Zellbiologie 1, 3. Semester ZHAW
Zellbiologie 1, 3. Semester ZHAW. Bei Fragen oder Korrekturen an silvannessler@gmail.com
Zellbiologie 1, 3. Semester ZHAW. Bei Fragen oder Korrekturen an silvannessler@gmail.com
Wodurch ist das Rous Sarcoma Virus Carcinogen?
Die Carcinogenität wird durch das Src-Protein ausgelöst, das überexprimiert wird. Src kann an der Plasmamembran Transduktionssignale von verschiednen Rezeptoren übermitteln und Zellwachstum und -zyklus stimulieren.
Für welche Faktoren können retrovirale Onkogene codieren?
- Wachstumsfaktoren
- Wachstumsfaktorrezeptoren
- intrazelluläre Signalmoleküle
- Transkriptionsfaktoren
- können auch Liganden imitieren
Was sind Proto-Onkogene?
Proto-Onkogene sind Gene, die oft homolog zu den viralen Carcinogenen im menschlichen Genom vorkommen. Dabei sind v-src beispielsweise das virale Gen des Virus und c-src das humane Onkogen. Die beiden Gene unterscheiden sich in ihrer Anzahl von Introns und in verschiedenen Mutationen. Protoonkogene können durch verschiedene Mutationen zu Onkogenen werden.
Was sind Tumorsurpressorgene?
Tumorsurpressorgene inhibieren Zellproliferation und Tumorentwicklung.
Welche Rolle spielen Adhäsionsmoleküle bei Zell-Zell Verbindungen und welches sind die häufigsten Adhäsionsmoleküle?
Nur durch Adhäsionemoleküle können Zell-Zell Verbindungen überhaupt entstehen. Die verbreitetsten Adehäsionsrezeptoren sind:
- Cadherine (Adhärente Junctions)
- Desmosomale Cadherine (Desmosome)
- Integrine (Hemidesmosome)
- Occludin, Claudin und JAM's (Tight Junctions)
- Connexine, Innexine und Pannexine (Gap Junctions)
Welche Immunantwort wird bei einem Gewebeschaden ausgelöst und welche Stoffe sind dabei beteiligt?
Bei einem Gewebeschaden werden Serumproteine ausgeschüttet. Diese werden auch Akutphase-Proteine genannt. Sie binden Pathogene. Durch die Ausschüttung dieser Stoffe wird das Komplementsystem oder phagozytierende Zellen aktiviert.
Von welchen Tieren wurden Viren sequenziert, die wahrscheinlich auf den Menschen übergesprungen sind?
- Schimpansen: HIV
- Fledermäuse: Ebola
- Fledermäuse und Zwischenwirt Kamele: MERS-CoV
- Fledermäuse über maskierte Palmenzibets oder Waschbärhunde: SARS-CoV
Wie können Viren bei Atemwegserkrankungen übertragen werden?
- Niesen, Husten
- grosse Tröpfchen sinken schnell auf Oberflächen ab und können dort bei Kontakt übertragen werden
- kleine Tröpfchen können lange in der Luft bleiben und dadurch anstecken
- normales Atmen (schwache Verbreitung)
Wie läuft die Replikation von Coronaviren in menschlichen Zellen ab?
- Coronaviren binden an den ACE-2 Rezeptor, aktivierung durch TMPRSS2 und Endocytose in ein Endosom
- Fusion des Virus mit der Endosommembran und Freisetzung des Nucleocapsids
- Die freigesetze gRNA wird von Ribosomen in pp1a und pp1ab transduziert, aus welchen NSP's (Neutrophil serine proteases) entstehen
- Die NSP's induzieren eine Umlagerung vom ER um Double-Membrane Vesicles (DMV's) zu bilden, in welchen den viralen replication/transcription complex (RTC) zusammengesetzt wird
- Synthese von Volllängen-RNA und Export durch virale Poren
- Assemblierung der viralen Proteine im ER-Golgi-intermediate compartment
- Freisetzung der reifen Virions durch lysosomale Exocytose.
Welches sind die Stadien einer Erkrankung an COVID-19?
