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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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2
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
Protolyse d. Wasser über Mn-Cluster in Photosystem II: Ablauf
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
Ablauf d. Q-Zyklus in Cytb6f-Komplex
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
Wie hoch ist das Redoxpotential d. Cytb6f-Komplex?
zwischen 1,2 bis -1,2V
28
Wie viel Energie benötigt 1 Glc-Molekül in Herstellung? Wie viele H2O-Moleküle müssen dafür Protolyse durchlaufen?
12 NADPH + 18 ATP 12 H2O & 24 e müssen Protolyse durchlaufen 48 Lichtanregungsprozesse nötig
29
Reaktionsgleichung d. Carboxylation im Calvin-Zyklus
Ribulose-1,5-Bisphosphat + CO2 -> 3-PGA
30
Reaktionsgleichung d. Reduktion im Calvin-Zyklus
3-PGA + 6 ATP + 6 NADPH -> 2 GAP + 6 ADP + 6 NADP + 6Pi
31
Reaktionsgleichung d. Regeneration im Calvin-Zyklus
2 GAP + 3 ATP -> GAP(geht ab) + Ribulose-1,5-Bisphosphat
32
Wie viel Lichtenergie liegt in Kohlenhydrat chemisch gebunden vor? Wie viel wird überhaupt umgewandelt?
<1% d. Lichtenergie wird umgewandelt | davon liegen 30% chem. gebunden vor
33
Welche essentielle AS werden von Pflanzen synthetisiert?
Tryptophan (Trp), Phenylalanin (Phe), Threonin (Thr), Lysin (Lys), Methionin (Met), Leucin (Leu), Valin (Val), Isoleucin (Ile)
34
Synthese v. Tyr, Trp & Phe über welchen Stoffwechselweg? | Schritte bis Abgang d. genutzten Zwischenprodukts?
über Glycolyse | Glucose -> Fructose-1,6-BP -> 3-Phosphoglycerat -> Phosphoenolpyruvat
35
Weitersynthese v. Phosphoenolpyruvat zu AS (mehrere Wege)
Phosphoenolpyruvat + Erythrosephosphat -> DHAP DHAP + Shikimate -> Chorismate Chorismate + Anthranilate -> Trp Chorismate + Prephenate -> Tyr/Phe
36
Protoplastenfusion: Ablauf
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
Unterschied: Cytokine vs. Auxine
Cytokine: fördern Sprosswachstum Auxine: fördern Wurzelwachstum
38
Einbringen v. Fremdgenen über Elektroporation
Fremdgene außerhalb d. Protoplasten Während E-Feld: Protoplast polariesiert -> Spannung perforiert Membran Fremdgene innerhalb d. Protoplasten Mambranreparatur
39
Einbringen v. Fremdgenen über Whisker (Siliziumharbid-Fasern)
DNA lagert sich an Fasern an | Fasern durchdringen Zellwand
40
Einbringen v. Fremdgenen über PEG (Polyethylenglycol)
Perforieren d. Zellwand durch PEG DNA dringt in Zelle ein Membranreparatur
41
Einbringen v. Fremdgenen über Agrobakterien
Bakterium überträgt Ti-Plasmid über Wundöffnung DNA wird in Bakteriengenom integriert Ti-Plasmid induziert Wurzelhalsgallentumor -> Expression d. Femdgene
42
Ti-Plasmid: Enthaltene Gene & Auswirkung
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
Aufgabe d. vir-Proteine d. Agrobakteriums: VirA & VirG
VirA: Sensor für phenolische Substanzen (bei Wunde) VirG: wird von VirA phosphoryliert -> Anktivierung d. vir-Gen-Transkription
44
Aufgabe d. vir-Proteine d. Agrobakteriums: VirD1/D2
Helikase & Endonuklease schneiden T-Strang als ssDNA aus Plasmid Export: VirD2-T-Strang-Komplex
45
Aufgabe d. vir-Proteine d. Agrobakteriums: VirB1-11 & VirD4
Bilden Kanal als Verbindung zur Pflanzenzelle: | VirB1-11 auf Bakterienseite, VirD4 auf Zytosolseite
46
Aufgabe d. vir-Proteine d. Agrobakteriums: VirE2, VirE3 & VirF
VirE2: Transport zum/in den Kern VirE3: Kern-Import VirF: Genomintegration
47
Wo wird Trans-Gen auf Ti-Plasmid eingesetzt? Wo befinden sich vir-Gene?
Trans-Gen: mit Marker-Gen in T-Strang | vir-Gene: mit Promotor auf Helfer-Plasmid
48
Teile eines T-Vektors (beispielhaft)?
``` 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
Flavr-Savr-Tomate: Wie hergestellt? Welche Gene manipuliert?
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
Was beeinflusst Glyphosat im Pflanzen-Stoffwechsel & wie?
Inhibiert EPSP-Synthase -> wichtig für Trp, Typ & Phe-Synthese Gly-Ala-Mutation in ShkG (codierende DNA)
51
Welche herkömmliche/alternative Glyphosat-Resistenz können Pflanzen entwickeln?
herkömmlich: Glyphosat akkumuliert in Meristem -> Entwicklungshemmung, geringer Ertrag alternativ: Acetylierung d. Glyphosat über Acetyltransferase -> Abbau d. Herbizid
52
Finden v. Spezies geeignet zum herstellen v. alternativer Resistenz
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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