Eukaryoten Flashcards
(95 cards)
Karl Popper (1902-1994) ist ein einflussreicher Wissenschaftsphilosoph. Welches Prinzip wird ihm zugeschrieben? Erläutern Sie dieses Prinzip.
Überprüfung durch Falsifikation: Noch so viele Beobachtungen können die Allgemeingültigkeit einer Behauptung nicht belegen. Eine einzige Beobachtung des Gegenteils einer Behauptung, die beansprucht allgemeine Gültigkeit zu haben, widerlegt diese jedoch. In der Naturwissenschaft macht man sich das zunutze, indem man versucht in Experimenten das logische Gegenteil einer Hypothese, die sogenannte Nullhypothese, zu widerlegen.
Wie heißt die kleinste Einheit der Muskelbewegung und wie ist diese Einheit aufgebaut?
Sarkomer, Aktin und Myosin-Komplexe:
– Aktindoppelhelix, durch Tropomyosinketten bedeckt und weist Tropomyosinkomplexe auf – Myosinkomplexe mit ATPase tragendem Kopf, einem Hals und Schwanz
– Z-Scheibe:verbindet Aktinfilamente zweier Sarkomere – A-Bande = Bereich mit Myosin
– I-Bande = Bereich ohne Myosin
- Erklären Sie die Muskelkontraktion nach der Gleitfilamenttheorie.
– aktive Bewegung von Myosinkomplexen entlang von Aktinfilamenten → chemische Energie liegt im ATP als Bindungsenergie vor
– Ruhezustand: Bindungsstellen der Myosinköpfchen bedeckt durch Tropomyosin
– Nervenimpuls → Ausschüttung Ca2+ → Myosinköpfchen lagert sich an das Aktinfilament an
– enzymatische Aktivität der Myosinköpfchen: ATP → ADP + P, Abknicken des Köpfchens = Bewegung – Myosinköpfchen bindet an das Aktinfilament
– chemische Energie aus ATP führt zur Konformationsänderung des Myosinköpfchens => zieht am Aktinfilament → Bewegungsenergie
– Anlagerung von ATP => alle Moleküle in Ausgangsstellung
Aktin- und Myosinfilamente gleiten aneinander vorbei, so dass benachbarte Z-Scheiben aufeinander zugleiten. Im Einzelnen sorgen Calcium-Ionen dafür, dass die Bindungsstellen für die Myosinköpfchen auf den Aktinfilamenten frei werden. Die Spaltung von ATP bewirkt die Bindung des Myosins an das Aktin. Sobald sich ADP und der Phosphatrest vom Myosinköpfchen lösen, knickt dieses ab. Aufgrund der Konformationsänderung gleiten die Z- Scheiben aufeinander zu und ein Sarkomer verkürzt sich. Das Myosinköpfchen löst sich bei Anwesenheit von ATP vom Aktinfilament. Die Anlagerung von ATP macht das Abknicken des Myosinköpfchens rückgängig. Es wird also chemische Energie in Form von ATP in Bewegungsenergie umgewandelt.
Muskeln können sich aktiv nur verkürzen. Wie gelangen sie wieder in die Ausgangslage?
erschlaffter Muskel muss durch Antagonist verlängert werden/ andere mechanische Vorgänge (z.B. Turgor bei Spinnen)
Wie kommt es zum Phänomen der Totenstarre?
ohne ATP keine Erschlaffung → nach Verbrauch des ATPs keine Erchlaffung mehr möglich → Starre
Was versteht man unter dem Auflösungsvermögen eines Mikroskops?
Kleinstmöglicher Abstand von zwei Strukturen, der durch das bestreffende optische System gerade noch erkannt werden kann
Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Auflösungsvermögen und der Wellenlänge des verwendeten Lichts?
Das Auflösungsvermögen ist abhängig von der eingestrahlten Wellenlänge des Lichts und von der numerischen Apertur
– je geringer die Wellenlänge, desto besser die optische Auflösung
– d=λ/2 NAobj = λ/2n*sin(α) ( λ: eingestrahlte Wellenlänge; d:Auflösungsvermögen, α: halber Einfallswinkel)
Was ist die extrazelluläre Matrix und wie ist sie aufgebaut?
Geflecht aus Makromolekülen,
- v.a. Im Interzellularraum der Bindegewebszellen, aber zwischen allen tierischen Zellen zu finden
- aus Protein (Kollagen, Elastin), Proteoglykanen, Glykoproteinen (Fibronectin, Laminin), Polysacchariden (Hyaluronsäure) und Wasser
Nennen Sie drei wesentliche Makromoleküle, die Bestandteile der pflanzlichen Zellwand sind.
