Eukaryoten Flashcards
Karl Popper (1902-1994) ist ein einflussreicher Wissenschaftsphilosoph. Welches Prinzip wird ihm zugeschrieben? Erläutern Sie dieses Prinzip.
Ihm wird das Falsifikationsprinzip zugeschrieben.
Die Allgemeingültigkeit einer Aussage kann nicht durch viele Beobachtungen belegt werden - jedoch durch eine einzige Beobachtung de Gegenteils widerlegt werden.
In der Wissenschaft nutzt mal dies, indem man versucht in Experimenten das logische Gegenteil einer Hypothese, die Nullhypothese, zu widerlegen.
Wie heißt die kleinste Einheit der Muskelbewegung und wie ist diese Einheit aufgebaut?
Die kleinste Einheit der Muskelbewegung heißt Sakromer ( ca. 2 ym)
Sie besteht aus Aktin (Doppelhelix)- und Myosinfilamenten (Tropomyosinkette).
Z-Scheibe verbindet Aktinfilamente zweier Sarkomere
I-Bande = Bereich aus Aktinfilamenten
A-BAnde = Bereich der Myosinfilamente + mögl. Bindungsbereich mit Aktinfilamenten
Erklären Sie die Muskelkontraktion nach der Gleitfilamenttheorie.
- Länge der Actin- & Myosinfilamente bleibt bei der Msukelkontraktion konstant: Minimallänge Muskel = Gesamtlänge Myosinfilamente
- Kontraktion durch Bewegung beider Filamenttypen zueinander: Nur aktive Kontraktion/Verkürzung, keine aktive Verlängerung - passiv über Antagonisten
- Auslösung der Kontraktion durch Nervenimpulse
- Anlagerung ATP an Myosinköpfchen -> Konformationsänderung + Ablösung
- ATP -> ADP + P
Anlagerung Ca2+ (Konformationsänderung des Troponin - Asatzstelle an Aktin wird frei) und Mg2+ - Ca2+ und Mg2+ werden frei
- ADP + P werden frei: Myosinköpfchen knickt um 45° in Richtung Schwanz
Muskeln können sich aktiv nur verkürzen. Wie gelangen sie wieder in die
Ausgangslage?
Muskeln können nur durch die Kontraktion / Verkürzung eines Antagonisten / Gegenspielers wieder verlängert werden.
Wie kommt es zum Phänomen der Totenstarre?
Tot: keine ATP Produktion
In Abwesenheit von ATP können Muskeln nicht erschlaffen weil sich das Myosinköpfchen nicht von der Aktinhelix lösen kann
Was versteht man unter dem Auflösungsvermögen eines Mikroskops?
Das Auflösungsvermögen bezeichnet den kleinstmöglichen Abstand zweier getrennter Strukturen, die bei der Verwendung des Mikroskops gerade noch als getrennt wahrgenommen werden können
Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Auflösungsvermögen und der
Wellenlänge des verwendeten Lichts?
d = lamda / (2 * NA)
d = Auflösungsvermögen lamda = Wellenlänge eingestrahlt Licht NA = Numerische Apparatur des Objektivs
Was ist die extrazelluläre Matrix und wie ist sie aufgebaut?
Die ECM füllt den Zwischenraum zwischen den Zellen (von Tieren) aus.
- wässriges Gel aus Wasser, Polysacchariden, Proteoglykane, Glykoproteine, Proteine, …
- Faserbestandteil aus Kollagen, Elastin
Nennen Sie drei wesentliche Makromoleküle, die Bestandteile der pflanzlichen
Zellwand sind.
Pektin
Hemicellulose
Cellulose
Zellwandproteine
Welches Auflösungsvermögen hat ein Objektiv mit der numerischen Apertur 0,10, das bei einer Wellenlänge von 500nm benutzt wird?
d = lamda / (2*NA) d = 550 * 10^-9 / (2*10^-1) d = 2500 nm
Welche Numerische Apertur sollte Ihr Objektiv bei einer verwendeten Wellenlänge von 500nm mindestens haben, um eine Auflösung von 250nm zu erreichen?
d = lamda / (2*NA) NA = lamda / (2*d) NA = 500 nm (2*250 nm) NA = 1
Wie unterscheiden sich mesenchymatische Zellen von epithelialen Zellen? Nennen Sie jeweils Beispiele für diese beiden Gewebesorten.