- Stadium 1: Asymptomatischer Zustand
- Virus bindet an Epithelzellen in der Nasenhöhle
- lokale Ausbreitung
- Personen sind schon infektiös
- Stadium 2: Verbreitung in die Atemwege
- robustere Immunantwort
- Nasenabstriche und Sputum weisen Virus nach
- COVID-19 klinisch manifestiert
- Stadium 3: Hypoxie, Milchglasinfiltrat und Vortscheiten zu ARDS (acute respiratory distress syndrome)
- etwa 20 % entwickeln Lungeninfiltrate
- Virus infiziert die Typ 2 Alveolen der Lunge (evtl. kollabieren Alveolen)
- Typ 2 Alveolen gehen in Apoptose
- Alveolen sind flüssigkeitsgefüllt, Distanz zwischen Kapillaren und Alveolen ist zu gross für Diffusion von Sauerstoff
Wie läuft die Reifung der B-Zellen in den Keimzentren ab?
- Phase 1
- Naive B-Zellen verlassen der Kreislauf und dringen in das sekundäre lymphatische Organ ein
- AK (z.B. auf der Oberfläche von follikulären dendritischen Zellen) aktivieren die B-Zellen
- Proliferation und Differenzierung von B-Zellen
- Phase 2
- Proliferation und somatische Hypermutation der B-Zellen in der dunklen Zone
- Bei Bindung mit Antigenen entweder: Differenzierung in Gedächnis-Zellen, Plasmazellen, Wiedereintritt in die dunkle Zone
Was passiert bei einer Reinfektion auf Immunologischer Ebene?
- Langlebige Plasmazellen im Knochenmark sezernieren hochselektierte, hochspezifische Antikörper, die eine erste „Wand“ gegen eine Reinfektion durch homologe Erreger bilden.
- Verschiedene Krankheitserreger können Löcher in dieser Wand finden; Nachdem jedoch die Erreger den Antikörpern aus den langlebigen Plasmazellen entkommen sind, treffen die unterschiedlichen Pathogene auf eine zweite Wand, die von Gedächtnis-B-Zellen gebildet wird, die weniger stark selektiert wurden und daher ein breiteres Spektrum an Antigenaffinitäten und -spezifitäten aufweisen.
- Die Gedächtnis-B Zellen werden durch die Erregervariante aktiviert, um sich zu langlebigen Plasmazellen zu differenzieren oder wieder in die Geminalzentren (GCs) einzudringen, um den Gedächtnis-B-Zell-Pool aufzufüllen.
Welche verschiedenen Arten von Impfstoffen gibt es?
- Attenuierte Impfstoffe
- Inaktivierte Impfstoffe
- Gereinigte Impstoffe (enthalten Fragmente eines Keims)
- Komplexe Zuckermoleküle
- Vektorimpfstoffe, bringen genetisches Material des Keims in die Zelle
- mRNA Impstoffe
Welches sind die Bestandteile des mRNA Impstoffs und wie ist er aufgebaut?
- Für die Synthese der Lipid-Nanoparticle werden vier Lipide in Ethanol mit mRNA in einem wässrigen Puffer gemischt. Dabei herrsch ein pH von 4.
- Wenn nun die ionisierbaren Lipide auf die wässrige Phase treffen, werden sie bei einem pH von 5.5 protoniert, wodurch das Lipid das anionische Phosphar-Rückgrad der mRNa bindet.
- Durch die Erhöhung des pH's wird eine Kapsulierung erreicht, schlussendlich verschmelzen einige Vesikel miteinander.
- Zum Schluss umschliesst PEG den Vesikel und stellt somit eine hydrophobe Schicht her
Wieso darf FCS nicht für die Kultivierung von Zellen für medizinische Zwecke eingesetzt werden?
FCS kann Viren und Endotoxine enthalten oder gewisse Immunreaktionen auslösen, wodurch es nicht für die Produktion von Medikamenten geeignet ist.
Welche Funktion haben Lektine?
Lektine haben grosse Affinität zu Glykoproteinen (Zuckerbindende Proteine, hauptsächlich pflanzlichen Ursprungs)
- Concanavallin A (bindet Glucose und Mannose)
- Agglutinin (bindet Acetylmuraminsäure der bakteriellen Zellwand)
Welche vier Gruppen von Glucosaminoglykanen gibt es?
- Hyalironan
- Chondroitinsulfat, Dermatansulfat
- Hepransulfat, Heparin
- Keratansulfat
Welche Aufgabe haben Integrine?
Rezeptorproteine, die die Zellen mit der ECM verbinden und auf Signale von aussen reagieren. Die extrazellulären Domänen haben Bindungsstellen für Adhäsionsproteine (z.B. Fibronektin, Collagen oder Laminin), oft mit dem Muster RGDS.