Pektin, Cellulose, Glykan
Welches Auflösungsvermögen hat ein Objektiv mit der numerischen Apertur 0,10, das bei einer Wellenlänge von 500nm benutzt wird?
Na=0,10; λ=500nm, gesucht: d → d=500nm/2*0,10=2500nm=2,5μm
Welche Numerische Apertur sollte Ihr Objektiv bei einer verwendeten Wellenlänge von 500nm mindestens haben, um eine Auflösung von 250nm zu erreichen?
λ=500nm, d=250nm; gesucht: Na → d= λ/2Na <=> Na= λ/2d <=> Na=1
Wie unterscheiden sich mesenchymatische Zellen von epithelialen Zellen? Nennen Sie jeweils Beispiele für diese beiden Gewebesorten.
Mesenchymatische Zellen: unpolar, komplett von ECM umgeben
→ Muskelzellen, Bindegewebszellen, (Knochenzellen, Knorpelzellen)
Epithelzellle: polar (basale und apikale Seite), Basale Seite gebildet durch Basallamina, sind durch apikale Adhärenzzonen sowie meist apikale tight-junctions miteinander verknüpft, apikale Seite zeigt in Richtung der Epitheloberfläche, die wiederum nach außen (z.B. bei der Haut) oder zum Lumen hin weist (z.B. beim Darm oder Drüsen)
→ Epidermiszellen, Darmzellen
Geben Sie eine möglichst prägnante Definition für das Phänomen „Zelle“?
Eine Zelle ist die kleinste, autonome Einheit des Lebens, die zur Reproduktion und Selbsterhaltung fähig ist
Charakterisieren Sie kurz Struktur und Funktion der DNA. Wie findet die DNA- Vermehrung statt?
Desoxyrobonucleinsäure, Informationsspeicher der Zelle
Aufgebaut aus: Phosphat-Desoxyribose-Rückrad und DNA-Basen: Adenin, Cytosine, Guanin und Thymin → 2 Stränge über Wasserstoffbrücken
Semikonservative Replikation:
- DNA-Doppelhelix wird gespalten durch Helicase
- beide Einzelstränge dienen der DNA-Polymerase als Matrize zur Neusynthese der komplementären Stränge
- neue DNA-Stränge aus einem Strang der ursprünglichen DNA-Doppelhelix mit einem davon neusynthetisierten Strang
Was versteht man unter der sogenannten Endosymbiontenhypothese? Nennen Sie als Beispiel ein Organell in eukaryotischen Zellen, auf das die Endosymbiontenhypothese anwendbar ist. Nennen Sie drei Argumente, die die Endosymbiontenhypothese unterstützen.
Die Endosymbiontenhypothese beschreibt die Entstehung der Eukaryoten: Anaerobe, organellenfreie Prokaryoten haben frei lebende Prokaryoten phagozytiert, aber nicht verdaut. “Ureukaryoten” profitieren vom Stoffwechsel der Prokaryoten und bieten dafür Schutz. In späteren Schritten der Evolution entwickelte sich daraus die eukaryotische Zelle und die aufgenommenen Zellorganellen zu hochspezifischen Organellen.
- Zellorganellen: Mitochondrien und Plastiden (Chloroplasten) - Hypothese wird gestützt durch:
• Größe Organellen ≙ Größe Prokaryoten
• Doppelmembran: äußere Membran mit Cholesterin (typisch für Methazoa) besitzt eine andere Zusammensetzung als die innere (ohne Cholesterin)
• 70S statt 80S Ribosomen
• Eigene Proteinbiosynthese
• Eigene ringförmige DNA in Mitochondrien und Plastiden
• Eigene Vermehrung innerhalb der Zelle
• Einschnürungsprotein für Zellteilung bei Prokaryoten und Mitochondrien identisch (bei Metazoa nicht vorhanden)
Nennen Sie strukturelle Einheiten zur Fortbewegung bei eukaryotischen Einzellern.
Einzeller können zur Fortbewegung Schleimfüßchen (Pseudopodien → Aktinfilamente), Flagellen oder Cilien besitzen.
Beschreiben Sie die Osmoregulation bei eukaryotischen Einzellern wie etwa Paramecium caudatum.
