Zellbiologie Flashcards
(130 cards)
1
Q
Zelle
A
- Grundbaustein der Lebewesen
- lebendig & mit wässriger Flüssigkeit gefüllt
- dynamisch bewegliche Hülle
2
Q
Prokaryoten
A
- kein Zellkern
- DNA konzentriert in Zelle = Nucleoid
- simpler & kleiner Aufbau
- Bakterien
- 70 S Ribosomen
3
Q
Eukaryoten
A
- Großteil DNA in Zellkern
- Tiere, Pflanzen & Pilze
- 80 S Ribosomen
- Zellorganellen fast immer gleich
4
Q
Zytosol
A
- flüssiger Bestandteil des Zytoplasmas
- durch Zellmembran begrenzt
5
Q
Zytoskelett
A
- verleiht Struktur und Stabilität
- dichte Proteinnetze mit verschiedenen Grundbausteinen
- teilweise locker, teilweise fest miteinander verwachsen
6
Q
Ausläufer der Zelle können sein
A
Kinozilien, Geißeln oder Mikrovilli
7
Q
Welche Zellorganellen bauen Stoffe wieder ab?
A
- Lysosomen
- Proteasomen
- Peroxisomen
8
Q
Fähigkeiten der Zelle:
A
- Reproduktion
- Stoffwechsel (Energie & Proteine für sich und andere Zellen bereitstellen)
- Reize wahrnehmen, auch verarbeiten
- Bewegen
- weiterentwickeln und wachsen
9
Q
Definition Metabolismus
A
= Stoffwechsel;
Gesamtheit der chem. Vorgänge in Zelle
Zweck: Aufbau und Erhaltung der Zellsubstanz & Energie bereitstellen
10
Q
Zellmembran
A
- grenzt Zelle nach außen hin ab
- hält Zelle mit Zytoskelett zusammen
11
Q
Für welche Stoffe ist die Zellmembran durchlässig oder nicht durchlässig?
A
Durchlässig für:
H2O, Sauerstoff, kleine organische Moleküle
Undurchlässig für:
große Moleküle, geladene Moleküle Na+
12
Q
Was ist die Kompartimentierung?
A
Zelle wird in verschiedene Räume unterteilt
13
Q
Was ist die biologische Einheitsmembran?
A
äußere und innere Membran gemeinsam;
sind ähnlich aufgebaut; Funktion hat gleiches Prinzip
14
Q
Was heißt amphiphil?
A
Auf beiden Seiten;
Teil des Stoffes lipophil, anderer lipophob
15
Q
Aufbau der Zellmembran
A
- Phospholipide
- Bilayer → hydrophobe Schwänze zueinander
- Membranproteine
- Glykocalix
16
Q
Phospholipide
A
- 2 unpolare Kohlenwasserstoffketten = Schwanzteil → lipophil
- 1 Phosphatgruppe = Kopfteil → hydrophil
- amphipathisch
17
Q
Membranproteine
A
- periphere und integrale
- dienen als Transporter, Rezeptoren oder Enzyme
18
Q
Glykocalix
A
- an Außenseite der Membran
- hauptsächlich Kohlenhydrate
- Gesamtheit aller Zuckerreste
- Zusammensetzung genetisch bestimmt
19
Q
Was ist die Mizelle?
A
- simpelste Anordnung der Phospholipide
- bilden eine Kugel; mit hydrophoben Schwanz innen
- nur einfach Phospholipidschichten
20
Q
Was ist ein Vesikel?
A
- Liposom bzw. Bläschen
- Phospholipiddoppelschichte zur Kugelform → Kern = hydrophiler Raum
21
Q
integrale Membranproteine od. Transmembranproteine
A
von einer Seite auf die andere der Membran
Bsp.: Transmembranprotein = Aquaporine
22
Q
weitere Funktionen der Membranproteine:
A
- membranbeständige Enzyme an Stoffwechselschritten beteiligt
- Proteine als Verankerung für Elemente des Zytoskeletts → nur eine Seite der Membran
= periphere Membranproteine
23
Q
Transport durch Membran:
A
- Diffusion
- Kanäle
- Carrier
24
Q
Diffusion
A
- Ausgleich von Konzentrationsgefällen
- sehr kleine, ungeladene Teilchen Membran direkt passieren
25
Kanäle
- passiver Transport
- erleichtern Diffusion
- öffnen auf bestimmtes Signal
26
Carrier
- aktiv
(gegen Konzentrationsgefälle; Na-K-Pumpe)
- passiv
27
DNA
Desoxyribonukleinacid
28
Zellkern
Nucleus
29
Nucleus Aufbau
- Durchmesser ca. 5 μm
- Doppelmembran
(Phospholipiddoppelschicht)
- Karyoplasma
- DNA in Form von Chromosomen
- Kernlamina geht nahtlos in ER über
- Kernporen & Proteinkomplexe
- Nucleolus
30
Chromatin
Substanz aus der Chromosomen bestehen
31
2 Formen von Chromatin
```
Heterochromatin = eng beieinander
Euchromatin = aufgelockert
```
32
Was sind Importine?
