Biologie
Prüfung BKFH
Prüfung BKFH
Ateriosklerose
krankhafte Einlagerung von Cholesterin(nestern) und anderen Fetten in die innere Wanschicht von ateriellen Blutgefäßen
- Ursache:
ensteht als Reaktion auf eine Schädigung, der an das Blut angrenzende Schicht der Aterienwand. Die Schädigung können durch mechanische Verletzungen, Bakteriengifte, Viren oder Immunreaktionen ausgelöst werden.
- Risikofaktoren:
- Erhöhter Cholesterinspiegel
- Diabetes mellitus
-hoher Blutdruck
-Nikotin
-langjähriger Stress
- Symptome:
-koronare Herkrankheit: verengte Herzkranzgefäße, Engegefühl im Brustkorb, linkseitige Brustschmerzen - Bluthochdruck-Nierenfunktion ist eingeschränkt - gestörter Blutfluss -> Blutgerinnsel -> Herzinfarkt/ Schlaganfall - periphere aterielle Verschlusskrankheit -> Durchblutungsstörung -> Beinschmerzen/ Impotenz
Hypertonie
Blutdruckwellen sind dauerhaft erhöht
Welche Arten von Hypertonie gibt es?
1) Primäre Hypertonie
- 90% aller Blutdruckfälle
- keine Grunderkrankung
2) Sekundäre Hypertonie
- Bluthochdruck, ist die Folge einer vorherigen Erkrankung
- Nierenkrankheit
-Funktionsstörung der Schilddrüse
Was sind die Ursachen einer Sekundäre Hypertonie?
- Vererngungen an der Nierenaterie
- chronischen Nierenleiden
- Schlafapnoe - Syndrom
- Medikamente
- Störungen des Hormonhaushaltes
Welche Risikofaktoren verstärken das Risiko für eine Hypertonie?
- Übergewicht BMI: >25
- hoher Salzkonsum
- Bewegungsmangel
- hoher Alkoholkonsum
- niedrige Kaliumzufuhr
- Rauchen
- höheres Alter: Männer >55 J. /Frauen > 65 J.
- familiäre Neigung
Welche Symptome weißen auf eine Hypertonie hin?
- Schwindelgefühl
- Kopfschmerzen
- Schlafstörung
- Ohrensausen
- Nervosität
- Kurzatmigkeit
- gerötetes Gesicht
- Übelkeit
- Nasenbluten
- Müdigkeit
- Engegefühl
Welche Folgen hat eine Hypertonie?
- Herzschwäche
- koronare Herzerkrankung
- Herzrythmusstörung
- Schlaganfall
- vaskuläre Demenz
- chronische Nierenschwäche
- Nierenversagen
Herzinfarkt
Blutgefäße des herzmuskels (Herzkransaterie) ist verschlossen. Der Herzmuskel ist von der Sauerstoffversorgung abgeschnitten und kann seine Arbeit nicht mehr verrichten.
Welche Faktoren erhöhen das Risiko auf einen Herzinfarkt?
- Blutgerinnsel
- Ablagerung von Fett und Kalk -> Plaques
- Genetische Veranlagung
- Geschlecht / Hormone
- alter -> höherer Grad an Aterienverkalkung
- Übergewicht
- ungesunde Ernährung -> fettreiche und energiereiche Nahrungsmittel
- Bewegungsmangel
- Rauchen
- Bluthochdruck
- Diabetes mellitus
- erhöhter Cholesterinspiegel
Welche Symptome können auf einen Herzinfarkt hin deuten?
- starke Brustschmerzen (drückend, stechend, brennend) -> vorderer linker Brustbereich/ hinter dem Brustbereich
- Schmerzen im linken Arm; Oberbauch; Rücken; Schulter; Kiefer
- Beklemmungs- oder Engegefühl -> Angstgefühl / Todesangst
- blasse Gesichtsfarbe, kalte Haut
- plötzlich schwere Atemnot; Bewusstlosigkeit oder starkes Schwindelgefühl
- Übelkeit und Erbrechen
Welche Folgen kann ein Herzinfarkt haben?
