Klausur 2010

Question 1

ja oder nein?

1. Organellen bestehen immer nur aus einem Kompartiment
2. Centriolen sind ein Beispiel für membranfreie Organellen
3. Vielkernige Zellen entstehen nur durch unvollständige Zytokinese während des Zellzyklus
4. In eukaryontischen Zellen werden ca. 10% der im Kerngenom kodierten Proteine durch den intrazellulären Proteintransport zu ihrem Wirkort dirigiert, der Rest verbleibt am Syntheseort, dem Zytoplasma.

Answer 1

1. nein
2. ja
3. nein
4. nein

Question 2

Welche Wirkung hat Cholesterol auf reine Phospohilpidschichten? Was bedeutet das für den Phasenübergang?

Answer 2

Cholesterol stabilisiert Membranen, macht sie bei niedriger Temperatur flüssiger und bei hoher Temperatur weniger flüssig.

Der Phasenübergang wird abgeflacht, tritt also weniger scharf oder bei veränderter Temperatur auf.

Question 3

Definiere den Begriff “molecular chaperone”

Answer 3

Ein molecular chaperone ist ein Protein, das anderen Proteinen beim korrekten Falten hilft, ohne selbst Teil der endgültigen Struktur zu werden

Question 4

richtige Antworten in Klammern auswählen.

1. GrpE triggert im bakteriellen HSP70-Zyklus die (Freisetzung des ADP| Hydrolyse des ATP| Beladung der Peptidbindetasche).
2. Einen dazu homologen Faktor findet man in Säugerzellen, im (Zytoplasma| in der mitochondrialen Matrix| in keinem Kompartiment)
3. Prefoldin/Gim C ist ein (Chaperonin,|ATP-getriebenes Chaperon| ATP-unabhängig wirkendes Chaperon) dessen Hauptsubstrate (Aktin Tubulin| Fettsäuresynthetasen| Histone) sind.
4. (Alle| einige| keine) Vertreter der (Immunophiline| small HSPs) agieren als Cofkaktoren für HSP90

Answer 4

1. Freisetzung des ADP
2. Zytoplasma
3. ATP-unabhängig wirkendes Chaperon, Aktin & Tubulin
4. Einige, Immunophiline

Question 5

was ist ein “clearing chaperone”?

Answer 5

Ein „clearing chaperone“ ist ein spezieller Typ von molekularem Chaperon, der sich auf das Erkennen, Markieren und Entfernen von irreversibel fehlgefalteten oder aggregierten Proteinen spezialisiert hat.

Statt Proteine korrekt zu falten (wie klassische Chaperone), sind clearing chaperones an der Qualitätskontrolle und dem Abbau beteiligt – sie „räumen auf“ (daher clearing).

Question 6

richtige Antwort(en) in Klammern auswählen.

1. Exportine transportieren (RNA| Proteine| beides), wobei im Zellkern ein Komplex mit dem Substrat (und| ohne) RanGTP gebildet wird
2. Mit dem Begriff “klassische NLS” wird ein Importsignal an (Proteinen| UsnRNPs| beiden) bezeichnet. Es enthält viele (Lysine| Arginine| Leucine)
3. Der Transport der meisten mRNAS erfordert (ATP| GTP| beides)

Answer 6

1. beides, und
2. Proteinen, Lysine
3. GTP

Question 7

a) beschreiben Sie den Reaktionsablauf bei der Ubiquitinylierung unter Verwendung folgender Begriffe: E1, E2, E3, K48, K63, editing, Thioester, HECT-Domäne, Ring-Domäne

b) Welcher Mechanismus ermöglicht die Spezifität der Reaktion hinsichtlich des Zielproteins?

