Fragen oP Flashcards

1
Q
  1. Definieren Sie den Begriff Oxidative Phosphorylierung.
A
  1. Dies ist der Prozess in welchem ATP hergestellt wird, wobei dies durch den Transfer von
    Elektronen aus NADH oder FADH2 an O2 über eine Serie von unterschiedlichen
    Elektronencarriern innerhalb der Mitochondrienmembran angetrieben wird.
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2
Q
  1. Skizzieren Sie den Aufbau eines Mitochondriums und zeigen Sie die Orte auf, an denen
    Oxidative Phosphorylierung und Citratzyklus stattfinden.
A
  1. Die Skizze sollte die Gesamtstruktur und Beschriftung mit äußerer und innerer Membran,
    Intermembranraum, Matrix und Cristae beeinhalten. Der Großteil des Citratzyklus findet in der
    Matrix statt, wohingegen die Oxidative Phosphorylierung in der inneren
    Mitochondrienmembran abläuft. Die Skizze sollte der Abbildung 18.2 entsprechen.
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3
Q
  1. Was ist die gegenwärtig vorherrschende Lehrmeinung für die Anwesenheit von Mitochondrien
    in eukaryotischen Zellen? Was sind Argumente dafür?
A
  1. Es wird angenommen, dass diese Organellen ein Resultat eines endosymbiontischen
    Ereignisses sind (Stichwort Endosymbiontentheorie). Der Aufbau der Mitochondrien stimmt
    mit dieser Theorie überein. Zusätzlich zeigen DNA-Sequenzanalysen der mtDNA dass ein
    Vorgänger eines existierenden Bakteriums die Quelle für die bestehenden Mitochondrien sind.
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4
Q
  1. Beschreiben Sie den Weg, wie Elektronen ausgehend vom FADH2 die Elektronentransportkette
    betreten.
A
  1. Succinatdehydrogenase, welche FADH2 herstellt, ist Bestandteil des Succinat-Q-ReduktaseKomplexes.
    Das FADH2 verlässt den Komplex nicht, transferiert seine Elektronen zum EisenSchwefel-Zentrum
    des Komplexes und schließlich auf Q.
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5
Q
  1. Erklären Sie warum weniger ATP aus der Reoxidation von FADH2 als aus NADH resultiert.
A
  1. Komplex II ist keine Protonenpumpe. Wenn Elektronen vom FADH2 zum Sauerstoff fließen, wie
    von Komplex II, III und IV katalysiert, werden weniger Protonen aus der Matrix gepumpt, im
    Vergleich zu NADH. Deshalb werden schlussendlich weniger ATP-Moleküle hergestellt.
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6
Q
  1. Geben Sie die ausgeglichene Reaktionsgleichung für die Nettoreaktion, die von Q-CytochromC-Oxidoreductase
    katalysiert wird, an.
A
6. QH2 + 2 Cyt Cox + 2 H
\+
matrix Q + 2 Cyt Cred + 4 H
\+
cytosol
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7
Q
  1. Diskutieren Sie die Evolution des Cytochrom-C-Proteins.
A
  1. Cytochrom C wurde in vielen verschiedenen Organismen mit mitochondrialen
    Atmungssystemen untersucht und zeigt nur sehr geringe Abweichungen. Cytochrom C aus
    vielen unterschiedlichen Organismen kann mit Cytochrom C-Oxidase aus anderen Organismen
    reagieren, was die geringen strukturellen Unterschiede der Interaktionsflächen anzeigt. Die
    Aminosäuresequenzen der einzelnen Cytochrom-C-Proteine sind ähnlich und trotz einer
    Evolutionsdauer von Milliarden Jahren ist die Sequenz bei 25 % der Aminosäuren unverändert.
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8
Q
  1. Welche Rolle spielen die Protonen in der ATP Synthese durch die FoF1-ATP-Synthase?
A
  1. Der Protonengradient ist für die ATP-Synthese notwendig, da die Bindung eines Protons an das Enzym
    zu einer konformationellen Änderung führt, die das gebundene ATP freisetzt. Die Rolle des
    Protonengradienten liegt nicht darin ATP herzustellen, sondern es aus der Synthase freizusetzen.
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9
Q
  1. Was war der Beweis für die Rotation der ATP-Synthase während des Substratumsatzes?
A
  1. Durch Benutzung der klonierten 3 3 -Untereinheiten, wobei die -Untereinheiten mit einem
    Histidinrest an eine mit Nickel-beschichtete Oberfläche gebunden wurde und einem weiteren
    Fluoreszenz-tag, der an die –Untereinheit gebunden wurde, konnte die Rotation durch
    Fluoreszenz-Mikroskopie beobachtet werden.
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10
Q
  1. Wie wird die Oxidative Phosphorylierung reguliert?
A
  1. Nur wenn ADP zur simultanen Phosphorylierung zu ATP vorhanden ist, können die Elektronen
    fließen. Deshalb läuft die Synthase von ATP nur ab, wenn die ADP-Konzentrationen hoch sind.
    Dies wird als Akzeptorkontrolle bezeichnet.
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