Klausur 2014 Variante A

Question 1

Definieren Sie den Begriff “Organelle”!

Answer 1

Organellen sind abgegrenzte Zellbestandteile mit spezialisierten Aufgaben, z. B. Energiegewinnung, Proteinsynthese oder Stofftransport.

Question 2

Unterstreichen Sie in den geschweiften Klammern alle richtigen Antworten.
1. Biologische Membranen {bestehen bezogen auf ihre Masse überwiegend aus Lipiden |
können in Archea Monolayer sein | enthalten in Säugern wenig Isoprenderivate}.

2. Cholesterol ändert die Eigenschaften biologischer Membranen. Z.B. {hemmt es die
   Beweglichkeit der FS-Seitenketten | führt es zu einer Verringerung der Membrandicke |
   führt es zu einer „negativen“ Krümmung der Membran}.
3. Die Asymmetrie der biologischen Membranen beruht u.a. auf {der geringen spontanen
   transversalen Mobilität von Membranlipiden | dem auf die zytoplasmatische Seite der
   Plasmamembran beschränkten Abbau von Glycosphingolipiden | dem spezifischen Rückhalt
   von Phosphoserinen des luminalen leaflets im ER}.

Answer 2

1. bestehen bezogen auf ihre Masse überwiegend aus Lipiden & können in Archaea Monolayer sein
2. hemmt es die Beweglichkeit der FS-Seitenketten
3. der geringen spontanen transversalen Mobilität von Membranlipiden &
   dem auf die zytoplasmatische Seite der Plasmamembran beschränkten Abbau von Glycosphingolipiden

Question 3

Erläutern Sie den Begriff “N-degron”. Ist diese Struktur auf Bakterien beschränkt?

Answer 3

Ein N-degron ist ein Abbausignal am N-terminalen Ende eines Proteins, das seine Lebensdauer bestimmt, und kommt hauptsächlich in Eukaryoten, aber in veränderter Form auch bei einigen Bakterien vor.

Question 4

Unterstreichen Sie in den geschweiften Klammern alle richtigen Antworten und
vervollständigen Sie den Lückentext.

1. Beispiele für Reparaturmechanismen geschädigter Proteine sind {die Dephosphorylierung |
   die Denitration |die Umwandlung von L-isoAsp in L-Asp}.
2. ClpAP ist ein bakterielle Protase, die {ATP-abhängig agiert | homolog zum 26S Proteasom ist
3. Die Funktion der lid-domain des 26S-Proteasoms ist …………………………………………….
   …………………….………………………………………………………………………………….…….,
4. die Funktion der base-domain ist …………………………………………………………………………..
   ……………………………………………………………………………………………………………….

bakterielle Proteine über Peptid-tags als abzubauende Substrate erkennt}.

Answer 4

1. die Denitration
   & die Umwandlung von L-isoAsp in L-Asp
2. ATP-abhängig agiert
3. die Erkennung und Entfernung von Ubiquitin-Ketten
4. die Entfaltung und Einschleusen der Substrate

Question 5

Nenne Sie die vier wichtigsten im Zytoplasma der Eukaryonten vorkommenden
Chaperonsysteme, die an der Faltung neusynthetisierter Proteine beteiligt sind.
Kennzeichnen Sie, welche davon ATP-abhängig agieren und welche einen geschützten
Faltungsraum formen

Answer 5

1. Hsp70-System, ATP abhängig, kein GF (geschützter Faltungsraum)
2. Hsp90-System, ATP-abhängig, kein GF
3. TriC/CCt-Komplex, ATP-abhängig, GF
4. Prefoldin, nicht ATP-abhängig, kein GF

Question 6

Unterstreichen Sie in den geschweiften Klammern alle richtigen Antworten.
1. Aktinfilamente können Aktin beladen mit {ATP | ADP | ADP+Pi} enthalten.

2. Der Umbau von Aktinfilamentsystemen in beweglichen Säugerzellen erfolgt im Zeitrahmen
   von {wenigen Millisekunden | knapp unter einer Sekunde | etwa einer Minute | etwa einer
   halben Stunde}.
3. MTOC {enthalten immer Centriolen | befinden sich oft, aber nicht immer am Zellkern |
   interagieren mit dem minus-Ende der Mikrotubuli}.
4. Intermediärfilamente sind zentrale Bestandteile {der nuclear lamina | der Filopodien | der
   neuronalen Axone}.
5. Die Kopplung des Aktinskelets mit extrazellulären Strukturen bzw. Nachbarzellen erfolgt mit
   Hilfe von {Integrinen | Cadherinen | Selectinen}.

