Cytologie Flashcards
1
Q
Wie bereitet man Gewebe zur Untersuchung vor?
A
- Fixierung
- Einbettung
- Schnittherstellung
- Färbung
2
Q
Was ist das Prinzip der histologischen Standardfärbung?
A
Ladung der Gewebe + Ladungen der Farbstoffe bestimmen das Ergebnis der Färbung (elektrostatische Interaktionen)
3
Q
Welche elektronischen Interaktionen bei Färbungen gibt es?
A
Basische = kationische Farbstoffe (+) binden an anionische Komponenten (-), werden als basophil bezeichnet Saure = anionische Farbstoffe (-) binden an kationische Komponenten (+), werden als azidophil bezeichnet
4
Q
Wie kann man RNA oder DNA in Zellen und Geweben nachweisen?
A
Durch die „In situ-Hybridisierung“
FISH = Fluoreszenz in situ-Hybridisierung an Chromosomen
5
Q
Was ist die Definition einer Zelle?
A
Zelle: kleinste selbstständig lebensfähige Einheit, teilungsfähig
6
Q
Worin unterscheiden sich Prokaryonten und Eukaryonten?
A
Organismen, Organisationsform, DNA, RNA (Synthese und Reifung), Proteine (Synthese und Reifung), Stoffwechsel, Endo- und Exocytese sowie Organellen, Cytoskelett und Zellteilungsapparat
7
Q
Welche Organismen sind Prokaryonten bzw. Eukaryonten?
A
Prokaryonten: Eubakterien, Archaebakterien
Eukaryonten: Pilze, Pflanzen, Tiere
8
Q
Wie ist die Organisationsform der Prokaryonten bzw. Eukaryonten?
A
Prokaryonten: einzellig
Eukaryonten: ein- oder mehrzellig
9
Q
Wie unterscheiden sich Prokaryonten und Eukaryonten bei dem Zellaufbau?
A
Prokaryonten besitzen weder Cytoskelett, Organelle noch Zellteilungsapparate.
Bei Eukaryonten sind diese vorhanden und spezialisiert und kompliziert aufgebaut.
10
Q
Wie unterscheidet sich die DNA von Pro- und Eukaryonten?
A
Die DNA von Prokaryonten ist klein, zirkulär und besitzt keine Introns. Außerdem liegt sie in keinem Zellkern, da ein Prokaryont so etwas nicht besitzt.
Die DNA von Eukaryonten ist groß, befindet sich im Zellkern und besitzt viele Introns.
11
Q
Wie unterscheidet sich die RNA (Synthese und Reifung) bei Pro- und Eukaryonten?
A
Die Synthese und Reifung der DNA bei Prokaryonten ist einfach und findet im Cytoplasma statt.
Bei Eukaryonten ist sie kompliziert und findet im Zellkern statt.
12
Q
Wie unterscheidet sich der Stoffwechsel von Pro- und Eukaryonten?
A
Der Stoffwechsel von Prokaryonten ist sowohl anaerob als auch aerob und sehr anpassungsfähig.
Bei Eukaryonten ist der Stoffwechsel meist aerob.
13
Q
Wie unterscheiden sich Pro- und Eukaryonten beim Thema der Endo- und Exocytose?
A
Prokaryonten können im Gegensatz zu Eukaryonten keine Endo- oder Exocytose ausführen.
14
Q
Inwiefern unterscheiden sich Pro- und Eukaryonten bei der Proteinsynthese und -reifung?
A
Die Proteinsynthese und -Reifung der Prokaryonten ist einfach und mit der RNA-Synthese gekoppelt.
Bei Eukaryonten ist sie kompliziert und findet im Cytoplasma und rauen ER statt.
15
Q
Was ist in tierischen Zellen enthalten?
A
Zytoplasma, Zellkern (Nukleus) + Zellkörperchen (Nucleolus), umgeben von einer Membran (Plasmamembran)
16
Q
Welche Organellen befinden sich in tierischen Zellen?
A
Mitochondrien, ER, Golgi-Apparat, Lysosomen, Peroxisomen, Zentriolen, Ribosomen
17
Q
Was charakterisiert Organellen?
A
Sind von einer Membran umgeben. Daher sind Ribosomen technisch gesehen auch keine Organellen
18
Q
Was charakterisiert das Zytoplasma?
A
Gallertartige Masse, eingebettete Organellen, Zelleinschlüsse
19
Q
Was ist die grundlegende Aufgabe von Mitochondrien?
A
ATP-Gewinnung
20
Q
Was ist die grundlegende Aufgabe des ER?
A
Proteinbiosynthese und -abgabe, Entgiftung
21
Q
Was ist die grundlegende Aufgabe des Golgi-Apparates?
A
Verpackung, Transport, Modifikation von Proteinen
22
Q
Was ist die grundlegende Aufgabe von Lysosomen?
A
Intrazelluläre Verdauung
23
Q
Was ist die grundlegende Aufgabe von Peroxisomen?
A
Oxidativer Abbau von Fettsäuren, sodass kein Peroxid in der Zelle frei wird
24
Q
Was ist die grundlegende Aufgabe von Zentriolen?
A
Fasergerüst bei der Zellteilung
25
Was ist die grundlegende Aufgabe von Ribosomen?
Ort der Proteinbiosynthese
26
Was charakterisiert die Plasmamembran und wie ist sie grundlegend aufgebaut?
Selektive Permeabilität; aufgebaut aus Lipiden, Proteinen und Kohlenhydraten/Glykalix (Schutz, Rezeptor)
27
Welche Eigenschaften ergeben sich aus dem Aufbau der Membran?
1. „Flüssige Struktur“: Proteine darin beweglich (Temp. Abhängig); 2. Fähigkeit zum Selbstverschluss: Fusion + Spaltung möglich (Vesikel-Transport); 3. Impermeabel für wasserlösliche Moleküle
28
Welche Funktionen ergeben sich aus dem Aufbau?
