Semester 1

Glucagonrezeptor: GPCR an der Zellmembran
Glucagonbindung -> G-Protein -> Alpha UE dissoziiert -> Aktivierung Adenylatzyklase -> cAMP Bildung -> Aktivierung PKA
=>  steigert Glykogenolyse + Gluconeogenese, Hemmung Glykogensynthese und Glykolyseund

Insulinrezeptor: Tyrosinkinase, Ligandenbindung, Dimerisierung, Auto-Phosphorylierung -> MAP / Metabolischer Weg

Erythropeotinrezeptor: Assoziierter Kinaserezeptor:
Ligandenbindung -> Dimerisierung -> Assoziation mit JAK -> Phosphorylierung durch JAK
=> Bindung + Phosphroylierung von STAT => Dimerisierung => Veränderte Genexpression

Rezeptor: Bindet Ligand -> Konfirmationsänderung -> Funktionsänderung -> Intrazelluläre Signale
Ligand: Stoff, der Rezeptor bindet
Ligand-Rezeptor-Kompex: Bindung Ligand an Rezeptor durch meist nicht kovalente WW => Konfirmationsänderung
Affinität Kd, Bindungspräferenz eines Proteins für einen Liganden (je kleiner Kd, desto höher die Affinität)
Intrinische Aktivität: Relative Wirkstärke alpha, Fähigkeit eines Agonisten bei gleichem Rezeptorbesatz einen Effekt auszulösen:
Alpha = 1 Voller Agonist
Alpha kleiner 1 = Partieller Agonist
Alpha 0 = Antagonist
Agonst: Stoff, der an Rezeptor bindet und physiologische Wirkung hervorruft
Antagonist: Stoff, der an Rezeptor bindet und keine Wirkung hervorruft
Kompetetiv: Liganden, die um Bindungsstelle konkurrieren => Konzentrationsabhängig
Nicht-Kompetetiv: Hemmung des Rezeptors durch kovalente Bindung oder Allosterie
Inverser Agonist: Bindet an spontanaktive Rezeptoren und setzt Aktivität herab => Negativer Effekt

Hand zwischen beide Augen fest aufdrücken und verschließen
Bitten sich anzugucken
Leicht von der Seite einführen
beide Pupillen beobachten => Konsenuelle Reaktion, Verengen

Isokorie: Gleichgroße Pupillen
Anisokorie: Größenunterschied

Miosis + Mydriasis

V. Cephalica, V. Basilica, V. Median cubiti
V. saphena parra, V saphena magna

Cervikal
(Occipital, Retroorbital, Submandibulär, Submental)
Clavicula (sub / Supra)
Axillar
Inguinal
 

Chemische Synpasen: Ort der Signalübertragung  in Nervenzellen durch Transmitter
-> Nur in eine Richtung, Erregung / Hemmung Synapsenspezifisch
Präsynapse -> Synaptischer Spalt -> Postsynapse

AP -> Depolerisation -> Öffnung CavKanäle -> Calciumeinstrom -> Membranfusion der Vesikel mit Neurovesikeln -> Exozytose Neurotransmitter -> Ligandenbindung Postsynapse -> IPSP / EPSP
in etwa 1ms

Außerdem: Synapse als funktionelle Einheit aus mehreren synpatischen Kontakten => Räumliche und zeitliche Integration

Schrittmacherzellen:
1: Spontandepolerisation durch T-Typ-Calciumkanäle und HCN4 => Funny Strom
2: AP durch L-Typ Calciumkanäle und langsamer K+ Einstrom
3: Kv1.5 verögerter K+ Gleichrichter
Spintandepolerisation: T-Typ Ca2+ => Öffnen schon bei negativen Spannungen
HCN4: cAMP gesteuert

Arbeitsmyokardpotential:
0: Depolerisation durch schnelle NavKanäle
1: Kv4.3 => kurze Hyperpolerisation
2: Plateau durch L-Typ Calcium Kanäle => Calciumspeicher
3: k+ Gleichrichter + KvLQT1 => Repolerisation
4: Konstitutiv offene Kir2.1 Kanäle
+ Natrium / Kalium ATPase -> Natrium / Calcium Antiporter => Calciumstrom abhängig von Polerisation der Zelle
 

