Cytologie & Genetik 1 Flashcards
Aufbau Organismus grob
Zelle, Gewebe, Organ, Organsystem und Organismus
Aufbau Biomembran
Aufbau:
- Bestehen überwiegend aus Lipiden und Proteinen d.h. Doppellipidschicht (Phospholipid, Cholesterin, Proteine)
- Die Membranproteine sind in dem doppelten Lipidfilm zu einem gewissen Grade frei beweglich.
Wie sind Phospholipide?
- Amphiphil d.h. Lipophiler Schwanz mit 2 Fettsäuren (innen) und Lipophober Kopf aus Cholin und Glycerin (außen)
Welche Funktionen hat Cholesterin im Fluid-Mosaic-Modell?
- Stabilisierung der Zelle
- Ermöglicht mit den Proteinen zsm den Stofftransport in und aus der Zelle
- Verantwortlich für Viskosität der Zelle
Was ist eine laterale Diffusion und wofür ist sie da?
= Seitliche Bewegung der einzelnen Moleküle
- verleiht d. Membran flüssigen Charakter
3 Prinzipien der Fluidität
- Jehöher Temperatur, desto höher der Grad der Fluidität (=Maß der Fließfähigkeit)
- Je länger eine Fettsäurenkette und ihr Sättigungsgrad ist, desto mehr Van der waals Kräfte d.h. Mehr Stabilität und weniger Fluidität.
- Cholesterin= Fluiditätspuffer bei hohen und niedrigen Temperaturen -> verhindert, dass die Membran zusammenbricht.
Glykokalix
= besteht aus Glykoproteinen und Glykolipiden, an die Polysaccharide und Oligosaccharide angelagert sind.
- Macht die Antigenspezifität der Zelle aus.
- Außerhalb der Zelle
Wodurch sind Proteine befestigt?
- Isoprene
- Fettsäuren
- GPL- Anker
Periphere Proteine dienen als ….
- Membranrezeptoren für Hormone oder Neurotransmitter
- Ionenkanäle
- Signalkaskade (G- Proteine und Tyrosinkinasen)
Wie erfolgt der Transport in einer Membran?
- Einfache Diffusion (Gase und hydrophobe Stoffe)
- Passiver Trtansport durch Kanäle entlang des Konzentrationsgradienten
- Aktiver Transport (Pumpen und Transporter) gegen Konzenationsgradienten
Transmembranproteine
- PASSIVER Transport: Proteine bilden eine Pore in der Membran, durch die die hydrophilen Ionen iffundieren können (ionenspezifisch)
- AKTIVER Transport: Pumpen, Transporter, Carrier . Dabei ATP- Verbrauch (Dephosphorylisierung)und spezifisch!! Antiporter vs. Symporter
Symporter und Antiporter
Zwei Substanzen werden in die gleiche Richtung transportiert = Symporter
Zwei Substanzen werden in die entgegengesetzte Richtung transportiert = Antiporter
Natrium Kalium Pumpe
= Enzym
Katalysiert unter Hydrolyse von ATP den Transport von Natrium Ionen aus der Zelle heraus und den Transport von Kalium Ionen in die Zelle hinein
Cytoskelett - Aufbau& Funktion
Aufbau:
Besteht aus Filamenten, die aus spezifischen Proteinen zusammengesetzt sind
Funktion: statische und dynamische!
- Aufrechterhaltung der Zellgestalt
- Mobilität!
- Intrazellulärer Transport/ Innere Organisationen und Koordinationen der Zellaktivitäten!
Beispiel: Organellentransport/Vesikeltransport an Filamenten
Microtubuli
- Hauptbestandteil = Proteinbausteine alpha und beta Tubulin -> lagern sich zu inearen Protofilamenten zusammen
& 13 Protofilamente bilden Grundstruktur Mikrotubuli! - Bestandteile von Zentriolen & beteiligt am Aufbau von Cilien und Geißeln
- Mit Kinesin und Dynein als Motorproteinen assoziiert (Vesikeltransport)
- werden an den Zentriolen gebildet und wandern während der Mitose zu den Zellpolen
- Beteiligt am Aufbau des Spindelapparates bei der Zellteilung (Zentrosom oder Mikrotubuliorganisationszentrum)
- Colchizin (Toxin der Herbstzeitlose) bindet an Tubulin und verhindert damit die Ausbildung des Spindelapparates d.h. Keine Mitose!
- Taxin hemmt die dynamische Verkürzung der Mikrotubuli und verhindert damit Mitose!
Vinblastin
Geht eine feste Verbindung mit Tubulin ein und verhindert die Bildung von Mikrotubuli
Motorproteine
Kinesin: Zum + Ende, nach vorne: Antero- Transport!
