Zellbiologie Vetmed 1. JK Kapitel 6 -11
Zellbio, 1. Semester wie Zusammenfassung aber als Chärtlii
Zellbio, 1. Semester wie Zusammenfassung aber als Chärtlii
Funktion von Lysosomen
- Abbau von Makromolekülen
- Abbau zelleigenes Material = Autophagie
- Abbau aufgenommener Fremdstoffe= Heterophagie (besonders Material das über Endozytose oder Phagozytose in die Zelle gelangt ist)
- Abbau bei programmiertem Zelltod = Apoptose
der pH-Wert in Lysosomen, wie wird er erhalten und wieso?
bei saurem pH sind die lysosomalen Enzyme am aktivsten.
Protonenpumpe (V-ATPase) und ein Cl-Kanalprotein in der lysosmalen Membran halten pH-Wert im Inneren bei ca. 4.8
der saure pH unterstützt die Denaturierung von Proteinen und macht sie so für Enzyme zugänglich, welche selbst gegenüber einer sauren Denaturierung resistent sind. ausserdem verhindert das tiefe pH-Optimum der Hydrolasen, dass diese im Zytosol aktiv sind.
Unterschied zwischen Phagocytose und Endocytose
Phagocytose ist mit unlöslichen Inhalten und Endocytose mit Löslichen Inhalten
Merke: wenn ich jemand Fagot nenne haben wir ein unlösliches Problem
Peroxisomen: in welchen Zellen sind sie nicht vorhanden?Wie gross sind sie und wie sind sie etwa aufgebaut?
sind nicht in Erythrozyten, sonst in allen Zellen
sind von einer Einzelmembran umgeben und bilden eine Gruppe von kleinen Organellen
Durchmesser: 0.2- 1 Mikrometer
Wo sind Peroxisomen am häufigsten vorhanden?
in der Leber (dort etwa 1-2% des Zellvolumens)
was ist die Funktion von Peroxisomen? Wo sind sie besonders wichtig?
Sie können sehr langkettige Fettsäuren (VLCFAs: Very long chain fatty acids) oxidieren, kurz- bis langkettige Fettsäuren (SCFA: short-chain fatty acids, LCFA: long-chain fatty acid) werden auch in Mitochondrien oxidiert.
sind besonders wichtig in Leber- und Nierenzellen, dort werden verschiedene giftige Substanzen, die in das Blut gelangt sind zu harmloseren Verbindungen abgebaut (=> Entgiftung)
Was für Oxidasen enthalten Peroxisomen? Wie arbeiten diese?
Sie enthalten Enzyme namens FAD und NAD+, um organische Substanzen wie Fettsäuren zu oxidieren
den Peroxisomen fehlt eine Elektronentransportkette, somit werden entzogene Elektronen von FADH und NADH auf Sauerstoff übertragen=> Wasserstoffperoxid entsteht. Dieses wirkt zersetzend
Enzym "Katalase" ist in grossen Mengen in Peroxisom, wandelt Wasserstoffperoxid in einer exothermen Reaktion zu Wasser und Sauerstoff um=> Fettsäureoxidationh in Peroxisomen bewirkt also Freisetzen von Wärme (nicht ATP-Bildung wie in Mitochondrien)
in den folgenden Fettsäureoxidationsschritten entsteht in Mitochondrien und Peroxisom Acetyl Coenzym A
dieses gelangt in Zytosol und kann dort für Synthese von Cholesterin und Fettsäuren verwendet werden, oder in Mitochondrien gehen in in Zitratsäurezyklus weiter oxidiert werden (für Energiegewinnung)
Wie ist endoplasmatisches Retikulum aufgebaut und welche zwei Bereiche gibt es? Wie unterscheiden sich diese beiden?
grösstes Membransystem, System aus miteinander vernetzten, geschlossenen Membrankompartimenten.
zwei Bereiche: raues ER, mit Ribosomen übersät, im glatten keine.
Was sind die Funktionen des glatten ER und wo gibt es viel davon?
synthetisiert Hormone, Fettsäuren und Phospholipiden, speichert Kalzium und baut Toxine ab
in vielen Zellen nur wenig, in Hepatozyten (LEberzellen) viel
Was passiert an dem rauen ER?
Synthese bestimmter Membran- und Organellenproteine und von Proteinen, die von der Zelle sezerniert werden
Wie sind Ribosomen an das raue ER gebunden? Wie funktioniert der Transport entstehender Polypeptids durch Membran des ER und durch Ribosom?
mit naszierenden (=wachsenden) Polypeptidketten
das sekretorische Polypeptid tritt gleich schnell aus dem Ribosom aus, wie es die Membran des ER durchquert. Der Transport durch die Membran wird durch spezifische Proteine in der Membran erleichtert.
