Kompartimente und Organellen der Pflanzenzelle Flashcards
Was passiert bei der Zelldifferenzierung einer meristemetischen Zelle?
Zentralvakuole bildet und vergrößert sich
Nenne wichtige Funktionen der Vakuole
Zellturgor, Speicher, Abfalldeponie
wichtige Funktionen der Chloroplasten
Photosynthese, Synthese von Stärke, Lipiden, Hormonen
wichtige Funktionen des Cytosols
Allgemeines Stoffwechsel-Kompartiment, Synthese von Saccharose
Funktion der Mitochondrien
Zellatmung
Funktion des Zellkerns
enthält das Genom der Zelle
Funktion der Peroxisomen
Reaktionsort für den Ablauf von Prozessen, bei denen toxische Zwischenprodukte entstehen
Funktion des ER
Speicherung von Ca2+-Ionen, Beteiligung am Export von Proteinen aus der Zelle, Transport von Proteinen in die Vakuole
Golgi-Apparat
Verarbeitung und Sortierung von für den Export aus den Zellen und für den Transport in die Vakuole bestimmten Proteinen
Was ist besonders an einer Pflanzenzelle?
Zellwand, Plasmodesmata, Plastiden, Zentralvakuole
Was wird zwischen Mitochondrien, Zellkern und Chloroplasten transferiert?
Proteine, Stoffwechselprodukte, Signale
Was wird von den Chloroplasten und Mitochondrien in den Zellkern transferiert?
Erbinformationen
Woraus besteht der Zellkern?
Nukleoplasma, Nukleolus, Kernmembran
Welche Informationen enthält der Zellkern?
für die Regulation von Stoffwechsel, Wachstum und Differenzierung
Beispiel für eine tetraploide Pflanze
Nicotiana tabacum
Woraus besteht die Kernhülle?
zwei getrennte Lipiddoppelschicht-Membranen (dazwischen perinukleärer Raum)
Womit steht die äußere Kernmembran in Verbindung?
mit den Membranen des ER
Womit stellt der periplasmatische Raum ein Kontinuum dar?
mit dem ER-Lumen
Was sind nuclear lamina?
10 nm Filamente, die das Interphasen-Chromatin verankern und Kernporen verbinden
Was enthält der Nukleolus?
die aktiv transkribierten ribosomalen Gene und ca. 100 Proteine
Wie erfolgt der Transport durch die Kernporen?
8 periphere Kanäle erlauben die Diffusion kleiner Moleküle, Zentralkanal vermittelt den aktiven Transport von Proteinen und DNA
Womit variiert die Anzahl der Kernporen?
mit dem Transportaufkommen
Wovon werden die Kernporen gebildet?
vom Kernporen-Komplex
Was wird für den Transport in den Zellkern benötigt?
Kernpore, Kernlokalisationssequenz, Carrierproteine (Importine und Exportine = beta-Karyopherine), kleine GTPase Ran
Was ist die Triebkraft für den Proteintransport in den Zellkern?
kleine GTPase Ran, viel GDP-Ran im Cytoplasma, viel GTP-Ran im Karyoplasma - wird immer jeweils umgewandelt (Gradient liefert die Energie)
Wie erfolgt der Proteinimport in den Kern?
Importin alpha bindet NLS des Proteins, Importin beta an alpha, Importin beta an Kernpore, Komplex wird importiert, dann dissoziieren Importine und werden exportiert
Wie erfolgt der Proteinexport aus dem Zellkern?
Exportin bindet Protein mit NES, Ran-GTP bindet Exportin-Komplex, Transport durch die Pore, Dissoziation des Komplexes, Ran-GTP zu Ran-GDP, Reimport des Exportins
Wie kann der Proteintransport reguliert werden?
durch Phosphorylierung/Dephosphorylierung
Was ist besonders beim RNA-Export aus dem Kern?
einfache RNAs binden direkt an Exportine, komplexe RNAs bilden Ribonuclein-Komplexe, die exportiert werden
Wie erfolgt der Import bakterieller DNA bei einer Agrobakterium-Infektion?
