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Biologie (Fach) / Molekulare Biologie - Zellbiologie - Vorlesung 10 (Lektion)
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- KÖNNEN ZELLEN AUF IHR EIGENES SIGNAL ANTWORTEN? In manchen Fällen können Zellen auf lokale Mediatoren reagieren, die sie selbst bilden; eine Form der parakrinen Kommunikation, die autokrine Signalwirkung genannt wird (Krebszellen fördern manchmal auf diese Weise ihr eigenes Überleben oder ihre Proliferation).
- WIE KÖNNEN SIGNALMOLEKÜLE DARAN GEHINDERT WERDEN, SICH ZU WEIT VON IHREM URSPRUNG ZU ENTFERNEN? - nachdem sie von einer signalübertragenden Zelle freigesetzt wurden, sind die meisten parakrinen Signalmoleküle sehr kurzlebig - entweder werden sie von extrazellulären Enzymen abgebaut oder rasch von benachbarten Zielzellen aufgenommen - einige heften sich an die extrazelluläre Matrix und werden somit an einer weiten Ausbreitung gehindert
- ADRENALIN, ACETYLCHOLIN, HISTAMIN, CORTISOL, INSULIN, THYROXIN, DELTA: WELCHES MOLEKÜL GEHÖRT ZU WELCHER SIGNALKLASSE? WO WIRD ES HERGESTELLT? WAS IST SEINE CHEMISCHE NATUR? WO WIRKT ES? WELCHE ART VON WIRKUNG KONTROLLIERT ES? - Adrenalin (Epinephrin) – Hormone – Nebennierenmark – Derivat der Aminosäure Tyrosin – erhöht Blutdruck, Herzfrequenz und Stoffwechsel - Acetylcholin – Neurotransmitter – Nervenendigungen – Cholinderivat – exzitatorischer Neurotransmitter an vielen Synsapsen zwischen Nerven und Muskelzellen und im ZNS - Histamin – lokale Mediatoren – Mastzellen – Derivat der Aminosäure Histidin – verursacht Erweiterung und Durchlässigkeit der Blutgefäße; an Entzündungen beteiligt - Cortisol – Hormone – Nebennierenrinde – Steroid (Cholesterinderivat) – beeinflusst den Stoffwechsel von Proteinen, Kohlenhydraten und Lipiden in den meisten Geweben - Insulin – Hormone – β-Zellen in Bauchspeicheldrüse – Protein – stimuliert die Glucoseaufnahme, Protein- und Lipidsynthese, z. B. in Leberzellen - Thyroxin – Hormone – Schilddrüse – Derivat der Aminosäure Tyrosin – stimuliert den Stoffwechsel vieler Zelltypen - Delta – kontaktabhängige Signalmoleküle – sich entwickelnde Neuronen; andere sich entwickelnde Zellen – Transmembranprotein – verhindert, dass benachbarte Zellen sich zum selben Zelltyp entwickeln wie die signalisierende Zelle
- JEDE ZELLE ANTWORTET AUF EINE LIMITIERTE ANZAHL AN SIGNALEN. WIE KANN EINE ZELLE IHRE ANTWORT AUF SIGNALE EINSCHRÄNKEN? Ob eine Zelle auf ein Signalmolekül antwortet oder nicht, hängt in erster Linie davon ab, ob sie ein Rezeptorprotein dafür besitzt.
- WAS PASSIERT, WENN EINE ZELLE KEINE SIGNALE ERHÄLT? Fehlt jegliches Signal, leiten die meisten Zellen den programmierten Zelltod (Apoptose) ein.
- NENNEN SIE BEISPIELE FÜR SCHNELLE UND LANGSAME SIGNALANTWORTEN! - schnelle Antwort: Acetylcholin kann die Kontraktion des Skelettmuskels innerhalb von Millisekunden stimulieren und die Sekretion der Speicheldrüse innerhalb etwa einer Minute (Beeinflussung der Aktivität von Proteinen und anderen Molekülen, die bereits in der Zielzelle vorhanden sind) - langsame Antwort: z. B. Zunahme des Zellwachstums und der Zellteilung (Reaktion auf extrazelluläre Signale erfordert Veränderung der Genexpression und Bildung neuer Proteine)
- BEFINDEN SICH DIE KERNREZEPTOREN IM KERN? Sowohl die zytosolischen als auch die Rezeptoren im Kern werden Kernrezeptoren genannt, da sie als Transkriptionsregulatoren im Zellkern wirken
- STICKSTOFF-MONOXID (NO) WIRKT ALS LOKALER MEDIATOR AUF VIELE ZELLTYPEN. WOHER KOMMT DAS NO? NO-Synthase katalysiert die Bildung von NO aus der Aminosäure Arginin in den Endothelzellen
- WAS PASSIERT, WENN AUFGRUND EINER MUTATION DER TESTOSTERON-REZEPTOR FEHLT? Individuen stellen zwar Testosteron her, aber ihre Zellen können nicht darauf antworten à Individuen entwickeln sich als Frauen (Genitalien, Gehirn, sekundäre Geschlechtsmerkmale)
- WER ENTDECKTE DAS GEN FÜR DEN NOTCH-REZEPTOR? - Thomas Hunt Morgan (1917) - Notch-Signalweg ermöglicht Kommunikation zweier benachbarter Zellen (durch Notch-Rezeptor der einen und membranständige Liganden (Jagged) in der anderen Zelle - direkter Zell-Zell-Kontakt determiniert Nervenzellenentwicklung in Drosophila - Neuronalzelle entwickelt sich aus Epithelzelle und inhibiert benachbarte Zellen sich ebenfalls zu Nervenzelle zu differenzieren - sehr konservativer Signalweg und involviert in vielen Entwicklungsschritten
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- DEFINIEREN SIE SIGNALTRANSDUKTION! Jeder Prozess, bei dem Zellen eine Art von Signal oder Stimulus in ein anderes Signal umwandeln
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