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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Cartes-fiches
Welche Funktion haben Caspasen bei der Apoptose?
- Induzieren die Aktivierung der nächsten Caspasen, bis die letzte Caspase ans "Todessubstrat" bindet
- durch Spaltung werden Caspasen aktiviert
Welche Zielproteine werden von den Caspasen zerstört?
- DNase-Inhibitor -> DNase fragmentiert die DNA
- Nukleäre Lamine-> fragmentierung des Nucleus
- Cytoskelletproteine: Zerstörung des Cytoskeletts
Welche zwei Arten von Apoptosesignalen gibt es?
- Interne: Mitochondrium wird durchlässig für Cytochrom C
- Externe: Todesfaktoren binden an die Rezeptoren der Zelloberfläche
- TNF-alpha
- Lymphotoxin (auch TNF-beta genannt)
- Fas-Ligand (FasL, auch CD95 genannt), bindet an Fas
Welche Internen Proteine gibt es zur Auslösung/Inhibierung von Apoptose?
Inhibition
- Bcl-2
- Bcl-XL
Promoter
- Bax
- Bad
Wie läuft die Apoptose über Mitochondrien ab?
- Bid oder Bim blockieren die Bcl-2
- Bcl 2, das normalerweise die Sekretion von SMAC/DIABLO und Cyt C blockiert, wird dadurch inhibiert
- SMAC/DIABLO blockiert nun IAP's (Inhibitors of apoptosis proteins), die normalerweise den Caspase 9 Initiator und die Caspase 3 und 7 blockieren
- Cyt C und dATP bilden mit Apaf 1 einen Komplex
- Procaspase 9 bindet an den Komplex, wird Phosphoryliert
- Caspase 3 und 7 werden vom Apoptosom aktiviert
Was ist die Aufgabe von Bcl-2 und was passiert, wenn es davon zu wenig gibt?
- macht Mitochondrienmembran für Cytochrom C undurchlässig
- wenn nicht genügend Bcl-2 vorhanden ist, können Bak und Bax Dimere bilden, die anschliessend das Membranpotential verringern und dadurch den Ausfluss von Cyt C vereinfachen
Wie läuft die Apoptose ab, die durch interne Faktoren ausgelöst wird?
- Mitochondrienmembran wird durchlässig
- Cytochrom c gelangt ins Cytosol
- Cytochrom c und ATP bilden mit Apaf-1 einen Komplex
- Hinzu kommt die inaktive Form von Caspase-9
- Dieser Komplex von Cytochrom c, Apaf-1 und Caspase-9 wird Apoptosom genannt
- Durch Einwirkung von ATP auf den Komplex wird die Caspase gespalten und dadurch aktiviert
- andere „Downstream-Caspasen“ werden aktiviert: Caspasenkaskade
Wie läuft der Apoptoseweg über die Todesrezeptoren?
- Der Ligand (z. B. TNF a oder β, FasL) bindet an den Rezeptor (TNFR, Fas)
- Ligand-Rezeptor trimerisieren
- Bildung von DISCs (Death inducing signalling complex) mit trimerisiertem Komplex und Adaptermolekülen (FADD = Fas-associated death domain, TRADD = TNF receptor-associated death domain)
- Anlagerung mehrerer Procaspase 8-Molekülen
- Caspase 8-Aktivierung durch Autophosphorylierung
- Einleitung der Caspasenkaskade
Welche Todessignal-Rezeptoren gibt es?
- TNF-Rezeptor
- Fas
- Fas-Ligand wird von cytotoxischen T-Zellen gebildet, wenn sie auf der Zielzelle über ein präsentiertes Antigen aktiviert wurden
Wie läuft der Fas-abhängige Apoptoseweg ab?
- Trimerisierung von Fas-L, FaDD und Fas-DD und Procaspase 8
- Caspase 8
- Effectorcaspasen
- Spalten der Todessubstrate
- Zelltod
Wie funktioniert das Zusammenspiel von Fas und Fas-L?
