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Molekularbiologie WiSe20/21 > Molekularbiologie d. Pflanzen > Flashcards

Molekularbiologie d. Pflanzen Flashcards

1
Q

Besonderheiten von Pflanzenzellen & warum?

A 
Aufgrund von sessiler Lebensweise:
Vakuolen & Plasmodesma
breites Spektrum an Polysacchariden
Photosynthese
Synthese aller AS
klonale Vermehrung
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Q

Vakuolen: Was? Aufgabe?

A

Flüssigkeitsgefüllte Organelle, umgeben von Tonoplast:
beeinflusst Zellgröße über Turgor
Reservoir für Ionen, Proteine, Pigmente, AS, u.ä.
Proteine d. lytischen Abbaus

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3
Q

Plasmodesmata: Was? Aufgabe?

A

Verbindungen zw. benachbarten Zellen:
Zellwände 20-40nm
ER läuft durch Plasmodesma

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4
Q

Leitbündel: Was?

A

Gefäßsystem d. Pflanzen: Phloem & Xylem

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5
Q

Phloem: Aufgabe, Ort & Funktionsweise

A 
Verteilung org. Moleküle
in Siebröhren, Gleitzellen & Parenchymzellen
gefüllt mit H2O & Molekülen
Fließrichtung: beide
Endwände perforiert, Membran intakt
Zellkern & Vakuolen aufgelöst
ER wandständig
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6
Q

Xylem: Aufgabe, Ort & Funktionsweise

A 
Wasser-& Ionentransport von Wurzel aus
in Tracheen/Tracheiden & Parenchymzellen
gefüllt mit H2O & Molekülen
Fließrichtung: nur Wurzel zu Blatt
keine Endwände zw. Zellen
Perforationsplatten zw. Zellen
dicke, durch Lignin stabilisierte Zellwände
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7
Q

Kambium: Was? Aufgabe?

A

Gewebe zw. Phloem & Xylem
teilungsfähig
neue Zellen für beide Gefäßsysteme

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8
Q

Treibende Kraft d. H2O-Transports

A

Transpiration an Blättern

Adhäsion & Cohäsion in Xylem liefern nach

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9
Q

Hauptbestandteil v. Zellwänden: Was? Anordnung?

A

Zellulose:
ß-D-Gluc mit HBB als Netz -> Microfibrillen
unterschiedliche Anordnung in versch. Sekundärwänden

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10
Q

Enantiomere/Diastereomere v. D-Gluc

A

Enantiomere: L-Gluc
Diastereomere: D-Man, D-Gal

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11
Q

Unterschied: Zellulose vs. Amylose

A

Zellulose: ß-D-Gluc verknüpft über ß-1,4-glyc. Bindung
Amylose: ß-D-Gluc verknüpft über alpha-1,4-glyc. Bindung
->Polysaccharid-abbauende Enzyme spalten nur Amylose

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12
Q

Glucane d. Zellwand Typ I

A

XyGs: Xyloglucane
Arabinoside
Extensin
Pectine

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13
Q

Glucane d. Zellwand Typ II

A

GAX: Glucuronoarabinoxylan
ß-Glucane
Phenol-Netzwerke
Pectine

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14
Q

XyGs & GAX: Aufgabe? Aufbau?

A

Vernetzung d. Zellulose
Hemizellulosen
XyGs: Xylulose-Ketten mit Glc-Seitenketten
GAX: Glc-Ketten mit Arabinose-Seitenketten

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15
Q

Pektine: Welche? Aufbau?

A

Polgalacturonsäuren mit wechselnden Resten
HGA: Homogalacturonan
Xylogalacturonan
RG I&II: Rhamnogalacturonan

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16
Q

Strukturproteine d. Zellwand

A

Extensine: stark glycolysiert
HRGPs: Glycoproteine, Hydroxyprolin-reich
PRPs: Glycoproteine, Prolin-reich
GRPs: Glycoproteine, Glycin-reich

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17
Q

Wo werden Proteine/Pectine/Glycane/Zellulose synthetisiert?

A

Proteine: rauhes ER, Glycolysierung am Golgi
Pectine & Glycane: Golgi
Zellulose: Plasmamembran

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18
Q

Photosynthesegleichung: Elektronendonator/-akzeptor? Reduktions-/Oxidationsprodukt?

A 
CO2 + 2 H2O -> CH2O + O2 + H2O
e-Akzeptor: CO2
e-Donator: H2O
Reduktionsprodukt: CH2O
Oxidationsprodukt: O2
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19
Q

Lichtreaktion vs. Kohlenstoffreaktion: Ort? Gleichungen?

