Biologie (Fach) / Zellbiologie (Lektion)
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Einführung Zellbiologie
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- Was ist Leben biologisch? Stoffwechsel Bewegung Reizbarkeit Fortpflanzung Entwicklung
- Miller-Experiment - Experiment zur Simulation präbiotischer Synthesen(chemische Evolution) in künstlischer Uratmosphäre - Ammoniak, Wasserstoff, Methan und Wasser werden "Blitzschlägen" ausgesetzt - Die kondensierten ...
- Bausteine des Lebens Aminosäuren, Nukleinsäuren, Fette und Kohlenhydrate
- RNA-Enzyme (Komplexe Faltung und Membranhülle) 1. RNA wirkt als Matritze, an der Polypeptide gebildet werden 2. Polypeptide wirken als primitive Enzyme und replizieren RNA-Moleküle (auch miteinander konkurrierende) => Nur Moleküle innerhalb der ...
- Virentypen TMV T-Phage Adenovirus HIV => Aufgebaut nach "Lego-Prinzip"
- Virusstrukturen Kapsid (Ikosaeder) Nukleinsäure Kapsomer(aus einem oder mehreren Proteinen) Nukleokapsid Virion Hülle, Envelope Spikes (Glykoproteine)
- Ausbruchmöglichkeiten Viren Bursting und Knospung
- Die 3 Domänen/Organismen Bacteria Archaea Eukarya -> Alle gemeinsamen Vorfahren, Archaea und Eukarya näher verwandt als mit den Bacteria
- Kovalente und nicht-kovalente Bindungen (VL 2) Kovalente Bindungen: Teilen sich ein Elektronenpaar Stereoisomere (Kohlenstoff mit 4 unterschiedlichen Substituenten) Chiralität Wichtige biologische Verbindungen enthalten immer mind. ein chirales ...
- Wasserstoffbrückenbindungen Hydrationsenergie > Gitterenergie Hydrathülle
- Kohäsion und Adhäsion Kohäsionskräfte = Oberflächenspannung, Bindung/Beziehung zwischen gleichartigen Molekülen Adhäsionskräfte= Kapillarwirkung, Bindung/Beziehung zwischen unterschiedlichen Molekülen
- Stereoisomere "Gleiche Formel, andere Struktur" D- und L-Isomere (Richtung hängt von funktionieller Gruppe i.d. untersten Reihe ab) Enantiomere: Spiegelung Diastereomere: einzeln gespiegelt (Bsp. D-Mannose (HO erste ...
- Lipide Steroide: Ketten aus Isopropen-Einheiten (Cholesterin) Phospholipide: Phosphat-Glycerol-Isopropen-Einheiten oder Cholin/Serin/Inositol-Phosphat-Glyerol-Fettsäure Fette: Glycerol-Fettsäuren
- Phosphatidyle(Aufbau) Serin-Phosphat-Glycerin-Fettsäuren
- Permeabilität mit "Geraden Fettsäuren(schwänzen)" -> geringe Permeabilität mit "gebogene Fettsäuren(Schwänzen)" -> hohe Permeabilität
- Cholesterin polarer/Hydrophiler "Kopf" - unpolarer/hydrophober Schwanz -> füllt Lücken zwischen ungesättigten Fettsäuren
- Aus was bestehen Zellen? Kleine Moleküle: Ionen Makromoleküle: Phospholipide, DNA und RNA(Nukleinsäuren), Proteine, Polysaccharide Proteine und DNA eng verknüpft
- J. F. Miescher isolierter als erster DNA (1869)
- Griffith und Avery Experiment an Pneumokokken -> DNA Träger der Erbinformation
- Versuche Griffith Versuch 1 :Bakterien vom R-TypDie Maus überlebtVersuch 2 :Bakterien vom S-TypDie Maus stirbtDer S-Typ ist für die Maus gefährlich, der R-Typ ist harmlosVersuch 3 : Die gefährlichen S-Typ Bakterien ...
- Versuche Avery Avery nahm an, dass der tödliche Faktor der S-Zellen nichts anderes als eine Art Erbinformation ist.durch die Aufnahme von Erbinformation werden harmlose R-Zellen zu tödlichen S-Zellen. Abwandlung von ...
- Hershey-Chase-Experiment HERSHEY-CHASE-Experiment 1Durchführung:T2-Phagen werden mit radioaktivem Schwefel 35S markiert. Diese derart markierten Phagen werden dann einer Bakterienkultur zugesetzt. Die Phagen infizieren die Bakterien. ...
- Einheiten der Nukleinsäure Enthält 2 Pentosen (Ribose&2-deoxyribose) und die Nucleobasen(Adenin, Guanin, Cytosyn und Thymin)
- Funktionelle Gruppen in Adenin, Guanin, Cytosyn, Uracil ... Adenin: NH2 Guanin: O und NH2 Cytosin: NH2 (Sechsring) Uracil: O (Sechsring) Thymin: CH3 (Sechsring)
- Chargaff-Regeln(1947) Basenzusammensetzung ist artspezifisch gleich in verschiedenen Geweben eines Individuum unabhängig von Faktoren wie Alter, Ernährung usw. => Mengenmäßig A = T, C=G und A+G = T + C
- Stoppcodons UAA UAG UGA
- Transkription (Initiation, Elongation und Termination) ... Initation: Während der Transkription wird eine Kopie eines bestimmten Genabschnitts, welcher auf der DNA liegt, in Form von mRNA synthetisiert.In der mRNA wird anstatt der Nukleotidbase Thymin Uracil ...