Mechanischer Schutz; formstabilisierend; selektive Permeabilität (Barriere!) und signalvermittelnd (Rezeptoren)
29
Wie sind die Phosphorlipide angeordnet in der Plasmamembran?
Hydrophobe Schwänze zueinander nach innen gerichtet, hydrophile Köpfe nach außen
30
Welche Stoffe können die Membran ohne weiteres passieren?
Gase; kleine ungeladene polare Moleküle
31
Welche Stoffe können die Plasmamembran nicht durchdringen?
Wasser; große ungeladene polare Moleküle; Ionen; geladene polare Moleküle
32
Wodurch kann den Stoffen, die nicht durch die Membran kommen, der Transport durch die Membran ermöglicht werden?
Durch Kanäle und Pumpen
33
Wie funktioniert die G-Protein gekoppelte Signaltransduktion an der Zellmembran?
Adrenalin dockt an den Rezeptor, der dadurch GDP in GTP umwandelt. GTP dockt an die Adenylatcyclase, welche wiederum aktiviert wird. Sie fördert nun die Umlagerung von ATP zu cAMP, welches als second Messenger fungiert
34
Was liegt außerhalb der Zellen (extrazellulär)
Wasser; EZM (dickes Geflecht aus Fasern, Schichten, Platten)
35
Woraus besteht die EZM?
Die EZM setzt sich aus Grundsubstanz und Fasermaterial zusammen. Grundsubstanz: Glykosamino-, Proteoglykane, Glykoproteine, Wasser; Fasermaterial: Kollagenfibrillen, elastische Fasern
36
Was ist die Endozytose?
Oberbegriff für Vorgänge, durch die Partikel und Makromoleküle aus dem EZR in das Zytoplasma aufgenommen werden (durch Abschnüren von Teilen der Plasmamembran)
37
Welche Arten von Endozytose gibt es?
Pinozytose und Phagozytose
38
Was ist die Pinozytose?
Aufnahme von Flüssigkeit und gelösten Makromolekülen durch kleine Vesikel (Makrophagen und Dendritische Zellen)
39
Was ist die Phagocytose?
Aufnahme fester Bestandteile in Form heterophagischer Vakuolen (z.B. Bakterien, Schadstoffe, ...)
40
Wie kann eine Endocytose ablaufen?
1) Pseudopodien, die Zelle stülpt sich um den aufzunehmenden Stoff; 2) Clathrin-Mantel; 3) Caveolin-Hülle; 4) ohne Protein Mantel Einstülpung bilden. 2, 3 und 4 werden durch das Protein Dynamin ermöglicht, das die Vesikel abschnürt.
41
Was ist vorhanden, wenn es eine Rezeptor und spezifische Endocytose ist?
Das Protein Clathrin
42
Wie läuft eine Rezeptor-vermittelte Endocytose generalisiert ab?
Die aufzunehmenden Stoffe/Flüssigkeiten docken an die Rezeptoren. Es bildet sich ein coated pit (Clathrin-Saum), wenn die Membran beginnt, sich einzustülpen. Schließlich bildet sich ein Endocytose-Vesikel, das von Dynamin abgeschnürt wird.
43
Nach welchem Prinzip funktionieren Rezeptoren an der Membranoberfläche?
Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip
44
Wie bildet sich ein Clathrin-Mantel?
Durch das Andocken eines Stoffes an einen spezifischen Rezeptor wird das Protein Adaptin aktiviert. Es bindet sich intrazellulär an den Rezeptor und bildet somit eine Andockstelle für Clathrin. Wenn sich ein Vesikel mit Clathrin-Hülle gebildet hat, werden Clathrin und Adaptin von dem Vesikel getrennt (der Clathrin-Mantel zerfällt in einzelne Clathrin-Moleküle) und es entsteht ein Endosom. Adaptin und Clathrin werden „recycelt“.
45
Welches Protein ist für die Auflösung des Clathrin-Mantels zuständig?
Auxilin
46
Wie ist ein Clathrin-Mantel aufgebaut?
Aus mehreren einzelnen Clathrin-Molekülen, die sich miteinander verbinden. Ein Clathrin besteht aus einer „Heavy chain“ und einer „light chain“
47
Wie ist Dynamin aufgebaut und wie funktioniert es?
Dynamin ist eine Einzelhelix, die sich zusammenzieht (wie eine Würgeschlange), wenn sie ein Vesikel abtrennt.
48
Was sind Caveolae? Und wo kommen sie vor?
Invagination der PM, ausgelöst durch integrales Membranprotein Caveolin
Sie kommen in glatten Muskelzellen und Endothelen vor
49
Wie werden Caveolae abgebaut?
Die Caveolae haben eine Schicht aus drei Proteinen, die bei der Bildung zum Endosom abgelegt werden. Darunter ist auch das Protein Caveolin. Dieses kann entweder durch ein Lysosom verdaut werden oder sich wieder an die Zellmembran setzen und recycelt werden.
50
Caveolae als Medikamentenfähren
Endothele können Schranken bilden (Blut-Hirn-Schranke z.B.). Diese können durch eine Transcytose mithilfe von Caveolae überwunden werden. Dabei docken z.B. Antikörper-gekoppelte Wirkstoffe an einen Rezeptor und werden in die Zelle gelassen. Die Zelle lässt sie passieren und durch die Exocytose kann das Medikament an seinen Wirkort wandern.
51
Wie sind Schranken durch Endothele aufgebaut und welche Funktion haben sie?
Durch tight junctions; sie verhindern das Eindringen fremder Stoffe in empfindliche Körperregionen. Z.B. Hirn, Plazenta, ...
52
Was charakterisiert eine Phagozytose?
Sie hat keinen speziellen Rezeptor und funktioniert ohne Clathrin-Mantel. Es werden Pseudopodien zur „Umarmung“ ausgebildet - das Phagosom entsteht. Wenn das Phagosom mit einem Lysosom verschmilzt, nennt man dies Phagolysosom.