Wieso gibt es eine grosse Vielfalt an Integrinen?
Aus 9 unterschiedlichen beta und 24 alpha Untereinheiten lässt sich eine Vielzahl von Unterschiedlichen Integrinen aufbauen.
Mit welcher Signalsequenz wird ein Protein in das ER rücktransportiert?
Lys-Asp-Glu-Leu
KDEL
Was ist der Vorteil von Modellorganismen?
Modellorganismen sind in der Regel gut erforschte, relativ einfach zu handhabende Organismen, mit denen Forschung betrieben oder ein bestimmtes Produkt (rekombinant) hergestellt werden kann.
Wofür eignet sich E.Coli als Modellorganismus?
- Forschung/Praxis
- einfache, rekombinante Proteine
- Modellorganismus für verschiedene Studien
- schnell wachsend
- unproblematische Kultivierung
- Hervorragendes Expressionssystem (DNA leicht einschleus und ablesbar)
Wofür eignet sich Sacch. cerevisiae als Modellorganismus?
- Forschung/Produktion
- Eukaryont ->Glykosilierung möglich
- schnell, problemlos wachsend
- gutes Expressionssystem
- leichte Einschleusung von DNA
Wofür eignet sich Caenorhabditis elegans als Modellorganismus?
- Forschung
- durchsichtig
- im juvenilen (nicht ausgewachsenem) Stadium 1090 Zellen, nach Apoptose 959
- Modellorganismus für Apoptoseforschung
- teilweise für Schädlingsbekämpfung in vitro eingesetzt
Wofür eignet sich der Zebrafisch als Modellorganismus?
- Forschung
- Schnelle Entwicklung zum adulten Tier (26 Tage)
- Entwicklungsstadien sind durchsichtig
- Forschung in der Embryonalentwicklung
Wofür eignet sich Xenopus laevis als Modellorganismus?
- Forschung/Produktion
- Reifungsprozess von 14 Tagen
- einzelne Stadien sind durchsichtig
- Forschung in der Wirbelsäulenentwicklung
- Testsystem in der Ökologie
Wofür eignet sich Arabidopsis thalinia als Modellorganismus?
- Forschung/Produktion
- DIE Modellpflanze für Physiologen, Biochemiker und Molekularbiologen
- Lebenszyklus von 6 Wochen
- gut transfiszierbar (bei Pflanzen oft schwierig)
- oft für Schwermetallaufnahme eingesetzt
Wofür eignet sich Nicotiana tabacum als Modellorganismus?
- Forschung und selten Produktion
- Modell für Suspensionskulturen
- relativ schnell wachsend
- Testorganismus für Reaktorkultivierungsmethoden
Wofür eignet sich Drosphila melanogaster als Modellorganismus?
- Forschung
- genetische Studien und Entwicklungsstudien
- kurzer Lebenszyklus
- generell sehr gut untersucht
Wofür eignet sich Maus/Rattenklone als Modellorganismus?
- Forschung und selten Produktion
- Genetische Studien und Entwicklungsstudien von Säugern
- kurzer Lebenszyklus
- sehr gut untersucht
- viele Mutanten
- Antilörperproduzenten
Wofür eignet sich Insektenzellen als Modellorganismus?
- Produktion
- schnell wachsend
- robust in der Kultivierung
- leicht transfiszierbar mit Baculoviren
- Produktion von rek. Proteinen in grossem Massstab
Wofür eignen sich Säugerzellen als Modellorganismus?