Sinusknoten, AV-Knoten, His-Bündel, Rechter / Linker Schenkel, Anteriores Faszikel, Posteriores Faszikel, Partinje Fäden
=> Arbeitsmyokardzellen und Erregungsbildungssystemzellen
Hierachie:
Sinus: Primärer Schrittmacher, 60-80
AV: Sekundär, 40-50
His: Tertiär, 30-40
 

AS: Thyroxine, Seretonin, Dopamine, Adrenalin
Protein/ Peptidhormone: Insulin, Glucagon, Leptin, Oxytocin, TRH
Lipide: Cholesterolderivate, Cortisol, Estrole, Leukotriene

Chemokinese: Ungerichtete Zellbewegung ausgelöst durch mobilitätssteigernde Faktoren (Chemikalien) -> Pseudopodien
Chemotaxis: Zellbewegung entlang eines Konzentrationsgradienten, der durch geeignete Rezeptoren wahrgenommen wird (Immunzellen)

Polarisation:
Adhäsionskontakte vermitteln Zellpolarisation (Trennung Apikal von Basal)
Polarisation statischer Zellen zur Bildung von Grenzflächen -> Entwickungsprozesse, Gefäßlumen, Nervenzellen aufgrund von Signalgradienten

koordinierte Differenzierung:
Bsp: SHH, AER => lokale Morphogene
Embryonalentwicklung: Ausschüttung AER an Gliedmaßen + Zellteilung
=> Konzentrationsgradient
=> Desto weiter die Zellen vom AER Signal entfernt sind, desto proximalere Strukturen bilden sie aus
=> 3-D Information
SHH: Extremitätenentwicklung Posterior -> Anterior => Kleiner Finger -> Daumen durch Diffusionsgradient

Zonula occludens:
Auftreten: Zwischen Epithelzellen
Funktion: Diffusionsbarriere (Membran) und Einschränkung parazelluläre Diffusion
Aufbau: Leisten aus aneinandergereihten Transmembranproteinen (Occludin + Claudin)
Dichte ~ Anzahl
+ Stabilisierung durch Aktin der Zelle

Zonula Adherens: Gürtelförmiger Kontakt zwischen Zellen (Epithelzellen, Herzmuskel)
Adhärenskontakte:
Aktinfilamente, die durch Plaques mit Transmembranproteinen verankert sind (Cadherine)
Desmosomen:
Intermediärfilamente, die durch Plaques mit Transmembranproteinen verankert sind (Cadherine)

Gap junctions / Nexus:
Funktion: Kanalförmige Verbindung zwischen benachbarten Zellen => Diffusion niedermolekularer Stoffe (Ionen, 2nd messenger, Glucose...)
Vorkommen: Herz + glatte Muskulatur, Epithel, Osteozyten, Nerone)
Aufbau: Fleckenförmige Bereiche (0,3µm) der Membran, aus jeweils 2 Connexonen aus jeweils 6 Connexinen

Bedeutung Cytoskelett:
Verankerung + Elastizität
=> Zugfestigkeit + Kompensation der Zugkraft
=> Anpassen an die Kraft + Ausgleich wechselnder Kräfte

 

Tight-Junctions: Verhinderung Lateraldiffusion der Membran (-> Zellpolarität) und parazelluläre Diffusion
Adherens: Stabilität und Zugkräftigkeit
Gap-Junctions: Zell-Zell-Interaktion

Pankreas bestitzt GLUT2 Transporter und Glukokinasen
-> Hohe Km Werte (> 5,5 mmol/l) => Niedrige Affinität
=> Reagieren auf Erhöhung des Grundglucosespiegels

Wenn [Glu] > 5,5 => höhere Wahrscheinlichkeit binden an GLUT2 => Erhöhrung Intrazelluläre Glucosekonzentration => Höhere Wahrscheinlichkeit der Bindung von Glukokinase => ATP => Hemmung ligandengesteuerter Kaliumkanäle => Depolerisation => Öffnung Spannungsabhängiger Calciumkanäle => Calciumeinstrom => Membranfusion der Sekretvesikel => Exozytose von Insulin