Diese Methode kommt vor allem bei der Immunabwehr vor.
53
Was stabilisiert die Pseudopodien?
Ein Actin-Saum
54
Wie töten die Phagolysosome die Fremdkörper an?
Durch eine Freisetzung von aggressiv-lytischen Sauerstoffradikalen (z.B. von Wasserstoffperoxid)
55
Was ist ein Beispiel für die natürliche Transzytose?
Immunglobulin G (Antikörper) wird über die Blut-Plazenta-Schranke gebracht, um das Kind mit Antikörpern auszustatten
56
Was ist die Autophagie?
Entledigung überflüssiger zelleigener Bestandteile
57
Wie läuft die Autophagie (wahrscheinlich) ab?
Das ER bildet eine Membran, die sich um zu verdauenden Zellbestandteile wölbt. Es bildet so ein „temporäres Organell“. Wahrscheinlich verschmilzt ein Lysosom, MVB (Multi visakuläres Körperchen) und/oder Endosom mit dem Vesikel und bildet ein Autolysosom, welches die Bestandteile verdaut.
58
Wie funktionieren Lysosome?
Lysosome benötigen einen sauren pH-Wert, um zu arbeiten. Dieser liegt bei 4,5 bis 5. Das Zellplasma hat jedoch einen pH-Wert von 7,2. Deshalb sind in den Lysosomen Protonenpumpen eingebaut, die H+ ins Lysosom pumpen, um den pH-Wert zu senken.
59
Was charakterisiert die Exocytose?
Sie ist eine Fusion sekretorischer Vesikel mit der Plasmamembran (Sekretabgabe). Danach werden die Lipide und Proteinender Membran erneuert. Zur Exocytose gehört auch die Apocytose (Milchtropfensekretion). Die Exocytose kann durch Toxine gehemmt werden, was zu Krämpfen und Lähmungen führen kann.
60
Welche 2 Arten der Exocytose gibt es?
Die permanente Abgabe von Sekreten und die Rezeptor/Signal induzierte Abgabe.
Erstere schüttet dauernd Sekrete aus. Letztere erst durch ein Signal (z.B. Motorische Endplatte)
61
Was ist ein Mechanismus der Sekretion?
Über das Porosom (Loch sozusagen) in der Plasmamembran
62
Auf welche Arten kann Exocytose geschehen?
Das Sekret kann aus einer Kuhle ausgeschüttet werden, es kann sich ein Vesikel abknöpfen (Virus oder abgeschnürter Milchfetttropfen)
63
Wie funktioniert Botox?
Botox zerstört die Proteine, die für die Exocytose in Nervenzellen zuständig sind. Teilweise Lähmungserscheinungen -> straffere Haut
64
Was charakterisiert Exosomen?
Fungieren als zelluläre Müllabfuhr, sind aber auch wichtig bei der Aufnahme von zellulären Signalen oder komplexen Informationsstrukturen und Transport über EZR in benachbarte Zellen (trojanisches Pferd von Tumorzellen). Sie enthalten Proteine aber auch RNA-Moleküle
65
Wieso können Exosomen auch nachteilig für den Körper sein?
HIV kann z.B. einen vorbestehenden Exosomen Trans-Verbreitungs-Weg nutzen, um andere Zellen zu infizieren
66
Was sind Kompartimente?
Kompartimente sind membranumschlossene Reaktionsräume in der Zelle -> Organellen
67
Was charakterisiert die Kompartimentierung des eukaryotischen Zytoplasmas?
Erlaubt unterschiedlich, teilst sogar gegenläufige, Reaktion in unmittelbarer Nachbarschaft; manche Organellen sind in sich selbst kompartimentiert; Austausch zwischen Kompartimenten (Transportvorgänge)
68
Was ist das Endoplasmatische Retikulum?
Membrangebundenes, netzförmiged Schlauchsystem, welches ein Zehntel der Zelle ausmacht und die Hälfte der Membran einer Zelle enthält
69
Welche Funktion hat das ER?
Gehört zur Exportindustrie der Zelle
70
Aus was besteht das ER?
Membran-Zysternen-System, KEIN Cholesterin, weniger Zucker
71
Welche Formen des ERs gibt es?
1.) das raue ER, granulär, mit Ribosomen (rER); 2.) das glatte ER, agranulär, ohne Ribosomen (gER, sER). Beide Formen leisten unterschiedliche Sachen
72
Was ist eine Basophilie? Und welche Zellen haben sie u.a.?
Die Basophilie beschreibt die Eigenschaft von Substanzen, die aufgrund ihrer gegenüber Basen sauer reagierenden funktionellen Gruppen oder ionischen Eigenschaften mit diesen eine Säure-Base-Reaktion eingehen. Zellen mit einer hohen Proteinbiosynthese sind basophil.
73
Was sind die Funktionen des ER bzw. der Ribosomen?
Ribosomen: Orte der Proteinbiosynthese, aus 60% Protein + 40% rRNA; freie Ribosomen: Synthese zelleigener Proteine
74
Was synthetisieren Membran (ER) gebundene (außen) Ribosomen?
Sie produzieren für den Transport; Exportproteine, Membranproteine, lysosomale Enzyme (diese bleiben als Ausnahme in der Zelle)
75
Was synthetisiert das glatte ER?
Steroide (Cholesterin), Phosphorlipide
76
Welche wichtige Funktion hat das glatte ER?
Entgiftungsfunktion (Biotransformation von Arzneimitteln. Dabei sind die Zellen sehr flexibel und passen sich funktionell an
77
Was passiert mit dem synthetisierten Protein im rER?
Ein Transportvesikel schnürt sich vom ER ab. Durch einen Mantel von Coatomer (coatomer-coated Transport vesicle) kann der Transport der Vesikel gesteuert werden.
78
Was passiert im ER bei der Proteinbiosynthese?