- Herzrythmusstörung
- Depression
- chronische Herzschwäche
- beeinträchtigte Herzfunktion -> Narbengewebe
- Kammerflimmern
- Tod
Lymphsystem
Bestandteile 10
Lymphsystem
Hormonsystem ( beteiligte Organe)
beteiligte Organe
Genaktivierungs Mechanismus
Hormone
-> Herstellung
-> bei Steroidhormonen
-> wie ein Suchaufruf im Radio wenn man das Nervensystem als Telefonanruf sieht
- Steroidhormone schalten in ihren Zielzellen Gene ein, während die Peptidhormone in ihren Zielzellen Enzyme aktiviert
- benötigt Transportproteine um im Blut transpotiert zu werden (lipophil)
- Transportprotein binden nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an den Membran-Rezeptor
- Steroidhormone werden durch das binden an den Membran-Rezeptor freigesetzt
2nd messenger Mechanismus
-> Aktivierung
-> bei Peptidhormonen und Aminosäurederivate
- hydrophile Peptidhormone binden an spezifische Membranrezeptor
- Enzym Adenylatcyclase wird aktiviert
- Adenosintriphosphat (ATP) wird in cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) umgewandelt
-> Peptidhormon induziert die Zunahme der cAMP-Konzentration -> first massanger
- cAMP aktiviert ein Enzym im Cytoplasma -> führt zu spezifische Reaktion in der Zelle
Mitose Kreislauf
Mitose Phasen
Virus Eigenschaften
- Ohne eigenen Stoffwechsel
- können sich nur in lebenden Zellen vermehren
- befallen je nach Art Menschen, Tiere, Pflanzen oder Bakterien (Bakteriophagen)
Vermehrung Viren
Beispiel Bakterien
T4-Phage Aufbau
Aufbau
HIVirus
Aufbau
Benennen Sie 1 bis 10 und bestimmen sie was das Schaubild darstellt
TIERISCHE ZELLE
1 - Nucleolus
2 - Golgi Apparat
3 - Zellmembran
4- Cytoskelett
5 - Lysosomen
6 - Ribosomen
7 - Raues ER (=Endoplasmatisches Retiklum)
8 - Zellkern
9 - Mitochondrien
10- Cytoplasma
Zellkern
( = Nukleus)
- > größtes Organell der Zelle
Bau: - Kernhülle
↳enthält Kernporen
↳Verbindung zum ER
- Kernplasma
↳ enthält den Nucleolus zur Herstellung von Ribosomen
↳ enthält das Chromatin (DNA + Protein)
=> Steuerzentralle für alle Prozesse der Zelle
Endoplasmatisches Retikulum
Bau:
- netzartiges Hohlraumsystem im Cytoplasma mit Verbindung zum Zellkern
- Bildung von Reaktionsräumen, Abgrenzungen vom Plasma
=> glattes ER
↳ synthese von Lipiden
↳synthese von Geschlechtshormonen (Steroide)
↳Entgiftung und Abbau von Arzneimitteln
=> raues ER
↳ weitertransport von in den Ribosomen hergestellten Proteinen
Ribosomen
Bau:
↳ besteht aus rRNA und Proteine
↳ befinden sich frei im Cytoplasma, sind an das ER gebunden
=> synthese körpereigener Proteine (Proteinbiosynthes) z.B Enzyme
Golgi-Apparat
= Gesamtheit der Dictyosomen
Bau:
↳ besteht aus Dictyosomen (= Membranstapeln), die Vesikel (= Transportblässchen) abschnüren können
=> Produkte des ER´s (z. B. Proteine) werden abgewandelt/ modifiziert, gespeichert, konzentriert und in Vesikel verpackt
Lysosomen
(= Verdauungsvesikel)
↳ enthalten Enzyme die Makromoleküle abbauen -> Verdauungsorganellen
=> Autolyse
↳ programmierter Zelltod; d.h Selbstauflösung der Zelle durch Lysosomen
Was ist das? Bennene und beschrifte
Mitochondrien
1 - Cristae (= Einstülpung)
2 - innere Membran
3 - äußere Membran
4 - 70s Ribosomen
5 - Lipidtropfen
6 - DNA
=> Energiegewinnung (ATP) durch Zellatmung d.h. energiereiche Nährstoffe werden mithilfe des Sauerstoffes abgebaut
! Häufig an Muskel- und Leberzellen -> hoher Energieverbrauch)
Vakuloe
(= Zellsaftraum)
Bau:
↳ von einer Membran, dem Tonoplast umgeben
↳enthält Wasser, gelöste Salze, Zucker, Giftstoffe und Abfälle
=> Regulation des Wasserhaushaltes, sorgt für Stabilität, (der Druck = Turgor) durch Druck
Die Zellmembran (Aufbau)
- Die Phospholipidmoleküle bilden durch ihren hydrophilen Kopf und ihren lipophilen Schwanz eine Lipiddoppelschicht, die zwei wässrige Kompartimente voneinander trennt
- Proteine: In der Membran befinden sich integrale Proteine, z.T mit Kanälchen (= Tunnelproteine oder Carrier) und aufgelagerte, periphere Proteine
- Tierische Zellen besitzen zusätzlich außen Kohlenhydratketten, z. B. zur Zell-Zell-Erkennung oder zu Bindung von Stoffen an der Zellmembran
Zellwand
Bau: Hauptsächlich aus Zellulosefasern und Pektinen (= Polysaccaride)
=> Gerüstfunktion, Stabilität
Bennene den Zelltyp und beschrifte diesen
1 - Chromoplast
2 - Ribosomen
3 - Zellkern
4 - Endoplasmatisches Retikulum
5 - Mitochondrien
6 - Zellwand
7 - Zellmembran
8 - Chloroplast
9 - Nukleolus
10 - Golgi- Apparat
11 - Vakuole
12 - Cytoplasma
Nur in pflanzlichen Zellen enthaltene Organellen
Plastide, Zellwand, Vakuole
Funktion der Zellmembran
a) Abgrenzung der Zelle nach außen, Zusammenhalt der Zelle
b) Zellerkennung, Kommunikation. Verknüpfung der Zellen ( zellverbindende Proteine).