Virus-Proteine tragen pflanzliche NLS-Sequenzen, sodass Importin alpha und beta die Import in Kern vermitteln
Woraus könnten Chloroplasten/Mitochondrien entstanden sein (Endosymbiont)?
Cyanobakterium/alpha-Proteobakterium
Plastiden
semiautonome Organellen (verschiedene Formen) spezifisch in Pflanzen mit eigenem Genom, Orte der Photosynthese, doppelte Hüllmembran
Wie vermehren sich Plastiden?
wie Prokaryonten durch Teilung
Wie können organelle Genome weniger Proteine codieren als sie jeweils enthalten?
Die meisten Gene wurden von den Organellen ins Kerngenom transferiert
Stroma
Innenraum der Chloroplasten
Thyalkoide
Membransystem innerhalb der Chloroplasten
Stroma-Thylakoide
einfache Membranbereiche
Grana-Thylakoide
mehrfach gestapelte Membranbereiche
Wie kommen Proteine in die Chloroplasten?
werden sowohl direkt in den Chloroplasten synthetisiert als auch über Importprozesse aus dem Cytoplasma in die Chloroplasten importiert (Signalpeptid)
Erkläre das TOC-TIC-System !
Import der cytoplasmatisch synthetisierten Proteine in die Chloroplasten (translocon outer/inner chloroplast membrane), N-terminale Signalpeptide werden vom Import-Komplex erkannt und initiieren den Import in Chloroplasten, werden danach abgespalten
chloroplastidäre Signalpeptide
häufig mit positiver Ladung, Serin, Threonin und Prolin; Stromale Targeting Sequenz, evtl. weitere Thylakoid target Sequenz, werden jeweils nach dem Import abgespalten
Wie entstehen reife Transkripte chloroplastidärer Gene?
komplexe Prozessierung der mRNA (Splicen, Editing)
Was unterscheidet die Proteinbiosynthese im Kern /Chloroplasten?
Ribosomentyp: prokaryontische 70S-Ribosomen im Chloroplasten, eukaryontische 80S-Ribosomen im Zytoplasma
Was ist RNA-editing (posttranskriptioneller Prozess)?
Umwandlung eines Cytosins durch Desaminierung oder Transaminierung in Uracil
Was sind mögliche Auswirkungen des RNA-editing?
Funktionsänderung des Proteins, Bildung neuer Start/Stop-Codons
Was fand Carl Correns zur Plastidenvererbung heraus?
Maternale Vererbung in Mirabilis jalapa: Widerlegung der Mendel’schen Regeln (nur Blütenfarbe der weiblichen Blüten ist entscheidend)
Wie werden Plastiden vererbt?
meist maternal (selten biparental/paternal - Gymnospermen, z.B. Pinus)
Aufbau der Mitochondrien
äußere und innere Membran (stark gefaltet: Cristae, umschließt Matrix), Intermembranraum
Funktion der inneren Membran
enthäte meiste mitochondriale Membranproteine und Membranlipide, Ort der Atmungskette
Proteinimport in Mitochondrien
translocase of outer/inner membrane (TOM/TIM),..
Wie werden Mitochondrien vererbt?
maternal
Wodurch wird die Genomgröße einer Pflanze entscheidend beeinflusst?
Polyploidiegrad
Warum ist der Proteintransport in den Zellkern so kompliziert?
Vielzahl unterschiedlicher Proteine können so spezifisch importiert werden
Was war beim lateralen Transfer von Organellengenen in den Zellkern wichtig zu beachten (langer evolutiver Prozess)?
Gene müssen eine Promotorsequenz und eine Sequenz für das Organellentargeting enthalten (durch zufällige Rekombination sehr langsam entstanden)
Was war beim lateralen Transfer von Organellengenen in den Zellkern wichtig zu beachten (langer evolutiver Prozess)?
Gene müssen eine Promotorsequenz und eine Sequenz für das Organellentargeting enthalten (durch zufällige Rekombination sehr langsam entstanden)
