Zellbiologie (Fach) / Zellbiologie I (Lektion)

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Fragen zur Biologie, Evolution, Zellbiologie, Physiologie, Biochemie

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  • Klassifikation "Mensch" Domäne: Eukaryoten Reich: Tiere (Animalia) Abteilung: Gewebetiere (Eumetazoa) Unterabteilung: Bilateria Stammgruppe: Neumünder (Deuterostomia) Stamm: Chordatiere (Chordata) Unterstamm: Wirbeltiere (Vertebrata) ...
  • Produkt der Glykolyse 2 x Pyruvat + 2 x Coenzym A + 2 x NAD+ ⇒ im Citratzyklus: 2 x Acetyl-CoA + 2 x NADH + 2 x CO2
  • Kontrolle des Zellzyklus Restriktionspunkt = G1-Kontrollpunkt: ist die Zelle groß genung? ist die Umgebung günstig? ist die DNA beschädigt? Eine Bedingung nicht erfüllt ⇒ G0 - ansonsten ⇒ S-Phase: "Feuern von ORI's" ...
  • Zellzyklus - Mitosephase Prophase: Kernhüllen und Nucleoli lösen sich auf, Chromosomen sind sichtbar Prometaphase: Zugfasern des Spindelapparats bilden sich aus ⇒ Kontakt zwischen Centromeren und Chromosomen Metaphase: Chromosomen ...
  • Ablauf der Apoptose  Apoptotisches Signal ⇒ proapoptotische Proteine (BCL-2)  Aktivierung von Initiator-Caspasen (Caspase 8 und 9)  Vorläufer-Effektor-Caspasen (3, 6 und 7) ⇒ spalten Aktin und Lamin  Aktivierung ...
  • Todessignale (Apoptose) Aktivierung von Todesrezeptoren (z.B. TNF-Rezeptor) Entzug von Wachstumsfaktoren Irreparable DNA-Schädigungen Stoffwechselstörungen Verlust von Zellkontakten Zellzyklusstörungen
  • Zellzyklus - Interphase G1-Phase: Zellwachstum, Ausbildung von Enzymen ⇒ DNA-Synthese G0-Phase: Ruhephase - keine Teilungsaktivität S-Phase: DNA-Replikation, Entstehung von 2-Chromatid-Chromosomen G2-Phase: Erhöhte Synthese ...
  • Notwendige Proteine - Zellzyklus Cycline und cyclineabhängige Kinasen (CdK) während der G1-Phase: Cyclin D + CDK 4/6 vor S-Phase: Cyclin E + CDK 2 vor G2-Phase: Cyclin A + CDK 1/2 vor M-Phase: Cyclin B + CDK 1 und MPF ⇒ fördert ...
  • Meiose I Prophase I - Leptotän: Chromatiden kondensieren, homologe Chromosomen lagern sich aneinander Zygotän: Crossing-over-Vorbereitung, Aufbau: männliches Schwesterchromatid - laterales Element - Zentralelement ...
  • Mikroskopie Lichtmikroskop: Zellkerne + Zellmembranen Fluoreszenzmikroskop: Eigenleuchten + hoher Kontrast Immunfluoreszenzmikroskop: Proteine in Zellen, Antigen-Antikörper-Reaktion Konfokalmikroskopie: 3-D-Rekonstruktionen ...
  • Die drei Mendel'schen Regeln ) Uniformitätsregel ) Spaltungsregel ) Unabhängigkeitsregel
  • 4 Hauptklassen von Biomolekülen Proteine Lipide Nukleinsäuren Kohlenhydrate
  • Nukleosom - Funktion Organisation der Erbsubstanz Regulation der Genexpression Bindestelle von Kofaktoren (z.B. an die Histontails)
  • Evolution - notwendige Voraussetzungen Reproduktion: Vererbung des Genmaterials (DNA) an einen Überschuss von Nachkommen Variation (Mutation, Rekombination, Crossing-over): Nachkommen unterscheiden sich von den Eltern Selektion: Auswahl von ...
  • Was zeichnet Lebewesen aus? Stoffwechsel Fortpflanzung Reizbarkeit Wachstum Evolution (Genmutation) Kontakt/ Austausch mit der Umwelt
  • Nucleotid-Excisionrepair (NER) Schadenserkennung Aufschmelzen der DNA Herausschneiden eines DNA-Stückes (Endonuklease) Auffüllen (Polymerase e oder b) Ligieren der DNA-Stränge (Ligase) UV-Strahlen ⇒ Pyrimidindimere ⇒ Inhibition ...