c) Kompartimentierung = Schaffung von Abgegrenzen Reaktionsräumen im inneren der Zelle
d) Stofftransport
- bestimmte Stoffe selektiv durchlassen, andere abhalten (= semipermeabel)
- bestimmte Stoffe aktiv durchpumpen, d.h. einseitig anreichern
e) Empfangen von Informationen ( Hormonsystem, Nervensystem)
Diffusion
=> gleichmäßige Verteilung von Gasen und Flüssigkeiten
- Gibt man Farbstoff (z.B. Kaliumpermanganat) in eine Schüssel mit Wasser, verteilt sich dieser gleichmäßig
↳Die Verteilung erfolgt aufgrund von der Brown´schen Molekularbewegung
-> Die Diffusion tritt überall dort ein, wo zwischen mischbaren Stoffen ein Konzentrartionsgefälle besteht
-> Angestrebt wird immer ein Konzentrationsausgleich
Diffusionsgeschwindigkeit
Abhängig von:
-> Größe und Masse der Teilchen (je kleiner, desto schneller)
-> Höhe des Konzentrationsgefälles (je größer, desto schneller)
-> Temperatur ( je höher, desto schneller)
Osmose
-> Diffusion durch semipermeable Membran
-> Die Zellwand ist vollpermeabel
Passiver Transport
(= ohne Energie)
-> nur entlang eines Konzentrationsgradienten möglich
a) Osmose (-> freie Diffusion) -> semipermeable Membran
- lipophile Stoffe (Teilchen) diffundieren zwischen den sich bewegenden Membranlipide durch
- kleine polare Teilchen (H2O) und unpolare Moleküle (CO2)
b) erleichterte Diffusion
- Mittels Tunnelproteine
↳ Häufig Ionen- bzw. Molekülspezifisch, d.h. nur in Gegenwart dieser Stoffe öffnet sich der Kanal
↳ Es gibt spezielle Kanäle für wasser (Aquaporine)
- Mittels Carrier ( Trägerproteine)
↳ "Drehtürprinzip; Schleuse"
↳spezifisch für bestimmte Stoffe
↳Substrat (= zu transpotierender Stoff) bindet sich an Carrier -> Konformationsänderung
- Substrat wird durch die Membran geschleust und auf der Membran Innenseite wieder abgegeben
Aktiver Transport
(= unter Energieeinfluss)
-> gegen ein Konzentrationsgefälle
a) Primär
- ATP als Energiequelle
↳ z.B. bei Ionenpumpe oder Natrium Kalium Pumpe
- uniport, symport und antiport
- Stoff wird direkt Transpotiert
b) Sekundär
- Protonenpumpe (H+) bauen zunächst unter Energieaufwand ein Ladungsgefälle. Beim Zurückströmen der Protonen kann Sekundär der zutranspotierende Stoff (z.B. Glukose) transpotiert werden.
Transport im Vesikel
-> Endo- und Exocytose
↳ Aufnahme bzw. Abgabe von Stoffen in die Zelle mithilfe von Transportbläschen / -vesikel)
Phagocytose
Substratpartikel wird von der Plasmamembran umschlossen und in ein Vesikel verpackt. An das Vesikel wir ein Lysosom angehängt, welches das Substrat verdaut. Lysosom und Substratpartikel bilden das Verdauungsorganell.