1.) Die Erkennungssequenz, die vom Ribosom aus der mRNA hergestellt wurde, dockt an den SRP (Signal-Erkennungs-Partikel) an; 2.) das Ribosom fährt weiterhin den mRNA-Strang entlang und synthetisiert, während die Aminosäurenkette im ER liegt und dort mithilfe von Zuckergruppen modifiziert wird; 3.) die Erkennungssequenz wird entfernt... 4.) und das fertige Glykoprotein in das ER abgegeben. 5.) letztendlich wird das Protein in einem Transportvesikel transportiert (coatomer-coat)
79
Was ist das sarkoplasmatische Retikulum?
Glattes ER im Muskel, welches einen Kalziumspeicher besitzt
80
Wie ist der Golgi-Komplex/-Apparat aufgebaut?
Ansammlung abgeflachter Zisternen/Membranen, den Diktyosomen, und den Golgi-Vesikeln in der Peripherie
81
Welche Struktur besitzt der Golgi-Apparat?
Eine polare Struktur: die Cis-Seite (zum ER gewandt) als Aufnahmeseite und die Trans-Seite als Abgabeseite. Ein Vesikel wandert dabei durch die Stapel bis es von einer zur anderen Seite kommt
82
Was ist das TGN bzw. CGN?
Die äußeren Zisternen, von der sich die Vesikel ablösen, sind konkav und heißen trans-Golgi-Netzwerk (TGN). Das CGN ist das cis-Golgi-Netzwerk.
83
Welche Kompartimentierung hat der Golgi-Apparat?
Der Golgi-Apparat ist in sich selbst nochmal kompartimentiert. Die Vesikel wandern seitlich durch die Kompartimentierungen.
84
Was ist die Funktion des Golgi-Apparates?
Zentrale Verteilerstation der Zelle; Aufnahme der vom ER abgegebenen Export-Vesikel/Proteine; weiter Modifizierungen der Proteine (z.B. Glykosylierungen, wichtig: funktionelle Kompartimentierungen!!!); Sortierung und Adressierung und Weitergabe der Proteine an einige Organellen
85
An was gibt der Golgi-Apparat Proteine in Vesikeln ab?
Entweder direkt zur Plasmamembran, in Sekret. Vesikeln zur Plasmamembran oder über Endosome zur Plasmamembran; bei allen Wegen endet es in der Exocytose. Auch kann ein Endosom vom Golgi-Apparat durch das Fusionieren mit bestimmten Proteinen zum Lysosom werden. Ein Lysosom kann auch in den Golgi-Apparat wandern.
86
Wie interagieren ER und Golgi-Apparat miteinander?
Das ER liefert dem Golgi-Apparat Vesikel/Proteine, die der Apparat verarbeitet oder andersherum: der Golgi-Apparat liefert dem ER Vesikel.
87
Wie modifiziert der Golgi-Apparat Proteine?
In unterschiedlichen Kompartimenten werden verschiedene funktionelle Gruppen an- oder abgebaut durch den unterschiedlichen Enzymbesatz in den funktionellen Kompartimentierungen des Golgi.
88
Mit was verschmilzt ein Vesikel vom Golgi, um zum Lysosom zu werden?
Mit sauren Hydrolasen
89
Was sind Lysosomen?
Membransäckchen, gefüllt mit Enzymen (bis zu 50 verschiedene) für die Verdauung von Makromolekülen
90
Welche Enzyme befinden sich in Lysosomen?
Saure Hydrolasen (pH 5), Leitenzym: saure Phosphatase
91
Was ist das besondere an Lysosomen?
Mehrere 100 pro Zelle, morphologisch uneinheitlich
92
Was sind Telolysosomen und wieso entstehen sie?
Residualkörper, bei einigen Zellen als Pigmente: Lipofuszin-Granula (Alterspigment), Melanin. Bildung da Zelle mit aufgenommenen Stoffen nicht umgehen kann
93
Was passiert bei der Sekretion lysosomaler Enzyme?
Osteoklasten (bauen Knochen ab) und Spermien werden abgegeben. Beide Zellen besitzen lysosomale Eigenschaften, um zu funktionieren. (Spermien besitzen als Kopf sozusagen ein riesiges Lysosom)
94
Wie wird der pH Wert des Lysosoms niedrig gehalten?
Durch eine Protonenpumpe (H+-ATPase), die aktiv (unter Abbau von ATP) Protonen ins Lysosom pumpt
95
In welchen Phasen verläuft die Endocytose und die folgende Verdauung der Stoffe durch Lysosomen?
Der Stoff dockt an den Rezeptor an der Membranoberfläche an. Es bildet sich ein Clathrin-ummanteltes Vesikel, das durch Dynamin abgeschnürt wird. Durch Auxilin zerfällt dieser Mantel irgendwann, nachdem das Vesikel in die Zelle gewandert ist. Es bildet sich ein frühes Endosom, mit dem das Vesikel verschmilzt. Durch das Fusionieren des frühen Endosoms mit einem lysosomale Transportvesikel (vom Golgi-Apparat), das mit lysosomale Enzymen gefüllt ist, entsteht ein Endolysosom. Davon knospst sich ein fertiges Lysosom ab, das die aufgenommenen Stoffe verdaut.
96
Was sind multivesikuläre Körper?
Große Vesikel, die kleinere Vesikel enthalten, ein spätes Endosom
97
Wie verläuft die Synthese der lysosomale Proteine/Enzyme ab?
Entstehung im rER; im Golgi koppeln sich Mannose-6-Phosphat-Gruppen an; M-6-Rezeptoren sitzen in der Membran des TGN und fischen selektiv Proteine rein, selektiv für saure Hydrolasen; Selektion und Verpackung in Vesikel, Abgabe; Fusion mit Endosom. Durch niedrigen pH Wert: Dissoziation des M-6-Rezeptors -> Rezirkulation zum TGN
98
Wofür ist der M-6-P-Rezeptor und M-6-P ein klassisches Beispiel?