A

Lichtreaktion: in Thylakoidmembran d. Chloroplasten
H2O + Energie -> O2 + ATP + NADPH

Kohlenstoffreaktion: in Stroma
ATP + NADPH + CO2 -> CH2O

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20
Q

Ablauf d. Reaktion in Photosystem I: Reaktionszentrum?

A

Reaktionszentrum: Proteine D1 & D2

  1. e gehen über 4 Mn2+ auf Tyr von D1
  2. e gehen über Chlorophyll (P680) auf Pheophytin -> Ladungstrennung
  3. e gehen auf Plastochinon A, über gebundenes Fe auf Plastochinon B
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21
Q

Chlorophyll: Aufbau? a und b Unterschied?

A

Porphyrinringsystem: 4 Pyrrolronge, 1 weiterer Ring

a: CH3 anRing II
b: CHO an Ring II

22
Q

Warum ist Ladungstrennung möglich?

A

Ladungstrennung schneller als Fluoreszens: ps vs. ns

23
Q

LHCs: Aufgabe?

A

Light Harvesting Complexes
Trimere um Chlorophyll-bindende Proteine
Zentrieren d. Licht-Energie auf Reaktionszentrum

24
Q

Ablauf d. Reaktion in Photosystem I

A
  1. e gehen von Plastocyanin auf Chlorophyll: Lichteinwirkung -> höheres Niveau
  2. Energieabgabe über Protein-Reaktionszentren
  3. Energieabgabe über 3 Fe-Zentren
  4. e gehen auf Ferredoxin
25
Q

Protolyse d. Wasser über Mn-Cluster in Photosystem II: Ablauf

A
  1. Protein hält Mn-Cluster in bestimmtem Zustand
  2. Abgabe e von H2O -> Cluster durchläuft 4 Redox-Zustände (S-States)
  3. Mn-Ionen geben schrittweise e ab
  4. Entstehung O2 nach letztem Schritt
26
Q

Ablauf d. Q-Zyklus in Cytb6f-Komplex

A
  1. 4 e und 4 H werden auf 2PQ übertragen -> 2PQH2
  2. e wird von PQH2 auf Rieske-Fe-S-Protein übertragen
  3. e läuft über 2 Häm-Gruppen d. Cytb -> PQ-Radikal
  4. wdh. 1-3: 2H aus Stroma an PQ-Radikal, 2 ins Lumen
27
Q

Wie hoch ist das Redoxpotential d. Cytb6f-Komplex?

A

zwischen 1,2 bis -1,2V

28
Q

Wie viel Energie benötigt 1 Glc-Molekül in Herstellung? Wie viele H2O-Moleküle müssen dafür Protolyse durchlaufen?

A

12 NADPH + 18 ATP
12 H2O & 24 e müssen Protolyse durchlaufen
48 Lichtanregungsprozesse nötig

29
Q

Reaktionsgleichung d. Carboxylation im Calvin-Zyklus

A

Ribulose-1,5-Bisphosphat + CO2 -> 3-PGA

30
Q

Reaktionsgleichung d. Reduktion im Calvin-Zyklus

A

3-PGA + 6 ATP + 6 NADPH -> 2 GAP + 6 ADP + 6 NADP + 6Pi

31
Q

Reaktionsgleichung d. Regeneration im Calvin-Zyklus

A

2 GAP + 3 ATP -> GAP(geht ab) + Ribulose-1,5-Bisphosphat

32
Q

Wie viel Lichtenergie liegt in Kohlenhydrat chemisch gebunden vor? Wie viel wird überhaupt umgewandelt?

A

<1% d. Lichtenergie wird umgewandelt

davon liegen 30% chem. gebunden vor

33
Q

Welche essentielle AS werden von Pflanzen synthetisiert?

A

Tryptophan (Trp), Phenylalanin (Phe), Threonin (Thr), Lysin (Lys), Methionin (Met), Leucin (Leu), Valin (Val), Isoleucin (Ile)

34
Q

Synthese v. Tyr, Trp & Phe über welchen Stoffwechselweg?

Schritte bis Abgang d. genutzten Zwischenprodukts?

A

über Glycolyse

Glucose -> Fructose-1,6-BP -> 3-Phosphoglycerat -> Phosphoenolpyruvat

35
Q

Weitersynthese v. Phosphoenolpyruvat zu AS (mehrere Wege)

A

Phosphoenolpyruvat + Erythrosephosphat -> DHAP
DHAP + Shikimate -> Chorismate
Chorismate + Anthranilate -> Trp
Chorismate + Prephenate -> Tyr/Phe