- Forschung Produktion
- schnell wachsend in vitro
- Stoffwechsel und Produkte sind am ähnlichsten
- gut transfiszierbar
- Forschung im biol. und pharm. Bereich
- Produktion von komplexen, rekombinanten Proteinen
Welche Eigenschaften hat E.Coli in Bezug auf:
- Wachstumsrate
- Verfügbarkeit genetischer Systeme
- Kosten Kulturmedium
- Proteinfaltung
- Einfache Glykosilierung
- Komplexe Glykosilierung
- Proteolytischer Aufbau
- Produktexkretion, sekretion
- Wachstumsrate: hervorragend
- Verfügbarkeit genetischer Systeme: sehr viele
- Kosten Kulturmedium: günstig
- Proteinfaltung: schwach
- Einfache Glykosilierung: nein
- Komplexe Glykosilierung: nein
- Proteolytischer Aufbau: ja
- Produktexkretion, sekretion: möglich, anderes Muster als bei Säugerzellen
Welche Eigenschaften hat S. cerevisiae in Bezug auf:
- Wachstumsrate
- Verfügbarkeit genetischer Systeme
- Kosten Kulturmedium
- Proteinfaltung
- Einfache Glykosilierung
- Komplexe Glykosilierung
- Proteolytischer Aufbau
- Produktexkretion, sekretion
- Wachstumsrate: sehr gut
- Verfügbarkeit genetischer Systeme: viele
- Kosten Kulturmedium: günstig
- Proteinfaltung: mässig
- Einfache Glykosilierung: ja
- Komplexe Glykosilierung: nein
- Proteolytischer Aufbau: wenig
- Produktexkretion, sekretion: sehr gut
Welche Eigenschaften haben Pflanzenzellen in Bezug auf:
- Wachstumsrate
- Verfügbarkeit genetischer Systeme
- Kosten Kulturmedium
- Proteinfaltung
- Einfache Glykosilierung
- Komplexe Glykosilierung
- Proteolytischer Aufbau (Abbau von falsch gefalteten Proteinen)
- Produktexkretion, sekretion
- Wachstumsrate: langsam
- Verfügbarkeit genetischer Systeme: wenige
- Kosten Kulturmedium: günstig
- Proteinfaltung: gut-sehr gut
- Einfache Glykosilierung: ja
- Komplexe Glykosilierung: ja, anders als Säugerzellem
- Proteolytischer Aufbau: kaum
- Produktexkretion, sekretion: schlecht
Welche Eigenschaften haben Säugerzellen in Bezug auf:
- Wachstumsrate
- Verfügbarkeit genetischer Systeme
- Kosten Kulturmedium
- Proteinfaltung
- Einfache Glykosilierung
- Komplexe Glykosilierung
- Proteolytischer Aufbau (Abbau von falsch gefalteten Proteinen)
- Produktexkretion, sekretion
- Wachstumsrate: mässig
- Verfügbarkeit genetischer Systeme: einige, genügend
- Kosten Kulturmedium: teuer
- Proteinfaltung: sehr gut
- Einfache Glykosilierung: ja
- Komplexe Glykosilierung: ja
- Proteolytischer Aufbau: wenig
- Produktexkretion, sekretion: sehr gut
Welches sind die Produktbeispiele von Säugerzellkulturen?
- Rekombinante Proteine:
- Impfstoffe
- Cytokine (Interferone und Interleukine)
- Wachstumshormone (GCsF, EPO, EGF, usw.)
- Enzyme
- Monoklonale Antikörper
- genetisch veränderte Zellen
- CAR-T Technologie
Welche drei Säugerzellarten gibt es?
- Stammzellen
- Somatische Zellen
- Krebszellen
Welche Eigenschaften haben Stammzellen?
- eigenständige Erneuerung, unspezialisiert, kann sich jedoch differenzieren
- Unterteilung in: totipotente, pluripotente, multipotente und unipotente Stammzellen (Differenzierungsvermögen)
- Unterteilung in : embryonal, adult (Herkunft)
- Gewinnung aus dem Blastozyst, oder Rückdifferenzierung aus adulten Stammzellen
Was ist das Ektoderm?
Als Ektoderm bezeichnet man das äussere Keimblatt, das zur Anlage des Zentralnervensystems und der Sinnesorgane ausgebildet wird. Es umschliesst zudem die Haut und ihre Anhangsgebilde.
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Flashcards
Wie funktionieren Tyrosinkinasen-Rezeptoren?
- 2 Liganden binden an die Ligandenbindungsstelle
- Es findet eine Dimerbildung von zwei Tyrosinkinasen statt
- Die Dimerisierung löst eine Autophosphorylierung aus ->Erhöhung der Rezeptor-Protein-Kinase-Aktivität, Regulation
- Phosphorylierung erzeugt neue Bindungsstelle zur intrazellulären Signalübertragung
- Aktivierung von Downstream-Signalmolekülen über SH2-Domäne (Proteindomäne, die spezifische Proteininteraktionen vermittelt)
Wie läuft eine vollständige Signaltransduktion beginnend bei der Signalmolekülsynthese ab?
- Signalmolekülsynthese
- Signalmolekülsekretion
- Transport zur Zielzelle
- Bindung an Rezeptor
- Aktivierung von Signaltransduktion
- Veränderung der Zelle
Wie können Rezeptoren, an die ein Ligand binden, identifiziert werden?