Intrazelluläre Markierung und Adressierung
99
Was sind Verdauungsstörungen der Zelle?
Meist genetisch bedingtes Fehlen lysosomaler Enzyme, was zur Überladung der Lysosomen führt. Bei solchen Lysosomalen Speicherkrankheiten können über 25 Enzyme betroffen sein
100
Was ist die Funktion von Melanosomen?
Synthese und Speicherung von Melanin
101
Wie entstehen Melanosomen?
Durch die Abknospung aus frühen Endosomen
102
Wo kommen die Melanosomen im Körper vor?
Melanozyten in der Haut, Pigmentepithel der Netzhaut, Iris, Ziliarkörper, Nervenzellen in der Substantia nigra
103
Wie sind Eumelanin und Phäomelanin gefärbt?
Eumelanin: braun-schwarz; Phäomelanin: gelb-rot
104
Welche klinische Bedeutung haben Melanosomen?
Muttermale, malignes Melanom, Albinismus Vitiligo, schwarzer Hautkrebs
105
Was sind die Funktionen der Peroxisomen?
Abbau komplexer Lipide, Synthese von Plasmalogenen (spez. Phospholipide), Bildung und Spaltung (Katalase (Enzym)) von H2O2
106
Warum muss H2O2 in Zellen abgebaut werden?
Weil es zellschädigend ist
107
Was kann eine Folge von Mutationen der Peroxisomen sein?
Katalase wird nicht eingebaut und der Mensch verstirbt innerhalb wenige Monate
108
Was ist die Funktion von Mitochondrien?
Energieumwandlung, „Synthese“ von ATP
109
Wo sind Mitochondrien zu finden?
In allen eukaryontischen Zellen
110
Wie sind Mitochondrien aufgebaut?
Sie besitzen eine äußere Membran, einen Intermembranraum, eine innere Membran und einen Matrixraum. Mitochondrien sind zudem beweglich (bewegen sich dorthin, wo Energie gebraucht wird)
111
Wie vermehren und vergrößern sich Mitochondrien?
Vermehrung durch Teilung und Vergrößerung durch Fusion
112
Was ist das Besondere an der Mitochondrien-DNA und welchen Schluss lässt sich daraus ziehen?
Eigenes Genom mit doppelsträngiger, zirkulärer DNA + RNA, Ribosomen. Eigenständige Proteinbiosynthese. Endosymbiontenhypothese!
113
Wofür ist die innere Membran eines Mitochondriums zuständig?
Atmungskette, ATP-Synthese
114
Wofür ist der Matrixraum eines Mitochondriums u.a. zuständig?
Fettsäure-Oxidation, Zitratzyklus
115
Was sitzt innerhalb der äußeren Membran eines Mitochondriums?
Porine, Proteine, die Poren bilden; TOMs (Transporter outer membrane) für Proteintransport
116
Was sitzt in der inneren Membran eines Mitochondriums?
TIMs (Transporter inner membrane) für Proteintransport, diverse Transporter, Protonenpumpe (Atmungskette), Komplex aus Protonenkanal und ATP-Synthase
117
Wo kommen Mitochondrien v.a. vor?
In stoffwechselaktiven Zellen (hoher Energiebedarf), z.B. Muskulatur, Leberzelle, transportierende Epithelien
118
Welche verschiedenen Formen von Mitochondrien gibt es?
Cristae (innere Membran faltig), Endokrine Zellen: Tubuli (innere Membran in Schläuchen) und Tubuli-Sacculi, Astrozyten: Prismen
119
Wie verläuft der programmierte Zelltod ab?
Im gesunden Zyklus docken BCL (antiapoptotisch) und BAX (Apoptose auslösend) gleichzeitig ans Mitochondrium an und gleichen sich so aus. Bei der Induktion der Apoptose wird BCL gehemmt und BAX aktiviert, sodass es sich in die äußere Membran des Mitochondriums pflanzt. Dadurch entsteht eine BAX-Pore, durch die das Cytochrom C aus dem Mitochondrium tritt.
120
Wie wird ein Apoptosom gebildet?
Durch 2 verschiedene Procaspasen und ein Apaf-Molekül, welches mit dem Cytochrom C verbunden ist
121
Wie läuft der intrinsische Zelltod ab?d
Am Mitochondrium wird eine BAX-Pore gebildet und Cytochrom c tritt aus. Dieses fusioniert mit Apaf-1, welches sich mit Procaspasen zu einem Apoptosom zusammenschließt. Dieses aktiviert nun eine Procaspase, die wiederum den Zelltod auslösen kann.
122
Wie läuft der extrinsische Zelltod ab?
Durch einen Rezeptor in der Membran wird eine Procaspase aktiviert. Die aktive Caspase muss nun zu einer anderen Caspase (Caspase-3) umgebaut werden. Dabei wird sie zu einer Procaspase-3 umgebaut (inaktiv) und dann wieder aktiviert und zu einer aktiven Caspase-3.
123
Womit lässt sich ein Trauma eines Mitochondriums vergleichen?
Mit einer Sepsis. Sepsis wird durch das Aufplatzen von Bakterien und das dadurch bedingte Freisetzen von PAMPs (pathogen-associated molecular patterns), die in Zellen eindringen, ausgelöst. Bei einem Trauma der Mitochondrien (z.B. durch Gewebsverletzungen) werden ähnliche Stoffe freigesetzt (DAMPs = damage-associated molecular patterns), die ebenfalls in Zellen eindringen. Die Ähnlichkeit der beiden Stoffe lässt sich durch die Endosymbiontentheorie erklären.
124
Was sind PAMPs bzw. DAMPs?
Mitochondriale DNA und Formyl Peptide, bakterielle DNA und Formyl Peptide
125
Was sind Beispiele für Zytoplasmaeinschüsse?
