Biologie: Zellzyklus und Apoptose Flashcards
Was ist der Zellzyklus?
Der Zellzyklus umfasst die Zellteilung, sowie die dazugehörigen Vorbereitungsphasen.
Was ist die/Was geschieht während der G0-Phase?
Wenn sich Zellen nicht auf die nächste Zellteilung vorbereiten, treten sie aus dem Zellzyklus in die G0-Phase.
Man unterscheidet zwischen terminaler Differenzierung, bei der die Zelle bis zur Apoptose in der G0-Phase bleibt, und temporären G0-Phasen, bei der Zellen bei Bedarf (z.B. Tod von Nachbarzellen) wieder in den Zellzyklus eintreten.
Was ist die G1-Phase?
Die längste und erste Phase nach der Mitose, die Weitervorbereitung auf die nächste Zellteilung.
Das Ziel ist die Vorbereitung zur Verdopplung der DNA, weshalb viele Proteine und RNA synthetisiert werden.
Der Chromosomensatz ist 2n2c, also alle 23 homologen Chromosomenpaare.
Am G1-Kontrollpunkt wird die DNA auf Fehler kontrolliert. Gibt es keine, wird das Signal zum weitermachen gegeben, gibt es welche, tritt die Zelle in die G0-Phase bzw. Apoptose ein.
Was ist die S-Phase?
Synthese-Phase: Hier kommt es zur DNA-Replikation, weshalb am Ende ein Chromosomensatz von 2n4c. Alle homologen Chromosomenpaare sind also als Zweichromatidchromosomen vorhanden.
Was ist die G2-Phase?
Hier werden letzte Vorbereitungen zur Mitose getroffen, unter anderem der G2-Kontrollpunkt: Die Kontolle der DNA.
Was geschieht beim M-Kontrollpunkt
Beim Metaphasenkontollpunkt während der Mitose wird die Trennung der Zweichromatidchromosomen überprüft.
Wie läuft die DNA Replikation ab? Was sind wichtige Unterschiede beim Leit- bzw. Folgestrang?
Initiation: An mehreren Replikationsursprüngen. Helicase trennt Wasserstoffbrücken der Basen, Topoisomerase entspiralisiert, Single Strand Binding Proteins halten die Stränge getrennt. –> Replikationsgabel entsteht
RNA Primer binden am Mutterstrang 3’ Ende (bilden das 5’ Ende der Kopie). Synthese findet bei Prokaryoten durch Primase, bei Eukaryoten durch DNA-Polymerase alpha statt.
Elongation: DNA-Polymerase synthetisiert komplementäre Nukleotide in 5’-3’ Richtung.
Am Leitstrang: wird in Öffnungsrichtung gelesen (3’ zu 5’), Synthese ist kontinuirlich ab Primer in Richtung der Helicase
Am Folgestrang: gegen die Öffnungsrichtung, sodass immer nur Teile synthetisiert werden können und Primer immer wieder neuangesetzt werden müssen (Okazaki Fragmente)
Die RNA-Primer Nukleotide werden mit DNA Nukleotiden ersetzt und die Fragmente werden mit Ligase verbunden.
Termination: Die entstandenen semikonservativen Tocherhelixe werden voneinander getrennt.
Welche Materialien benötigt man für die Polymerase Chain Reaction? (6)
- DNA Doppelstrang als Matrize
- DNA Nukleotide
- DNA Primer (komplementär, legen den zu kopierenden Bereich fest)
- hitzestabile DNA Polymerase (thermus aquaticus)
- Puffer für einen neutralen pH-Wert
- Thermocycler
Wie läuft ein PCR-Zyklus ab? Was ist das Ziel?
- Denaturierung der DNA: Erhitzung des Gemisches auf ca. 95 Grad –> Trennung der Wasserstoffbrücken
- Primer-Annealing: Anlagerung der Primer bei 50-65 Grad
- Elongation: Synthese der Kopien durch hitzestabile Polymerase bei ca. 72 Grad.
- Ausgangsmaterial für den nächsten Zyklus –> exponentielle Vervielfältigung
Ziel: Amplifizierung des genetischen Materials zu einer untersuchbaren Menge
Wozu dienen Telomere?
Telomere sind repititive DNA Sequenzen am Ende der Chromosomen, welche die eigentlichen Erbinformationen schützen.
Bei der DNA Replikation sind die Kopien immer kürzer als die Originale: An den Enden liegen RNA-Primer, welche nicht mehr durch DNA Nukleotide ersetzt werden können, da kein freies 3’ Ende für die DNA Polymerase vorliegt. Die RNA Primer werden entfernt und die Kopien sind kürzer.
Liegt dies im Bereich der Telomere, ist dies kein Problem. Werden die Telomere jedoch zu kurz, gibt es die Möglichkeit die Apoptose einzuleiten, bevor die Gene angegriffen werden.
Zellen, die sich viel vermehren (z.B. Stammzellen) besitzen ein Enzym Telomerase, welche die Telomere wiederherstellt, indem es die eigene RNA Sequenz in DNA repliziert und anfügt.
Zusatz: Krebszellen nutzen diesen Mechanismus, um sich dadurch noch mehr zu vervielfältigen.
Wie funktioniert die DNA-Reparatur durch DNA Polymerase?
Bei Fehlern auf einer Seite:
Basen-/Nukleotidexzisionsreparatur:
1. Falsche Base/ Nukleotid wird durch Abgleichen mit der komplementären Seite erkannt (auch durch Verformungen oder Anomalien) und entfernt
2. DNA Polymerase synthetisiert diese neu
3. Ligase verbindet das Fragment mit dem restlichen Strang.
DNA Ligase I Deficiency führt zu Immunschwäche und Neigung zu Mutationen, da diese Reparaturen weniger stattfinden können
Welches sind die Phasen der Mitose?
I pass my anatomy test.
Interphase Prophase (Prometaphase...) Metaphase Anaphase Telophase
Was geschieht während der Prophase der Mitose?
- Verdichtung der Chromosomen (damit diese zu den Zellpolen gezogen werden können)
- Teilung der Zentriolen (damit diese die Chromosomen trennen können)
- Auflösung des Nucleolus (entsteht erst wieder in den Tochterzellen)
Was geschieht während der Prometaphase der Mitose?
- Mitosespindel entsteht von den Zentriolen aus
- Kernmembran löst sich auf
Was geschieht während der Metaphase der Mitose?
Vorbereitungen sind abgeschlossen.
- Spindelapparat bindet an die Kinetochore an den Zentromeren der kondensierten Chromosomen
- Chromosomen ordnen sich äquatorial als Metaphasenplatte an