1,25 Dihydroxycholecalciferol / Calcitriol ist ein Cholesterolderivat, gewonnen in Leber, Niere und Haut durch Dehydroxylierung, UV Strahlung und Hydroxylierung und bewirkt durch veränderte Genexpression (Nukleäre Rezeptoren Typ I) eine Erhöhung der Calciumplasmakonzentration durch Erhöhung der Darmresorption, verringerte Phosphatausscheidung, gesteierte Hydroxyapatitbildung im Knochen und Hemmung von Parathyrin
=> Erhöhung Calciumspiegel bei niedrigem Calciumspiegel

Parathyrin PTH) ist ein Peptidhormon welches bei einem erniedrigtem Calciumwert durch einen erhöhten Abbau von Hydroxyapatit im Knochen, Verringerte Calciumausscheidung in den Nieren, Vergrößerte Phosphatausscheidung in den Nieren und Begünstigung der Calciumresorption im Darm durch Calcitriol eine Steigerung der Serum Calcium Konzentration

Calcitinon ist ein Peptidhormon und sorgt bei einem erhöhten Calciumspiegel für eine gesteigerte Calciumaufnahme in den Knochen, Calciumausscheidung in den Nieren und einer erhöhten Phosphatausscheidung in den Nieren für ein Senken des Calciumspielgs

Homöostase = Gleichstellung
Durch autonome Regulationsmechanismen erfolgt eine relative Konstanz der zu Leben erforderlichen Bedingungen im Organismus
=> Aufrechterhaltung des Fließgleichgewichts eines Systems durch Selbstregulation

Man besitzt eine Regelstrecke, die durch Störgrößen beeinflusst wird. Die resultierende Regelgröße wird von einer Messeinrichtung wahrgenommen und als Feedback als Istwert an den Regler weitergegeben. Dieser vergleicht den Ist-Wert mit dem Sollwert, den er vom Sollgeber bekommt. Der Regler reguliert durch die Steuergröße die Stelleinrichtung, die durch Regulation der Stellgröße die Regelstrecke beeinflusst

Selbstregulation auf den Sollwert: Regelgröße -> Sollwert
=> Negatives Feedback
Verstärkung der Änderung der Regelgröße bezüglich des Sollwertes
=> Positives Feedback
 

(d)NTP

PPPi - Ester - (Desoxy-)ribose - N-Glykosidische Bindung - Base
                           - Ester - Pi - Ester - Ribose - N-Glyk.Bdg. - Base
                              ...

Phosphorsäurediesterbindungen!

Klassisch:
Testung Kaninchen mit Initiatoren und Promotoren:
Erkenntnisse:
Häufigkeit/ Menge Initiatoren => Auswirkung auf Krebs
Zeitpunkt Promotorgabe irrelevant -> Initiatormechanismus irreversibel
Menge Promotor / Zeit irrelevant -> Promotormechanismus reversibel

Vielschrittkarzinogese:
Zellschädigung -> Genetisch veränderte Zelle -> unkontrolliertes Zellwachstum -> Verlust weiterer Wachstumskontrollen -> Primärtumor -> Metastasierender Tumor
 

1. Anhydride sind energiereich

2. DIe negativen Ladungen in räumlicher Nähe führen zu abstoßende Kräfte (Instabilität)

3. Entropiezunahme bei Trennung

4. Mesomere Grenzstrukturen des Phosphates

ATP: Energiewährung der Zellen, Umsatz etwa das Körpergewicht

-> Herzschlag, Atmung, Nervensystem, Bewegung

cAMP: Second Messanger, überträgt extrazelluläre SIgnale in die Zelle und breitet das Signal dort aus

Polarität abhängig von Elektronegativität der Atome und funktionellen Gruppen

DeltaE: 0 = unpolar; 0,1-0,4 schwach polar; 0,4-1.7 stark polar; größer 1,7 Ionenbindung
 

Interphase vs Mitosephase:
Interphase:
G1: Wachstum -> G0 Differenzierung
S: DNA-Replikation
G2: Kontrollmechanismen und Reperaturmechanismen

Mitosephase:
Prophase: Kondensation der Chromosomen und bildung Spindelapperat
Metaphase: Ordnung Chromosomen in Äquatorialebene
Anaphase: Ziehen der Chromosomen Richtung Pole
Telophase: Bildung neuer Membranen (Kernmembran) und Cytoplasmateilung
(Cytokinese: Bildung zwei Tochterzellen)