1. Lipidtröpfchen: gespeicherte Neutralfette, umgeben von einer Schicht aus Phospholipiden + Cholesterin (keine Membran!); 2. Glykogen: Glucose-Polymer, Speicherform -> durch Enzymdefekte Glyogenspeicherkrankheiten; 3. Pigmente: Melanin, Lipofuszin (Aggregat aus Proteinen + Lipiden)
126
In welcher Form lagern sich Glykogen-Beta-Granula an?
Kreisförmig
127
Wofür ist das Zytoskelett zuständig?
Gestalt der Zelle (mechan. Stabilisierung; auf-, ab- und umbaubar); Bewegung; intrazellulären Transport von Vesikeln + Organellen
128
Was zeichnet das Zytoskelett in seiner Beschaffenheit aus?
Es ist ein sehr dynamisches System, nicht fest!
129
Wie ist das Zytoskelett aufgebaut?
Anlagerung von tausenden Einzelproteinen, gestreckte Filamente, Polymerisation (Anbau) und Dissoziation (Abbau)
130
Durch was wird das Zytoskelett reguliert?
Durch spezifische Begleitproteine
131
Welche Filamente gibt es im Zytoskelett und wie groß sind diese?
Die kleinsten Filamente sind die Aktin- oder Mikrofilamente (7 nm). Danach folgen die Intermediäfilamente mit 10 nm. Die größten Filamente sind die Mikrotubuli mit 25 nm Durchmesser. Die Länge aller Filamente ist variabel.
132
Wo sitzen Aktinfilamente in einer Zelle?
Vor allem am Rand der Zelle und in den Mikrovilli, um diese zu stabilisieren.
133
Wie sind die Intermediärfilamente in einer Zelle verteilt?
Sie sind wahllos verteilt, sitzen horizontal in der apikalen Region.
134
Wie lagern sich Mikrotubuli in der Zelle an?
Senkrecht, mit negativem Pol am MTOC (Mikrotubulusorganisationszentrum) und positiven Pol auf der anderen Seite.
135
Wie entstehen Aktinfilamente?
Aus G-Aktin-Monomeren durch Polymerisation. es entsteht ein zweisträngiges-helikales F-Aktiv.
136
Welche 2 Enden besitzen Aktinfilamente?
Ein (+)-Ende und ein (-)-Ende.
137
Welche Funktion besitzen (+) und (-) Ende der Aktinfilamente?
+: rasche Polymerisation/Verlängerung oder Zerfall/Abbau (Bsp.: Pseudopodien); -: hier laufen o.g. Vorgänge langsamer ab. Durch den schnellen Umbau des Gesamtsystems kann zügig auf Veränderungen reagiert werden. Die Reaktionen werden durch Begleitproteine reguliert.
138
Wie können Aktinstränge miteinander angeordnet sein?
Als Bündel mit kleinen Abständen oder als Bündel mit größeren Abständen. Auch möglich: Netz (wie Gitterstäbe, die miteinander verankert sind)
139
Was ist die Zellrinde/ der Zellkortex?
Ein dichtes Aktingeflecht unterhalb der Plasmamembran
140
Was ist Myosin?
Ein Motorprotein, das zusammen mit Aktin agiert
141
Wofür ist Myosin zusammen mit Aktin zuständig?
Kontraktion der Muskulatur, Transport von Organellen, Verspannung v. Aktinfilamenten in der PM
142
Wie können Aktinfilamente eingesetzt oder verbaut werden?
Netzwerk, Bündel, Adhärenskontakt, Kontraktiles System, Dystroglykan-Adhäsion, Fokaler Kontakt, Mikrovilli, Fragmentierung Kappenbildung
143
Was sind Intermediärfilamente?
Fadenförmige oder gebündelte langlebige Proteinfasern
144
Wie sind Intermediärfilamente aufgebaut?
Aus Dimeren (2x Alpha-Helix), 2 Dimere bilden ein Tetramer -> Polymerisation -> Filamente
145
Was ist die Funktion der Intermediärfilamente?
Aufnahme von Zugkräften, passives Stützgerüst
146
Wo sind Intermediärfilamente besonders gut ausgebildet?
In Epithelzellen
147
Was sind die 6 wichtigsten Einteilungen der Intermediärfilamente?
Zytokeratine in Epithelien (weitere Unterscheidung zwischen sauer und basisch), Desminfilamente in Muskelzellen, Vimentinfilamente in mesenchymalen Zellen (u.a. Fibroblasten, Fett-, Knorpel-, Endothelzellen), Gliafilamente in Astrozyten und Schwann-Zellen, Neurofilamente in Nervenzellen, Laminfilamente an der Innenseite der Kernhülle
148
Was passiert bei einer Mutation der Laminfilamente?
Da die Laminfilamente die Zellkernhülle stützen, fällt diese bei einer Dysfunktion in sich zusammen.
149
Welche Form haben Mikrotubuli + Motorproteine?
Schlanke Röhren/Hohlzylinder, 25nm dick, bis zu 25 Mikrometer lang
150
Wie sind Mikrotubulu + Motorproteine aufgebaut?
Aus globulären Proteine: Alpha- und Beta-Tubulin (Dimer)
151
Wo entstehen die Mikrotubuli? Und wie werden sie stabilisiert?
Entstehung am Zentrosom, fungiert als MTOC; Stabilisierung durch Mikrotubulus-assoziierte Proteine (MAPs)
152
Welche Funktionen haben Mikrotubuli?
Mechanische Stützen, Transportschienen für Organellen (Motorproteine!), Aufbau der Mitosespindel, in Kinozilien!!
153
Wodurch kann die Polymerisation /Depolymerisation der Mikrotubuli verhindert werden?
Pflanzengifte stören diese und blockieren die Zellteilung (verhindern Aufbau von Mitosespindeln) -> Krebstherapie
154
Woraus bildet sich das Zentriol?
aus 9 Mikrotubuli-Triplets (9x3-Muster) -> Mitose
155
Welche Motorproteine transportieren am Mikrotubulus in welche Richtung?
