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Liz Lisselsons
Diese Lernkarten decken fortgeschrittene Themen der Biologie ab und konzentrieren sich auf biomagnetische Signale, Supraleitung und bildgebende Verfahren wie Kernspintomographie. Sie behandeln die Messung magnetischer Effekte, die Eigenschaften verschiedener magnetischer Materialien und die Anwendung von Magnetfeldern in der Medizin. Besonders nützlich sind sie für Studierende und Forscher, die sich mit biomagnetischen Phänomenen und medizinischer Bildgebung befassen.
Flashcards
215
Students
0
Language
German
Category
Biology
Level
Other
Created / Updated
18.06.2013 / 26.12.2016

Flashcards

Was versteht man unter dem Begriff ‚Biomedizinische Messtechnik‘ und welche Wissenschaftsfelder berühren sich hier?

Zusammenwirken von Medizin und Technik zur Schaffung von Geräten für Therapie und Diagnose

Welches sind nach der Medizintechnik Studie des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) die Schlüsseltechnologien für den zukünftigen Medizintechnik-Markt (mind. 6 aus 8)?

Mikrosystemtechnik, Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnologie, Produktions- und Managementtechnik, Zell- und Biotechnologie, Neue Wirkstoffe und Materialien, Optische Technologie, Nanotechnologie

Welches sind nach Expertenmeinung die vier wichtigsten Schlüsseltechnologien für den zukünftigen Medizintechnik-Markt?

Zell- &Biotechnologie, Informationstechnologie, Mikrosystemtechnik, Nanotechnologie

Welche beiden Richtungen kann es bei der Entwicklung neuer Medizintechnikprodukte geben?

Medizinàmed. Fragestellungà medizintechnische Lösung [Therapie: Medikament, Tumorbestrahlung] Technikàneue TechnologieàAnwendung in der Medizin (Kassenzulassung) [Diagnostik: Röntgen, MRI, Ultraschall, Gentechnologie]

Welche Messgrössen kann man am physiologischen System Herz/Lunge/Gefässe des Menschen erhalten (7 aus 11)?  

Lunge: Atemfrequenz, Atemvolumina, Lungenvolumina, Herz: Schlagfrequenz, Schlagvolumen, Blutdruck, Reizausbreitung, Funktion der Klappen, Gefäße: Verengungen, Durchblutung, Sauerstoffgehalt

In welche drei Unterbereiche kann man die Messgrössen am menschlichen Organismus einteilen? Nennen Sie jeweils zwei Beispiele.  

Organismus=Erzeuger elektrischer Signale: Elektrokardiographie (EKG), MKG (Magnetkardiographie)

Organismus= Erzeuger nichtelektrischer Signale: Herzkreislauf-Diagnostik, Lungenfunktionsdiagnostik

Organismus= Signalwandler: Optik, Ultraschall, Röntgen, CT, Kernspin

Was ist der typische Durchmesser menschlicher Zellen?

10µm

 Welche Spezialisierungen können Stammzellen beim Wachstum eines Organismus erlangen (5)?

  • Aufnahme von Nahrungsstoffen (Verdauung)
  • Austausch von Wasser und Elektrolyten (Niere)
  • Gasaustausch (Lunge)
  • Bewegung (Muskel)
  • Reizleitung (Nerven)

Welche Funktionen vermittelt bzw. erfüllt die Plasmamembran als Diffusionsbarriere (5)?

=Stofftrennung

  • Schutz
  • Stofftransport
  • Reizleitung
  • Wachstum
  • Mechanischer Zusammenhang von Zellen

Was bildet das Grundgerüst biologischer Membranen?

Doppelschicht aus Fettsäuren (Lipiden) , hydrophile Enden beidseitig zum Wasser hin.

Was bedeutet der Begriff ‚amphiphil’?

chemische Eigenschaft einer Substanz, sowohl hydrophil als auch lipophil zu sein.

Wie ist das einfachste elektrische Ersatzschaltbild einer biologischen Membran?

siehe Bild

Welches physikalische Konzept liegt der Selbstorganisation zu Grunde?

Energieminimierung

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Vesikeln und Mizellen?

Doppel vs. Mono-Lippidschicht

Nennen Sie zwei der vier Hauptlipide der Plasmamembran von Säugetieren.

Phosphatidyl-serin, Phosphatidyl-cholin

Phosphatidyl-serin, Phosphatidyl-cholin

Für welche Stoffe ist die Doppellipidmembran hochpermeabel?

Hydrophobe Moleküle (O2, CO2, N2, Benzol)

Für welche Stoffe ist die Doppellipidmembran sehr gering permeabel?

Ungeladene polare Moleküle (für größere [Glucose, Saccharose] wenier permeabel als für kleine[h20, Harnstoff, Glycerin])

Was ist die chemische Grundstruktur jeder Aminosäure?

s.Abb

Wodurch unterscheiden sich die verschiedenen Aminosäuren?

 

Durch den Rest zwischen Amino- und Carboxygruppe.

Beschreiben Sie den Vorgang der zur Bildung der Aminosäurekette führt.

Die Ausbildung der Bindungen zwischen Aminosäuren erfolgt unter Wasserabspaltung (Kondensation) zwischen der Amino-Gruppe eines Moleküls und der Carboxyl-Gruppe eines anderen Moleküls. Die verknüpfende Atomgruppe wird als Carbonsäureamid-Gruppe bezeichnet. Diese werden bei Proteinen als Peptid- Bindung bezeichnet. Sind in einem Molekül zwei Aminosäuren miteinander verbunden ,so bezeichnet man sie als Dipeptide

 Wie lautet der Fachausdruck für Aminosäureketten bis zu 10 Aminosäuren?