Proteinkomplex, die Stoffe in Kern schleusen kann
33
Was sind Nucleolus?
= Kernkörperchen
- besteht aus speziellen Abschnitten von 5 Chromosomen:
Chromosome 13,14,15,21 & 22
34
Welche Chromosome sind die akrozentrische Chromosome?
Chromosome 13,14,15,21 & 22
35
Was bedeutet Akrozentrisch?
Chromosom bei fast endständiger Lokalisation des Centomer
| enthält Gene nur für ribosomaler RNA
36
Welche Aufgabe hat der Nucleolus?
stellt rRNA der Ribosome her
37
Proteinbiosynthese:
1) Transkription
| 2) Translation
38
Transkription:
- aus DNA wird mRNA
| - aus Zellkern über Kernporen zu Ribosomen des rER oder Zytoplasmas
39
Translation:
- geschieht an Ribosomen
| - mRNA in Protein übersetzt
40
ER
Endoplasmatische Retiukulum
41
Welche Prozesse finden and dem ER statt?
- Übersetzung der mRNA in Protein
- ER durchzieht große Teile der Zelle netzartig & bildet Kanäle
- Substrate für Reaktionen hoch anreichern → Räumliche Trennung
42
Was passiert mit den verarbeiteten Stoffen des ER?
werden in Vesikeln abgeschnürt und zum Golgi Apparat gesendet od. direkt aus Zelle sezerniert
43
rER
raues Endoplasmatische Retikulum
| - mit Ribosomen
44
gER
glattes Endoplasmatische Retikulum
| - ohne Ribosomen
45
Als was fungiert das rER?
Rektions-, Synthese- und Lagerraum + Ort der Proteinbiosynthese durch Ribosomen
46
Wichtigste Funktionen des rER:
- synthetisiert Proteine
mit Ribosomen aus mRNA (Translation)
- posttransnationale Modifikationen nach Translation
47
Welche posttransnationale Modifikationen nach Translation gibt es? (rER)
```
- Glykolisierung
Zuckerreste an Protein hängen
- Hydroxylierung
Hydroxylgruppe an Protein hängen
- Einfügen von Disulfidbrücken in Aminosäuresequenz des Proteins
```
48
Wichtigste Funktionen des gER:
- Lipidsynthese
- Calciumspeicher
- Biotransformation
- Kohlenhydratspeicher
49
Was ist die Lipidsynthese?
Synthese von Phospholipiden, Steroidhormonen (= Testosteron & Östrogen)
50
Was ist der Calciumspeicher?
ist vor allem in Muskelzellen wichtig
(ER = sarkoplasmatische R)
bei Kontraktion strömen Calcium-Ione ins Zytosol
51
Was ist die Biotransformation?
Medikamente durch chemische Reaktionen in hydrophile & lipophobe Form bringen, über Niere od. Galle ausscheiden
52
Welche weitere wichtige Funktion gibt es in der Leber?
- in der Membran ein Protein = Glucose-6-phosphatase
- spaltet Phosphatgruppen von Glucose-6-phosphat ab
- entstandene Zucker = Glucose → Energielieferant
- Glucose von Leberzellen über Blut theoretisch in jede Zelle
53
Woraus bestehen Ribosomen?
Proteine & spezielle Sorte rRNA
54
Aufgabe der Ribosomen:
mRNA in Proteine übersetzen
55
Was sind Polysome?
Aufreihung vieler Ribosome an der zu translatierender mRNA
56
Welche 2 Unreinheiten gibt es?
- kleine Untereinheit (40S)
- große Untereinheit (60S)
zusammen = 80 (!) S
57
Wann lagern sich die 2 Untereinheiten zusammen?
wenn Proteine synthetisiert werden sollen
58
Wie viele Ribosomen haben Prokaryonten & Mitochondrien?