Dynein: Zum- Ende, nach hinten: Retro- Transport!
Funktion: Transport von Zellorganellen oder Vesikeln
Mikrofilamente
Aufbau d. Mikro bzw. Actinfilamente
- Proteinbausteine: Actin
1 Mikrofilament = zwei umeinander gewundene, lineare Stränge aus Actinmonomeren
- Grundlage der Muskelkontraktion (Actin, Myosin)
Funktion:
- Aufrechterhaltung der Zellgestalt
- Beteiligung an Endo- und Exocytose
- Beteiligung an der bewegung und Verschiebung/Strömung/Viskosität des Cytoplasmas
- Dient als Schnürring, dessen Kontraktion während der Mitose zur Zellteilung führt.
Zytoskelett besteht aus….
- Mikrotubuli
- Intermediärfilamenten
- Mikrofilamenten
Zentrosom- Bestandteile bis ins Kleinste
Aufbau:
- Besteht aus einem Paar rechtwinklig angeordneter zylinderförmiger Zentriolen
Zellkern
= Ort der Transkription und Replikation der DNA
- Kernmembran wird durch Faltungen des ER gebildet & steht in VErbindung mit dem ER
- Steuerungszentrum der Zelle
- Enthält die Erbanlagen, die DNA also Gene
- für die Zellerhaltung essentiell
- Enthält (Chromatin) die Information für die Produktion von Proteinen
Kernmembran
- Nur während der Interphase vollständig!
- Dreischichtige Gliederung:
1. Innenmembran = geschlossene Zytomembran
2. Außenmembran: Ausläufer des ER, der den Kern schalenförmig umgibt
3. Perinukleärer Raum: zwischen Innen-und Außenmembran. Dieser steht mit den Zysternen des ER in Verbindung
DIE ZELLKERNMEMBRAN STEHT IN DIREKTER VERBINDUNG MIT DEM ER!!!!!
Kernporen
Stellen, an denen Innen- und außenmembran miteinander Verschmelzen & dienen dem Stoffaustausch (Export von RNA, Proteinimport)
Nucleolus
- Nur während der Interphase vollständig
- Funktion: Synthese von ribosomaler RNA und Ribosom-Proteine
- Größe und Intensität korrelliert mit der Aktivität (Tumorzelle hat erkennbar große Nucleoli)
Erbmaterial befindet sich im…
- Nucleosom: DNA- Strang, der um einen Histonkomplex gewunden ist
- Internucleosom: DNA zwischen zwei Nucleosomen
- Chromatin: Gesamtheit aller chromosomalen Elemente in der Interphase
Histone
Definition: Basische Proteine, die im Zellkern von Eukaryoten vorkommen und Bestandteil des Chromatins sind.
Funktionen:
- Verpackung der DNA
- Expression macher auf ihr codierten Gene
Erkennung der Stoffwechselaktivität einer Zelle
Je heller ein Zellkern, desto mehr Euchromatin enthält er, desto stoffwechselaktiver ist er.
Euchromatin: Zellkern hell, Gene aktiv
Heterochromatin: Zellkern dunkel, Gene inaktiv
Ribosomen - Aufbau und Funktion
Aufbau:
- Besteht aus rRNA und Proteine
- Wird im Nucleolus synthetisiert/wiederhergestellt bzw. Die Ribosomenuntereinheiten werden da gebildet
- 80s (60s & 40s) im Cytoplasma der Eukaryoten
- 70s (50s und 30s) im Cytoplasma der Prokaryotenzelle sowie in Mitochondrien und Plastiden
- Liegen frei vor ODER as Polysomen d.h. Mehrere Ribosomen auf mRNA ODER nd am ER gebunden.
- Sind Orte der Translation -> Proteinherstellung
ER generell
= System von Membranen mit intermembranösem Raum (auch Zisternen), das in Verbindung mit der Kernhülle steht
- Ist in allen eukaryotischen Zellen außer in den Erythrocyten
Raues ER- Aufbau und Funktion
Aufbau:
- Viele Ribosomen an der Oberfläche
- Häufiger als glattes ER
- In Verbindung mit glattem ER und perinukleären Zisternen
Funktion:
Die am rauen ER gebildeten Proteine werden in Transportvesikeln zum Golgi- Apparat transportiert.
- Produktion von (Membran)Proteinen/Enzymen
- Verpackung in Vesikeln
- Transport zum Golgi oder Exocytose
- Produktion von Lysosomen (sekretorischen und lysosomalen Proteinen)
Glattes ER
Aufbau:
- Keine Ribosomen an der Oberfläche!