Epithelien sind polare Zellen mit einer basalen (Kontakt ECM) und einer apikalen Seite. Sie sind untereinander durch Adhärenzzonen und tight junctions miteinander verbunden. Sie bilden ein Abschlussgewebe
-> Epidermiszelen, Darmepithel
Mesenchymzellen sind umpolar organisiert und rundum von ECM umgeben
-> Binde-, Knochen-, Knorpel-, Muskel-, Fettgewebe, Blut- und Lymphgefäße
Geben Sie eine möglichst prägnante Definition für das Phänomen „Zelle“?
Zellen sind die kleinst mögliche Einheit aller eukaryotischen Organismen, die autonom ist und zur Reproduktion und Selbsterhaltung fähig ist.
Charakterisieren Sie kurz Struktur und Funktion der DNA. Wie findet die DNA- Vermehrung statt?
DNA = Desoxyribonukleinsäure
Struktur:
- Phosphat-Desoxyribose-Ruckgrat mit DNA Basen (Adenin, Cytosin, Thymin, Guanin)
- Die Basen sind über H-Brücken (C&G, A&T) miteinander verbunden
- Nukleotid = Base + Phosphat + Zucker
- alpha Doppelhelix
Funktion:
- trägt Erbinformationen
- Informationsspeicher
- Replikation semikonservativ
Was versteht man unter der sogenannten Endosymbiontenhypothese? Nennen Sie als Beispiel ein Organell in eukaryotischen Zellen, auf das die Endosymbiontenhypothese anwendbar ist. Nennen Sie drei Argumente, die die Endosymbiontenhypothese unterstützen.
Die Endosymbionenhypothese beschreibt die Entstehung von speziellen Eukaryotenorganelle (Mitochondrium, Plastide).
Anaerobe, organellfreie Prokaryoten sollen freilegende Prokaryoten durch Endozytose aufgenommen, aber nicht verdaut, haben. Es entstand eine Symbiose: Schutz gegen Stoffwechselprodukte.
+ Größe der besagten Organelle entspricht der Größe von Prokaryoten
+ besagt Organelle haben eigene, ringförmige DNA
+ äußere und innere Doppelmembran anders zusammengesetzt
+ eigene Proteinbiosynthese
+ 70S Ribosomen statt 80S Ribosomen
Beschriften Sie diese Abbildung einer eukaryotischen Zelle. Welche Art von Organismus diente diesem Schema als Vorbild: eine Pflanze oder ein Tier? add picture!
- Mikrotubuli
- Zentrosom
- Chromatin
- Kernpore
- Kernhülle
- ECM
- Lysosom
- Mitichondrium
- rER
- Zellkern
- Nukleolus
- Zellmembran
- Intermediärfilamente
- Golgi-Apparat
- freie Ribosomen
- Perixosom
- Aktinfilamente
Vorbild: Tierische Zelle (da keine Chloroplasten, Zellwand, Vakuole)
Nennen Sie strukturelle Einheiten zur Fortbewegung bei eukaryotischen Einzellern.
Pseudopodien
Flagellen
Cilien
Geißeln
Beschreiben Sie die Osmoregulation bei eukaryotischen Einzellern wie etwa
Paramecium caudatum.
Zur Osmoregulation dienen kontrastive Vakuolen. Durch Osmose gelangt permanent Wasser in die Einzeller, da ihr Cytoplasma einen erhöhten Salzgehalt (im vgl zum Außenmedium) hat.
Damit die Einzeller nicht platzen wird durch Kanäle Wasser in der kontraktieren Vakuole gesammelt, welche regelmäßig kontrahiert und sich nach außen entleert.
Nennen Sie drei Unterschiede zwischen Tier- und Pflanzenzellen.
nur bei Pflanzen:
- Zellwand
- Plasmodesmen
- Vakuolen
- Chloroplasten
Füllen Sie den folgenden Lückentext. In jede Lücke kommt ein Wort und es soll ein zutreffender Text entstehen.
