Transduktionsprinzips

Transduktionsprinzip bezeichnet das Grundprinzip, durch das Reize, Trägerenergien oder genetische Informationen in eine andere Form überführt werden. Der Begriff wird in verschiedenen Wissenschaftsbereichen verwendet, darunter Sinnesphysiologie, Molekularbiologie, Mikrobiologie und Technik.

In der Sinnesphysiologie beschreibt Transduktion den Prozess, bei dem äußere Reize in elektrische Signale umgewandelt werden, die das Nervensystem interpretieren kann. Beispiele sind die Phototransduktion in der Retina, bei der Licht eine Signalkaskade auslöst, die den Ionenfluss verändert; die Mechanotransduktion bei Haarzellen des Innenohrs, die mechanische Reize in Reizpotenziale umwandelt; und die olfaktorische Transduktion, bei der Geruchsmoleküle Rezeptoren aktivieren und über Second Messenger eine neuronale Antwort erzeugen.

Im weiteren Sinn der Zellkommunikation bezeichnet das Transduktionsprinzip die Weiterleitung eines externen Signals durch eine Kette von Molekülen innerhalb der Zelle, wodurch eine Reaktion wie eine Änderung der Genexpression oder der Stoffwechselaktivität ausgelöst wird. Typische Muster sind Rezeptoraktivierung, Second-Messenger-Systeme wie cAMP oder IP3/DAG sowie die Aktivierung von Transkriptionsprogrammen.

In der Mikrobiologie bezeichnet Transduktion die genetische Übertragung von DNA zwischen Bakterien durch Bakteriophagen. Generalisierte Transduktion überträgt zufällige Bakteriengene, spezialisierte Transduktion überträgt Gene aus Bereichen nahe dem Phagengenom. Der Prozess umfasst Adsorption, DNA-Verpackung in Phagenköpfe und Rekombination im Empfänger.

In der Technik bezeichnet Transduktion die Umwandlung einer Form von Energie in eine andere durch ein Transducer, etwa piezoelektrische, optische oder elektrochemische Sensoren. Das Prinzip steht im Zentrum vieler Mess-, Regelungs- und Informationsverarbeitungstechniken.