Answer 7

a)
Die Ubiquitinylierung verläuft in drei Schritten:

E1 aktiviert Ubiquitin unter ATP-Verbrauch (Thioesterbildung),

E2 übernimmt Ubiquitin,

E3 vermittelt die Übertragung auf das Zielprotein.
E3 kann entweder eine HECT-Domäne (Ubiquitin-Transfer über E3) oder eine RING-Domäne (direkter Transfer von E2) besitzen.
Mehrere Ubiquitine können über K48 (Abbau) oder K63 (Signal) verknüpft werden.
Editing bezeichnet das Modifizieren oder Entfernen von Ubiquitinketten.

b)
Die Spezifität entsteht durch die E3-Ligase, die bestimmte Zielproteine selektiv erkennt

Question 8

alle richtigen Antworten in Klammern auswählen.

1. Mikrotubuli formen sich aus Tubulindimeren, wobei das (alpha-Tubulin| beta-Tubulin) immer in der (GTP| GDP-Pi| GDP)-Form vorliegt.
2. Dabei ist i.d.R. ein Ende (direkt| indirekt| weder direkt noch indirekt) mit Centriolen verbunden. Diese Centriolen werdem im Säuger (immer| miest| nie) paternal vererbt.
3. Mikrotubuli sind gleichfalls Bauelement der (Microvili| primären Cilien| eukaryontischen Flagellen).
4. Aus Tubulin gebildete Protofibrillen sind (immer| nur in der G0-Phase| nie) an der Bildung der Kernlamina von Säugerzellen beteiligt.

Answer 8

1. alpha-Tubulin, GTP
2. indirekt
3. primären Cilien & eukaryontischen Flagellen
4. nie

Question 9

ja oder nein?

1. Cadherine sind Bestandteil der gap junction
2. Connexine vermitteln die transiente Bindung von Leukozyten an Blutgefäßen
3. Die homotypische Bindung der Selectine erfordert Kalzium
4. Integrine sind Bestandteil von Hemidesmosomen

Answer 9

1. nein
2. nein
3. ja
4. ja

Question 10

Welche Eigenschaften eines Membranproteins determinieren die Orientierung eines Membranankers?

Answer 10

Die Orientierung eines Membranankers wird durch Signal- und Transmembrandomänen, Ladungsverteilung, posttranslationale Modifikationen (wie GPI-Anker), sowie die Interaktion mit dem Translokationsapparat bestimmt.

Question 11

Alle richtigen antworten in Klammern auswählen.

1. Myristal-verankerte Proteine nutzen zur Membranassoziierung oft als weitere Eigenschaft (Cluster negativ geladener Aminosäuren| Cluster positiv geladener Aminosäuren| Palmitylierungen)
2. Die ersten Syntheseschritte der bei der N-linked Glykosylierung verwendeten Dolicholphosphat-verknüpften Oligosaccharide erfolgen (an der zytoplasmatischen Seite des ER| an der luminalen Seite des ER| im Golgi-Apparat)

Answer 11

1. Cluster positiv geladener Aminosäuren & Palmitylierungen
2. an der zytoplasmatischen Seite des ER

Question 12

alle richtigen Antworten in Klammern auswählen.

1. Calnexin bindet bevorzugt an Substrate mit (N-linked Glykosylierung| O-linked Glykosylierung| GPI-Ankern).
2. Calnexin ist (eine ATPase| eine GTPase| keines von beidem)
3. Der in der UPR involvierte ATF6-abhängige Signaltransduktionsweg umfasst als Schritte (den Export eines Faktors aus dem ER in den Golgi| die Autophosphorlierung eines Membranrezeptors| das Trimmen durch eine Intermembranprotease)

Answer 12

1. N-linked Glykosylierung
2. keines von beidem
3. den Export eines Faktors aus dem ER in den Golgi &
   das Trimmen durch eine Intermembranprotease

Question 13

Beschreiben Sie den Ablauf bei der Bildung eines Vesikels am ER

Answer 13

Sar1-GTP aktiviert und bindet ER-Membran → Rekrutierung COPII (Sec23/24 & Sec13/31) → Cargo-Auswahl und Membrankrümmung → Vesikelabschnürung → Coat-Abbau → Transport zum Golgi.