- T-Zellen tragen den Fas-Liganden: ermöglicht u.a. das Eliminieren von pathogenen Zellen
- Aktivierte Immunzellen besitzen Fas
- Fas ist ein Apoptosemediator, kann aber bei Fibroblasten unter gewissen Umständen zur Zellproliferation führen
- aktiviertes Fas löst Apoptose aus
Wie wird das Apoptosom gebildet?
- Caspase aktiviert die Bildung von Apaf-1
- Cytochrom C führt bei Apaf-1 zu einer Konformationsänderung
- Durch dATP wird eine Oligomerisation ausgelöst
- Durch die Rekrutierung von Procaspase 9 wird das Apoptosom vervollständigt
- Das Apoptosom aktiviert nun Caspase 3, 6 und 7
Welche Faktoren können Apoptosefördernd sein?
- zu wenig Nährstoffe
- zu wenig oder falsche Wachstumsfaktoren
- zu wenig oder zu viel Sauerstoff
- giftige Stoffe
Auf welchen Wegen kann Apoptose nachgewiesen werden?
- Auflösung von Zellkern
- Chromatinverlagerung oder -auflösung
- DNA Fragmentierung
- Cytochrom C im Cytosol
- Phosphatidylserin auf Zellaussenseite
- Nachweis von Caspasen
Welchen Stellenwert hat p53 bei der Apoptose?
p53 inhibiert die Bildung von Bcl-2 und Bcl-XL und wirkt damit Apoptosefördernd. In vielen Tumoren ist p53 mutiert.
Welche morphologischen Kriterien hat die Apoptose?
- Untergang einzelner Zellen
- Kein Verlust der zellulären Integrität
- Zellschrumpfung
- „Apoptotic bodies“
- Fehlende inflammatorische Reaktion
- Phagozytose durch Nachbarzellen und Makrophagen
- Intakte Lysosomen
Welche morphologischen Krititerien hat die Nekrose?
- Untergang ganzer Zellgruppen
- Verlust der zellulären Integrität
- Zellschwellung
- Verteilung des Chromatins und Zelllyse
- Heftige inflammatorische Reaktion
- Phagozytose durch Makrophagen
- Freisetzung lysosomaler Enzyme
Welche biochemischen Kriterien hat die Apoptose?
- Induktion durch physiologische Signale
- Kontrollierter Stoffwechselprozess
- Energieabhängiger Vorgang
- Synthese von Makromolekülen
- Aktiver Vorgang mit RNA-Synthese
- Internukleosomale DNA -Fragmentierung
Welche biochemischen Krititerien hat die Nekrose?
- Induktion durch unphysiologische Noxen
- Verlust der zellulären Homöostase
- Energieunabhängiger Prozess
- Fehlende Nukleinsäure- und Proteine
- Fehlende Gentranskription
- Randomisierte DNA -Fragmentierung
Wie ist die Struktur der Antikörper und welche Teile machen den Antikörper aus?
Antikörper werden üblicherweise als Y-förmig dargestellt, obwohl deren Struktur eher einer Zwischenform von T und Y gleicht.
Antikörper weisen zwei identische Ketten auf. Dies sind zum einen die schweren Ketten, die mit zwei Disulfidbrücken miteinander verbunden sind und pro Kette jeweils drei konstante (CH1, CH2, CH3) und einen variablen Teil (VH) aufweisen. Zusätzlich gibt es die leichten Ketten, die aus einem variablen (VL) und einem konstanten (CL) Teil bestehen. Die beiden leichten Ketten sind jeweils über eine Disulfidbrücke verbunden.
Wie sind die Hauptbindungsstellen von Antikörpern aufgeteilt und welche Namen haben sie?
Jeder Antikörper hat eine Antigenbindende (Fab) Region und eine konstante Region (Fac).
Was ist die Aufgabe von Antikörpern und welche Antigen-Antikörper-Reaktionen gibt es?