Answer 6

1. ATP
2. knapp unter einer Sekunde
3. interagieren mit dem minus-Ende der Mikrotubuli
4. der nuclear lamina
5. Integrinen

Question 7

Nennen Sie 4 der 8 wichtigsten Schritte beim Transport eines sekretorischen Proteins über
die Membran des rauen endoplasmatischen Retikulums geordnet in der Abfolge des
Prozesses.
Welche Schritte benötigen GTP?
An welchen Schritten ist eine funktionell korrekte Signalsequenz erforderlich?

Answer 7

Erkennung der Signalsequenz durch SRP -> GTP

Bindung des SRP-Rezeptors an SRP -> GTP

Translokation des Proteins durch den Sec61-Komplex -> GTP

Abspaltung der Signalsequenz durch Signalpeptidase

Question 8

Erläutern Sie die Besonderheiten eines primären Ciliums und nennen Sie seine Funktion.

Answer 8

Primäres Zilium: Einzelnes, nicht bewegliches Zellorganell.

Struktur: Besteht aus Mikrotubuli (9+0 Anordnung) und ist über ein Basalkörperchen verankert.

Funktion: Hauptsächlich sensorische Funktionen, Signalempfang, Zellkommunikation und -polarität, wichtig für die Entwicklung und Differenzierung von Zellen.

Question 9

Unterstreichen Sie in den geschweiften Klammern alle richtigen Antworten.
1. “Klassische” Kernimportsignale (bipartite type) haben als häufige Aminosäure {Arginine |
Lysine | Leucine }.

2. Ohne Nutzung spezifischer Transportmechanismen erlauben Kernporen den Durchtritt von
   Molekülen folgender Größenbereiche: {20 - 40 kDa | 60 - 70 kDa |80 – 100 kDA}.
3. RanGTP ermöglicht die Bindung von Substraten an {Exportfaktoren (z.B. CAS) |
   Importfaktoren (z.B. Importin-beta) | Adaptoren von Importfaktoren (z.B. Importin-alpha)}.
4. Wichtige Elemente für die Ausbildung der selektiven Barriere für Makromoleküle in der
   Kernpore ist/sind {die FG-repeats einiger Kernporenproteine | die RAN-GAP Aktivität einiger
   Kernporenproteine | die GlcNAcylierung einiger Kernporenproteine}.

Answer 9

1. Arginine & Lysine
2. 20 - 40 kDa

3.Importfaktoren (z.B. Importin-beta)

4. die FG-repeats einiger Kernporenproteine

Question 10

Unterstreichen Sie in den geschweiften Klammern alle richtigen Antworten.
1. Der Export von Proteinen aus dem ER kann {über die Interaktion der luminalen Elemente mit
den coat-Proteinen | durch Bindung löslicher Proteine an Membranrezeptoren, die in
Exportvesikeln verpackt werden | durch zufälligen Einschluss von löslichen Proteinen in
Exportvesikeln} erfolgen.

2. Der Clathrin-coat {kommt nur in Verbindung mit einem Adapterkomplex vor | unterstützt
   die Formgebung der Vesikel | erfordert bei der Assemblierung ATP}.
3. Als Ursache für die Krümmung der Vesikel werden {spezielle Lipide | Proteine mit
   amphipatischen Helices | halbmondförmige Proteine} diskutiert.

Answer 10

1. über die Interaktion der luminalen Elemente mit den coat-Proteinen
   & durch Bindung löslicher Proteine an Membranrezeptoren, die in Exportvesikeln verpackt werden
2. unterstützt die Formgebung der Vesikel
3. Proteine mit amphipatischen Helices

Question 11

Unterstreichen Sie in den geschweiften Klammern alle richtigen Antworten.
1. Die Modifikation mit Isoprenen {kann zu einer Verankerung von Proteinen in der
extrazytoplasmatischen Schicht der Plasmamembran führen | erfolgt am C-Terminus von
Proteinen | kann eine reversible Assoziation mit Membranen bedingen}.

