Zellbiologie (Subject) / Tierzelle Altklausurfragen MIX (Lesson)

Klausurfragen

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• Nennen Sie zwei Faktoren, die die Hybridisierungstemperatur von Oligonukleotiden (Primer) mit der DNA-Matrize beeinflussen: - GC-Gehalt  - Länge des Primers 
• Definieren Sie den Begriff „Transgener Organismus“. Nennen Sie eine Technik und das geeignete Gewebe zur Herstellung eines derartigen Organismus: - Ein Organismus, in den DNA eines anderen Organismus eingefügt wurde. (Genetisch veränderter Organismus) - Genknockout per homologer Rekombination - Gewebe: Gonaden (Keimzellen)
• Was ist ein primäres Translationsprodukt? Ein noch nicht reifes Protein, das noch durch posttranslationale Modifikation verändert wird.
• Auf welche Arten können Proteine mit der Membran verbunden sein? Integral  Peripher  Lipid-Anker GPI-Anker
• Nennen Sie drei Orte, die ein Protein mithilfe eines klassischen Signalproteins erreichen kann: - Endoplasmatisches Retikulum- Mitochondrien- Zellkern- Membran
• Welche Modifikation erfährt die pre-mRNA bei ihrer Reifung zur mRNA? In welchem Nukleotid unterscheidet sich die mRNA von der DNA? Modifikation:- Capping- Splicing- Polyadenylierung Die mRNA hat Uracil anstatt Thymin als Nukleotid
• Was ist ein klassisches Signalpeptid? Nennen Sie 3 Beispiele, wo Signalpeptide benötigt werden. Def.: Abfolge von Aminosäuren eines Proteins. Diese Aminosäuresequenz entscheidet über den Bestimmungsort, den Transportweg des Proteins innerhalb der Zelle und die Sekretionseffizienz. Beispiele:- Transport von Proteinen in das ER- Transport von Proteinen in den Zellkern- Transport von Proteinen in die Mitochondrien
• Nennen Sie 4 zellulär vorkommende posttranslationale Modifikationen von Proteinen: - Methylierung- Acetylierung- Phosphorylierung- Glycolysierung
• Beschreiben Sie anhand des Gens Pax6 wie in Drosophila nachgewiesen werden konnte, dass es sich um ein Master-Gen handelt: Loss of function Mutante = Pax6 wird entfernt --> keine Augen Gain of function Mutante = Ektopische Expression führt zur Bildung ektopischer Augenstrukturen in allen möglichen Körperabschnitten durch Pax6 Pax6-Gen wird hinter GAL-4-Enhancer geschaltet --> GAL-4-TF wird hinzugegeben und PAX-6-TF wird an einem beliebigen Ort exprimiert
• Welche parakrinen Faktoren beeinflussen das Größenwachstum bei Wirbeltieren? Wie wird die Sekretion gesteuert / kontrolliert? FGFs als klassische parakrine Faktoren (durch Tyrosinkinase-Rezeptoren)= Fibroblast-Wachstumsfaktor (Fibroblast Grow Factor)- Wird produziert, über die Blutbahn transportiert und von anderen Zellen empfangen- Wenn Ligand ankommt --> Dimenisierung von 2 Monomeren- Phosphorylierung der Tyrosine --> Konformationsänderung- Möglichkeiten der Bindung mit anderen Bindungspartnern (Proteine) in der Zelle FGF2: Blutgefäße, Mesoderm, AxoneFGF8: Mittelhirn, Extremitäten
• Wie ist MPF nachgewiesen worden? Fusionierung mitotischer und Interphase-ZellenMan fusioniert chemisch mitotische Zelle mit G1-Phase, S-Phase oder G2-Phase Zelle (Chromatin nicht kondensiert), wonach sich dessen Chromatin kondensiert, aufgrund der MPFs in der mitotischen Zelle
• Sie haben eine Lösung mit unterschiedlichen Proteinen vorliegen. Gegen eines davon haben Sie einen Antikörper vorliegen. Beschreiben Sie Stichpunktartig die wichtigsten Schritte für den Immunologischen Nachweis des Proteins auf einen Western Blot. 1. Gel-Elektrophorese (z.B. SDS-Page)2. Protein-Transfer auf Membran (von Gel) --> Elektronentransfermethode 3. Auftragen von Antikörpern (Antikörper binden an spezifische Proteine)4. Waschen mit Puffern (Nicht-spezifisch gebundene Antikörper werden ausgewaschen)5. Detektion mit Immunkonjugat (Sekundärantikörper bindet an primäre Antikörper)6. Sichtbarmachen --> Fluoreszens