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Lernkarten
Meiose
Prophase II
- Kernhülle wird aufgelöst
- Spindelapparat beginnt sich auszubilden
Meiose
Metaphase II
- Chromosomen ordnen sich in der Äquatorilebene an
Meiose
Anaphase II
- Chromosomen werden in Chromatiden getrennt, die zu den Zellpolen wandern
Meiose
Telophase II
- Spindelapparat löst sich auf
- Kernhüllen werden gebildet
- die Cytokinese findet statt
- vier haploide Tochterzellen entstehen; Chromosomen bestehen aus jeweils einer Chromatide
Meiose (Bedeutung)
Bildung der Keimzellen = Geschlechtszellen für geschlechtliche Fortpflanzung
Reduktion des Chromosomensatzes
Durchmischung des Erbgutes
Mitose
Interphase
1) G1-Phase
- Zellen wächst zur ursprünglichen Größe der Mutterzelle heran
-fädiges Chromatingerüst im Arbeitskern ohne erkennbare Struktur
2) S-Phase
- Intensiver Stoffwechsel
- Replikation: Herstellung des zweiten Chromatids
-Verdopplung des Zentromers
3) G2-Phase
-Vorbereitung auf die Kernteilung
Mitose
Prophase
- Chromatingerüst nimmt Struktur an: Chromatinfäden winden sich spiralförmig auf, verkürzen und verdichten sich
- Auflösung von Kernmembran und Kernkörperchen
-Zentrosomen trennen und bewegen sich zu den Kernpolen
- Ausbildung der Spindelfasern
Mitose
Metaphase
- maximale Spiralisierung der Chromosomen
- Chromosomen orden sich in Äquatorialebene an
- Spindelfasern verbinden sich mit Zentromer der Chromosomen
Mitose
Anaphase
- Spindelfaser verkürzen sich
- Trennung der Chromosomen in der Zentromerregion:
die zwei Chromatiden eines Chromosoms bewegen sich jeweils entgegengesetzt zu den Zellpolen
Mitose
Telophase
- Teilung der Zelle und Aufteilung des Zellplasmas
- Chromosomen entspiralisieren sich: Bildung des neuen Chromatingerüstes
- Aufbau von Kernmembran und Kernkörperchen
- Spindelfasern lösen sich auf
Ergebnis der Mitose
zwei genetisch identische Tochterzellen mit diploidem Chromosomensatz und Ein-Chromatid-Chromosomen
Ergebinis der Meiose
vier genetisch unterschiedliche Tochterzellen mit haploidem Chromosomensatz und Ein-Chromatid-Chromosomen
Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese
Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der genau ein Polypeptid (Bestandteil eines Proteins häufig Enzym) codiert. Somit sind Gene für die Ausprägung bestimmter Merkmale verantwortlich. Veränderungen im Gen (Mutationen) führen zu Veränderung der Aminosäurekette, der Proteine und damit zum Ausfall entsprechender Enzyme.
Transkription
Im Zellkern
Umschreibung der genetischen Information eines Gens auf eine Boten-Nukleinsäure
Bei der Transkription werden die zur Proteinherstellung benötigten Informationen von der DNA in eine mRNA (messenger) umgeschriebn. Dies geschieht durch ein speziell dafür zuständiges Enzym, die RNA-Polymerase.
DNA -> mRNA
Translation
am Ribosomen
Übersetzung der Basensequenz der m-RNA in eine Aminosäuresequenz eine Proteins
mRNA + tRNA -> Polypeptidkette
Vergleich von DNA und RNA
DNA:
- lang (mehrere Gene)
- langlebig (so lange die Zelle lebt)
RNA:
- kurz ( i.d.R. nur ein Gen)
- kurzlebig
Initation (Transkription)
- Die RNA-Polymerase bindet sich an die Promoter-Region, danach entwinden sich die DNA Stränge und das Enzym beginnt mit der Ablesung des codogenen Strangs.
Elongation (Transkription)
- RNA-Polymerase bewegt sich von 3´ nach 5´ am codogenen DNA-Strang entlang, führt jeweils die zu DNA kolmplementären Nukleotide heran und verknüpft sie von 5´ nach 3´ zur mRNA. Hinter der Polymerase löst sich das RNA-Molekül von der DNA und die Doppelhelix schließt sich wieder.
Termination (Transkription)
nach dem Ablesen der Terminatorsequenz löst sich die Polymerase von der DNA uns setzt dadurch die mRNA entgültig frei
Genetischer Code
Der genetische Code ist eine Regel, nach der aufeinanderfolgenden Tripletts ( auch Codons genannt) der mRNA in Aminsäuren übersetzt werden. Um die Basentripletts den entsprechenden Aminosäuren zuordnen zu können, wird eine Code-Sonne verwendet.