Question 14

Der Zellzyklus kann in verschiedenen Modellorganismen untersucht werden.
ja oder nein?

1. In der Hefe kann man offene und geschlossene S-Phasen unterscheiden. Im Säuger ist die S-Phase dagegen immer geschlossen.
2. Im Zellzyklus der Hefe Saccharomyces cerevisiae ist keine G2-Phase erkennbar
3. Säugerzellen können aus der G1-Phase in die G0-Phase übergehen. Bei Hefen kann die G0-Phase auch aus der G2-Phase erreicht werden.
4. Die Hefe Saccharomyces cerevisiae durchläuft eine geschlossene Mitose
5. Im Zellzyklus der Hefe gibt es keine Kontrollpunkte. Hefezellen teilen sich deshalb immer so schnell sie können
6. Der Zellzyklus wurde in der Vergangenheit besonders gut in der Hefe untersucht, da sich in diesem System leicht biochemisch gereinigte Faktoren (z.B. Cycline) durch Mikroinjektion in die Zellen einschleusen lassen

Answer 14

1. nein
2. ja
3. ja
4. ja
5. nein
6. nein

Question 15

Nennen Sie drei Bestandteile des Apoptosoms und seine Funktion

Answer 15

Bestandteile: Apaf-1, Cytochrom c, Procaspase-9

Funktion: Aktivierung von Caspase-9 und Initiierung der Apoptose

Question 16

Während der Mitose werden die Chromatiden getrennt.

a) Welches Enzym ist für die Spaltung von Cohesin während der Anaphase der Mitose verantwortlich?

b) Wie wird dieses Enzym aktiviert?

Answer 16

a) Separase

b) Aktivierung durch Abbau von Securin durch den APC/C-Komplex zu Beginn der Anaphase

Question 17

alle richtigen Aussagen in den Klammern unterstreichen.

1. Während des Zellzyklus wird die Unversehrtheit der DNA durch Kontrollpunkte kontrolliert, an denen u.a. die Faktoren (Rb| p53| ATM-Kinase| MAP-Kinase| Proteasom) beteiligt sind.
2. Die Aktivierung eines solchen Kontrollpunktes führt immer (zur Apoptose| zur Nekrose| zum DNA-Abbau)
3. Beim Spindelanheftungs-Kontrollpunkt wird geprüft, ob (freie Kinetochore vorhanden sind| die Spindelfasern Kontakt mit den Zellpolen haben| alle Centriolen mit Mikrotubuli besetzt sind)
4. An diesem Kontrollpunkt ist die Ubiquitinligase (APC| SCF) beteiligt
5. Das Erkennungsmotiv dieser Ligase wird als (Phosphodegron| Degron) bezeichnet

Answer 17

1. Rb & p53 & ATM-Kinase
2. -
3. freie Kinetochore vorhanden sind
4. APC
5. Phosphodegron

Question 18

Während eine Signalkaskade werden häufig “second messengers” erzeugt. Nennen Sie drei Moleküle, die als “second messenger” wirken

Answer 18

cAMP

IP₃

Ca²⁺

Question 19

Alle richtigen Aussagen in den Klammern auswählen.

1. TGFbeta (hemmt das Zellwachstum steigert die Mitoserate| ist ein Transkriptionsfaktor)
2. Der TGFbeta-Rezeptor befindet sich (frei im Zytoplasma| in der Plasmamembran| in der Kernmembran).
3. Der aktivierte TGFbeta-Rezeptor (phosphoryliert| ubiquitinyliert| proteolysiert) Smad
4. Smad wirkt als (Kinase| Ubiquitinligase| Trankriptionsfaktor)

Answer 19

1. hemmt das Zellwachstum
2. in der Plasmamembran
3. phosphoryliert
4. Transkriptionsfaktor