- AK erkennen körperfremde Moleküle
- Körperfremde Moleküle (Immunogene) bewirkt die Bildung von AK, ruft also eine Immunantwort hervor
- Antikörper bindet mit dem Antigen einen Komplex
Was ist ein Epitop und wie hängt es mit AK und AG zusammen?
Ein Epitop ist eine spezifische Bindungsstelle für ein AK an ein AG. Die Fab Region bindet an das Epitop, bei einem AG kann es verschiedene Epitope haben, die sich entweder wiederholen oder jeweils verschieden sind. 1 AK bindet ungefährt 8 AS.
Welche Arten von Epitopen gibt es?
Man unterscheidet zwischen den kontinuierlichen oder sequenziellen Determinanten und den diskontinuierlichen und Konformationsdeterminanten.
Kontinuierliche oder sequenzielle Determinanten beziehen sich auf die AS-Abfolge in einem Protein, wohingegen diskontinuierliche oder Konformationsdeterminanten die 3D-Struktur eines Proteins beschreiben, an die ein AK bindet.
Welche Arten von Bindungen könne AK mit AG eingehen?
Die Bindungen zwischen AK und AG sind nicht-kovalente Bindungen. Dementsprechend sind alle Bindungen reversibel. Sie beinhalten:
- Elektrostatische Kräfte über Ionenbindungen
- H-Brücken
- VdW-Kräfte
- Hydrophobe Interaktionen
Wie ist die Affinität eines AK definiert?
Die Affinität ist ein Mass für die AG-AK Interaktion/die Komplexbildung zwischen diesen. Sie besteht aus der Summe über alle anziehenden und abstossenden Kräften zwischen AK und AG. Die Affinität wird wie folgt angegeben und folgt dementsprechend dem Massenwirkungsgesetz:
\(K_a = {AGAK\over AG + AK}\)
Ein möglichst hoher Ka-Wert ist anzustreben. In der Praxis wird oft nur die Rückreaktionskonstante Kd vom AgAk-Komplex zu den getrennten Ag und Ak angegeben. Dieser Wert liegt oft bei 10^(-11) Molar.
Wie ist die Avidität eines AK definiert?
Die Avidität ist bei einer multivalenten Bindung (mehrere AK binden an ein AG) das Mass dafür, wieviele Antigene mit wie vielen Determinanten an ein AG binden können. Es ist somit die Gesamtheit der Affinitäten der bindenden AK.
Wie ist die Spezifität eines AK definiert?
Die Spezifität eines AK ist die Fähigkeit eines individuellen AK's oder einer Gruppe von AK mit einem einzigen Epitop eines AG zu reagieren. Wenn also ein AK genau an nur eine Stelle des AG binden kann, ist dessen Spezifität hoch. In der Praxis kommen aber oft Kreuzreaktionen vor.
Wie können AK gegen nicht immunogene Substanzen hergestellt werden?
Moleküle unter 10 kDa sind nur schwach, unter 1 kDa nicht immunogen. Deshalb werden diese Stoffe, Hapten genannt, an Proteine gekoppelt. Dadurch werden AK gegen den bestimmten Stoff bzw. den Protein-Stoff-Komplex gebildet.
Welche unterschiedlichen Klassen von Immunoglobulinen gibt es?
- IgG
- IgM
- IgA
- IgD
- IgE
IgG molecules have heavy chains known as gamma-chains; IgMs have mu-chains; IgAs have alpha-chains; IgEs have epsilon-chains; and IgDs have delta-chains.
Welche Eigenschaften hat IgG?