- Triplett-Code (= Basen in Dreiergruppen)
-genetischer Code ist nicht überlappend ( benachbarte Tripletts codiert für benachbarte Aminosäuren)
-genetischer Code ist kommafrei
- genetischer Code ist degeneriert (61 Tripletts codieren 20 Aminosäuren. Für einige Aminosäuren steht mehr als ein Codon.)
- genetischer Code ist universell ( bei fast allen bekannten Organismen haben die Codons dieselbe Bedeutung)
Genexpression bei Eukaryoten
Die mRNA ist zunächst länger, als es das codierte Protein erfordern würde. Sie ist der Vorläufer (= prä-mRNA) und muss vor der Translation in eine funktionsfähige mRNA umgewandelt werden, dieser Vorgang läuft im Zellkern ab und wird als mRNA-Reifung oder als mRNA-Prozessierung zusammengefasst
Capping
Anhänge eines Nukleotids (methyliertes Guanin) als Kappe am 5´- Ende.
- Schutz vor enzymatischem Abbau
- Erleichterung zum Anbinden an das Ribosom
Splicing (= Spleißen)
Abschnitte ohne Informationen (= Intros) werden herausgeschnitten und die verbliebenen codierten Abschnitte (= Exons) werden zur reifen mRNA zusammen gefasst
Polyadenylierung
Anhängen eines Poly-A-Schwanzes aus ca 150 - 200 Adeninnukleotiden an das 3´- Ende
-Schutz vor enzymatischem Abbau
- erleichtert Export der mRNA im Cytosplasma
Initation (Translation)
Teil A
A)
kleine RIbosomenuntereinheit und Methionin beladene Start-tRNA binden sich an das 5´- Ende der mRNA
Komplex wandert in Richtunf 5´ -3´ bis es auf den Startcodon trifft
Initation Teil 2 ( Translation)
B)
große Ribosomenuntereinheit wird angelagert
Start-tRNA an der P-Stelle
A-Stelle bereite nächste tRNA aufzunehmen
Elongation (Translation)
A)
an der P-Stelle t-RNA mit wachsender Peptidkettenbindung
neue tRNA kommt zu A-Stelle
B)
Peptid von P-Stelle verbindet sich mit Peptid von der angelieferten tRNA auf der A-Stelle
Elongation Teil 2 (Translation)
CD
C)
Aminosäure von der P-Stelle hat sich an die angelieferte tRNA angeknüpft
D)
tRNA ohne Aminosäure rutscht von der P-Stelle auf die E-Stelle und löst sich ab
tRNA mit der länger werdenden Peptidbindungskette rutscht von der A-Stelle auf die P-Stelle
-> widerholt sich bis zum Stoppcodon -> Peptidkette wird immer länger
Termination (Translation)
Teil A
A)
Translationspparat hat den Stoppcodon erreicht
Freisetzungsfaktor (RF = Releasfaktor), bindet sich an die A-Stelle
Termination Teil 2 (Translation)
B)
Peptidkette löst sich von der letzten tRNA
Peptidkette nimmt Raumstruktur ein
C)
Komplex aus Ribosom und mRNA zerfällt
Freisetzungsfaktor löst sich von mRNA
Phänotyp
äußeres Erscheinungsbild (Summe aller Merkmale)
Genotyp
"Erbbild" = Summe der Erbanlagen
Gen
einzelne Erbanlage, die für die Ausbildung eines Merkmals verantwortlich ist
Allele
Variante eines Gens, z.B. das Gen für Erbsenfarbe tritt in zwei Allelen au: Allel für gelb, Allel für grün; wenn ein Gen in mehr als zwei Allelen (Varianten) auftritt, spricht man von multiple Allelie
reinerbig (=homozygot)
Von Vater und Mutter wurde für ein Merkmal das gleiche Allel vererbt
mischerbig (=heterozygot)
Von Vater und Mutter wurden verschiedene Allele eines Gens vererbt
dominant-rezessiver Erbgang
eines der beiden Allele setzt sich im Phänotyp allein durch, das andere Allel ist im Phänotyp nicht sichtbar
intermediärer Erbgang
beide Allele setzten sich im Phänotyp zu einer Mischung durch; z.B. weiß + rot -> rosa
kodominanter Ebgang
beide Allele setzten sich im Phänotyp duch, aber jedes für sich; z.B. weiß und rot -> rot-weiß-gepunktet
monohybrid
Erbgang in der ein Merkmal untersucht wird