Question 20

Welche Funktion haben die folgenden Moleküle des Wnt/beta-catenin pathway bei Drosphila?
Transkriptionsfakor, Signalmolekül, Kinase, Transmebran-Rezeptor

1. frizzled
2. GSK-3
3. Wnt
4. LEF/TCF

Answer 20

1. Transmembran-Rezeptor
2. Kinase
3. Signalmolekül
4. Transkriptionsfaktor

Question 21

Wie wird die Parasegment-spezifische Expression der Parregel-Gene bei Drosophila reguliert? Vervollständige den Lückentext

1. Die ……….-Gene kodieren für Proteine, die Konzentrationsgradienten entlang der anterior-posterioren Embryonalachsen bilden
2. Diese Proteine funktionieren als ………..
3. Sie binden an ………-Sequenzen der Paarregel-Gene
4. Durch die Bindung beeinflussen sie die ……… der Paarregel-Gene entweder als ………….. oder als ……….

Answer 21

1. maternal-effect
2. Morphogene
3. cis-regulatorische
4. Transkription, Aktivatoren, Repressoren

Question 22

Welche Strukturen werden in welchem Stadium der Wirbeltierentwicklung gebildet?
Blastomeren| Neuralrohr| Mesoderm| Primitivstreifen| Blastocoel| Urdarm| Chorda| Urmund

1. Furchung
2. Blastulabildung
3. Gastrulation
4. Neurulation

Answer 22

1. Blastomeren
2. Blastocoel (auch noch Blastomeren?)
3. Primitivstreifen, Urdarm, Urmund, Mesoderm, Chorda
4. Neuralrohr

Question 23

Welche Aussagen zur Determination sind richtig?
ja oder nein?

1. Eine Zelle ist determiniert, wenn die sich nach dem Transfer in eine neue embryonale Umgebung entsprechend ihrer neuen Umgebung entwickelt
2. Eine Zelle ist determiniert, wenn sie sich nach Transfer eine eine neue embryonale Umgebung entsprechend ihrer Herkunft entwickelt
3. Eine Zelle ist spezifiziert, wenn sie sich nach Transfer eine eine neue embryonale Umgebung entsprechend ihrer Herkunft entwickelt
4. Eine Zelle ist spezifiziert, wenn sie sich nach Transfer eine eine neue embryonale Umgebung entsprechend ihrer neuen Umgebung entwickelt

Answer 23

1. nein
2. ja
3. ja
4. nein

Question 24

Die maternalen Proteine bicoid, nanos, hunchack und caudal bilden Morphogengradienten im frühen Drosophila-Embryo.
Ja oder nein?

1. Sie bilden alle bereits während der Eireifung als Proteine Gradienten
2. Sie bilden alle bereits während der Eireifung als mRNAs Gradienten
3. Einige von ihnen werden als mRNAs durch Motorproteine zu den Eipolen transportiert
4. Einige von ihnen werden als Proteine durch Motorproteine zu den Eipolen transportiert
5. Sie beeinflussen sich teilweise gegenseitig bei der Translation
6. Ihre Verteilung wird durch die Lücken-Gen-Produkte reguliert

Answer 24

1. nein
2. ja
3. nein
4. ja
5. ja
6. nein

Question 25

Welche Ausagen zum Protein dorsal, das bei der Spezifizerung der sorso-ventralen Achse des Drosophila-Embryos in den Zellkernen der ventralen Zellen angereichert wird, sind richtig? ja oder nein? 1. Das dorsal-Protein gelangt nach Phosphorylierung in den Kern 2. Das dorsal-Protein aktiviert die Expression der Gene twist und snail 3. Das dorsal-Protein ist in der Eizelle von Drosophila gleichmäßig verteilt 4. Das dorsal-Protein inhibitiert die Expression der Gene tolloid und decapentaplegic

Answer 25

1. ja 2. ja 3. ja 4. ja