Eine Biomembran besteht aus einer ……………………………………. Ein Phospholipidmolekül ist ein …………………………………… Molekül, d.h. es besteht aus einem ……………………………… Kopf und einem …………………………………………… Schwanz. Der Kopf besteht aus Phosphat und Cholin. Der Schwanz besteht aus zwei ………………………………….. Verbunden werden Kopf und Schwanz über ein Glycerin-Molekül. Amphiphile Moleküle bilden in Wasser bevorzugt ………………………………………, ……………………………………. oder ……………………………………..
Eine Biomembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht. Ein Phospholipidmolekül ist ein amphiphiles Molekül, d.h. es besteht aus einem hydrophilen Kopf und einem lipophilen Schwanz. Der Kopf besteht aus Phosphat und Cholin. Der Schwanz besteht aus zwei Fettsäuren Verbunden werden Kopf und Schwanz über ein Glycerin-Molekül. Amphiphile Moleküle bilden in Wasser bevorzugt Micellen, Liposome oder Doppelschichten
Was versteht man unter dem Flüssigmosaikmodell? Welche Faktoren haben einen Einfluss auf die „Flüssigkeit“ der Biomembran?
Es beschreibt die Eigenschaften von Biomembranen.
Sie verhalten sich in so fern wie Flüssigkeiten, dass einzelne Membranmoleküle sich innerhalb der Membran bewegen und ihre Postion verändern können.
Auch die innerhalb und an der Membran angelagerten Proteine können ihre Position verändern.
So kommt es zur Bildung von “lipid rafts” - verschiedene Bereiche der Doppelmembran sind anders zusammengesetzt.
Temperatur und Zusammensetzung der LDS spielen bei der Fluidität eine wesentliche Rolle.
T max: flüssiger
DB: flüssiger
Welche Teilchen können durch eine Biomembran diffundieren, welche nicht? Wie kann Wasser eine Lipidmembran passieren?
ohne spezifische Transporter: nur kleine, ungeladene oder lipophile Teilchen (z.B. CO2, O2, EtOH).
Wasser benötigt spezielle Transporter.
Was versteht man unter Endo- bzw. Exocytose? Erläutern Sie in diesem Zusammenhang die Begriffe Pino- und Phagocytose.
Endocytose: Aufnahme von extrazellulären Stoffen in die Zelle durch Membraneinstülpung und Vesikelbildung.
Exocytose: Abgabe von intrazellulären Stoffen durch Verschmelzung von Vehikeln mit der Membran.
Pinocytose: Endocytose von Flüssigkeiten
Phagocytose: Endocytose von Feststoffen
Streichen Sie alle Kompartimente durch, die nicht von zwei Biomembranen umgeben sind:
Golgi-Apparat, Zellkern, Lysosom, Mitochondrium, endoplasmatisches Retikulum, Chloroplast, Peroxisom, Vakuole
nicht zwei Membranen: Golgi Apparat Lysosom eR Peroxisom Vakuole
Beschreiben Sie Funktion und Aufbau der Typen des Endoplasmatischen Retikulums.
Aufbau:
- glatt (ohne Ribosomen)
- rau (mit Ribosomen)
- eine Membran
- start verzweigtes Membrannetzwerk aus Röhren und Zisternen
- ER MEmbranhülle geht direkt in die Membran des ZK über
Funktion:
- Translation (raues ER)
- Proteinfaltung und -kontrolle
- Proteintransport
- v.a. Membransynthese
- Entgiftung (sER)
Erklären Sie den Vorgang der Plasmolyse. Erläutern Sie dabei den Unterschied zwischen Diffusion und Osmose.
Plasmolyse bezeichnet den durch extrazelluläres, Hypertones Medium verursachten Wasserverlust auf Pflanzenzellen. Dabei schrumpft der Protoplast und löst sich von der Zellwand.