70 (!) S-Ribosomen
- kleine Einheit 30 S
- große Einheit 50 S
59
Was bedeutet S? (bei Ribosomen)
= Svedberg;
| Einheit der Sedimentationskonstante
60
Wie kann man die Ribosomen örtlich einteilen?
- zytoplasmatische Ribosomen
| - Ribosomen des rER
61
Welche Aufgaben haben die Ribosomen des ER?
- synthetisieren Proteine, aus denen sezerniert werden, lysosomale Proteine & Membranproteine (in Zellmembran eingebaut)
62
Welche Aufgaben haben die Ribosomen des Zytosols?
stellen Proteine her, die im Zytosol bleiben
63
Translation im Rahmen der Proteinbiosynthese:
- mRNA's aus Zellkern
| - beide Untereinheiten des Ribosoms an mRNA gelagert & Translation beginnt
64
Golgi-Apparat
= "Paketzentrum der Zelle"
65
Was passiert im Golgi-Apparat?
Proteine, die am rER produziert werden gelangen zum Golgi-Apparat und werden von hier weitertransportiert
66
Wie ist der Golgi-Apparat aufgebaut?
- Membranen, die Hohlräume (Zisterne) bilden
→ diese Hohlräume zu Stapeln = Diktyosome
- cis-Seite → dem rER zugewandt
Vehikel mit synthetisierten & modifizierten Proteinen empfangen
- Trans-Seite → verarbeiteten Proteine in Vesikel abgeschnürt & weitertransportiert
67
Wichtige Modifikationen im Golgi-Apparat:
```
- Glykolisierung
(Glucose an Protein hängen)
- Markierung für Transport in Lysosomen
(mittels Zucker = Mannose)
- Abspaltung von Peptidketten aus Protein
- Sulfatierungen
(Anhängen von Sulfat-Ionen)
- Phosphorylierungen
(Anhängen von Phosphat-Ionen)
```
68
Was ist ein Peptid?
Aminosäureketten aus 100 oder weniger Aminosäuren
| alles darüber = Protein
69
Mitochondrium
"Kraftwerke der Zelle"
70
ATP
Adenosintriphosphat
- Energielieferant für Zellen
- limitierender Faktor
- für verschiedene Zellprozesse
71
Wie können sich Mitochondrien vermehren?
Azyklisch = unabhängig vom Zellzyklus
72
In welchen Zellen kommen Mitochondrien nicht vor?
Erythrozyten!
auf O-transport spezialisiert
auch kein Kern od. Ribosomen
73
Wie werden Mitochondrien vererbt?
maternal !
74
In welchen Zellen kommen viele Mitochondrien vor? Wieso?
Bsp.: Muskelzellen,
| da sie eben hohen Bedarf an ATP haben
75
Endosymbiontentheorie:
- Mitochondrien führen eigenständige Prokaryonten
- von anderem Prokaryonten aufgenommen
- innere Symbiose; beide Zellen profitieren
→ deshalb Doppelmembran & eigene DNA
76
Aufbau der Mitochondrien:
- röhrenförmiges Netzwerk
- 1-10 μm lang
- Doppelmembran
- Raum = Matrix
- zw. Membranen = Intermembranraum
- Innenmembran stark gefaltet
77
Welche Typen von Mitochondrien gibt es?
| Worin unterscheiden sie sich?
- Cristae-Typ:
in stoffwechselaktiven Geweben; flächige blattförmige Einstülpungen
- Tubulus-Typ:
vor allem in Zellen, die Steroidhormone synthetisieren; röhrenartige Strukturen
- Sacculus-Typ:
ausschließlich in Zona glomerulosa der Nebennierenrinde
unterschied: Faltung der Innerenmembran
78
Innenmembran der Mitochondrien:
- enthält Cardiolipin
- nicht leicht zu passieren
- spezielle Shuttles & Transporter nötig
79
Äußeremembran der Mitochondrien:
- Cholesterin
- eingebaute Porine
- leicht zu passieren
80
Was sind Enzyme?
große Proteine, die den Ablauf einer chem. Reaktion beschleunigen bzw. katalysieren
→ Endungen in der Biowissenschaft "-ase"
81
Aufgaben der Lysosomen
Verdau/Abbau von Makromolekülen
82
Welche Enzyme sind für Lysosome wichtig?
- vor allem aus der Gruppe der sauren Hydrolasen
| - Leitentzym = saure Phosphatase
83
Was sind Hydrolasen?
Enzyme, die Bindungen unter Einbau eines Wassermoleküls spalten
84
Was sind Phosphatasen?