36
Q

Protoplastenfusion: Ablauf

A
  1. Blatt zerkleinern
  2. Inkubation in Lösung Cellulase, Zucker, Salze -> Zellwände auflösen
  3. Zentrifugation: Protoplasten oben
  4. Protoplasten 2-3W auf Nähragar & Nährzellen
  5. Verschmelzen v. verschiedenen Protoplasten: steriles Flüssigmedium mit Cytokinen & Auxinen
  6. Synkaryon (1 Zellkern) oder Heterokaryon (2 Zellkerne
37
Q

Unterschied: Cytokine vs. Auxine

A

Cytokine: fördern Sprosswachstum
Auxine: fördern Wurzelwachstum

38
Q

Einbringen v. Fremdgenen über Elektroporation

A

Fremdgene außerhalb d. Protoplasten
Während E-Feld: Protoplast polariesiert -> Spannung perforiert Membran
Fremdgene innerhalb d. Protoplasten
Mambranreparatur

39
Q

Einbringen v. Fremdgenen über Whisker (Siliziumharbid-Fasern)

A

DNA lagert sich an Fasern an

Fasern durchdringen Zellwand

40
Q

Einbringen v. Fremdgenen über PEG (Polyethylenglycol)

A

Perforieren d. Zellwand durch PEG
DNA dringt in Zelle ein
Membranreparatur

41
Q

Einbringen v. Fremdgenen über Agrobakterien

A

Bakterium überträgt Ti-Plasmid über Wundöffnung
DNA wird in Bakteriengenom integriert
Ti-Plasmid induziert Wurzelhalsgallentumor -> Expression d. Femdgene

42
Q

Ti-Plasmid: Enthaltene Gene & Auswirkung

A

Tumor-Gene, Opin-Synthese-Gene, Opin-Katabolismus-Gene, vir-Gene
in Plasmid nur T-DNA: Tumor-Gene, Opin-Synthese-Gene
Opin-Produktion dient Bakterienstoffwechsel

43
Q

Aufgabe d. vir-Proteine d. Agrobakteriums: VirA & VirG

A

VirA: Sensor für phenolische Substanzen (bei Wunde)
VirG: wird von VirA phosphoryliert -> Anktivierung d. vir-Gen-Transkription

44
Q

Aufgabe d. vir-Proteine d. Agrobakteriums: VirD1/D2

A

Helikase & Endonuklease
schneiden T-Strang als ssDNA aus Plasmid
Export: VirD2-T-Strang-Komplex

45
Q

Aufgabe d. vir-Proteine d. Agrobakteriums: VirB1-11 & VirD4

A

Bilden Kanal als Verbindung zur Pflanzenzelle:

VirB1-11 auf Bakterienseite, VirD4 auf Zytosolseite

46
Q

Aufgabe d. vir-Proteine d. Agrobakteriums: VirE2, VirE3 & VirF

A

VirE2: Transport zum/in den Kern
VirE3: Kern-Import
VirF: Genomintegration

47
Q

Wo wird Trans-Gen auf Ti-Plasmid eingesetzt? Wo befinden sich vir-Gene?

A

Trans-Gen: mit Marker-Gen in T-Strang

vir-Gene: mit Promotor auf Helfer-Plasmid

48
Q

Teile eines T-Vektors (beispielhaft)?

A 
Multiple Cloning Site
3'-Signal
Plant-Selectable Marker
Left Border
Bacterial-Selectable Marker
OriE (Replikationsfunktion E.coli)
OriA (Replikationsfunktion Agrobakterium)
Plasmid-Mobilisierung
Right Border
Promotor
Reporter
49
Q

Flavr-Savr-Tomate: Wie hergestellt? Welche Gene manipuliert?

A

normale Tomate: Polygalacturonase (PG) verdaut Hülle über Pectinabbau
Lösung: cDNA mit Antisense-Stück zu PG-mRNA wird eingebracht -> dsRNA mit PGmRNA, weniger PG exprimiert

50
Q

Was beeinflusst Glyphosat im Pflanzen-Stoffwechsel & wie?

A

Inhibiert EPSP-Synthase -> wichtig für Trp, Typ & Phe-Synthese
Gly-Ala-Mutation in ShkG (codierende DNA)

51
Q

Welche herkömmliche/alternative Glyphosat-Resistenz können Pflanzen entwickeln?

A

herkömmlich: Glyphosat akkumuliert in Meristem -> Entwicklungshemmung, geringer Ertrag
alternativ: Acetylierung d. Glyphosat über Acetyltransferase -> Abbau d. Herbizid

52
Q

Finden v. Spezies geeignet zum herstellen v. alternativer Resistenz

A

Acetyltransferasen (GAT) müssen synthetisiert werden -> Bacillus-Spezies
Screening d. GAT-Aktivität nach Effizienz -> B.licheniformis
Erhöhen von kcat/KM -> Gene Fragmentation & Shuffling

Molekularbiologie WiSe20/21 (9 decks)

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