  • Wichtige Ionenkonzentrationen K+:     intrazellulär: 155 mM   extrazellulär:     5 (3,5-5,5) mM    Eeq: -96 mV Na+:   intrazellulär:  10 mM    extrazellulär: 145 mM                  Eeq: +72 ...
  • Ionenkanäle (wichtige Daten) Schneller Na+-Kanal: Schwellenpotential: -65mV  Offenzeit: ∼3ms  benötigte Hyperpolarisation: -85mV L-Typ-Ca2+-Kanal:  Schwellenpotential: -40mV  Offenzeit: ∼200ms  benötigte Hyperpolarisation: ...
  • Kinetisches Modell spannungsaktivierbarer Kanäle Depolarisation⇒offen aktiviert⇒zeitabhängig geschlossen inaktiviert ⇒Hyperpolarisation ⇒ geschlossen aktivierbar ⇒erneute Depolarisation ⇒......
  • Azanfärbung Zellkerne: rot ECM: blau
  • Urmünder (Protostomia) Der Urmund (Blastoporus) wird zum Mund, der Anus wird neu gebildet. Das Herz befindet sich dorsal, das Nervensystem ventral. Das Mesoderm bildet sich aus einem Zellhaufen. Tierstämme: Arthropoda, Annelida ...
  • Neumünder (Deuterostomia) Der Urmund (Blastoporus) wird zum Anus, die Mundöffnung wird neu gebildet. Das Herz befindet sich ventral, das Nervensystem dorsal. Das Mesoderm schnürrt sich vom Urmund ab. Tierstämme: Chordata, Echinodermata ...
  • Endosymbiontentheorie Mitochondriale DNA ähnlich der bakteriellen DNA-Ringstruktur, keine Histone Mitochondrialen Ribosomen ähnlich der von Bakterien eigene Proteinbiosynthese: Hemmbarkeit durch Antibiotika M. besitzen Doppelmembran ...
  • Größenverhältnisse 10-2 m = 1cm: mit dem bloßen Auge sichtbar 10-3 m = 1mm: noch geradeso mit dem bloßen Auge sichtbar 10-6 m = 1µm: Zellkerne, Bakterien 10-7 m: Länge eines Virus 10-9 m: Aktinfilamente (1nm), bis 10nm: ...
  • Michaelis-Menten-Konstante Km: Maß für die Affinität zwischen Enzym und Substrat
  • Enzym - aktives Zentrum dreidimensionale Molekülregion Teil d. Tertiärstruktur eines Enzyms dort findet Katalyse statt: Substrat ⇒ Produkt wird umgesetzt
  • Coenzym Apoenzym + Coenzym = Holoenzym
  • Die drei Keimblätter Endoderm: Epithelien d. Trachea, Ösophagus, Magen u. Darm, Urethra, Harnblase, Prostata Mesoderm: Wirbelsäule, Rippen, Skelettmuskulatur, Nieren, Bindegewebe, glatte Muskulatur der Eingeweide Ektoderm: ...
  • Enzyme Biokatalysatoren substratspezifisch beschleunigen Reaktionen im Körper beschleunigen die Einstellung des Reaktionsgleichgewichtes ⇒ verändern die Gleichgewichtslage nicht! setzen die Aktivierungsenergie ...
  • Proteinstrukturelemente N- und C-Terminus α-Helix β-Faltblatt (x-strängig/ parallel/ antiparallel) Monomer, Dimer, Trimer, Tetramer β-Haarnadelschleife N-Loop β-Barrel-Struktur aus x-Faltblattsträngen
  • Proteinstrukturen und Domänen Primärstruktur: Aminosäure-Sequenz ⇒ Sequenzhomologie, Funktion Sekundärstruktur: α-Helix, β-Faltblatt ⇒ Domänen, 3-D-Struktur Tertiärstruktur: Raumstruktur eines Proteins: Kombination von ...
  • Proteine Makromoleküle aus Aminosäuren beschleunigen chemische Reaktionen (s. Enzyme) beteiligen sich an Transportvorgängen unterstützen die zelluläre Kommunikation (Kanäle, Rezeptoren, Botenstoffe) wehren ...
  • Inhibitoren (Enzyme) Kompetitiv: Substrat + Inhibitor konkurrieren um das aktive Zentrum des Enzyms; Substrat ist strukturell ähnlich zu Inhibitor Nicht-Kompetitiv: Inhibitor bindet an anderer Stelle als Substrat (allosterisch), ...
