Zusammenfassung Biologie erstes Halbjahr, Zusammenfassungen von Biologie

Nur auf Docsity: Lade Zusammenfassung Biologie erstes Halbjahr und mehr Zusammenfassungen als PDF für Biologie herunter! Eukaroytische Hybridenzelle TEM: Transmissionselekronenmikroskop- Ultrastruktur- Durchleuchtung von Objekten- Elektronen werden durch Atome umgelenkt- REM: Rasterelektronenmikroskop- Oberflächenstruktur- Abtastung durch Primärelektronenstrahl- Sekundärelektronen werden in Bild umgewandelt- Proteine Sind zB. Enzyme, Hormone, Antikörper, Membranbestandteil- Aus Aminosäuren(AS) aufgebaut- Räumliche Struktur: Primärstruktur: Aminosäurensequenz durch Peptipbindungen ○ - Sekundärstruktur: Faltung und Windung des Proteins durch Wasserstoffbrücken (ß-Faltblatt/ - Helix) ○ Tertiärstruktur: Dreidimensionale Anordnung aller Molekülketten durch Disulfidbrücken, coulomb'sche Kräfte, Wasserstoffbrücken, Van der Waal-Wechselwirkung ○ Bio - HJ 1 19 January 2023 14:31 Molekülketten durch Disulfidbrücken, coulomb'sche Kräfte, Wasserstoffbrücken, Van der Waal-Wechselwirkung Quartärstruktur: Zusammensetzung aller Polypeptidketten(Untereinheiten) eines Makromoleküls durch Disulfidbrücken, coulomb'sche Kräfte, Wasserstoffbrücken, Van der Waal-Wechselwirkung ○ Die Konformation (Form) eines Proteins bestimmt dessen Funktion Aminosäuren Insg. 20 verschiedene- 8 davon essenziell - Müssen per Nahrung aufgenommen werden- Gleicher Grundbaustein: zentrales C-Atom○ Aminogruppe (basisch*)○ Carboxgruppe (sauer*)○ Organischer Rest○ - * Bei Kontakt mit Wasser kann ein Proton H abgegeben (Reaktion als Säure) oder aufgenommen (Reaktion als Base) werden Biomembran Phospholipide: Glycerin mit 2 Fettsäuren (Carbonsäuren) verestert- Mit einer Phosphorsäure verestert -> Phosphatgruppe- Phosphatgruppe trägt polare negative Ladung - "Kopf"- Fettsäurereste unpolar - "Schwanz"- Im Wasser zeigen die hydrophilen Köpfe nach außen, um mit dem Wasser zu wechselwirken- Die hydrophoben Schwänze zeigen nach innen- Es bilden sich Micellen oder Lipid-Doppelschichten- passiv [kara chfacse | Dfabon) rat Vanzarbabion — Passiv (Cerner) ot darwre- aktiv (Corrie) Bei dem passiven Transport durch Kanalproteine oder die Zellmembran nimmt die Geschwindigkeit linear mit zunehmender Konzentrationsdifferenz zu.Bei dem passiven Transport durch durch Carrier ist die Transportgeschwindigkeit irgenwann gemindert, da alle Bindungsrezeptoren besetzt sind und der Transportvorgang etwas Zeit in Anspruch nimmt. Der aktive Transport ist vollkommen unbeeinflusst durch den Konzentrationsgradienten, da der Transport durch das Umsetzen von ATP geregelt wird. Verbindungen zwischen den Zellen - Desmosomen ©. stabile Verbindung © Ahnelt einem Klettverschluss © Schutz vor Scherkraften zwischdn den Zellen © Nur bei Tieren - Tight junctions ° Wie "genaht" ©. Flissigkeitsundurchlassig © Halten Zellen in genau derselben Anordnung © Bsp: Magenschleimhaut, Mikrovilli F- nee - Gap junctions © kanalbildende Tunnelproteine © Schneller Stoffaustausch mit Nachbarzellen © Fixieren Zellmembran Membranfluss - nurtierische Zellen (Zellwand hindert) Exocgt 2 rezeptor var mittelte. re br d “Rinocakase Enctorstose Phanocutose Jl et ft} He aa ia aeblpereorn is Diekuo- Su se 9 som cA ER — PARA Rilbossmen Vesikel: Aus der Zellmembran (also Phospholipiden) aufgebaut. Furr den einfacheren Transport von mehreren Molekiilen auf einmal Exocytose: Verschmelzung des Vesikels mit der Zellmembran und Abgabe der Stoffe nach auen Pinocytose: (Nahr-)stoffe sorgen fiir eine Einstiilpung der Zellmembran und eine anschlieRende Abschniirung. So entstehen Vesikel, in denen die Nahrstoffe enthalten sind rezeptorvermittelte Endocytose: Spezifische (Nahr-)stoffe binden an die Rezeptoren auf der Zell membran und sorgen fiir die Einsttilpung und Abschniirung der Zellmembran als Vesikel. Diese Vesikel sind