fragen 5 Flashcards
XI.1. Das Zytoskelett
- Welche Klassen können beim Zytoskelett der Eukaryoten unterschieden werden und
was sind wichtige Funktionen (Beispiele) der einzelnen Klassen?
Nenne auch eventuell vorhandene Motorproteine!
Mikrofilamente:
Motorproteine: Myosin: heftet sich an F-Aktin durch ATP Spaltung und führt zur Beugung.
Wichtige Funktionen in der Zelle:
- Bewegung der Zelle (Muskelzellen)
- Intrazelluläre Transportvorgänge (Vesikeltransport, Transport von Proteinen und mRNA, Cytoplasmaströmung) Langsame Transportvorgänge laufen über Polymerisation/Depolymerisation ab, schnelle Transportvorgänge über Myosinmotor
- Zellteilung /Trennwand zwischen einzelnen Zellen, Septumbildung bei Pilzen)
Mikrotubuli
* Motorproteine:
* Kinesin bewegt sich entlang der Mikrotubuli zum + Ende
* Dynein zum – Ende
Wichtige Funktionen in der Zelle:
• Aufteilung der Chromosomen bei Mitose und Meiose
• Transport von RNA, Proteinen, Organelle, Vesikel
• Cilien und Geißel der Eukaryoten
Intermediärfilamente:
• (Keratin, Vimentin, Lamin)
Wichtige Funktionen in der Zelle:
• hauptsächlich Strukturelle Funktion (Stabilisierung von Organellen in der Zelle, der Zelle selbst und von Geweben)
Septinfilamente:
Wichtige Funktionen in der Zelle:
- Septine bilden ein Gerüst zur Anlagerung von Proteinkomplexe (Bildung de Septums zwischen zwei benachbarten Hyphenzellen nach der Kernkernteilung)
- Fungieren als Diffusionsbarriere an Membrane (zur Bildung definierter Kompartimente, die sich in ihrem Sterolgehalt und ihrer Proteinzusammensetzung von der umgebenden Membran unterscheiden können.
XI.1. Das Zytoskelett
- Woraus sind Mikrofilamente bzw. Mikrotubuli aufgebaut, welche Motorproteine sorgen für
Bewegung, an welchen Prozessen in der Zelle sind sie beteiligt (Beispiele) und was versteht man unter der dynamischen Instabilität?
Mikrofilamente:
- bestehen aus helikal aneinander gereihten Aktinmonomerenauch G Aktin (globuläres Aktin) genannt und können ATP binden.
- Ab einer best. Konzentration polymerisiert G-Aktin zu F-Aktin (filamentöses Aktin).
- Es entsteht eine Doppelhelix mit einem +Ende und -Ende.
- Wachstum erfolgt am + Ende schneller als am – Ende, wo es auch zur Depolymerisation kommen kann sehr dynamische Struktur.
- Die Polymerisation verläuft im ATP gebundenen Zustand deutlich schneller ab als im ADP gebundenen Zustand.
- Es können sich Cap-Proteine angelagert werden und das Ende vor Ab- und Aufbau schützen. Weitere Adapterproteine können F-Aktin zu Bündel oder Netzen verbinden und eine Verbindung mit der Membran herstellen. (Strukturen- Patches, cables, rings)
- Motorproteine: Myosin heftet sich an F-Aktin durch ATP Spaltung und führt zur Beugung.
Wichtige Funktionen in der Zelle:
• Bewegung der Zelle (Muskelzellen)
• Intrazelluläre Transportvorgänge (Vesikeltransport, Transport von Proteinen und mRNA, Cytoplasmaströmung) Langsame Transportvorgänge laufen über Polymerisation/Depolymerisation ab, schnelle Transportvorgänge über Myosinmotor
• Zellteilung /Trennwand zwischen einzelnen Zellen, Septumbildung bei Pilzen)
Mikrotubuli
- Sind hohle Röhren aus Heterodimeren aus α- und β-Tubulin.
- Beide Tubuline binden GTP, aber nur β-Tubulin kann GTP zu GDP spalten.
- Haben auch + und – Ende.
- Die Bildung von Mikrotubuli startet immer am – Ende mit γ-Tubulin am sog. MTOC (microtubule-organizing center)
- Das + Ende kann ähnlich wie bei Mikrofilament verkürzt oder verlängert werden
- Mikrotubuli mit GDP-Tubulin am + Ende sind extrem anfällig für rasche Depolymerisation.
- Nur Mitkrotubuli mit GTP-β-Tubulin am Ende sind stabil.
- Motorproteine:
* Kinesin bewegt sich entlang der Mikrotubuli zum + Ende
* Dynein zum – Ende
- Motorproteine:
Wichtige Funktionen in der Zelle:
• Aufteilung der Chromosomen bei Mitose und Meiose
• Transport von RNA, Proteinen, Organelle, Vesikel
• Cilien und Geißel der Eukaryoten
Dynamische Instabilität: Der rasche Wechsel zwischen Polymeristaion und Depolymerisation bei Mikrotubuli, wobei auch hier die Prozesse durch eine Reihe an Begleitproteinen gesteuert werden
XI.3. Das Proteasom
- Welche Proteine werden bevorzugt vom Proteasom abgebaut, und woran erkennt das
Proteasom diese Proteine?