Osmoseregulation durch eine oder mehrere kontraktile Vakuolen. Da das Cytoplasma eine höhere Salzkonzentration hat, als das extrazelluläre Medium dringt permanent Wasser per Diffusion in die Zelle. Um nicht zu platzen, sammeln zuführende Kanäle Wasser in der kontraktilen Vakuolen und diese wird regelmäßig nach Außen entleert.
Nennen Sie drei Unterschiede zwischen Tier- und Pflanzenzellen.
Zellwand, Plasmodesmen, Vakuole, Chloroplasten (Plastiden) kommen nur bei Pflanzenzellen vor
Füllen Sie den folgenden Lückentext. In jede Lücke kommt ein Wort und es soll ein zutreffender Text entstehen.
Eine Biomembran besteht aus einer Phosphorlipiddoppelschicht Ein Phospholipidmolekül ist ein amphiphiles Molekül, d.h. es besteht aus einem hydrophilen Kopf und einem hydrophoben Schwanz. Der Kopf besteht aus Phosphat und Cholin. Der Schwanz besteht aus zwei Fettsäuren Verbunden werden Kopf und Schwanz über ein Glycerin-Molekül. Amphiphile Moleküle bilden in Wasser bevorzugt Mizellen , Liposome oder Doppelschichten
Was versteht man unter dem Flüssigmosaikmodell? Welche Faktoren haben einen Einfluss auf die „Flüssigkeit“ der Biomembran?
• “Flüssig”→ Flüssigkeit; einzelne Phospholipidmoleküle können sich frei bewegen (rotieren) und ihren Standort wechseln → Membranproteine können mit verschoben werden
- Temperatureinfluss: je wärmer, desto beweglicher
- Cholesterin schränkt Bewegung der Moleküle in direkter Umgebung ein (lipid rafts)
→ bei sinkender Temperatur wirkt es der Verfestigung entgegen, da es dichtere Packung stört → Fluidität
• Mosaik:
- Biomembranen sind asymmetrisch
- Unterschied im Aufbau des Phosphollipidmolleküls
- integrale Membranproteine (nur einseitig) und periphere Membranproteine mit unterschiedlichem Aufbau → Extrazellulär meist Zuckerreste an Proteinen (=Glykoproteine oder Lipide [Glykolipid]
Welche Teilchen können durch eine Biomembran diffundieren, welche nicht? Wie kann Wasser eine Lipidmembran passieren?
- möglich: kleine ungeladene Moleküle (Gase [O2, CO2], EtOH)
- andere Moleküle benötigen spezifische Transporter (= Carrier oder spezifische Kanäle) - Wasser nur über Aquaporine durch Biomembran
Was versteht man unter Endo- bzw. Exocytose? Erläutern Sie in diesem Zusammenhang die Begriffe Pino- und Phagocytose.
- Endocytose: Aufnahme von extrazellulären Stoffen durch Einfaltung der Membran
- Exocytose: Abgabe von Stoffen aus der Zelle durch Verschmelzen von sekretorischen Vesikeln mit der Membran
- Pinocytose: Endocytose, bei der nur Flüssigkeit aufgenommen wird
- Phagocytose; Endocytose, bei der nur Feststoffe aufgenommen werden
Streichen Sie alle Kompartimente durch, die nicht von zwei Biomembranen umgeben sind:
-Golgi-Apparat-, Zellkern, -Lysosom-, Mitochondrium, -endoplasmatisches Retikulum-, Chloroplast, -Peroxisom-, -Vakuole-
Beschreiben Sie Funktion und Aufbau der Typen des Endoplasmatischen Retikulums.
• Typen: raues ER → Proteinsynthese
glattes ER → Entgiftungsfunktion, Lipidsynthese
• Aufbau:
- weitverzweigtes Membransystem aus Röhren und Zisternen, direkt mit Zellkernmembran verbunden
- ER-Lumen (Innenraum) steht in direktem Kontakt mit dem Inneren der Zellkernmembran - rER = rough ER: Ribosomen an Membran assoziiert
- sER = smooth ER, ohne Ribosomen
• rER:
- entstehendes Protein direkt in ER-Lumen
- in Lumen: Proteinfaltung, -kontrolle und posttranslationale Modifikation
- Synthese von Membranproteinen, sekretorischen und lysosomalen Proteinen - über exocytose können Vesikel überall hin transportiert werden
• sER: Entgiftung, Synthese von Phosphollipiden und sekretorische Lipide