 Wie lautet der Fachausdruck für Aminosäureketten von 10 bis zu 100 Aminosäuren?

19.) Wie lautet der Fachausdruck für Aminosäureketten von über 100 Aminosäuren?

  • 10 Aminosäuren? Oligopeptide
  • 10 bis zu 100 Aminosäuren? Polypetide
  • über 100 Aminosäuren? Protein

Was versteht man unter Primärstruktur der Aminosäurekette?

 

Mit der Primärstruktur bezeichnet man die Abfolge der Aminosäuren innerhalb eines Proteins.

Was versteht man unter Sekundärstruktur der Aminosäurekette?

.

Die Sekundärstruktur gibt an wie sich der Polypeptidfaden, unabhängig von seiner Primärstruktur, im Raum anordnet. Grund für diese Struktur sind die Wasserstoffbrückenbindungen, welche das Molekül entweder zu einer α-Helix oder einer β-Faltblattstruktur formen. Dabei ist zu beachten, dass sich das β-Faltblatt durch intermolekulare Wechselwirkungen mehrerer Polypeptide ausbildet

Welche beiden Sekundärstrukturmotive gibt es bei Aminosäureketten?

α-Helix, β-Faltblattstruktur

Welche chemischen Bindungen sind für die Bildung von Sekundärstrukturen verantwortlich?

 

Wasserstoffbrückenbindungen

Was versteht man unter Tertiärstruktur der Aminosäurekette?

 

Die Tertiärstruktur gibt an (unter Berücksichtigung der Sekundärstruktur) wie sich das Molekül durch weitere intramolekulare Wechselwirkungen im Raum anordnet. So kann sich beispielsweise die α-Helix eines Proteins ineinander verknäulen.

Welche Wechselwirkungen sind für die Bildung von Tertiärstrukturen verantwortlich (3 aus 4)?

• Disulfidbrücken (zwischen Cystein-Bausteinen)

• ionische Wechselwirkungen

• Wasserstoffbrückenbindungen

• van der Waals-Kräfte

Was versteht man unter Quartärstruktur der Aminosäurekette?

Die Quartärstruktur ist eine übergeordnete Struktur von mehreren Proteineinheiten, die einen Proteinkomplex ausbilden. Dabei erfolgen die intermolekularen Wechselwirkungen wie bei den charakteristischen Wechselwirkungen der Tertiärstruktur.

Wodurch kommt die Selektivität eines Ionenkanals zu Stande? Durch welche Mechanismen kann zwischen den einzelnen Ionen unterschieden werden?

Kaliumkanäle bilden eine Pore in der Membran. Auf der extrazellulären Seite der Pore befindet sich der sogenannte Selektivitätsfilter. Diese Pore wird aus dem Polypeptid-Rückgrat gebildet, wobei die Carbonyl-Sauerstoffatome der Peptidbindungen genau so ausgerichtet sind, dass sie die Rolle des Sauerstoffs in den Wassermolekülen der Hydrathülle des Kaliumions „übernehmen“ können. Dadurch entstehen energetisch stabilisierte Positionen für das Kaliumion im Selektivitätsfilter (genauer 4), wodurch eine Dehydratisierung und somit eine Passage des Kaliumions durch die Pore erleichtert wird. Im Inneren der Pore befindet sich eine Tasche mit Wassermolekülen, wo die Kaliumionen sofort wieder hydratisiert werden. Natriumionen beispielsweise passieren nicht den Selektivitätsfilter, obwohl sie kleiner sind als Kaliumionen. Das liegt daran, dass die Carbonyl- Sauerstoffatome für sie zu weit entfernt sind und sie somit nicht die Sauerstoffatome des Wassers ersetzen können (hier keine energetische Stabilisierung).

Nennen Sie die drei Typen von Ionenkanälen hinsichtlich ihres ‚Gatingmechanismus‘?

               

Spannungs-, Liganden-, Stretch-gesteuert

Was ist die übliche ‚Kanaldichte‘ in einer Membran von Nervenzellen?

500 Kanäle /µm2

Was sind die ungefähren Raten beim Ionentransport durch die Zellmembran bei Pumpen, Ionenkanälen und Transportern?

s.Abb

Was macht die Na+-K+ATPase?

Die Ionenpumpen halten Konzentrationsgradienten über die Zellmembran aufrecht.

Erklären Sie einen einzelnen Pumpvorgang der Na+-K+ATPase in sieben Teilschritten anhand einer kleinen Skizze.

s.Abb.

.) Wie viele und welche Ionen und wohin werden pro Pumpschritt durch die Na+-K+ATPase transferiert? 

3 Na+ nach außen, 2K+ nach innen

Wodurch bezieht die Na+-K+ATPase die Energie für einen Pumpvorgang?

ATP-->ADP+Pi.

Wie sind in Nervenzellen die Ionenkonzentrationen qualitativ verteilt?

s.Abb

Beschreiben Sie mit einer kleinen Zeichnung die Vorzeichenkonvention der Elektrophysiologie.

s.A.

Durch welche Gleichung kann man im Gleichgewichtszustand das Ruhepotenzial errechnen?

 

Goldman-Hodgkin Gleichung

Was sind typische Ruhepotenziale von Nervenzellen?

-70 bis -40 mV je nach Zelltyp

Study