Autosomal rezessiv: Generationen werden ausgelassen, Inzest
Autosomal dominant: Jede Generation betroffen, Homozygot hat 100% kranke Kinder
X-rezessiv: Kranke Väter haben gesunde Kinder, kranke Mütter 50% kranke Jungen
X-dominant: Kranker Vater hat kranke Töchter, Kranke Mutter 50% kranke Kinder (Heterozygot)

Präperation: Isolierung von Satellites (Hoch repitive Sequenzen ohne Aussage über Phänotyp)
Mikro STR oder Mini VNTR

Gezielte Isolation und Präperation: Zelle entnehmen, Zentrifugieren, Erhitzen, lysieren mit Detergenz
Denaturierte Proteine lösen sich von DNA, DNA mit Alkohol fällen und mit Niedrigsalzpuffer wieder lösen -> Stabilisierung der DNA durch Mg2+

PCR:
Zutaten: Primer, DNA, Puffer, Hitzestabile Polymerase, dNTPs

1. Denaturierung/ Smelting: Erhitzen auf ca 95° -> DNA Stränge lösen sich

2. Annealing/ Hybridisierung: 5° Unter Primerschmelzpunkt (ca 50-60°C) -> Primer lagern sich an

3. Synthese/ Elongination: ca 70°C -> DNA Replikation

Wiederholung des Zyklusses um die 30 Mal

Globulär: Rund, Korrelierung mit speziellen Gruppen, Konfirmationsänderung möglich, flexibel
-> Funktionsausüben (Enzym) und Löslichkeit

Fibrilär: Strang, Fest, Stabil, Verwunden, Elastisch, belastbar
-> Struktur und Unlöslichkeit

Primärstruktur -> Sekundärstruktur -> Tertiärstruktur -> Quartiärstruktur

Peptidbindung = Amid = Bindung Aminogruppe und Carboxylgruppe
=> Mesomere Grenzstruktur, Planarität -> Eingeschränkte/ Nicht vorhandene Drehbarkeit, keine Rotationsfreiheit
(sterische Grenzen der Bindungswinkel)
-> Cis und Trans Konfiguration

=> Auswirkung auf Primär und Sekundärstruktur

Anämiezeichen: Hb < 12/13mg/dl, Blässe

Schmerzkrisen: Knocheninfarkte, Finger, Zehen
-> Infektionen, Fieber

Hypoxämie: Sauerstoffunterversorgung
-> Leistungsabfall, Ermüdung, Konzentrationsschwäche, Kopfschmerzen, Ohnmacht

=> Besondere Infektionsgefahr durch bekapselte Bakterien! Autosplenektomie
 

Hämoglobin: Heterotetramer 2xbeta 2xalpha UE
Punktmutation im HBB-Gen -> A -> T (Punktmutation), Homozygotie

-> AS-Austausch (Glutamat (hydrophil) -> Valin (hydrophob))
Ohne O2 keine Auswirkung auf Struktur (AS liegt innen)

Bei O2 Aufnahme -> Konfirmationsänderung -> Valin gelangt nach außen
Leu und Val interagieren -> Sichelform
=> Verstopfen der Gefäß und Verklumpen der Moleküle und Abbau der Erythrozyten

=> Verkürzte Lebensdauer, geringere Löslichkeit, verringerte O2 Affinität, Instabilität

Chemisches Gleichgewicht -> Massenwirkungsgesetz

K = [C]*[D]/[A]*[B] für A + B <-> C + D

Wenn: Protein + Ligand <-> Proteinligand
dann: K = [Proteinligand] / [Protein] * [Ligand] = Bindungskonstante

Kehrwert, da schönere Werte = 1/Bindungskonstante = Kd = Dissotiationskonstante und damit Maß für Substrataffinität (je niedriger desto affiner)

Enzym: E + S <-> ES <-> EP <-> E + P
Michaelis Menten Kinetik: E + S <-> ES -> P
daraus folgt v = (Vmax * [S])/(Km + S)

=> Die maximale Geschwindigkeit hängt von der Konzentration des Enzyms und der katalytischen Geschwindigkeitskonstanten ab (kcat) => Wann Vmax erreicht wird von Substratkonzentration abhängig
=> Km = [S] bei 1/2 Vmax
=> Maß für Substrataffinität (je kleiner desto affiner) => geringere Affinität -> Langsamere Reaktion