Dyneine transportieren zum Zentrosom (zum Minus-Ende) und Kinesine zur Peripherie (zum Plus-Ende) unter ATP-Spaltung (= gerichteter Transport von Organellen)
156
Was sind Mikrovilli?
Fingerförmige Ausstülpungen zur Oberflächenvergrößerung in resorbierenden Epithelien. Unter dem Lichtmikroskop werden sie als Bürstensaum wahrgenommen.
157
Wodurch werden Mikrovilli gestützt?
Durch Aktinfilamente, die am Zellkortex sitzen
158
Was sind Stereozilien?
Bis 10 Mikrometer lange Mikrovilli, die resorbieren und Sekretion betreiben. Sie kommen im Epithel des Nebenhodens und in Haarzellen des Innenohrs vor
159
Inwiefern sind Stereozilien beweglich?
Nur passiv beweglich!, in den Haarzellen des Innenohrs durch viele Aktinfilamente unbeweglich, da die Härchen auf Bewegung reagieren müssen
160
Was sind Kinozilien?
2-7 Mikrometer lange Zellfortsätze, die im Epithel der Atemwege, in den Bogengängen des Innenohres und in dem Eileiter vorkommen
161
Wie sind die Kinozilien beweglich?
Aktiv beweglich durch Mikrotubuli und Motorproteine
162
Wie sind Kinozilien aufgebaut?
9x2 + 2-Muster (Mikrotubuli + Motorproteine), Dynein-Arme = Motor!
163
Womit sind Kinozilien verbunden?
Mit dem Zytoplasma über Basalkörper oder Kinetosom (9x3-Muster)
164
Was kann durch eine Fehlfunktion/durch das Fehlen von Dynein in den Kinozilien passieren?
Infertilität, Bronchitis
165
Was sind Symptome der Zilien-Dyskinesie?
Fehlende mukoziliäre Reingung der oberen & unteren Atemwege (Atemwegsinfektionen), Unfruchtbarkeit (immotile Spermien, unzureichender Eizelltransport), Links-Rechts.Asymmetrie innerer Organe, Heterotaxie
166
Wie transportieren die Kinozilien z.B. Schleim vorwärts?
Durch schnelles Schlagen
167
Wie verläuft die Rückstellbewegung der Kinozilien ab?
Langsam, Kinozilien klappen nach unten und drehen sich in die Ursprungsposition zurück
168
In welchen Zellen findet man Zellkerne?
In allen Körperzellen (bis auf Erythrozyten, Thrombozyten, Linsenfasern (ehemalige epitheliale Zellen), Hornzellen)
169
Was sind Beispiele für mehrkernige Zellen?
Hepatozyten, Osteoklasten, Skelettmuskelfasern/-zellen
170
Was ist der Inhalt vom Zellkern?
Ca. 30% DNA, 30% RNA, 30% Proteine (Histone), Ione + Kernkörperchen = Nukleolus (Interphase)
171
Was ist die Funktion des Nukleolus?
rRNA- tRNA-Synthese; Zusammenbau der Ribosomen (Proteine aus dem Zytoplasma); „Ribosomenfabrik“
172
Was enthält der Zellkern?
Chromatin = DNA + Proteine (Histone)
173
Welche Arten von Chromatin gibt es?
Heterochromatin: kondensierte Bereiche, elektronendicht; Euchromatin: dekondensiert = Ablesen der DNA, Transkription findet hier statt
174
Wie ist die Kernhülle aufgebaut?
Innere + äußere Kernmembran, dazwischen perinukleärer Raum - Übergang ins ER, Kernporen, Kernhüllenaufbau ist nur im EM sichtbar - im Lichtmikroskop: Kernmembran + Laminfilamente)
175
Wie sind Laminfilamente zu klassifizieren?
Sie gehören zu den Intermediärfilamenten, sind aber sehr viel kleiner als die kleinen Aktinfilamente
176
Was ist die Funktion der Kernporen?
Passive Diffusion kleiner Moleküle, aktiver Transport von Proteinen mit nukleärer Erkennuungssequenz
177
Welche Proteine können durch die Kernporen transportiert werden?
Nur Proteine, die die nukleäre Erkennungssequenz im Zellplasma angehängt bekommen, können durch Importine in den Zellkern gebracht werden. Importen a: für Erkennungssequenz zuständig, Importin b: Transport
178
Wie läuft der Transport durch die Kernporen ab?
Importin heftet sich an ein Protein mit NLS und bildet einen Protein-Importin-Koomplex, der durch die Kernporen ins Kernplasma gelangt. Dabei wird der Komplex von Ran GDP „begleitet“. Im Kernplasma wird unter Energieverbrauch aus Ran GDP Ran GTP, welches die Bindung des Komplexes aufbricht und sich mit dem Importin verbindet. Der neue Komplex wird aus dem Kern geschafft und recycelt.
179
Welche Stoffe werden durch die Kernporen importiert?
Histone, DNA- und RNA-Polymerasen, genregulierende Proteine, RNA-prozessierende Proteine
180
Welche Stoffe werden aus den Kernporen exportiert?
tRNAs und mRNAs
181
Wie viele Chromosomen besitzen (gesunde) Menschen?
2 x 23 in somatischen Zellen, diploid. 22x Autosomenpaare + zwei Geschlechtschromosomen (X, Y) (= Goonosomen)
182
Was ist das Genom?
Gesamtheit der genetischen Information
183
Was ist der p-Arm bzw. q-Arm eines Chromosoms?
p-Arm: kurz, q-Arm: lang
184
Wie ist ein Chromosom aufgebaut?
2 Chromatide, mit einem Zentromer, Cohesin (Protein, welches die Chromatide zusammenhält) und die Kinetochor, an denen die Mikrotubuli (Spindelapparat) ansetzen können
185
Was ist ein Zellzyklus?