- Weniger häufig als raues ER
Funktion:
- Produktion von Membran- Phospholipiden
- Speicherung von Ca2+ Ionen (sarkoplasmatisches ER in Muskeln) –> Muskelkontraktion
- Ort der Glucoeogenese (Neuherstellung von Glucose)
- Entgiftung Leber, Niere
- Steroidhormon Synthese
- Teil des MEmbranflusses
Golgi Apparat: Definition, Seiten, Funktion
= Gesamtheit aller Dictyosomen/Zisternen
-Ist in den Membranfluss eingebunden!!
Seiten des Golgis:
- CIS Seite = Zeigt immer zum Nucleus-> Vesikelaufnahme ->Neue Dictyosomen werden durch Fusionierung von ER- Vesikeln gebildet.
- Trans- Seite = Zeigt Richtung Plasmamembran-> Sekretvesikelabgabe
Funktion:
Posttranslationale Modifikation. Ergebnis: Fertige Proteine und Spaltprodukte (z.B. Abspaltung von Polypeptidketten->Insulin)
Lysosomen: Definition, Formen, Funktion
Lysosomen = Vesikel mit lysosomalen Enzymen/membranumgrenzte Organellen, die Verdauungsenzyme enthalten.
Leitenzym: Saure Phosphatase
Formen:
- Primär: vom Golgi- apparat; Entstehung von Transportvesikeln aus dem Trans- Golgi- Netzwerk
- Sekundär: Nach Verschmelzung/Fusion mit einem Vesikel d.h. Autophagosom (zelleigener Stoff= Erneuerung von Zellstrukturen) und Heterophagosom (fremdes Material= Abwehr von Infektionen durch Mikroorganismen).
Funktion:
- ABBAU von alten Zellbestandteilen und von endozytierten Stoffen
Abgebautes MAterial = Exocytose, Recycling, Residualkörper
Peroxisomen: Definition, Funktion
= Abschnürungen aus dem glatten ER, die Enzyme wie Katalase und Peroxidase enthalten
Leitenzym = Katalase !
Funktion:
- Oxidativer Abbau von langkettigen Fettsäuren
- Abbau des zellschädigenden H202 (Wasserstoffperoxid) zu H20 und 02 durch Katalasen bzw. ENTGIFTUNG !!!
- Beteiligung an Steroidhormonsynthese
- Besonders zahlreich in Leber- und Nierenzellen
Mitochondrien: Aufbau, Funktion, Besonderes
Aufbau
- 2 Biomembranen (außen und innen haben unterschiedliche Proteine & Funktionen)
Äußere Membran: Spez. Protein= Porin
Innere Membran: Spez. Lipid bakter. Ursprungs = Cardiolipin !
–> Tubulärer Typ findet sich in endokrinen Organen mit Steroidhormonproduktion
–> Crista Typ findet sich häufiger
Funktion:
- Citratcyklus in der Matrix
- ATP Produktion (Zellatmung)
- Speicherung von Calcium
- Synthese von Steroidhormonen
- Lipid Beta Oxidation= Oxidativer Abbau von Fettsäuren zu Acetyl CoA (–> Für Citratzyklus)
BESONDERS:
- Zahlreich in Zellen mit hohem Energieaufwand
- Können ihr genetisches MAterial eigenständig verdoppeln
- eigenständige Proteinsynthese
Nucleobasen
- Adenin und Thymin (Uracil bei RNA) 2 Wasserstoffbrückenbindungen (DIE ECKIGEN ZSM)
- Guanin und Cytosin (DIE RUNDEN ZSM) - 3 Wasserstoffbrückenbindungen
Pyrimidinbasen sind Cytosin und Thymin (und Uracil)
Purinbasen sind Adenin und Guanin (Die Purin AG)
Replikation: Typ bzw. Grundprinzip
Semikonservativ d.h.
- Der alte DNA- Strang wird aufgeschnitten
- An einem alten Strang kommt immer ein neuer hinzu
- So bilden sich zwei Stränge mit jeweils einem alten und einem neuen Strang. Aus dem alten werden nochmal zwei Stränge mit der ursprünglichen DNA gemacht und aus dem neuen werden ein Strang mit der DNA und ein ganz neuer Strang gemacht.
Replikation- Ablauf 1
- Topoisomerase etwindet die DNA- Doppelhelix
- Helicase spaltet entspiralisierten Doppelstrang zu zwei Einzelsträngen d.h. Die Wasserstoffbrückenbindungen werden unter ATP Verbrauch aufgelöst .