Diffusion: passive Bewegung von Teilchen aufgrund Brownscher Molekularbewegung -> Aufklaube Konzentrationsunterschiede in Flüssigkeiten und Gasen
Osmose: gerichtete Diffusionsvorgänge durch eine semipermeable Membran, die dem Konzentrationsausgleich dient. Meist tritt Wasser/Lösungsmittel durch eine Membran die für die gelösten Teilchen nicht permeabel ist
Erläutern Sie das Verhalten von Neutralrot bei pH 4,5 und pH 7,5 in Zellen von Allium cepa.
pH 4.5: Farbstofflösung reich an Protonen (H+) -> Farbstoff positiv geladen -> kann Zellmembran nicht durchqueren -> Ansammlung in der Zellwand / bei Mittellamelle (neg. gel. Pektine dort)
pH 7.5: Farbstoff(Lösung) neutral - kleine und geladene Teilchen können die Zellmembran passieren - bis in Tonoplast und Vakuolen. In den Vakuolen wird der Farbstoff Ionisiert und kann beim Waschen nicht aus der Vakuole ausgewaschen werden (-> Vakuole = Ionenfalle)
Erklären Sie den Begriff Vitalfärbung.
Eine Methode zur Färbung von lebenden Zellen ohne deren Struktur oder Funktion zu beeinträchtigen
Beschriften Sie die untenstehende Abbildung
- Trichocysten
- Zellkern
- kontraktile Vakuole
- Cilien
Was ist der Golgi-Apparat? Nennen Sie Funktionen des Golgi-Apparates.
Der Golgi Apparat ist ein Zellorganell, das aus mehrere, stapelweise angeordneten Zisternen (membranumschlossene, flache Räume).
Einen Stapel aus Zisternen nennt man Dictyosom. Die Gesamtheit aller Dictyosome bezeichnet man als Golgi Apparat.
Funktionen:
- empfängt Vesikel, die vom ER kommen
- Modifikation von Proteinen (von ER)
- Bildung sekretorischer Vesikel / Adressierung
Worin besteht die ‚Adressangabe‘ von am rER synthetisierten Proteinen?
Der Zielort eines Proteins wird durch eine bestimmte AS-Sequenz / Phosphatgruppe / Monosaccharide bestimmt. Diese Signalsequenz befindet sich meist am Aminoende.
Was versteht man unter Translokation eines Proteins? Erläutern Sie den Unterschied zwischen co-translationaler Translokation und post-translationaler Translokation.
Als Translokation wird die Überführung eines Proteins von einem Ort zum anderen bezeichnet.
Bei der Überführung von CP ins ER-Lumen unterscheidet man zwischen
co-translational: Translokation während der Synthese (ehr lipophile)
post-translational: erst vollständige Synthese, danach Translokation (ehr Hydrophil)
Was ist das sarkoplasmatische Retikulum?
Das sarkoplasmatische Retikulum ist eine Sonderform des glatten ER in der Muskulatur. Es dient als Calciumspeicher und ermöglicht so eine schnelle Kontraktion, entsprechend der Gleitfilamenttheorie.
Erläutern Sie den Transport innerhalb des Golgi-Apparates.
Die einzelnen Zisternen des Dictyosoms werden immer wieder neu gebildet, indem sich Vehikel des ER neu anlagern (=cis Seite).
Auch zwischen den Zisternen findet ein Austausch statt.
Es findet ein ständiger Transport von Cis (ER Zugewandt) zur Trans Seite statt.
Entgegengesetzt werden die Enzyme zur Modifikation der Stoffe zurück transportiert.
Erklären Sie die Rezeptor-vermittelte Endocytose am Beispiel der Clathrin- vermittelten Endocytose von Cholesterin.
- extrazellulär binden Liganden an einen Rezeptor, woraufhin intrazellulär Cathrin anlagert (Adaptin stabilisiert die Verbindung).
Cathrin ist ein dreiarmiges Protein (Triskelikn-Struktur) - die Plasmamembran sinkt immer weiter ein, Cathrin bildet einen Korb um den sich bildenden Vesikel
- Ablösung des Gesigelt unter Beteiligung von Proteinen wie Dynamin
- Clathrin, Adaptin, Rezeptor… lösen sich und werden wieder recycelt.