ummantelt/ coated Phagocytose: Die unter ATP - Umwandlung aktive Ausstiilpung der Zellmembran um gezielt Partikel aufzunehmen. Oft anschlieSende Verschmelzung der sogennanten Nahrungsvakuole mit Lysosomen (Verdauung innerhalb der Zelle) Vergleich von Zellen Merkmal/Zelle | Procyte/Prokaryot Eucyte/Eukaryot Virus Erbgut = mRNA als in sich ~Zellkern mit - teils iberlappende mRNA geschlossenes Molekiil | Chromatinfaden mit tells 2 Leserichtungen (Plasmid) ~ Ausbildung von Chromosomen bei Zellteilung Kompartimente | - wenige -sehr viele - nur auBere Membran Ribosomen - vorhanden ~ vorhanden ~keine - Masse: 70 Svendberg - Masse: 80S. Cytoskelett nein ja nein Vielzelligkeit Einzeller- Einzeller (Kartoffeltierchen) - Mehrzeller- Einzeller- Genetischer Austausch mithilfe von Sexpili (Proteinröhrchen) - Geschlechtszellen- Einschleusen von Erbgut in Wirtszelle - Fortbewegung Geißeln (bewegende Proteinfilamente) - Geißeln- andere- keine Fortbewegung aus eigener Kraft - Endosymbiontentheorie Eukaryotische Zellen haben ihre Komplexität durch die Aufnahme (Phagocytose) anderer Vorläuferzellen erlangt, die nicht zersetzt wurden - Eine Art Symbiose. Diese aufgenommenen Zellorganellen werden Plastide genannt (zB. Chloroplast, Chromoplast, Mitochondrium) Hinweise/Belege Plastide weisen eine eigene DNA auf- Plastide betreiben unabhängig zur restlichen Zelle Zellteilung- Organellen sind von doppelter Membran umschlossen: Vorläufer gelangten durch Phagocytose in die Zelle - Proteine der inneren Membran ähneln der heutiger Prokaryoten- Enthalten eigene Ribosomen mit einer Masse von 70 Svendberg- Zellorganellen haben in etwa dieselbe Größe wir Prokaryoten- Es gibt endosymbiontische Beziehungen bei heutigen Organismen (Pantoffeltierchen enthält Zellen der Grünalge) - Enzyme als Biokatalysatoren Enzyme sind Proteine- Enzyme senken die Aktivierungsenergie - Reaktionen sind bei Körpertemperatur möglich - Beschleunigen Reaktionen- Liegen nach der Reaktion wieder unverändert vor- katalysieren nur eine spezifische/bestimmte Reaktion (Wirkungsspezifität) - setzen nur das spezifische Substrat um (Substratspezifität)- Name des Enzyms gibt Auskunft über Reaktion- "-ase" ist Kennzeichnung für Enzym (Bsp. Urease)- Aktives Zentrum ist Bindungsort für Substrat- Die Verknüpfung zwischen endergonischen (energieverbrauchenden) und exergonischen (energieliefernden) Reaktionen wird als energetische Kopplung bezeichnet. Die Reaktionen finden meist in getrennten Kompartimenten statt. Ihr wichtigester Vertreter ist das ATP (Adenosintriphosphat), das in ADP (Adenosindiphosphat) gespalten wird. Genetik Aufbau der DNA: Primärstruktur: Verknüpfung der Nukleotide eines Einzelstrangs 1. Sekundärstruktur: Verknüpfung durch komplementäre Stränge der antiparallelen Stränge 2. Tertiärstruktur: Doppelhelix der Stränge3. Chagaff - Regeln Gesamtmenge an Purinbasen (Adenin + Guanin) entspricht der Gesamtmenge an Pyrimidbasen (Thymin + Cytosin) 1. Die Menge an Adenin ist die Menge an Thymin und die Menge an Cytosin ist die Menge an Guanin 2. Das Verhältnis von A und T zu G und C ist von Lebewesen zu Lebewesen unterschiedlich 3. Der DNA - Proteinkomplex Replikation der DNA Konservative Replikation: Die ursprüngliche Doppelhelix bleibt erhalten und eine komplett neue Kopie entsteht 1. Semikonservative Replikation: Die beiden Stränge der DNA trennen sich und jeder Strang dient als Vorlage für die Synthese des neuen Komplementärstrangs - Diese Variante konnte durch Versuche bestätigt werden 2. Semikonservative Replikation: Die beiden Stränge der DNA trennen sich und jeder Strang dient als Vorlage für die Synthese des neuen Komplementärstrangs - Diese Variante konnte durch Versuche bestätigt werden Würde die gesamte DNA mit nur einer einzigen Replikationsgabel repliziert werden, würde der Prozess ca. 2 Jahre dauern. Jedoch wird durch