Durch eine Affinitätschromatografie können Rezeptoren an den immobilisierten Liganden gebunden und später aufgerenigt werden.
Welche Art von Signalmolekül ist Epinephrin?
Endocrines Signalmolekül
Bei der endokrinen Signalübertragung: das Signalmolekül
Transphosphorylierung (cross-Phosphorylierung) von Rezeptor Tyrosin-kinasen
Durch welche Mediatoren wird der Zellzyklus gesteuert?
- Proteinkinasen, die genetisch konserviert sind
- Wachstumsfaktoren
Welche Phasen gibt es im gesamten Zellzyklus?
- G1: Wachstum und Vorbereitung auf Verdoppelung der DNA
- S-Phase: Verdoppelung der DNA
- G2-Phase: Zellwachstum und Synthese von Proteinen für die Mitose
- M-Phase: Mitose
Welche Aufgaben hat die Interphase im Zellzyklus?
- Zustand zwischen der Zellteilung
- Zellen übernehmen ihre metabolischen Aufgaben und teilen sich eine längere Zeit nicht
- 95 % der Zellen befinden sich in der Interphase
- DNA ist dekondensiert
- können durch externe Signale wieder in G1 gebracht werden
Wie lange dauern die jeweiligen Phasen im gesamten Zellzyklus?
- G1-Phase: 11 Stunden
- S-Phase: 8 Stunden
- G2-Phase: 4 Stunden
- M-Phase: 1 Stunde
Embryonale Zellen teilen sich nach der Befruchtung alle 30 Minuten ->kein Wachstum, nur DNA-Replilkation
Wir wird das Eintreten der Zelle in den Zellzyklus reguliert?
- extrazelluläre Signale (v.a. Wachstumsfaktoren)
- zellinterne Substanzen (Checkpoints)
Was ist der Restriktionspunkt im Zellzyklus?
An diesem Punkt braucht die Zelle bestimmte Wachstumsfaktoren, um in die S-Phase zu kommen. Wenn diese fehlen, wird die Zelle in die G0 Phase überführt.
Wieso sind die Regulationen der Kontrollpunkte durch negative intratelluläre Signale vermittelt?
Durch eine negative Signalvermittlung ist eine striktere Regulierung möglich. BRUNO PENDING
Welche zwei wichtigen Schlüsselsubstanzen gibt es zur Regulation des Zellzyklus?
- Cyclin-dependent kinase (CDK's): Hauptregulator, Proteinekinase, stabile, katalytische Untereinheit
- Cyclin: regulatorische Untereinheit, unstabil
Welche wichtige CDK's gibt es und in welcher Phase sind sie aktiv?
- G1-Phase-CDK's:
- CDK 4 und 6 sind zusammen mit Cyklin D für die Passage durch den Restriktionspunkt verantwortlich, CDK2 mit Cyklin E für den Übergang von der späten G1 in die S-Phase
- S-Phase CDK's
- CDK 2 mit Xyklin A regulieren die DNA Synthese
- M-Phase-CDK's
- Der Komplex von CDK1 mit Cyklin B reguliert in der späten G2-Phase den Start der M-Phase
Wie wird die Aktivität der CDK's reguliert?
Die Aktivität der CDK's wird über die Synthese oder den Abbau der Cykline bestimmt. Der Cyklinkomplex muss in einem weiteren Schritt durch das Anhängen einer Phosphatgruppe aktiviert werden.
Welche drei Gruppen von Cyklinen gibt es?
- G1-Cykline
- aktivieren den CDK-Komplex zur Produktion von G1 spezifischen Substraten
- D-Cykline sind verantwortlich für die Passage durch den Restriktionspunkt
- Cyklin E für den Start der DNA-Synthese in der späten G1-Phase
- S-Phase-Cykline
- v.a. Cyklin A
- M-Phase Cykline: Cyklin B gibt Startsignal für die Mitose
Wie funktioniert die Aktivierung von CDK's?
CDK's werden von Cyklinen gebunden und sind dadurch teilweise Aktiv. Durch eine Phosphorylierung durch CDK-activating kinase ist die CDK vollständig Aktiv.
Wie können CDK's inhibiert/aktiviert werden?