Enzyme, die Phosphorsäurefester-Bindung mit Wassermolekül spaltet
- pH Optimum im Sauren → 4,5-5,5
85
Wie sind Lysosome aufgebaut?
- Membran (entsteht als Vesikel; aus dem Golgi-Apparat abgeschnürt)
- in Membran → Protonenpumpen (H+-ATPase)
→ fördern Protonen in Lysosome und sorgen für niedrigen pH im Inneren
- saurer pH → schützt Zelle vor Selbstverdau
86
Apoptose
= programmierter Zelltod
| → anhand der sauren Phosphatase eingeleitet
87
Exozytose
Lysosomen können mit der Zellmembran verschmelzen & Enzyme nach außen abgeben
88
Welche Stadien hat der Lysosom?
- primäres Lysosom
(frisch abgeschnürt)
- sekundäres Lysosom
(primäres mit einem Vesikel verschmolzen)
- tertiäres Lysosom
(nach Abbau → alle verwertbare Stoffe ins Zytoplasma gebracht;
manche Stoffe nicht abbaubar → eingelagert = Speicherfuktion)
89
Was sind Autolysosome?
bauen zelleigene Stoffe ab
90
Was sind Heterolysosome?
bauen zeltfremde Stoffe ab; besonders für Infektabwehr wichtig
91
Proteasomen:
- Proteinkomplex
- auf Abbau von Proteinen beschränkt
- recyceln Proteine
- schneidet Proteine auseinander
- keine Membran
92
Was ist Ubiquitin?
Die Substanz mit der Proteine markiert werden für Proteasomen
93
Was machen Proteasomen mit Proteinen?
- spalten in kleinere Peptidketten
- können bis zu einzelnen Aminosäuren abbauen
- aus Aminosäuren neue Proteine synthetisieren
94
Wie entstehen Peroxisomen?
aus Abschnürung der rauen ER od. durch Knospung aus anderen Peroxisomen
(von Membran umgeben)
95
Welche Aufgaben haben Peroxisomen?
- Abbau von anfallenden Wasserstoffperoxiden
- Abbau von Fettsäuren
- Synthetisieren Fette
96
Abbau von anfallenden Wasserstoffperoxiden:
| Peroxisomen
2 Enzyme, die Abba katalysieren:
- Peroxidase
- Katalase
97
Abbau von Fettsäuren:
| Peroxisomen
- nur sehr lange Fettsäuren
- einige Kohlenstoffatome abgespalten
- kürzere Fettsäuren ins Mitochondrium für ganzen Abbau
98
Fette synthetisieren:
| Peroxisomen
- entstehen in ihnen Plasmalogene (Etherlipide)
| - wichtig für: Myelinscheiden des Nervensystems & Herz
99
Was beinhaltet das Zytoplasma?
- Zytosol (wässrige Lösung)
- Zytoskelett
- bei Eukaryonten → Zellorganellen
100
Was sind Cysteinproteasen?
Gruppe von Enzymen, die Proteine hinter der Aminosäure Aspartat abschneiden
= Caspasen
101
Für was sind die Caspasen wichtig?
Apoptose = programmierter Zelltod
102
Diffusion
gleichmäßige Verteilung von Teilchen in einem System;
| Teilchen streben von sehr hoher Konzetration eine gleichmäßige an
103
Hydrophobe Stoffe:
- Zellmembran problemlos passieren
Triebkraft = Konzentrationsgradient
- Diffusion
- passiver Transport = keine Energie verbraucht
104
Hydrophile Stoffe:
```
benötigen Proteine
- passiver Transport:
Kanalproteine
Carrierproteine
- aktiver Transport:
primär aktiver Transport
sekundär aktiver Transport
```
105
Kanalproteine genauer erklärt:
Tunnel, Stoffe entlang Konzentrationsgradienten strömen
einige dauerhaft offen, andere mit Signalmolekül Ligand geöffnet
= Ligandengesteuerte Kanäle
elektrischer Impuls für Öffnen und Schließen
= spannungsgesteuert
106
Carrierproteine genauer erklärt:
- Bindungsstelle
- Stoff gebunden; ändert Carrier seine Konformation
- Uniport; Symport; Antiport
107
Uniport =
Symport =
Antiport =
= 1 Molekül transportieren
= mehrere gleichzeitig in eine Richtung
= mehrere in entgegengesetzte Richtung
108
Was ist der aktiver Transport?