• Erklären Sie die einzelnen Schritte der PCR und geben Sie die dazugehörigen Temperaturen an: Denaturierung der DNA (94 – 96°C) = Aufbrechen der DNA-Doppelhelix in zwei Einzelstränge Primerhybridisierung / primer annealing (55 – 65°C) = Anlagerung der Primer an die DNA Elongation (68 – 72°C)= DNA-Polymerase füllt die fehlenden Stränge mit Nukleotiden auf
• Welche Methoden zur Untersuchung von Unterschieden im Transkriptionsmuster gibt es? - cDNA-Array- GFP mit Promotor fusionieren etc. (?)- RT-PCR
• Welchen Effekt kann man beobachten wenn man Dicytostelium-Zellen auf Phosphatagar (ohne Nährstoffe) ausplattiert? Erklären Sie stichpunktartig, welche Stoffe und Signale dabei eine Rolle spielen und wie diese Signale intrazellulär weitergeleiet werden. Welche Effekte werden in der Zelle ausgelöst? Ausschüttung von cAMPAggregation (Chemotaxis entlang cAMP als Gradient) --> G-Protein gekoppelter Rezeptor nimmt cAMP wahr, löst intrazelluläre Kaskade aus = ChemotaxisMigration: Vordifferenzierung des ZellverbandesKulmination: Zellverband bildet Sporangiophor mit Basalscheibe, Stiel und Sporenmasse
• Welche Vorteile hat C. elegans als Modellorganismus? - Sequenziertes Genom (Genomprojekt)- Kurze Generationszeit- Einfach im Labor zu halten / billig / klein- Lagerung (einfrieren möglich)- Keine ethischen Probleme- Transparenz der Organismen (Farblosigkeit --> gut zu Mikroskopieren)
• Definieren Sie stichwortartig die Begriffe Primär-. Sekundär-, Tertiär-, und Quartärstruktur eines Proteins: Primär: AminosäuresequenzSekundär: Polypeptidketten in Form von A-Helix und B-FaltblattTertiär: Räumliche Anordnung des Proteins -->DreidimensionalQuartär: Räumliche Anordnung mit Untereinheiten
• Welche zwei Techniken der Proteinanalytik werden üblicherweise für die Zwei-Dimensionale Polyacryamid-Gelektrophorese kombiniert eingesetzt und in welcher Reihenfolge? Schritt 1: Isoelektrische Fokussierung (IEF)Schritt 2: SDS-Page
• Wie können rezessiv lethale Mutationen bei Drosophila und C. elegans stabilisiert werden? - Konditionale Mutanten- RNAi
• Nennen Sie den Effekt von Dictyostelium-Zellen auf Phosphatagar (ohne Nährstoffe). Welches Signalmolekül wird durch welchen Rezeptor erkannt? Was passiert mit dem Aktinzytoskelett? Effekt: AggregationSignalmolekül: cAMPRezeptor: G-Protein gekoppelter RezeptorEffekt auf Aktinzytoskelett: Polymerisation
• Welche Molekularen / zellulären Entdeckungen für die es Nobelpreise gab, wurden an C. elegans durchgeführt? GFP-FusionierungRNAiProgrammierter Zelltod (Apoptose)
• Nennen Sie 4 Schritte bei der Signalweiterleitung durch G-Protein-gekoppelte Rezeptoren und nennen Sie ein Beispiel. cAMP / Folat: 1. Bindung Ligand --> 2. Aktivierung G-Proteine --> 3. Signaltransduktion --> 4. Reaktion
• Nennen sie 3 Schritte bei der RT-PCR - RNA-Reinigung- Umschreibung der RNA in DNA- Spezifische Vermehrung einiger Teile der DNA
• Nennen Sie 2 Arten membranassoziierter Rezeptoren. Integrale membranassoziierte RezeptorenPeriphere membranassoziierte Rezeptoren
• Nennen Sie Unterschiede von (Bewegungs-) Reaktionen von D.d auf Folat bzw. cAMP. cAMP: Hunger + Aggregation + Dauerstadium (Fruchtkörper)Folat: Chemotaxis zum Futter
• Definieren Sie den Begriff Onkogene und TumorSuppressorgene! Wie können Tumor-Supressorgene in das Zellzyklusgeschehen eingreifen? Onkogene = Teile des Erbgutes einer Zelle, die den Übergang vom normalen Wachstumsverhalten der Zelle zu ungebremstem Tumorwachstum fördern. Tumorsupressorgene = Teile des Erbgutes einer Zelle, die sogenannte Tumorsuppressoren exprimieren, also Proteine, die den Zellzyklus kontrollieren oder Apoptose auslösen.