Erläutern Sie den Begriff Transcytose. Wo sind Trancytose und Endocytose im menschlichen Organismus besonders wichtig? Was ist in diesem Zusammenhang mit ‚Ernährungstyp‘ gemeint? Erklären Sie die Hypothese zur evolutionären Entstehung des Urdarms.
Als Transcytose der rezeptorvermittelte Transport von Makromolekülen durch eine Zelle hindurch (also Endocytose + Exocytose) bezeichnet.
Transcytosen sind besonders wichtig für den kontrollierten Transport von Stoffen aus / ins Blut, der Plazenta, bei der Blut/Hirn-Schranke.
Hypothese zur Entstehung des Urdamrs: Die Aufnahm potentiell gefährlicher Stoffe durch Phagocytose ist gefährlicher und mit mehr Energieverlust verbunden als die Abgabe von Verdauungsenzymen mit anschließender Verdauung in einem separaten Reaktionsraum.
Füllen Sie je ein Wort in die Lücken, so dass eine korrekte Aussage entsteht.
In der Zelle kommen drei Typen von speziellen Vesikeln vor: (1) ……………, (2) …………. und (3) ………………. Der erste Vesikeltyp dient dem ………………… von Stoffen – sowohl zelleigenen, als auch endocytierten Materials. Dazu herrscht ein ………………… pH-Wert und sie enthalten ……………………… . Der zweite Vesikeltyp dient der Sortierung ………………………. Partikel: Entweder wird der Inhalt ……………………… oder ………………………. . Der dritte Vesikeltyp enthält Enzyme zur …………………… . Dabei Entsteht …………………………… als Zwischenprodukt, welches gleich wieder abgebaut wird.
Füllen Sie je ein Wort in die Lücken, so dass eine korrekte Aussage entsteht.
In der Zelle kommen drei Typen von speziellen Vesikeln vor: (1) Lysosome, (2) Endosome und (3) Peroxisome.
Der erste Vesikeltyp dient dem Abbau von Stoffen – sowohl zelleigenen, als auch endocytierten Materials. Dazu herrscht ein geriner pH-Wert und sie enthalten Verdauungsenzyme . Der zweite Vesikeltyp dient der Sortierung endocytierter Partikel: Entweder wird der Inhalt verwertet oder lysiert . Der dritte Vesikeltyp enthält Enzyme zur Oxidation . Dabei Entsteht Wasserstoffperoxid als Zwischenprodukt, welches gleich wieder abgebaut wird.
Definieren Sie den Begriff Cytosol und nennen Sie die wesentlichen Bestandteile.
Das Cytosol ist der lösliche Bestandteil der Zelle, der sich außerhalb Membranumschlossender Kompartimente befindet.
Der Hauptbestandteil ist mit 70% Wasser sowie darin gelöste Stoffe (Proteine, org. Salze, AS)
Was ist ein Mitochondrium? Welchen Zweck erfüllt es? Nennen sie die Theorie der Entstehung von Mitochondrien.
Das Mitochondrium ist ein Organellen in eukaryotischen Zellen.
Es dient der Energiegewinnung in Form von ATP.
Mitochondrien sind auch der Endosymbiontenhypothese durch die symbolische Aufnahme von Prokaryoten durch aerobe Bakterien hervorgegangen.
Zeichnen und beschriften Sie ein Mitochondrium (6 Beschriftungen). Nennen Sie 3 Besonderheiten gegenüber anderen Organellen.
- äußere Membran
- Intermembranraum
- innere Membran
- Matrix
- Cristae
- Protonenpumpen / ringförmige DNA
Besonderheiten:
- zwei Biomembranen
- eigene ringförmige DNA
- 70S Ribosomen
- eigene Proteinbiosynthese
- vermehren sich weitgehend eigenständig
Was ist ATP? Wozu dient es in der Zelle? Wie ist es aufgebaut? Wie wird es genutzt?
ATP = Adenosin-Triphosphat - Ribose + Adenin + 3 Phosphate
= der am meisten verwendete Energiespeicher der Zelle, wobei die Energie bei der Spaltung der Phosphatgruppe bei ATP -> ADP + Pi freigegeben wird.