- Hyperphosphorylierung/Dephosphorylierung durch Phosphatasen
- inhibitorische Proteine/degradation von inhibitorischen Proteinen
Was sind CDI's?
CDK (cyclin-dependent kinase)-Inhibitoren
Welche zwei Arten von CDK-Inhibitoren gibt es?
- universale CDI's
- steuern Zellzyklusablauf beim Übergang von der G1 in die S-Phase
- Cip/Kip-Familie
- spezifische CDI's
- auch Ink4-Familie genannt
- wirken auf CDK 4 und 6 mit Cyklin D (einzig auf den Restriktionspunkt zwischen G1 und S)
Wie sind CDK's aufgebaut?
Welche drei Checkpoints, bei denen die DNA überprüft wird gibt es bei der Zellreplikation?
- G1-Checkpoint
- DNA Schäden werden repariert
- S-Phase
- Anwesenheit von Okazaki-Fragmenten während der Replikation auf dem lagging DNA-Strand stoppt den Zyklus
- G2-Checkpoint
- Mitose wird erst gestartet, wenn die DNA-Replikation komplett ist
Welch Bedeutung hat p53 beim Zellzyklus?
- wichtiges Protein bei den G1 und 2 Kontrollpunkten
- Synthese wird durch geschädigte DNA induziert
- Schlüsselrolle bei der Apoptose -> bei zu vielen Schäden induziert p53 Apoptose
- > 50% der Krebsfälle werden durch eine Fehlfunktion von p53 ausgelöst
Welche Rolle spielt p21 beim Zellzyklus?
- CDK-Inhibitor (Inhibierung der Weiterschreitung des Zellzyklus)
- kann auch direkt die DNA Synthese hemmen
Wie wird sichergestellt, dass nur eine DNA-Kopie erstellt wird?
- MCM-Proteine (Minichromosome maintenance) und ORC (Origin replication complex) stellen sicher, dass nur eine DNA-Kopie synthetisiert wird.
- Ein Protein im Zellkern (Geminin) verhindert eine Bindung von MCM an die frisch synthetisierte DNA, wird nach der Mitose wieder abgebaut.
Welchen Einfluss haben Okazaki-Fragmente auf die DNA-Damage-Checkpoints?
Die Zelle nimmt die Anwesenheit von Okazaki-Fragmenten auf dem lagging DNA-Strand wahr. Sobald diese vorhanden sind, ist der Zellzyklus gestoppt.
Welche Checkpoint gibt es bei der späten G2-Phase?
- Liegt eine DNA-Schädigung vor, erkennt dies ein Komplex von Checkpointproteinen und aktiviert die Kinase Chk1
- Chk1 phosphoryliert die Cdc25-Phosphatase und inhibiert sie dadurch.
- Solange Cdc25 inaktiv ist, ist der Zellzyklus gestoppt
Wie wird die Metaphase überwacht (M-Checkpoint)?
- Fehler an der Spindelfaser werden aufgedeckt
- Unspezifische Bindung der Spindel blockiert die Cytokinese
- MAD (Mitotic Arrest Deficient) bindet an den Kinetochoren, bis eine Spindelfaser befestigt wird, ansonsten wird der Eintritt in die Anaphase blockiert.
Was sind Onkogene?
Onkogene sind Gene, die für die Entstehung einer normalen Zelle in eine Krebszelle verantwortlich sind; oft sind es dominante Mutationen in Checkpointprotein-Genen.
Was sind Tumorsuppressorgene?
- "Anti-Onkogene"
- unterdrücken Tumorbildung
- hemmen die Mitose
- verhalten sich rezessiv
- wichtige Beispiele sind p53 und Rb (Retinoblastom, führt wenn mutiert zu Tumoren auf der Netzhaut)
Welche Funktionen hat Rb (Retinoblastoma-Gen)?
- nukleäres Phosphoprotein (posttranslational phosphoryliert) in praktisch allen Zellen
- unphosphoryliert bindet Rb an eine Komponente der E2F Familie und reprimiert (genetische Informationen hemmen) in diesem Komplex die DNA-Transkription
- Wenn der Rb/E2F Komplex vom CDK4,6/Cyklin D phosphoryliert wird, wird in der späten G1 Phase E2F abgelöst, das anschliessend die Transkription der zuständigen Gene für den Übergang in die S-Phase einleitet
Wie läuft die Regulation während der verschiedenen Phasen im Zellzyklus ab?