• Thyrosinkinase (Rezeptor) Ligand kommt an Rezeptor --> Konformationsänderung --> Aus 2 Monomeren wird ein Dimer --> Die beiden Tyrosinpeptide sind aktiviert --> aus ATP wird ADP und Phosphat (P) --> Das P verbindet sich mit dem Tyrosin = Phosphorylierung --> Proteine setzen sich an das phosphorylierte Tyrosin --> Es kommt zur strukturellen Veränderung des Proteins --> Es kommt zur Antwort durch die Zelle (anderes Protein = andere Antwort) Unterschied zu den G-proteinen, wo nur eine Antwort in der Zelle möglich ist
• G-Protein gekoppelter Rezeptor = Hormonrezeptor - Mit G-Protein verbunden (Alpha, Beta und Gamma-Untereinheit)- Kommt das Signalpeptid, kommt es zur Konformationsveränderung des Rezeptors und zur Übermittlung der Nachricht an das G-Protein- Alpha: Nun wird GDP durch GTP ersetzt --> Die aktivierte Alphauntereinheit (hier Alpha q,11,14,15,16) trennt sich ab und wandert innerhalb der Membran zur Phospholipase-C-Enzym --> Energie wird frei und aktiviert die Phospholipase --> GTP wird wieder zu GDP (Hydrolyse), was die Phospholipase-C aktiviert --> Alpha wandert zurück zu Beta und Gammaeinheit --> Entstehung des inaktivierten G-Proteins- Aktive Phoslopiase-C baut die Membranphospholipide ab und produziert Second Messenger (DAG und IP3)- Freisetzung von Kalzium im endoplasmatischen Retikulum durch IP3- ODER Alphaeinheit (AlphaS oder AlphaOlf)wandert durch die Membran zu Adenylylcyclase --> Aus dem ATP werden 2 Phosphate rausgenommen --> Entstehung cAMP (Second Messenger)WICHTIG: Es gibt verschiedene Alpha-Untereinheuten, die abhängig vom G-Protein sind. Je nach Untereinheit werden andere Proteine gebunden und deren Konformations geändert, was zu anderen Botenstoffe führt!
• Sie möchten ein eukaryotisches Gen in einen Vektor klonieren. Warum ist es sinnvoll, eine RT-PCR einzusetzen? mRNA bereits vorhanden --> Ziel-Gen wurde bereits abgelesen --> cDNA kann gebildet werden --> Durchführung cDNA-Array möglich
• Benennen Sie den Malariaerreger und nennen Sie das dazugehörige Reich. = Plasmodium falciparum (Protozoa)
• Nennen Sie den Endwirt von Malaria und erklären Sie warum es kein anderer sein kann. Endwirt = Fliege--> Es findet nur in der Fliege eine sexuelle Vermehrung statt
• Nennen Sie den Organismus, durch den Malaria übertragen wird. Weibliche Anopheles Mücke
• Biosynthese des Kollagens TranslationHydroxylierungTriplehelixbildungGlycolisierungExocytoseAbspalten der PropeptideFibrillogeneseQuervernetzung
• Wie wird micro-RNA synthetisiert? Die Gene für die Synthese der miRNAs befinden sich im Genom. Die Transkription erfolgt durch die Polymerase II oder III.
• Nennen Sie zwei Tumorsupressoren und erläutern Sie wie diese Proteine an der Kontrolle des Zellzyklus beteiligt sind. Welche anderen Proteine sind dabei beteiligt? Welche Krankheitsbilder entwickeln sich bei einem Versagen von Tumorsupressoren? - Gibt kein Gen welches spezifisch Krebs auslöst, jedoch welche, die mitverantwortlich dafür sein können- Grund für Tumorwachstum sind atypische Mitosen!- Tumorsupressorgene exprimieren Proteine, die den Zellzyklus kontrollieren oder Apoptose auslösen- Rb-Protein: Transkriptionsrepressor, welches E2F und DP2Protein inaktiviert, wodurch Zelle nicht in die S-Phase gehen kann. Ist Rb an den falschen Stellen inaktiviert, können Zellen in die S-Phase gehen, welche eigentlich nicht weiter proliferieren sollten.- Protein 53 liegt inhibiert gebunden an HDM2 im Zellkern vor. Durch Phosphorylierung des HDM2 wird es aktiviert und sorgt für die Expression von p21 und p16, die wiederum Zellarest oder Apoptose (durch BAX) auslösen.
