Ultradünnschnittmethode, Präparate für TEM
1) Präparat mit Alkohol, Aceton entwässern 2) in Epoxidharz betten 3) mit Ultramikroton schneiden, dabei auf Wasser legen 4) Kontrastverstärkung: Metallionen binden sich an Strukturen 5) auf Kupfernetz legen
Gefrierbruch-/Ätzmethode, Präparate für REM
1) Gefrieren, Erhaltung Zellstrukturen -196 GradAufrb 2) im Vakuum mit Messer aufbrechen 3) Sublimation/Ätzung 4) Bedampfung mit Kohle-Platin 5) Abdruck abheben und reinigen
Zellorganellen: Nucleus
-doppelte Zellmembran mit Zwischenraum (20-40nm), darin Kernporen zum Molekükl Austausch -enthält ein/mehrere Nucleoli mit Ribosomen -steuert Stoffwechselprozesse der Zelle -enthält großteil der gen. Informaton (DNA; Chromatin, Chromosome)
Zellorganellen: Mitochondrium
-zwei Membrane: äußere ist glatt, innere gefaltet (Christae) -2 Kompatinmente: Innenmembran und Matrix -Matrix: entält Ribosome, DNA, Enzyme zum Stoffwechsel -Zellatmung: C6H12O6 + O2 --> CO2 + H2O und ATP
Zellorganellen: Chloroplast
-2 Membrane -nur in Pflanzenzellen -enthält Thylakioden: Membransystem aus flachen Zysternen, bilden das Granum, sind umgeben vom Stroma -3 Kompatimente: Innenraum, Stroma, Thylakoid Innenraum -Photosynthese: CO2 + H2O --> C6H12O6 + O2
Zellorganellen: Endoplasmatisches Retikulum
-1 Membran: bildet röhrenförmige Hohlräume (Zisternen) -steht mit anderen Organellen in Verbindung (Kernhülle) -glattes ER: Ribosome frei, Synthese von Lipiden für Membran -raues ER: Ribosome verknüpft, Synthese von Proteinen für Membran
Zellorganellen: Dictyosom
-1 Membran -flache, gestapelte Membranzysternen -bilden mit Vesikeln Golgi Apparat -Umwandlung von Syntheseprodukten des ER, speichern, verpacken, weitertransport -Herstellung von Kohlenhydraten
Zellorganellen: Lysosome
-Vesikel in Tierzelle -Enzyme zum Abbau von Makromolekülen --> machen Bausteine für Synthese zugänglich
Definition Autolyse
Zelle verdaut sich selbst
Zellorganellen: Vakuole
-großer Vesikel (Fusion - Phagozytose) -Pflanzenzelle -speichert Produkte des Zellstoffwechsels -Verdauung von Makromolekülen -Memran: Tonoplast -sorgt für inneren Druck
Zellorganellen: Peroxisom
- kleine Vesikel -bauen mithilfe von Enzymen Fettsäuren ab
Zellorganellen: Cytoskelett
-keine Membran -Netzwerk feiner Protein Strukturen -Zusammenhalt und Stabilität -verantwortlich für Bewegungsvorgänge -Mikrofilamente + Mikrotubuli
Zellorganellen: Ribosome
-bestehen aus Proteinen und DNA -kann frei oder ans ER gebunden vorkommen -bilden Proteine aus Aminosäuren
Zellorganellen: Zellwand
-an Außenseite von Membran -Form und Stabilität -Reguliert Wasseraufnahme -Poren, die mit Plasmodesmen Zellen verbinden -besteht aus Cellulose (Glukose)
Warum hat eine Zelle verschiedene Kompartimente?
In den verschiedenen Zellkompartimenten können voneinader unabhängige Stoffwechselreaktionen stattfinden. Dadurch enstehen Mikroumgebungen. Viele der Organellen besitzen eine Biomembran.
Beschreibe den Aufbau einer Biomembran.
- aus Phosolipiden aufgebaut (2.5 nm), hydrophiler Kopf, hypophiles Schwänzchen - orden sich im Wasser verschieden an -Doppellipidschicht: bildet Mizelle mit isoliertem Reaktionsraum (Kompartiment)
Welche Verbindungen liegen an die Membran an?