Abfolge der zelluläre Ereignisse, die eine Zelle durchläuft, um sich in zwei identische Tochterzellen zu teilen
186
Was ist der Zweck eines Zellzyklus?
Vermehrung, Wachstum, Regenration v. Zellen
187
Wie ist die Phaseneinteilung eines Zellzyklus?
M-Phase (Mitose, kurz) + Interphase mit G1- S-, G2-Phase
188
Was ist der „G1-Checkpoint“?
Bei der G1-Phase wird kontrolliert, ob die Zelle groß genug ist, um sich zu teilen, und ob die Bedingungen (Umgebung, etc.) günstig sind
189
Was ist der „G2-Checkpoint“ des Zellzyklus?
Nach der Replikation der DNA (S-Phase) wird geprüft, ob die DNA vollständig verdoppelt ist
190
Was überprüft der Kontrollpunkt beim Ausgang aus der Mitose?
Hängen alle Chromosomen an Spindeln?
191
Wie verläuft der Zellzyklus ab?
Wenn der G1-Kontrollpunkt überwunden ist, startet die S-Phase, während der die DNA vermehrt wird. Danach kommt der G2-Kontrollpunkt, kurz vor der Mitose, der das OK für die Mitose gibt.
192
Was sind Kontrollproteine des Zellzyklus?
z.B. Protein p53 - „Wächter des Genoms“. Wenn Schäden in der DNA vorhanden sind, leitet p53 eine Reparatur oder die Apoptose ein. Manche Zellen umgehen dies jedoch (Tumorzellen). Eine Mutation im p53-Protein ist wegen seiner wichtigen Funktion daher sehr kritisch.
193
Welche Regulatorproteine besitzt die Zelle, die während des Zellzyklus zum Einsatz kommen?
Cycline. Unterschiedliche Cycline kommen in unterschiedlichen Phasen des Zellzyklus zum Einsatz
194
Was ist die Funktion der Cycline?
Ein Cyclin bildet mit verschiedenen Cyclin-abhängigen Kinasen (CDK) einen Komplex und aktiviert deren Kinasefunktion. Kinasen phosphorylieren bestimmte Proteine.
195
Wie wacht das p53 über das Genom?
Während mehrerer Stadien der Entwicklung (Tumorinitiation) kann p53 die Reparatur oder Apoptose der geschädigten Zellen einleiten. Ab einem gewissen Zeitpunkt wird p53 inaktiviert (Tumorprogression) und kann nicht mehr funktionieren. Wenn der Tumor Tochterzellen bildet, ist kein p53 mehr vorhanden/seine Funktion komplett unterdrückt
196
Was sind Sonderformen des Zellzyklus?
Endomitose (Zellzyklus stoppt in der S-Phase, nur DNA-Vermehrung = polyploide Zellen entstehen) und Amitose (direkte Kernteilung; nicht beim Menschen)
197
Was ist ein Syncytium?
Verschmelzen einkerniger Zellen zu vielkernigen Zellen (Zelltrennwände aufgelöst)
198
Wie berechnet man den Mitose-Index und was bedeutet er?
Zahl der Mitosen/1000 Zellen - wie teilungsaktiv ist das Gewebe? Tumor?
199
Was ist die Apoptose?
Programmierter Zelltod
200
In was zerfallen Zellen bei der Apoptose und wie werden apoptotische Zellen verdaut?
Die Zellen zerfallen in apoptotische Körperchen, die von Membran umgeben sind, sodass die Zelle nicht auslaufen kann (=keine Entzündungsreaktion). Die Vesikel packen ein best. Phosphatidysterin an ihre äußere Membran, welches Fresszellen anlockt.
201
Was ist der intrinsische Weg der Apoptose?
Intrinsische Weg = mitochondriale, innere Weg. Z.B. durch Entzug von Wachstumhormonen oder auch hormonelle Einwirkungen oder Verletzungen. Die Apoptose wird letztendlich von Initiator-Kaspasen und Exekutoren-Kaspasen ins Rollen gebracht/ausgeführt.
202
Was ist der extrinsische Weg der Apoptose?
Äußerer Weg, death-receptor-initiated. Z.B. durch Cytotoxische T Lymphozyten oder Rezeptor-Ligand Interaktionen. Eingeleitet wird die Apoptose über die Mitochondrien und Initiator-Kaspasen und ausgeführt über Exekutoren-Kaspasen.
203
Was ist die Nekrose?
Passiver Zelltod, der Zellgruppen betrifft
204
Wie läuft die Nekrose ab?
Mangel and Nähr- oder Sauerstoff - Mangel an ATP in der Zelle - Auflösung der Zellmembran - Zellenzyme bewirken Entzündung
205
Was ist eine Sonderform des Zelltodes?
Nekroptose: spezialisierte Nekrose mit interner Auslösung
206
Was ist die Metaphase-Platte?
Seitenansicht: Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an während der Metaphase und bilden sozusagen ein Platte
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Wie verläuft die Zellteilung ab?
Prophase (Zentriolen mit Spindelfasern begeben sich an Pole), Prometaphase (Spindeln setzen an Chromosomen an), Metaphase (an allen Chromosomen sitzen 2 Spindelfasern), Anaphase (Zug der Spindelfasern), Telophase/Zytokinese (Teilungsfurche bildet sich, Chromosomen sind geteilt)
208
Welches Protein ist notwendig für die Ausbildung des Spindelapparates?
Clathrin
209
Was ist die Meiose?
Sexuelle Fortpflanzung: Vermischung des genetischen Materials, nur in Keimzellen (Eizellen, Spermien). Zwei happige (1n) Zellen (Eizelle + Spermium) verschmelzen zu einer diploiden (2n) Zelle. Entstehung der genet. Viefalt durch zufällige Verteilung der homologen Chromosomen auf die Tochterzellen und crossing over