- Translation (2. Schritt Proteinbiosynthese) - Die bei der Transkription produzierte Basensequenz der mRNA (messenger) wird in ein Protein übersetzt. -Immer drei Basen in bestimmter Anordnung (Basentriplett) codieren für eine Aminosäure Ablauf ...
- Assimilation und Dissimilation Assimilation: Überführung körperfremder Ausgangsstoffe in körpereigene Substanzen im Rahmen der meist endergonischen Reaktionen des Stoff- und Energiestoffwechsels Dissimilation: stufenweise, meist ...
- aerobe Dissimilation 1. Glykolyse: Sie ist im Cytosol der Zelle lokalisiert. Hierbei wird die Glucose, ein C6-Körper zu 2 Molekülen Pyruvat (C3-Körper) abgebaut. Dabei werden Elektronen übertragen. Als Elektronendonator ...
- anaeroben Dissimilation (Gärung) 1. Glykolyse. Sie ist im Cytosol der Zelle lokalisiert. Hierbei wird die Glucose, ein C6-Körper zu 2 Molekülen Pyruvat (C3-Körper) abgebaut. Dabei werden Elektronen übertragen. Als Elektronendonator ...
- Fotosynthese Dunkelreaktion (CO2-Fixierung und Calvinzyklus) ... Nachdem aus der Lichtreaktion bereits Energie und Wasserstoff gewonnen wurden, muss jetzt noch der benötigte Kohlenstoff dazu kommen. CO2-Fixierung (Carboxylierung) Das durch die Spaltöffnungen in ...
- Thermodynamik Begriffe System= ein unbestimmter Teil des Universums (Reaktionsgefäß, lebender Organismus)offenes System= lebende Systeme die Nahrung aufnehmen, Abfall abgeben und Wärme und Arbeit produzierengeschlossene ...
- 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik 1. Hauptsatz: Energie kann weder gewonnen noch vernichtet werden 2. Hauptsatz: Thermische Energie ist nicht in beliebigem Maße (also verlustfrei) in andere Energiearten umwandelbar. Es gilt: Heiß -> ...
- Entropie und 2. Hauptsatz Die EntropieS [J K-1] entspricht jener Energie, die an das System verloren gehtDieser Anteil ist temperaturabhängig
- RGT-Regel (Thermodynamik) Eine Temperaturerhöhung um 10°K verdoppelt die Geschwindigkeit biochemischer Reaktionen.
- Enzym-Substrat-Komplex Schlüssel-Schloss-Prinzip
- Cytoskelett: Grundtypen von Filamenten Intermediärfilament Mikrotubuli Aktinfilamente
- Intermediärfilamente (Aufbau und Vorkommen) -seilartig verdrillte lange Stränge von-aneinandergesetzten filamentösen Proteinen-weisen hohe Zugfestigkeit auf-machen Zellen gegenüber mechanischen Belastungen (Druck, Dehnung) widerstandsfähig ...
- Aktinfilamente +dünne bewegliche Fäden +Durchmesser 7 nm +Kette identischer globulärer +Actinmoleküle +doppelsträngige Helix +polarer Bau+können quervernetzt werde Wichtige Aufgabe Zellbewegung: Zellwanderung ...
- Muskelkontraktion Myosin ist ein Aktinabhängiges Motorprotein und kann durch Bindung an Aktinfilamente und anschließende ATP-abhängige Konformationsänderung das aneinander vorbei gleiten der Filamente bewirken (==> ...
- Mikrotubuli (Aufbau,Aufgabe,Motorproteine) -aus Tubulin Molekülen aufgebaut-α- und β-Tubulin bilden Heterodimere- diese lagern sich zu röhrenförmigen Hohlzylindern zusammen-Ring aus 13 Protofilamenten-polarer Aufbau-Verlängerung am plus-Ende- ...
- Membranen - bilden Barrieren ...
- Protoplast Der Protoplast ist die kleinste selbständig lebensfähige morphologische Einheit von Zelltypen, die eine Zellwand besitzen (Pflanzen-, Pilz-, und Bakterienzellen), d.h. der plasmatische Inhalt einer ...
- Zellkern -Kernhülle: Doppelmembran von innen durch die Kernlamina gestützt (Intermediärfilamente)-Kernporen: in die Membran eingebetteter Proteinkomplex, kontrolliert Transport-Nucleolus: hochverdichteter Bereich ...
- Kernporenkomplex - Der Kernporenkomplex besteht aus einem Multiproteinkomplex - Der Transport von Molekülen durch den Kernporenkomplex ist selektiv und aktiv. (=> Kernlokalisationssignal)
- Nukleos - Ort der Ribosomenbiosynthese - Die ribosomale RNA wird von den Genen der Nucleolus-Organisator-Region transkribiert und anschließend mit ribosomalenProteinen (importiert aus dem Zytoplasma) zu den ...
- Ribosomen - Ort der Proteinbiosynthese-bestehen aus 2 Untereinheiten-zusammengesetzt aus rRNA und Proteinen-werden im Nucleolus im Kern synthetisiert und ins Zytoplasma transportiert-„freie Ribosomen“im Cytoplasma(Polysomen)-„membranständige ...
- Proteasom Abbau von fehlgefalteten Proteinen(Qualitätskontrolle) -> Fehlgefaltete Proteine werden mit Ubiquitin markiert, vom Proteasom erkannt und proteolytisch gespalten
- Endoplasmatisches Retikulum (ER) - Netzwerk aus miteinander verbundenen Röhren und Taschen- wichtigste Produktionsstätte von neuen Membrankomponenten