Falsch gefaltete oder regulatorische Proteine werden oftmals ubiquitinyliert und somit durch das Proteasom abgebaut -> spielt beim Zellzyklus wichtige Rolle
Proteine, die durch Proteasome abgebaut werden sollen, werden durch Ubiquitinylierung markiert. Ubiquitin wird an die Aminogruppe in der Seitenkette von Lysin gehängt.
XII.1. Der Zellkern
- Wie wird das genetische Material der Eukaryoten im Zellkern verpackt?
Im Zellkern ist die DNA um Nukeosome gewicket, die durch das Linkerhiston H1 verdichtet werden und liegen nun als Schleifen vor (Chromatin). Die Scheifen werden während der Kernteilung zu Chromosomen verdichtet, die aus jeweils zwei Schwesterchromatiden bestehen.
In Form von Nukeosomen
Bestehen aus einem Oktamer aus jeweils 2 H2A, H2B, H3und H4 Untereinheiten, um die sich die DNA wickelt
Einzelne Nukleosomen sind über H1=Linker Histon zu höhergeordneten Strukturen verdickt
- Was sind Nukleosomen?
Verpackungsstruktur eukaryotischer DNA
Bestehen aus einem Oktamer aus jeweils 2 H2A, H2B, H3und H4 Untereinheiten, um die sich die DNA wickelt
Einzelne Nukleosomen sind über H1=Linker Histon zu höhergeordneten Strukturen verdickt
Im Zellkern ist die DNA um Nukeosome gewicket, die durch das Linkerhiston H1 verdichtet werden und liegen nun als Schleifen vor (Chromatin). Die Scheifen werden während der Kernteilung zu Chromosomen verdichtet, die aus jeweils zwei Schwesterchromatiden bestehen.
- Wenn noch Zeit ist, erkläre folgende Begriffe:
a. Nukleotid
b. Nukleoid
c. Nukleosom
d. Nukleolus
a. Nukleotid
Nukleosid, an dem zusätzlich am C5 eine, zwei oder drei Phosphatgruppen hängen
(Zucker + Base + Phosphatrest)
b. Nukleoid
Bereich in der Zelle, in dem die DNA vorliegt
Kernequivalent bei Prokaryoten (Bakterien und Archaea)
c. Nukleosom
Verpackungsstruktur eukaryotischer DNA
Bestehen aus einem Oktamer aus jeweils 2 H2A, H2B, H3und H4 Untereinheiten, um die sich die DNA wickelt
Einzelne Nukleosomen sind über H1=Linker Histon zu höhergeordneten Strukturen verdickt
d. Nukleolus
Bereich im Zellkern, in dem die rRNA durch die RNA-Polymerase I transkribiert und prozessiert wird, und anschließend mit den ribosomalen Proteinen zu den großen (60S) und kleinen (40S) Untereinheit der Ribosomen zusammengesetzt wird. (auch Kernkörperchen genannt)
XII.1. Der Zellkern
- Wenn noch Zeit ist, erkläre folgende Begriffe:
a. Chromatin
b. Euchromatin
c. Heterochromatin
d. Chromatiden
a. Chromatin
Komplex der DNA, Histonen und einigen anderen Proteinen,
Material aus dem die Chromosomen bestehen, füllen den Zellkern aus
man unterscheidet zwischen Heterochromatin und Euchromatin
b. Euchromatin
„helles Chromatin“, dass sich im Zentrum des Zellkerns befindet
c. Heterochromatin
„dunkles“ Chromatin, dass an der Kernhülle anliegt
d. Chromatiden
idente Kopien der DN, aus denen die Chromosomen bestehen
XII.1. Der Zellkern
- Was ist die Kernpore (Nuclear Pore Complex), wie ist sie aufgebaut und welche Funktion hat sie?
Die Verbindung zwischen Nukleoplasma und Zytoplasma wird durch die Kernporen in der Kernmembran hergestellt. Kernporen sind äußerst komplexe Strukturen, die aus einer Vielzahl sog. Nukleoporine aufgebaut sind.
Außen liegt ein achteckiger Ring mit zytoplasmatischen Filamenten, innen liegt ein Ring mit einer korbförmigen Struktur. Durch den Kern-Poren-Komplex bzw. nuclear pore complex findet der Transport aller Moleküle zwischen Nukleo- und Zytoplasma statt.
- RNAs werden nach außen transportiert
- Histone, DNA- und RNA-Polymerasen, Transkriptionsfaktoren und andere Proteine müssen in den Kern, und manchmal auch wieder hinaus.