2. Die Synthese des Komplexzuckers für die N-linked Glycosylierung am ER erfordert die
   Aktivität von {Flippasen | Phosphattransportern | Mannosidasen}.
3. Für die Bildung von Disulfidbrücken im ER der Säuger wird {Sauerstoff | Wasserstoffperoxid | NAD} als Elektronenakzeptor genutzt.
4. Der UPR-Signalweg {Ire1-Signalling | ATF6-Signalling | Bax-Signalling} erfordert eine im Golgi
   lokalisierte proteolytische Aktivität.

NAD} als Elektronenakzeptor genutzt.

Answer 11

1. kann zu einer Verankerung von Proteinen in der extrazytoplasmatischen Schicht der Plasmamembran führen
   & erfolgt am C-Terminus von Proteinen
   & kann eine reversible Assoziation mit Membranen bedingen
2. Flippasen
3. Sauerstoff
4. Ire1-Signalling
   & ATF6-Signalling

Question 12

1. Nennen Sie zwei prinzipielle Ubiquitin-Ligasen, die wichtige Funktionen während des
   Zellzyklus ausüben.
   …………………………………………………..
   …………………………………………………..
2. Welche dieser Ubiquitin-Ligasen ist während des gesamten Zellzyklus aktiv?
   …………………………………………………..

Answer 12

1. • APC/C (Anaphase-Promoting Complex/Cyclosome)
     - SCF (Skp1-Cullin-F-box) Komplex
2. SCF-Komplex

Question 13

Die Freisetzung von Cytochrom c aus den Mitochondrien ist ein wichtiger Schritt während
der Apoptose.
Kreuzen Sie jeweils “ja” oder “nein” an.

1. An der Freisetzung von Cytochrom c sind Proteine der Bcl-2-Familie
   beteiligt.
2. Die Freisetzung von Cytochrom c erfolgt durch Caspasen, die aus inaktiven
   Procaspasen entstehen.
3. Alle bisher bekannten Proteine der Bcl-2-Familie besitzen eine pro
   apoptotische Aktivität und verstärken somit die Apoptose.
4. An der Freisetzung von Cytochrom c ist das Protein p53 direkt beteiligt.
5. Cytosolisches Cytochrom c bildet mit Adaptermolekülen (z.B. Apaf-1) den
   Apoptosom-Komplex.
6. Das Retinoblastom-Protein (Rb) wirkt pro-apoptotisch, weil es in seiner
   phosphorylierten Form eine geringere Affinität zu Cytochrom c besitzt und
   so die Cytochrom c-Freisetzung aus den Mitochondrien begünstigt.

Answer 13

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

Question 14

In der frühen G1-Phase des Zellzyklus wird jegliche Cdk-Aktivität unterbunden.
Kreuzen Sie jeweils „ja“ oder „nein“ an.

1. Hct1/Cdh1-APC wird durch die M-Cdk gehemmt.
2. Cdc20-APC inaktiviert die M-Cdk.
3. Cdc20-APC wird durch die M-Cdk gehemmt.
4. Sic1 ist ein Cdk-Inhibitor in der Hefe, der die M-Cdk hemmt.
5. Sic1 ist ein Cdk-Inhibitor in der Hefe, der durch die M-Cdk gehemmt wird.

Answer 14

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

Question 15

Während der Anaphase werden die Chromatiden getrennt.
a) Welches Enzym ist für die Spaltung von Cohesin währen der Mitose verantwortlich?
b) Wie wird verhindert, dass dieses Enzym zu früh Cohesin-Moleküle spaltet?
c) Wie wird dieses Enzym aktiviert?

Answer 15

a) Das Enzym, das für die Spaltung von Cohesin verantwortlich ist, ist Separase.

b) Securin verhindert die vorzeitige Aktivierung von Separase, indem es an Separase bindet und sie inaktiv hält.

c) Separase wird aktiviert, indem Securin durch das Anaphase-Promoting Complex (APC) abgebaut wird.

Question 16

Im folgenden Experiment werden Zellen, die sich in unterschiedlichen Phasen des Zellzyklus
befinden, fusioniert. Die entsprechenden Zellzyklusphasen der Ausgangszellen können Sie
der Abbildung entnehmen.
Geben Sie an, in welcher Zellzyklusphase sich die Zellkerne kurz nach der Zellfusion
befinden!
1. S & G2
2. S & G1
3. G1 & G2

Question 17

Unterstreichen Sie in den geschweiften Klammern alle richtigen Aussagen.
1. Die an der Regulation des Zellzyklus beteiligten G-Protein gekoppelten Rezeptoren besitzen
{5 | 7 | 9} Membrananker.