- Primase synthetisiert (=stellt her) an den 3` Enden Primer, die für den Beginn der eigentlichen Replikation nötig sind (Startpunkt)
- Am 3`Ende des Primers beginnt DNA Polymerase mit der Synthese von komplementären Basen und es entsteht ein neuer DNA- Doppelstrang!
WICHTIG: DNA- Polymerase arbeitet nur von 5nach 3!
Replikation Ablauf 2: Entgegengesetzter Strang!
Am antiparallelen Strang (3nach 5) findet die Synthese in entgegengesetzter Richtung statt:
- Zwischen den Primern finden sich einzelne synthetisierte Stücke der DNA sog. Okazaki Fragmente. -> Diskontinuierliche Bildung des DNA- Stranges
- RNase entfernt nun die RNA- Primer aus der DNA
- Eine weitere DNA- Polymerase schließt die entstandenen Lücken komplementären Basen
- Ligase verknüpft den diskontinuierlich gebildeten Strang durch Esterbindungen
ERGEBNIS: Zwei identische DNA- Stränge
Mitose - Die Prophase e
- Chromatin kondensiert zu lichtmikroskopisch sichtbaren Chromosomen
- Jedes Chromatid liegt in der S- Phase in duplizierter Form vor.
- Die Schwesterchromatiden hängen am Zentromer zusammen
- Der Nucleolus zerfällt
- Aus den cytoplasmatischen Mikrotubuli des Cytoskeletts beginnt sich außerhalb des Kerns der Spindelapparat zu formen
- Zentraler Punkt des Spindelapparates sind die beiden Zentriolen, die in der S-Phase synthetisiert sind.
Prometaphase: Beginnt abrupt mit dem Zerfall der Kernmembran-> Spindel dringt in das Kernareal ein -> Mikrotubuli treten mit den Zentromeren in Kontakt.
Mitose- Die Metaphase
Metaphase:
- Chromosomen werden in der Äquatorialebene bzw. In einer Ebene angeordnet.
- Die Spindelfasern docken nun an die Zentromere der Chromosomen
- Das Zentromer verbindet die beiden Chromatiden
Mitose- Die Anaphase
- Spindelfasern des Spindelapparates verkürzen sich und trennen damit die Chromosomen in ihre zwei Chromatidstränge bzw. Schwesterchromatiden, die jeweils an den gegenüberliegenden Pol gezogen werden. Nun befinden sich zwei an jedem Pol von jedem Chromosom ein Chromatidstrang.
Mitose - Telophase
Chromatiden sind an den Polen und dekondensieren wieder d.h. Es bilden sich an beiden Polen (an jeder Tochterzelle) eine Kernhülle und die Chromosomen kommen in ihre ursprüngliche Form wieder zurück.
Außerdem beginnt parallel die Teilung der Zelle (Cytokinese). Das Zytosyl (Zellplasma) inkl. der Zellbestandteile wird auf die beiden Tochterzellen aufgeteilt.
-> Zellteilung kann nur im Rahmen der Interphase abgeschlossen werden
Mitose- Interphase
- Gehört streng genommen nicht zur eigentlichen Mitose.
Sie beschreibt den Zeitraum zwischen der letzten und der nächsten Zellteilung
In den beiden nun entstanden Kernhüllen befinden sich nur einsträngige Chromatiden. Für eine erneute Mitose müssen die Chromosomen aber wieder zweisträngig vorliegen. Dies passiert im Rahmen der Replikation, sodass danach jedes Chromosom wieder aus zwei identischen Chromatidsträngen besteht. Der Prozess der Mitose kann nun von neuem beginnen.
Blutverträglichkeiten
- A mit A, B mit B, AB mit AB und 0 mit 0
- AB kann von jedem Blut empfangen
- Jede Blutgruppe kann 0 empfangen
Häufigkeit der Blutgruppen in Mitteleuropa
Häufigkeit der Blutgruppen in Mitteleuropa:
- A (43%)
- B (14%)
- 0 (37%)
- AB (6%)
- -> Demnach haben AB (Universalempfänger) größten Vorteil, gefolgt von A (weil 43%), dann 0 (37%) und danach B (weil nur 14%).
DOMINANT/REZESSIV/KODOMINANT
- A und B werden dominant vererbt. 0 ist rezessiv.
- Blutgruppen A und B sind kodominant (gleich stark)
Phänotyp/Genotyp
Blutgruppe A (Gleiches Prinzip bei Blutgruppe B)
- Phänotyp A
- Möglicher Genotyp: AA, A0
Blutgruppe AB
- Phänotyp AB
- Möglicher Genotyp: AB, BA
Blutgruppe 0:
- Phänotyp 0
- Genotyp 00
Erythrocyten
Oligosaccharide auf der Erythrocytenoberfläche dienen als Antigene
