alebo príbuzné molekuly. Tesné balenie v membránach týchto fotoreceptorov je veľmi cenné, aby sa dosiahla vysoká hustota a počet fotopigmentov. To umožňuje absorbovať veľkú časť svetelných fotónov, ktoré sa dostanú k fotoreceptorom. U stavovcov sa sietnica skladá z dvoch fotoreceptorov (tyčinkové a čapíkove bunky), ktoré nesú fotopigment vytvorený vo vonkajšej oblasti. Táto konkrétna oblasť sa skladá z veľkého počtu diskov podobných palacinkám. Tyčinkové bunky môžu fungovať pri nízkej intenzite svetla (Scotopic). Na druhej strane sú kužeľové bunky aktívne pri vysokointenzívnom svetle (Photopic). Toto je rozdiel medzi tyčovými a kužeľovými bunkami.
Stiahnite si PDF verziu Rod vs Cone Cells
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi tyčovými a kužeľovými bunkami