  • Signalweitergabe (Zelle) parakrin: Signal ⇒ intrazellulärer Raum ⇒ Rezeptor juxtakrin: Signal ⇒ Rezeptor verbindet zwei Zellen unmittelbar miteinander endokrin: Signal ins Gewebe ⇒ Blut ⇒ Gewebe ⇒ Zielrezeptor autokrin: ...
  • Sphingomyeline Kopfgruppe: zweiwertiger Alkohol (Sphingosin) an die freie OH-Gruppe Phosphat gebunden ⇒ daran Cholin angehangen Ceramid: Sphingosin + Fettsäure (Amidbindung)
  • Phospholipide Glycerin (3-wertiger Alkohol) + Fettsäure = Lipid (Esterbindung) gesättigte und ungesättigte (Doppelbindung) Phospholipide Hydrophile Kopfgruppe (am 3. C-Atom hängt eine Phosphatgruppe) Derivate: ...
  • Ligasen verknüpfen Bindungen unter Energieverbrauch DNA-Stücke (Okazaki-Fragmente) werden durch Bildung eines Phosphoresters miteinander verknüpft
  • Hydrolasen Hydrolyse (Wasserabspaltung) z.B. Proteasen, Esterasen, Nucleasen, Glucosidasen, ATPasen S-S' + H2O ⇒ S-OH + S'-H
  • Transferasen Überträger chemischer Gruppen z.B. Kinasen, Acetyl-/Methyl/Aminotransferasen, Polymerasen S-X + S' ⇒ S + S'-X
  • Endonukleasen schneiden sequenzspezifisch benutzen (häufig) palindromische Sequenzen zur Erkennung
  • Isoelektrischer Punkt (IP) Isoelektrischer Punkt: Gesamtladung des Moleküls gleich Null pKs (R1) + pKs (R2)  /  2  = IP IP < pH ⇒ Protonen werden aufgenommen IP > pH ⇒ Protonen werden abgegeben pKs = pH ⇒ Gleichgewicht ...
  • Glukose - metabolische Abbau Oxidation ⇒ Glucoronsäure Reduktion ⇒ Sorbitol Oxidation ⇒ Glucuronat Glukose ist eine Aldose mit 6 C-Atomen und 4 chiralen Zentren Halbacetalbildung: Ringschluss zwischen C1 und C5
  • Aminosäuren bei unterschiedlichem pH-Wert Wenn der pK-Wert der Gruppe niedriger ist als der pH-Wert, dann werden Protonen abgegeben pK > pH ⇒ Protonen werden aufgenommen pH: 0-6: sauer pH: 7: neutral pH: 8-14: alkalisch pH-Wert des arteriellen ...
  • Immunabwehr Dendritsche Zellen sind in der Lage, die Antigene einer Mikrobe mit Hilfe von MHC-Komplexen der Klasse II auf ihrer Oberfläche zu präsentieren. Die Antigene werden von Helfer-T-Lymphozyten mit Hilfer ...
  • Epimer unterscheiden sich in der Konfiguration an nur einem Stereozentrum, mit Ausnahme des letzten asymmetrischen und des anomeren Kohlenstoffatoms. Alle anderen Stereozentren in den Molekülen sind, sofern ...
  • Disaccharide Saccharose = α-D-Glucose + β-D-Fructose Maltose = Glucose + Glucose Lactose = Galactose + Glucose
  • "Big Killer" in der 3. Welt Tuberkulose (TBC) - Übertragung durch Tröpfcheninfektion  HIV/Aids - Übertragung durch Körperflüssigkeiten (Blut, Sperma, Vaginalsekret, Muttermilch)  Malaria - Übertragung durch weibliche Stechmücken ...
  • Selektionsmechanismen Disruptive/aufspaltende Selektion/disruptiv Stabilisierende Selektion/stabilisierend Transformierende/gerichtete Selektion
  • Genetische Code 3 Basen der DNA kodieren 1 AS (Triplettcode=Codon), evtl. 4 verschiedene Nukleotide für Festlegung der 20 AS. ALTERNATIV: Code ist redundant aber spezifisch: AS können von mehreren Codons codiert werden, ...
  • Wackelbase Dritte Base als Wackelbase bezeichnet. Der Austausch dieser Base hat keinen Einfluss auf die Bildung der AS, da diese primär durch die ersten beiden Basen des Codons bestimmt ist.