Entgegen des Konzentrationsgradienten → Energie muss aufgewendet werden
109
primär aktiver Transport:
- Energie direkt aus dem Verbrauch von ATP
- Natrium-Kalium-ATPase
(3 Na-Ionen aus Zelle und 2 K-Ionen in Zelle)
110
sekundär aktiver Transport:
- nutzt bestehende Konzentrationsgradienten um Stoff zu transportieren
- Natrium-Glucose-Symport
(Energie genutzt, welches frei wird wenn Na-Ionen in Zellen diffundieren → Glucose in gleiche Richtung zu transportieren)
111
Was bedeutet Zytose?
Tranportvorgänge zwischen, in und an der Zelle
| - mittels Veskielbildung od. Verschmelzung von Membranen
112
exo-
endo-
pino-
phago-
- außen
- innen
- trinken
- fressen
113
Exozytose
große Stoffe mithilfe der Exozytose Zellmembran überwinden;
auch große Mengen eines Moleküls auf einmal freigesetzt (Neurotransmitter)
Membran wächst, durch Phospholipiden von Vehikeln
114
2 Typen der Exozytose:
Konstitutive Exozytose
| Regulierte Exozytose
115
Konstitutive Exozytose
- permanent in Zellen; kein Stimulus benötigt
| - ständig neue Membranproteine od. Moleküle für extrazelluläre Matrix an Zielort bringen
116
Regulierte Exozytose
- Reaktion auf Stimulus (Ca2+ Konzentration steigt an)
| - vor allem für Freisetzung der Neurotransmitter wichtig
117
Endozytose
Moleküle aus Extrazellulärraum aufgenommen
Membran schrumpft bei Aufnahme von Molekülen
wächst bei abgabe
Idealfall = im Gleichgewicht
118
2 Typen der Endozytose:
Pinozytose
| Phagozytose
119
Pinozytose
- Zelle nimmt unspezifisch Flüssigkeiten und gelöste Stoffe auf
- Zellmembran stülpt sich um aufgenommene Flüssigkeit; nach innen abgeschnürt
120
Phagozytose
- große Partikel aufgenommen; Mikroorganismen od. Apoptotische Zellen
121
Zytoskelett
= Oberbegriff für Gesamtheit aller Fasern (Filamente)
- durchziehen Zytoplasma
- versch. Fasertypen;
alle aus Proteinen aufgebaut
122
Aufgaben des Zytoskeletts:
- Stabilität & Mobilität der Zelle
- intrazelluläre Transportvorgänge
- Zellteilung
123
Bestandteile des Zytoskeletts
| 3 wichtigsten Fasertypen
1. Mikrotubuli
2. Intermediärfilamente
3. Aktinfilamente
124
Mikrotubuli Aufbau:
- ca 25nm groß
- Grundbaustein = Tubuline
- kugelförmige Proteine; α und β
- je ein α und β eine Doppelkugel = Heterodimer
- mehrere Heterodimere = länglicher Faden = Protofilamente
13 Protofilamente spiralförmig = einzelner Mikrotubulus
125
Mikrotubulie Aufgaben:
- verankern & verbinden membranumgebene Zellorganellen
- intrazelluläre Transportvorgänge:
> Schienensystem = polar
α-Tubulin = minus
β-Tubulin = plus
> 2 Motorproteine
Kinesin → Richtung Pluspol
Dynein → Richtung Minuspol
126
Intermediärfilamente Aufbau:
- ca 10 nm groß
- lange Polypeptidketten
→ einzelne = Monomer
→ 2 Monomere = Dimer
→ 2 Dimere = Tetramer
→ mehrere Tetramere
= Intermediärfilament
127
Intermediärfilamente Aufgabe:
- Stabilität der Zelle geben
- ummanteln Kern
- durchziehen Zytoplasma
- an Zellmembran vorhandene Desmosomen verankert
128
Aktinfilamente Aufbau:
= Mikrofilamente
- ca 5nm groß
- Grundbaustein = G-Aktin (kugelförmige Proteine)
- zu Fibrillen (F-Aktin) polymerisieren → dabei ATP verbraucht
- 2 F-Aktine winden sich umeinander → bilden doppelhelikale Struktur
129
Aktinfilamente Aufgaben:
```
> Mobilität der Zelle
→ aktiv Bewegen
→ Zellteilung
> Phagozytose
→ Wachstum der Aktinfilamente, in diese Richtung Zelle; Partikel umschlossen
→ schnell Auf- & Abbauen
```
130
Welche 3 Formen dieser Filament-Kombinationen gibt es?
1) Kinozilien
2) Geißeln
3) Mikrovilli