Häufigster Ak, durchquert Zellwände und geht ins Gewebe, inkl. Placenta. Monomer
- Molecular weight: 150,000
- H-chain type (MW): gamma (53,000)
- Serum concentration: 10 to 16 mg/mL
- Percent of total immunoglobulin: 75%
- Glycosylation (by weight): 3%
- Distribution: intra- and extravascular
- Function: secondary response
Welche Eigenschaft hat IgM?
erster Ak nach Immunreaktionsstart, Konz im Blut ist rasch vermin-dert, wenn Immunreaktion voll abläuft. Aktiviert Komplement. Nicht in Placenta. Pentamer
- Molecular weight: 900,000
- H-chain type (MW): mu (65,000)
- Serum concentration: 0.5 to 2 mg/mL
- Percent of total immunoglobulin: 10%
- Glycosylation (by weight): 12%
- Distribution: mostly intravascular
- Function: primary response
Welche Eigenschaft hat IgA?
in Schleimhäuten produziert (Speichel, Schweiss, Tränen) zur Abwehr von Viren und Bakterien auf der Oberfläche. Liegt als Dimer vor
- Molecular weight: 320,000 (secretory)
- H-chain type (MW): alpha (55,000)
- Serum concentration: 1 to 4 mg/mL
- Percent of total immunoglobulin: 15%
- Glycosylation (by weight): 10%
- Distribution: intravascular and secretions
- Function: protect mucus membranes
Welche Eigenschaften hat IgD?
auf Oberfläche der B-Zellen, wahrscheinlich als Antigenrezeptor, um B-Zellen in Plasma- oder Memory-Zellen zu differenzieren. Nicht in Placenta.
- Molecular weight: 180,000
- H-chain type (MW): delta (70,000)
- Serum concentration: 0 to 0.4 mg/mL
- Percent of total immunoglobulin: 0.2%
- Glycosylation (by weight): 13%
- Distribution: lymphocyte surface
- Function: unknown
Welche Eigenschaften hat IgE?
sehr wenig im Blut vorhanden. Schwanz bindet an Mastzellen als Antigenantwort, um Histamin auszuschütten. Monomer
- Molecular weight: 200,000
- H-chain type (MW): epsilon (73,000)
- Serum concentration: 10 to 400 ng/mL
- Percent of total immunoglobulin: 0.002%
- Glycosylation (by weight): 12%
- Distribution: basophils and mast cells in saliva and nasal secretions
- Function: protect against parasites
Wie können monoklonale AK hergestellt werden?
Durch die Fusion von HGPRT-positiven, Ig-positiven und sterblichen Mauszellen mit HGPRT-negativen, Ig-negativen und unsterblichen (bzw. unendlicher Proliferation) Mauszellen können sogenannte Hybridomazellen entstehen, die unendliches Proliferationspotential haben und Ig-positiv sind. Sie werden durch das HAT-Medium selektioniert.
Wieso gibt es unter Antikörpern eine enorme Diversität?
Es findet ein Rearrangement auf DNA-Ebene statt, das verschiedene variable und konstante Teile und die entsprechenden Verbindungsstellen und Leaderregionen zusammenfügt. Leaderregionen sind für die Synthese in das ER notwendig und unterscheiden sich nicht zwischen den AK. Im Vergleich zu den leichten Ketten können die schweren Ketten zusätzlich alternatives Splicing durchlaufen, wodurch verschiedene Klassen der Immunoglobuline entstehen können.
Wie können Mäuse dazu verwendet werden, Mouse-Human-Anitkörper zu bilden?
- Mäusen wird ein Antigen gespritzt
- Mäuse stellen AK für das AG her
- B und T-Zellen werden entnommen und die, dem Antikörper entsprechende Region der DNA wird kloniert
- Die Hypervariablen Teile des Maus-AK wird mit einem Konstanten Teil eines menschlichen AK fusioniert
- Die Gensequenz wird in myeloide Krebszellen transfisziert
- Antikörperproduktion
Was ist das Problem beim Einsatz von nicht-humanisierten AK im Menschen?
Der konstante Teil der AK der Maus wird als Fremd erkannt und dagegen AK gebildet. -> nur einmalige Verabreichung möglich.
Wie können "full human" AK in der Maus produziert werden?
Durch Technologien wie CRISPR-Cas9 können die AK-Sequenzen des Menschen in Mäusen eingeführt und dadurch später humane Antikörper in Mauslinien hergestellt werden. Jedoch unterscheidet sich die Glykosilierung von der des Menschen.