2. Das beteiligte G-Protein gehört zur Gruppe der {kleinen | dimeren | trimeren} G-Proteine.
3. Die aktivierte Form des G-Proteins enthält {GTP | GDP | cAMP | cGMP}.
   Aktivierte G-Protein gekoppelte Rezeptoren benötigen zur Signalweiterleitung {immer |
   häufig | nie} G-Proteine.
4. Die an der Regulation des Zellzyklus beteiligte Phospholipase C erzeugt die second messengers {cAMP | IP3 | DAG | PI3}.

Answer 17

1. 7
2. trimeren
3. GTP, immer
4. IP3 & DAG

Question 18

Bei der Regulation des M-Cdk-Komplexes spielen die Enzyme Wee1, CAK, Cdc20-APC und
Cdc25 eine wichtige Rolle.
Ordnen Sie die Enzyme einer Enzymklasse (Kinase|Phosphatase|Protease|Ubiquitinligase) zu und kreuzen Sie die entsprechende Funktion
der Enzyme in Bezug auf die M-Cdk-Regulation an (aktivierend|hemmend).

1. Cdc25
2. Wee1
3. CAK
4. Cdc20-APC

Answer 18

1. Phosphatase, aktivierend
2. Kinase, hemmend
3. Kinase, aktivierend
4. Ubiqutinligase, hemmend

Question 19

In einem frühen Embryonalstadium werden Keimblätter gebildet.
a) Wie heißen die Keimblätter?
b) Aus welchem Keimblatt entwickeln sich Nervenzellen?
c) Aus welchem Keimblatt entwickeln sich Muskelzellen?
d) Aus welchem Keimblatt entwickeln sich Keimzellen?

Answer 19

a) Keimblätter: Ektoderm, Mesoderm, Endoderm

b)Nervenzellen: Ektoderm

c) Muskelzellen: Mesoderm

d) Keimzellen: Ektoderm

Question 20

Welche Strukturen werden bei der Gastrulation des Xenopus-Embryos gebildet?
Kreuzen Sie jeweils „ja“ oder „nein“ an.
1. Somiten
2. Urdarm
3. Keimblätter
4. Urmund
5. Neuralrohr
6. Chorda
7. Blastocoel

Answer 20

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

Question 21

Ja oder nein? In der späten Xenopus-Gastrula bildet sich eine charakteristische Struktur, die als “dorsale
Urmundlippe” bezeichnet wird. Diese Struktur induziert nach Transplantation in den
epidermalen Bereich einer anderen Gastrula …

1. … eine zweite dorsale Achse.
2. … Gliedmaßenanlagen.
3. … nur ein zweites Neuralrohr.
4. … nur eine Chorda.
5. … einen zweiten Urdarm.
6. … ein Blastocoel.

Answer 21

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

Question 22

Der Wnt / beta-Catenin Signal-Pathway spielt bei der Induktion des Nieuwkoop-Zentrums im
Xenopus-Embryo eine wichtige Rolle. Welche Aussagen sind richtig?
Kreuzen Sie jeweils „ja“ oder „nein“ an.

1. Das Protein Dishevelled bildet den Wnt Rezeptor.
2. Das Protein Dishevelled bindet an der Regulatorregion zygotischer Gene.
3. Die Kinase GSK-3 phosphoryliert das Protein beta-Catenin.
4. Wnt-Proteine binden an den Rezeptor.
5. Wnt-Proteine werden vom Rezeptor phosphoryliert.
6. Das Protein Frizzled bildet den Wnt Rezeptor.

Answer 22

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

Question 23

Die maternalen Proteine bicoid, nanos, hunchback und caudal bilden Morphogengradienten
im frühen Drosophila-Embryo. Welche Aussagen sind richtig?
Kreuzen Sie jeweils „ja“ oder „nein“ an.

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 23

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

Question 24

Welche Konsequenzen haben typischerweise Mutationen in einem homeotischen Gen
(homeotic gene) beim Drosophila- Embryo? Kreuzen Sie jeweils „ja“ oder „nein“ an.

1. Erhöhung der Segmentzahl
2. Veränderung komplexer Strukturen der Segmente
3. Änderung der Segmentpolarität
4. Verschmelzen von Segmenten

Answer 24

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