- Anreicherung von Cyklin D und E gibt das Signal zur Vorbereitung auf die Chromosenreplikation
- Akkumulation des S-Phase-Promoting Factors rüstet die Zelle für den Eintritt in die S-Phase und zur Verdoppelung der DNA und der Centriolen
- DNA-Replikation schreitet fort, Cyklin E wird zerstört und die Konzentration der mitotischen Cykline A und B in der G2-Phase steigt
- Der aktivierte M-Phase Promoting Factor aus dem Zytoplasma ist der generelle Regulator für den Eintritt von der G2 in die M-Phase, wenn MPF seine Aufgabe erfüllt hat, befindet sich die Zelle in der Metaphase der Mitose
- MPF aktiviert den Anaphase Promoting Complex, der den Schwesterchromatiden erlaubt, sich zu trennen
- Cykline A und B werden zerstört
- Synthese von Cyklin D und E wird für den nächsten Zellzyklus begonnen
Was ist der Unterschied zwischen Nekrose und Apoptose?
Nekrose:
- Unvorhersehbarer Tod der Zelle durch äusseren Einfluss (z.B. durch einen Hautschnitt, Hitze usw.)
- pathologische (krankmachende, Immunreaktion induzierende) Form von Zelltod
- Zellen schwellen an und zerplatzen dann -> Entzündungsreaktion
- Organelle und Chromatin zerstört
Apoptose
- programmierter Zelltod
- genetisch festgelegt, hoch konserviert
- bildet Aptotic Bodies, welche von Makrophagen phagocytiert werden (keine Freisetzung des Zellinhalts)
- Organelle beliben intakt und Chromatin wird fragmentiert
Wo kommt Apoptose natürlicherweise vor und welchen Nutzen hat die Apoptose?
- Wenn Organismen Zellen nicht mehr für die Weiterentwicklung benötigen (Kaulquappenschwanz wird beim Frosch durch Apoptose entfernt)
- weit verbreitet bei der Emryogenese, der Metamorphose der Atrophie und der Entwicklung der Lymphocyten
- Entfernen von kranken oder fehlerhaften Zellen
Welche Beispiele von Apoptose gibt es bei erwachsenen Menschen?
- Augenlinse
- Haut
- Uterus
- Dünndarm
- Thymus
Welche Schritte durchläuft die Zelle während der Apoptose was passiert in diesen? (unabhängig von der Art der Induktion der Apoptose)
- Schrumpfen der Zelle & Ablösung von Nachbarzellen
- Sinken des transmembranen Potentials, Durchlässigkeit der Mitochondrienmembrane erhöht sich
- Plasmamembran wird lose und es kommt zu Einbuchtungen
- Intrazelluläre DNA zerfällt in charakeristische Längen (vielfaches von 200 Basen)
- Phosphadylserin wird auf die Aussenseite transloziert (wichtig für Nachweis: Anexin-5)
- Zellkern zerfällt
- Bildung von Apototic Bodies -> Phagocytose
Durch welche Umstände tritt eine Zelle in ein Apoptosestadium über?
- spontan, wenn ein äussere Stimuli von anderen Zellen abnimmt oder fehlt
- Wachstumsfaktoren generell
- Interleukin-2 (bei Lymphocyten)
- durch externe Umstände
- Entzug von Wachstumshormonen
- chemotherapeutische Drogen
- Glucocorticoide
- Antwort einer virusinfizierter Zelle, um der viralen Tranfektion und Transfer zuvor zu kommen
Welche drei Stadien bis zur endgültigen Apoptose gibt es und wann ist der point of no return erreicht?
- Initiation stage
- verschiedene Wege, die bestimmte, unterschiedliche Signalmoleküle aktivieren
- Fas/TNFR
- Granzyme B aus T-Zellen
- Wachstumsfaktoren
- Stress, Sauerstoffmangel, DNA-Schaden
- Effector stage
- Entscheidung für oder gegen Apoptose
- Aktivierung von Caspase
- Nach der Aktivierung von Effektorcaspasen ist der point of no return erreicht
- Degradation stage
- stereotyper Verlauf
Welche aptotischen Eigenschaften haben Caspasen?
- Caspase: Cystein requiring aspartate protease
- über 12 verschiedene bekannt
- Auftrennung in Initiator und Effektorcaspasen
- Caspasen sind schwach proteolytische Proenzyme
- Caspasen erkennen mehr als 40 verschiedene Zielproteine der Zelle