- Kleine Moleküle wie Wasser, Metallionen, Nukleotide können frei durch diffundieren
- Für größere Moleküle (Proteine und RNA) gibt es extra Transportmechanismen
- Proteine, die in den Kern transportiert werden müssen, enthalten ein sog. Nuclear localisation signal (NLS)
- Für Export von Proteine nuclear export signal
Zellzyklus– Mitose – Zellteilung
- Welche Phasen können im Zellzyklus der Eukaryoten unterschieden werden und
welche Faktoren steuern den Zellzyklus?
G1-Phase (GAP1): Wachstum der Zelle, Vorbereitung auf die Replikation
S-Phase (Synthese):Verdopplung der Chromosomen infolge der DNA Replikation, es bilden sich Schwesterchromatiden
G2-Phase (Gap2): Vorbereitung auf die Mitose, Bildung von Mikrotubuli
M-Phase (Mitose): Erst in der Mitose kommt es zur Verdichtung der Chromosomen, Aufteilung der Schwesterchromatiden auf zwei Tochterkerne; Der Kernteilung (Karyokinese) folgt meist die Zellteilung (Zytokinese)
Interphase: Phase zwischen zwei Kernteilungen; also G1-S-G2
Faktoren:
- Ablauf des Zellzkylus wird durch Cycline gesteut -> Spezifische Cycline sind in den unterschiedlichen Phasen des Zellzyklus aktiv sind
- und können cylin-abhängige Kinasen Komplexe bilden, diese regulieren weitere Faktoren durch Phosphorylierung
- Regulatin der Cycline erfolgt durch Ubiquitinylierung
- Beschreibe die einzelnen Phasen der Mitose!
Prophase: Chromatin kondensiert zu Chromosomen, Schwesterchromatiden hängen am Centromer zusammen, es bilden sich Spindelfasern ausgehend von MTOC, Centriolen wandern an die Pole
Prometaphase: Kernmembran löst sich auf (offene Mitose), Kernspindelfasern heften sich an Kinetochore
Metaphase: Chromosomen sind stark kondensiert, richten sich an der Äquatorialebene aus und Schwesterchromatiden trennen sich am Centromer, Bei den Kernspindelfasern können Kinetochor-MT, Pol-MT und Astral-MT unterschieden werden. Alle Spindelfasern beginnen am MTOC, es gibt keine Spindelfasern, die von Pol zu Pol reichen.
Anaphase: Chromosomen sind am stärksten kondensiert, Chromatiden sind vollständig getrennt und wandern durch Verkürzung der Kinetochorfasern und Verlängerung der Polfasern an gegenüberliegende Pole
Telophase: Chromosomen an den Polen dekondensieren, Kernspindelfasern depolymerisieren und eine neue Kernhülle wird gebildet
- Was unterscheidet die offene von der geschlossenen Mitose (open vs. closed mitosis)?
Offene Mitose: Bei Tieren und Pflanzen löst sich während der Mitose die Kernhülle auf
Geschlossene Mitose: Bei Pilzen löst sich die Kernhülle während der Mitose nicht auf.
89.
- Was ist ein Centromer, welche Funktion hat es?
- Was ist ein Telomer, welche Funktion hat es?
Centromer:
Zentraler Teil in den Chromosomen, an dem sich der Kinetochor bildet und über den Chromatiden in Pro- und Metaphase aneinandergeheftet bleiben
Telomere:
sind verlängerte, repetitive Sequenzen an den Chromosomen von Eukaryoten
- Wozu dient die Telomerase und wie funktioniert sie?
- die Telomerase ist eine reverse Transkriptase
- verlängert repetitive Sequenzen an den Enden der Chromosomen, damit diese repliziert werden können, indem sie einen eigenen RNA-Primer auf das überstehende Ende des Chromosoms hängt und von dort aus immer wieder kleine Stücke DNA synthetisiert.
- Bei höheren Eukaryoten ist die Telomerase nur in der Keimbahn, dabei gehen bei jeder Zellteilung Stücke der Telomere verloren, das bewirkt das Altern.
- Wenn noch Zeit ist, erkläre folgende Begriffe:
a. Centromer
b. Telomer
c. Kinetochor
a. Centromer
Zentraler Teil in den Chromosomen, an dem sich der Kinetochor bildet und über den Chromatiden in Pro- und Metaphase aneinandergeheftet bleiben
b. Telomer
sind verlängerte, repetitive Sequenzen an den Chromosomen von Eukaryoten
c. Kinetochor
Proteinkomplex am Centromer, an dem die Kernspindelfasern bei der Mitose binden können
XII.3. Meiose
- Was unterscheidet die erste von der zweiten Reifeteilung bei der Meiose?
ersten Reifeteilung (Reduktionsteilung)
wird aus einem diploiden ein haploider Chromosomensatz. Die Schwesterchromatiden hängen noch zusammen. Aufteilung der Chromosomen auf die Tochterzellen
zweiten Reifeteilung (Äquationsteilung)
mitotisch Aufteilung der Chromatiden