-Peripheres Protein (liegt an) -Integrales Protein (geht durch die Lipidschicht hindurch) -Kanal/Tunnelprotein (lässt Moleküle durch) -halbintegrales Protein (geht halb hindurch) -Kohlenhydrate (bilden Glykolipide oder Glykoproteine) - am extracellulären Raum -Cholesterin im Inneren
Erkläre den Begriff Fluidmosaik-Modell.
- Phospholipide an Biomembran nicht ortstreu -bewegen sich (Roatation, Platzwechsel, Kippen) -Proteine darin eingelagert
Was ist der Konzentrationsgradient?
--> Konzentrationsgefälle -Stoffe wandern von Bereich mit hoher Konzentration zu Bereich mit niedriger Konzentration
Stofftransport: Passiver Transport
-Stoffe wandern mittels Konzentrationsgradient -keine Energie benötigt -Transport über Diffusion(durch Membran) Kanal (per Polarität durch geladenes Kanalprotein) Carrier: Cotransport (von 2 Molekülen) möglich, bindet Moleküle an sich und transferiert sie (Schlüssel Schloss Prinzip), Symport: gleiche Richtung, Antiport: gegen Richtung
Stofftransport: Aktiver Transport
-Transport von Stoffe über Carrier gegen Konzentrationsgradient -ATP benötigt (Aufspaltung) -primär: ein Molekül, sekundär: 2 Moleküle
Erkläre den Vorgang der Endocytose.
-Stoffaufnahme in Zelle -Einsenkung der Membran -Umscließt Stoff und schnürrt sich ab (Vesikel) --> Phagozytose: feste Partikel --> Pinocytose: in Flüssigkeit gelöster Stoff
Rezeptorvermittelte Endocytose
-an coated pits ragen Proteinrezeptoren aus Membran heraus -Stoffe binden an Rezeptor und werden mit Proteinen umschlossen: coated vesicles -Rezeptoren anschließend recyclet
Erkläre den Vorgang der Exocytose.
-Auscheidung von Abfallstoffen der Zelle -Vesikel und Mebran treten in Kontakt -Verschmelzen der Membranen: Öffnung entsteht --> Stoffabgabe
Was ist Membranfluss?
Es finden auch Endo - und Exocytosen in der Zelle statt. (Transport von einem Zellorganell zum anderen über Vesikel) Durch das ständige Ineinanderübergehen von Mebranen wird diese ständig erneuert.
Welche Arbeiten können mittels ATP verrichtet werden?
-Transportarbeit: aktiver Transport von Molekülen und Ionen durch phosphorylierte Membranproteie -Mechanische Arbeit: (Muskelkontraktion) zelluläre Bewegungen, Organell wird über Motorptotein auf dem Cytoskelett bewegt -Chemische Arbeit: Synthese von Biomolekülen
Struktur ATP und Energiegewinnung
Adenosintriphosphat ATP: 1 Zucker, 1 Adenin, § energiereiche Bindungen von Phosphatgruppen Durch Abspaltung einer Phosphatgruppe entsteht ADP; Energie wir frei
Zellatmung: Summengleichung
C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O --> 6 CO2 + 12 H2O + 38 ATP
Zellatmung: Glykolyse
aerober Vorgang im Cytoplasma 1 Glucose (C6) wird in 2 Pyruvat (C3) umgewandelt. Durch Übertragung Energiereicher Phosphatgruppen auf ADP enstehen 2 ATP (= Subtratstufenphosphorylierung). Außerdem entstehen die sogenannten Coenzyme 2 NADH + H+ (Träger für Elektronen). C6H12O6 --> 2 C3H3O3 + 2 ATP + 2 NADH + H+
Zellatmung: Cytratzyklus + Oxidative Decarboxylierung
