Bioseminar Grundlagen

Wenn innere oder äußere Veränderungen dem Organismus widerfahren, wird versucht, das Gleichgewicht wiederherzustellen. Gelingt dies nicht, führt das Ungleichgewicht zu Krankheiten.

Negativ: Die Antwort wirkt dem Reiz entgegen und beendet so die Antwortschleife
positiv: Die Antwort verstärkt den Reiz, sodass sich die Variable immer weiter vom Sollwert entfernt.

Neutronen, Protonen und Elektronen

Sauerstoff (O) - 65%
Kohlenstoff (C) - 18,5%
Wasserstoff (H) - 9,5%
Stickstoff (N) - 3,3%
= 96,3% aller Elemente des Körpers

hydrophil = Diese Stoffe besitzen Affinität zum Wasser (Ionen, Alkohol)
hydrophob = Diese Stoffe besitzen keine Affinität zum Wasser (Öle)

Wenn an einem Kohlenstoffatom 4 Einfachbindungen entstehen, wird das Molekül tetraedisch und ist so Grundlage für große komplexe Moleküle.

a) Länge der Kohlenstoffgerüste
b) Verzweigung / unverzweigt
c) Doppelbindung (an verschiedenen Stellen)
d) Ringförmigkeit

Kondensation = Dehydratisierungsreaktion bei der Synthese eines Oligomers oder Polymers: Für jedes Monomer das hinzukommt, wird ein Wassermolekül entfernt.

Hydrolyse (eines Oligomers oder Plymers) = Umkehrung der Dehydratisierung: Bindungen zwischen Monomeren werden durch Addition von Wassermolekülen aufgebrochen.

Monosaccharide- werden u.a. direkt als Betriebsstoff verwendet

Disaccharide - bestehen aus 2 Monosaccharidmolekülen, die über eine glykozidische Bindung verknüpft sind

Polysaccharide - die Polymere von Zuckern, die als Energiespeicher oder Baumaterial dienen

- Ein Molekül Glycerin

- Drei Moleküle Fettsäure

! weil unpolar, sind Fette immer hydrophob!

Phospholipide sind Hauptbestandteile von Zellmembranen und bestehen aus einem hydrophilen (polaren) Kopf und zwei hydrophoben Schwänzen.

Cholesterin ist ein Steroid und Ausgangsmolekül für die Systhese anderer Steroide (wie der Sexualhormone.)

Proteine bestehen aus einer oder mehreren Polypeptidketten. Ein Polypeptid ist ein Polymer aus Aminosäuren, die in bestimmter Weise verknüpft sind.

1. Strukturproteine - Formgebung, Halt
2. Speicherproteine - Speicherung von Aminosäuren
3. Transportproteine - Transport von Stoffen
4. hormonelle Proteine - Koordination der Aktivitäten eines Organismus
5. Rezeptorproteine - Reaktion einer Zelle auf chemische Reize
6. kontraktile Proteine - Bewegung
7. Abwehrproteine - Schutz vor Krankheiten
8. enzymatische Proteine - selektive Beschleunigung chemischer Reaktionen

1. Alpha-Helix - (um sich selbst geschlungene Polypeptide)
2. Beta-Faltblatt - (übereinander liegende, geknickte Stränge)

Negative Rückkopplung: Durch Enzyme werden verschiedene Moleküle umgewandelt, und das Endprodukt der Umwandlung verhindert mit wachsender Auftrentenshäufigkeit die Reaktion des Ausgangsmoleküls, sodass die Reaktion mit einer bestimmten Sättigung von selbst stoppt.

Positive Rückkopplung:Ein Produkt der Reaktionsfolge verstärkt die Wirkung eines der Enzyme und erhöht so die Bilidungsrate des Endprodukts.

1. Katabole Stoffwechselwege - Abbau komplexer Moleküle in einfachereVerbindungen -> Energie wird freigesetzt.
2. Anabole Stoffwechselwege - Aufbau komplexer Moleküle aus einfacheren Verbindungen -> Energie wird verbraucht.

ATP ist der Energieüberträger der Zellen: die in ATP gespeicherte Energie treibt die meiste zelluläre Arbeit an.Hierzu werden Phosphatgruppen von ATP durch Enzyme auf ein Zielmolekül übertragen, welches daraufhin phosphoryliert, sich strukturell verändert und so Arbeit leistet. Nachdem sie Phosphatgruppen sich wieder gelöst haben, sorgt die Zellatmung für eine erneute Phosphorylierung des ADP zu ATP.

passive Diffusion - Kein Mechanismus ist erforderlich, da fettlösliche Substanzen die Membran ungehindert durchdringen.

erleichterte Diffusion - Moleküle werden durch Membrankanäle oder mit Hilfe von Transortern (Carrier) transportiert.

aktiver Transport - Moleküle werden unter Energieverbrauch (ATP) entgegen eines Konzentrationsgradienten durchgeschleust.

1. Uniporter - Transportieren nur einen einzelnen Substrattyp
2. Symporter / Co-Transporter - Transportieren zwei oder mehr Substrate parallel in die gleiche Richtung durch die Membran
3. Antiporter - transportieren verschiedene Substrate entgegengesetzt durch die Membran

autokrin - Das Signal wirkt auf dieselbe Zelle, von der es ausgesandt wurde

parakrin - Das Signal wird von einer Zelle zu benachbarten Zellen geschickt

1. Hormone - werden von endokrinen Drüsen / Zellen ins Blut ausgeschüttet
2. Neurohormone - sind chemische Signalmoleküle, die von Neuronen über das Blut an entferntere Ziele geschickt werden
3. Neurotransmitter - werden von Neuronen ausgeschüttet, um den synaptischen Spalt zwischen 2 Neuronen zu überwinden

Phase 1 - Erkennen: Die Bindung des Signalmoleküls (Ligands) an ein Rezeptorprotein führt zur Konformationsänderung des Rezeptors.

Phase 2 - Übertragung: umfasst mehrere Schritte, wobei jedes Molekül des Übertragungsweges beim nächsten eine Veränderung herbeiführt.

Phase 3 - Reaktion: Das letzte Molekül der Kete löst eine Reaktion aus; entweder Abläufe im Cytoplasma oder Transkription der DNA im Zellkern.

1. Agonist - Substanz, die durch Besetzung eines Rezeptors diesen aktiviert.

2. Partialagonist - ist nur unvollständig in der Lage, einen Rezeptor in der Zelle zu aktivieren und so einen Effekt auszulösen.

3. Antagonist - Verbindung, die zwar an einen Rezeptor bindet, diesen aber nicht aktiviert.