gleichzeitiges Auftrennen und replizieren verschiedener Abschnitte eine Replikationszeit von einigen Stunden erzielt (Beide Zeitangaben beziehen sich auf den Menschen) Polymerase-Chain-Reaction (PCR) Translation Initiation: Startcodon (AUG) bindet an kleine Untereinheit, t-RNA bindet daran, danach bindet große Untereinheit 1. Elongation: mRNA wird vorwärts bewegt, an der A-Stelle des Ribosoms bindet neue tRNA über ihr Anticodon an die mRNA, P-Stelle überträgt Aminosäuren auf A-Stelle, E-Stelle löst entladene tRNAs von der mRNA 2. Termination: Stopp-Codon (UAA, UAG, UGA), ein Realease-Faktor bindet und gibt Protein frei 3. Um eine höhere Effizienz (mehr Proteine) aus einer mRNA zu erhalten, gelangt eine mRNA durch viele Ribosomen gleichzeitig (s. Skizze). Codesonne: Liest man auf der Codesonne von innen nach außen die Codons der mRNA in 5' 3' ab, so erhölt man die Aminosäure, welche angehängt wird. Bsp: DNA (codogener Strang) 3' ACTTGCCCTTAGACT 5' DNA (nicht-codogener Strang) 5' TGAACGGGAATCTGA 3' mRNA (Codons) 5' UGA ACG GGA AUC UGA 3' tRNA (Anticodons) ACU UGC CCU UAG ACU Alternatives Spleißen Wahlweise werden zu den Introns auchExons herausgeschnitten- Dadurch lassen sich aus einem DNA Stück verschiedene Proteine gewinnen- | tRNA (Aminosauren) | Thr-Cys-Pro-STOPP Markierte Zeile muss in dieser Richtung in die Codesonne eingesetzt werden Das letzte Codon (der mRNA) wird nicht mehr abgelesen, da davor ein Stopp- Codon ist Genmutationen Bedeutung: Sobald Mutationen in den Keimzellen eines Organismus stattfinden, kann dies zu einer Steigerung der genetischen Variabilitat der Folgegenerationen fiihren. Oftmals verursachen Mutationen jedoch Fehlfunktionen durch defekte Bereich des Erbmaterials Mutationsarten 1. Genommutation: feste Anzahl an Chromosomen wird verandert (Trisomie 21) 2. Chromosomenmutation: Die Struktur Chromosomen wird verandert (Cri-du-chat -> Verktirzung des 5. Chromosoms) 3. Genmutation: Veranderung der Basensquenz (Rot-Griin-Blindheit) Mutationstypen der Genmutation ohne Mutation: 5' AUG AAG UUU GGC UAA 3' Met - Lys - Phe - Gly STOPP 1. Punktmutation / Basenpaar-Substitution a. Stumme Mutation: Keine Auswirkung, da mehrere verschiedene Basensequenzen fur dieselbe Aminosdure codieren 5' AUG AAG UUU GGU UAA 3' Met - Lys - Phe - Gly STOPP b. Missense - Mutation: Verdnderung einer Aminoosdure - der Rest allerdings gleich 5' AUG AAG UUU AGC UAA 3' Met - Lys - Phe - STOPP. c. Nonsense - Mutation: Durch Verdnderung entsteht Stopp-Codon - Protein wird nicht fertiggestellt 5' AUG UAG UUU GGC UAA 3' Met 2. Basenpaar-Insertion oder Deletion a. Rasterschub - Mutati lurch das Fehlen/der Anwesenheit einer Base werden andere Aminosduren angehdngt, da immer noch in Basentriplets gelesen wird 5' AUG aad 0UG GCU AA 3' Met - Lys - 5' AUG UAA GUU UGG CUA A 3' Met Genregulation - lac Operon Roourgstelle Hr Gots tale Feline WAS Waense oper seby zh Genregulation Iac Operon 2 Möglichkeiten, wie der Induktor wirkt Regulatorprotein verhindert Transkription ( -> Repressor)○ Regulatorprotein löst Transkription aus (-> Aktivator)○ - Operons gehören zum nicht-codierten Teil der DNA, also den Introns, welche beim Spleißen herausgeschnitten werden - Durch dieses System werden Enzyme (die so in der DNA eingebaut sind) nur dann produziert, wenn sie gebraucht werden - Genamplifikation Vervielfältigung einzelner Gene, um höheren Bedarf an Produkten zu decken Verberbung wichtige Begriffe Phänotyp: Summe aller Merkmale im Erscheinungsbild (Aussehen, Größe, Verhalten)- Genotyp: Erbbild, d.h. individueller Satz an Genen, die ein Organismus besitzt- partieller Phäno/Genotyp: Wenn nur einzelne Merkmale oder Gene zum Vergleich herangezogen werden - Modifikatorische Variabilität Genotyp hat bestimmte Reaktionsbreite- Modifikationen: Umwelt bestimmt innerhalb der Reaktionsnorm tatsächlichen Phänotyp-