aerober Vorgang in der Mitochondrien Matrix Oxidative Decarboxylierung Pyruvat wird zu Acetyl CoA unter Freigabe von 2 CO2. Dabei entstehen 2 NADH + H+. Cytratzyklus: Acetyl CoA gibt im Cytartzyklus unter Abgabe von 4 Kohlenstoff nochmal die sogenannten Coenzyme 6 NADH + H+ und 2 FADH2 frei, die als Träger für Elektrone dienen, sowie 2 GTP (ATP). Bilanz: 2 C3 --> 6 CO2 + 6 NADH + H+ + 2 FADH2 + 2 GTP --> 2 ATP
Zellatmung: Atmungskette
- H+ Ionen werden über Proteine aus der Matrix in den Intermebranraum entegen des Konzentartionsgradienten gepumpt. Das NADH wird somit zu NAD+. Die Energie hierfüt liefern die mitgeführten Elektronen ,erzeugt durch Redoxresktionen in der inneren Membran. - Im Intermebran Raum herrscht eine hohe Konzentration (Ladung) , die Protonen stoßen sich ab und fließen mit dem Gradienten durch die ATP Synthase (integrales Tunnel Protein) zurück. Hier binden sie sich mit Sauerstoff zu Wasser. Die ATP Synthase erzeugt durch oxidative Phosphorylisierung aus ADP und Phosphor ATP. Bilanz: 28 ATP
Nenne die Merkmale von Eucyten.
Eukaryotische Zellen: (2-20 um) - Kompartimentierung (membranumgrenzte Zellorganellen) -Erbsubstanz in Form mehrerer Chromosome -Genetischer Austausch (Fortpflamzung) durch Geschlechtszellen -Cytoskelett -Geißeln aus Mikrotubuli -Vielzeller
Nenne die Merkmale von Procyten.
Prokaryotische Zellen: (0.2-10 um) -keine Kompartimentierung (keine Organellen) -Zellatmung findet in Membraneinfaltungen statt -Erbsubstanz als 1 ringförmiges Bakterienchromosom -gen. AUstausch durch Konjugation -kleinere Robosomen -Geißeln aus Proteinfilamenten -kommen nur als Einzeller vor
Was is ein Virus?
--> anders als Bakterien sind Viren keine Zellen -Aufbau aus Nukleinsäurefaden (enthält Erbinformation), der von einer Eiweißhülle umgeben ist -keinen eigenen Stoffwechsel -Vermehrung durch Einschleusen der Erbinformation in eine Wirtzelle
Woraus bestehen Proteine?
aus Aminosäuren: 20 verschieden im Körper (davon 8 essentielle, werden über die Nahrung aufgenommen, dauraus werden die anderen 12 gebaut). 20100 verschieden Kombismöglichkeiten, in der DNA festgelegt
Nutzung von Proteinen im Körper.
a) Mechanische Stützfunktion b) Muskelaufbau c) Enzyme d) Antikörper e) Hormone f) Übertragung von Nervenimpulsen
Proteine: Peptidbindungen
Die Aminogruppe und die Carboxylgruppe einer AS werden über Peptidbindungen verknüpft. Dabei spaltet sich Wasser ab. Peptidbindungen können durch Enzyme abgebaut werden.
Proteine: Primärstruktur
-gibt die Reihenfolge der Aminosäuren an -in DNA festgelegt -bestimmt die EIgenschaft der Proteine
Proteine: Sekundärstruktur
--> räumliche Anordung der AS 1) α-Helix (1 Strang): intramolekuläre Wasserstoffbrückenbindungen 2) β-Faltblatt (2 Stränge): intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen Über H-Brückenbindungen zwischen den Carboxyl- und Aminogruppen gewinnt die AS Kette an Stabilität.
Proteine: Tertiärstruktur
-->dreidimensionale Anordnung beruht auf veschiedenen Bindungen: -Disulfidbindungen (Chrysteinresten) -Ionenbindungen zwischen den Aminogruppen und Carboxylgruppen im Rest -H-Brücken -Van-der-Waals Kräfte
Proteine: Quartärstruktur
--> übergeordnetes Protein -Es wirken die gleichen Bindungskräfte wie bei der Tertiärstruktur
