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Chemische Synapsen sind Schlüsselstrukturen der Kommunikation zwischen Nervenzellen. An ihnen werden von der präsynaptischen Zelle chemische Botenstoffe - Neurotransmitter - freigesetzt, die von einem postsynaptischen Detektionsapparat aufgespürt und in intrazellulär verständliche Signale übersetzt werden. Neurotransmitter sind in kleinen membranumhüllten Containern - den synaptischen Vesikeln - in der Präsynapse gespeichert und werden nach elektrischer Stimulationan an einer genau definierten Stelle der präsynaptischen Membran - der aktiven Zone - ausgeschüttet. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die aktuellen Fortschritte bei der Erforschung der molekularen Struktur der aktiven Zone und ihres Zusammenbaus während der synaptischen Verschaltung der Nervenzellen. In den letzten Jahren wurde eine Reihe von neuen Proteinen entdeckt, die spezifisch an der aktiven Zone angelagert werden und dort eine Art Matrix, die Cytomatrix an der aktiven Zone (CAZ), bilden. Sie tragen Namen wie Bassoon (Fagott), Piccolo/Aczonin, RIM oder Munc13. Neben einer strukturgebenden Funktion scheinen diese Proteine an der Organisation der verschiedenen Schritte der Transmitterausschüttung beteiligt zu sein. Zudem konnten Bassoon und Piccolo als Sonden eingesetzt werden, um den Zusammenbau der aktiven Zone zu verfolgen. So lassen jüngste Untersuchungen vermuten, dass die Bausteine der CAZ nicht wie ursprünglich angenommen Stück für Stück zur Präsynapse transportiert werden, sondern dass die Zelle hier das Prinzip ‘Fertighaus’ anwendet, das heißt, dass die aktive Zone teilweise bereits innerhalb der Zelle zusammengesetzt und dann aus diesen vorgefertigten Teilen an der Synapse montiert wird. Damit lässt sich prinzipiell auch verstehen, warum neue Synapsen innerhalb von wenigen Minuten gebildet werden können.

Neurotransmitterfreisetzung an chemischen Synapsen: Zusammenbau und molekulare Organisation der aktiven Zone