• Taq-DNA-Polymerase (Bakterium: Thermus aquaticus) - Sehr hitzestabil- Hängt dATP an das 3´ Ende- Sehr viel schneller- Aber hohe Fehlerquote, da das Proofreading fehlt- Es werden öfter falsche Nukleotide eingebaut
• Welche Arten von humoraler Antwort gibt es bei Drosophila? In welchen Organan und Geweben werden sie exprimiert? Welches sind die Haupteffektoren? - AMPs, die im Fettkörperchen exprimiert werden z.B. drosocin, diptericin, defensin- TOLL-Rezeptor der durch Erkennung der PAMPs, LPS der Bakterien, eine Immunantowrt einleitet, indem er die Expression bestimmter Gene einleitet- ROS = Reaktive Sauerstoffspezies (freie Sauerstoffradiakle)
• Kernkomplex: - Einschleusen durch RAN - Proteinkomplex bindet an RAN, so lange das GDP gebunden hat- In Zelle dann GDP --> GTP = Proteinkomplex dissoziiert
• Transkriptionsuntereinheiten BHEF
• Wie funktioniert prinzipiell ein cDNA-Array und was kann man mit dieser Methode untersuchen? 1. RNA extraieren2.reverse Transkriptase macht RNA -> cDNA + Fluoreszenzfarbstoff auf DNA-Array geben (= alle Gene auf einen Chip)3. Hybridisierung durch Farbmuster erkennbar--> Vergleich WT- und Mut.-DNA
• Wie kann man lichtmikroskopisch (alle 4 Lichtarten) Proteine in Zellen lokalisieren? (2Methoden) Antikörperfärbung, muss flurosenztag haben -> Flurosenzmikroskop oder anderer Farbstoff Lichtmikroskop GFP, CLSM
• Cytoskelett: Aktinfilamente (7nm)Mikrotubuli (25nm)Intermediärfilamente (10nm)
• Nennen Sie jeweils 2 zelluläre Strukturen, die Mikrotubuli bzw. Aktinfilamente enthalten! 4P Mikrotubuli: Cytoskelett, Ciclien, Geißel, Spindelapperat Aktinfilamente: Cytoskelett, Kontraktile Strukturen (Muskelgewebe)
• Für welche Forschungsobjekte und Prozesse kann das Model Dicytostelium angewendet werden? Model für: - Zelldifferenzierung- Signaltransduktion- Zellbewegung- Phagocytose
• Definieren sie "Chemotaxis". Welche Arten gibt es? 2P = gerichtete Bewegung einer Zelle (oder eines Organismus) entlang eines chemischen Gradienten- positive Art von Chemotaxis: Lockstoff zu den der Organismus sich hinbewegt;  Attractant- negative Art von Chemotaxis: Schreckstoff, von dem der Organismus flieht;  Repellent
• Was ist ein „second messenger“ und nennen Sie mindestens 3 Beispiele. = Ein second messenger ist eine intrazelluläre chemische Substanz, deren Konzentration als Antwort auf ein Primärsignal („first messenger“ = Ligand) verändert wird. - wasserlöslich, klein, diffundierbarBsp.: - zylisches AMP (cAMP)- Calciumionen (Ca2+)- Diacyglucerin (DAG);
• Welche Effektormoleküle werden nach Aktivierung der Immunantwort bei Drosophila melanogaster verstärkt gebildet? Antimikrobielle Peptide durch immunkompetente Organe
• Welche Signalweg des angeborenen Immunsystem wird nach einer Infektion der Fruchtfliege aktiviert, welche Faktor fungiert als zentraler Integrator in diesem System? Toll-RezeptorPhosphorylierungskaskade -> NFkB
• Welche Arten von humoraler Immunantwort gibt es in Drosophila? In welchen Organen/Geweben werden sie exprimiert? Welchers sind die Haupteffektoren? AMPs, die im Fettkörperchen exprimiert werden z.B. drosocin, diptericin, defensin, drosomycin, attacin - TOLL-Rezeptor, der durch Erkennung vom PAMPs (also hier LPS der Bakterien) eine Immunantwort einleitet, in dem er die Expression von bestimmten Genen aktiviert
• Wie können rezessiv lethale Mutationen bei Drosophila (und C.elegans) stabilisiert werden? - Man verwendet konditionale Mutanten wie z.B. Temperatursensitive Mutanten. Diese entwicklen sich völlig normal. Nur bei einem bestimmten Temperaturbereich kommt es zur Ausprägung des negativen Merkmals.- Oder: RNA-Interferenz (kurze Doppelstrangige RNA, die sich an die mRNA legt, wird so als virale RNA erkannt und zerstört), Knock-out

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