Wie funktioniert die Energiegewinnung in Mitochondrien. Erläutern Sie kurz.
In der inneren Mitochondrienmembran sind Proteine der Elektronentransportkette lokalisiert.
Sie übertragen Elektronen schrittweise auf Sauerstoff und bauen dabei einen Elektronengradienten auf (H+ Überschuss in Intermembranraum).
ATP-Synthase baut diesen wieder ab und verknüpft ADP + Pi zu ATP
Nennen Sie fünf Schritte zur Herstellung eines histologischen Dauerpräparats.
- Fixierung der Probe
- Einbetten der Probe
- Schneiden der eingebetteten Probe
- Färbung des Schnittes
- Eindecken des gefärbten Schnittes
Erläutern Sie den Unterschied der Färbungen HE, Methylenblau, und PAS. Wofür stehen die Abkürzungen? Was wird wie gefärbt?
HE = Hämalaun und Eosin - Übersichtsfärbung:
+ Hämalaun färbt Kerne blau / violett (+ geladen, bindet an - geladene Kerne)
- Eosin färbt Cytoplasma rosa ( leicht +, proponiert Proteine in CP)
PAS = Perjodsäure-Schiff-Reaktion
färbt KH rotviolett, freie Hydroylgruppe der Saccharide werden zu Aldehydgruppe oxidiert -> reagieren mit Schiffchen Reagenz)
Methylenblau:
- färbt negativ geladene Strukturen blau, da Farbstoff positiv geladen
- > Zellkerne, Chromatin, Nucleoli, CP leicht
Was ist der Unterschied einer Fixierung mit Alkohol, Formalin oder Glutaraldehyd und Osmiumtetraoxid? Nennen Sie je einen Vor- und einen Nachteil.
Alkohol:
- entwässert und härter das Präparat
- schlechte Strukturerhaltung, Schrumpfungen
+ dringt schnell ins Gewebe ein, ungiftig, günstig, weit verbreitet
Formalin:
+ dringt schnell ins Gewebe ein; Form, Farbe, Struktur gut konserviert, Fette, Antigenität bleiben erhalten, daher gut für langzeitige Aufbewahrung, günstig,
- schlechte Erhaltung von Membranen, gesundheitsschädlich
Glutaraldehyd, Osmiumtetraoxid
-> Vernetzung von Lipiden und Proteinen
+ alle Strukturen bleiben sehr gut erhalten, auch für Elektronenmikroskop geeignet
- dringt extrem langsam ein, gesundheitsschädlich, teuer
Was ist das Cytoskelett? Nennen Sie die drei Gruppen von Cytoskelettelementen.
Das Cytoskelett ist ein dynamisches Netzwerk im Cytoplasma eukaryotischer Zellen. Es handelt sich dabei um dünne, fadenförmige, dynamisch auf- und abbaubare Proteine / Filamente.
Man unterscheidet Mikrotubuli, Aktinfilamente und Intermediärfilamente.
Was ist das Cytoskelett? Nennen Sie die drei Gruppen von Cytoskelettelementen.
Mikrotubuli werden aus Heterodimeren aus alpha- und beta-Tubulin gebildet, sodass eine hohle Röhre entsteht (1 Ring = 13 HD)
Die Heterodimere bilden in Längsrichtung sogenannten Protofilamente.
Durch diesen Aufbau ergibt sich eine Polarität: alpha: negativ // beta: positiv
Wie funktioniert die Polymerisation eines Mikrotubulus? Was versteht man
unter ‚treadmilling‘?
Sowohl alpha-, als auch beta-Tubulin binden ein GTP Molekül.
Bei der Spaltung von GTP -> GDP + Pi von beta-Tubulin wird Energie frei, die der Polymerisation des Heterodimers dient.
Die Polymerisation findet am (+) Ende statt., die depolymerisation am (-)Ende.
Unter treadmilling versteht man das stetigen Auf- und Abbau von Filamenten - es entsteht ein Gleichgewicht.
Es kommt zum “Laufbandeffekt”, wodurch sich eine Zelle fortbewegen kann.