Wie verlassen entstandene Proteine das ER und wohin gehen sie?
sie verlassen es in membranumschlossenen Transportvesikeln und gehen zu den Golgi-Vesikeln
Aus was besteht Golgi-Apparat? wo ist er normalerweise gelegen?
Folge flacher Membransäcke, in der Nähe des Zellkerns
Was passiert mit den Vesikeln vom ER nach dem ER und dann beim Golgi?
sie gehen vom ER aus in Transportvesikeln zu den Golgi-Vesikeln, dort werden sie konzentriert und in sekretorische Vesikel verpackt. Mehrere dieser Vesikel vereinigen sich zu einem Speichervesikel
Was gibt der Zelle den Hinweis eine Exocytose zu machen und wie läuft das ab?
Stimulierung durch Hormone, Nervenimpulse oder andere Signale=> Bildung und zum Transport von Exportvesikeln, verschmelzen dann mit Plasmamembran und geben ihren Inhalt so ins Lumen ab.
Welche Regionen gibt es im Golgiapparat?
Wo und wie fusionieren die Vesikel vom ER und was bilden sie?
es gibt die cis-Region, die Richtung Golgi gerichtet ist. , dann noch eine medial- und eine trans-Region
Die Vesikel fusionieren mit dem cis-Golgi-Apparat=> bilden cis-Golgi-retikulum
oder sie fusionieren miteinander => cis-Golgi-Netz entsteht, sind beides so Membranstapel
Warum sind die Golgi-Organellen so wichtig welche zwei wichtigen Schritte zur Zielsteuerung machen sie?
1. der Transport der im rER gebildeten Proteine in Golgi-Organellen, hoch spezifisch und gesteuert
2. Übertritt von Proteinen in membranumhüllte Transportvesikel (kann auch retour passieren=> "retrograder Transport", Enzyme aus Golgi-Kompartimenten werden auf frühere Stufe des sekretorischen Weges zurück befördert)
Was ist die Zisternenwanderung? was passiert dabei?
Membranstapel bildet zuerst Zisterne des medialen Golgi-Apparates und wird schliesslich zu einer Zisterne des trans-Golgi-Apparates.
Dabei dienen stets kleine Transportvesikel für einen retrograden Transport , mit dem membranständige und luminale Proteine von trans zu medial oder cis-Golgi-Apparat zurück transportiert werden.
Was macht der Golgiapparat noch ausser dem transportieren?
Wie funktioniert der Abtransport der fertigen?
sekretorische Proteine und Membranproteine modifizieren, je nach ihrer Struktur und Zielregion in der Zelle unterschiedlich.
Die sekretorischen Vesikel werden abtransportiert, in dem sich die Vesikel von der trans-Region abschnüren.
coated Vesicles, was sind das?
beschichtete Vesikel, tragen eine äussere Proteinhülle, die aus dem Faserprotein Clathrin besteht. Weitere Vesikel enthalten Membranproteine, die für den Aufbau der Plasmamembran notwendig sind
Was synthetisiert der Zellkern während der Replikation, was während der Transkription?
R: DNA, Tr: RNA
Was ist das besondere an der Membran des Zellkerns?
Es sind 2 Membranen, beide eine Phospholipiddoppelschicht mit verschiedenen Proteinen drin.
Die innere begrenzt den eigentlichen Kern
die äussere verläuft kontinuierlich in das weit reichende Membransystem des rauen endoplasmatischen Retikulums. Der Raum zwischen den Zellen verläuft somit auch in das Lumen des ER.
Was passiert mit der Kernmembran während der Mitose?
sie wird in kleine Vesikel aufgelöst und am Ende der Mitose neu gebildet
Wie sind die Kernporen im Bezug auf die Kernmembran positioniert?
sie durchspannen die innere und äussere Kernmembran
Was bildet den Kernporenkomplex? Wie ist er aufgebaut?
Kernpore mit 50-100 Nukleoporinen
Welche Moleküle können durch Kernporen transportiert werden?
Ionen, kleine Metabolite, globuläre Proteine (=runde) bis 60 kDa
Durchmesser, Füllung der Kernpore, maximaler Durchmesser von etwas, das durchtransportiert wird.
Durchmesser: 9 Armstroen
Füllung: Wasser (Kanal)
bis zu 25nm Durchmesser dürfen Proteine haben, die durchtransportiert werden
Grösse des Kernporenkomplexes:
125 Millionen Dalton => 30 mal grösser als ein Ribosom
Nuclear basket, was ist er? wie ist er aufgebaut? (Bestandteil von NPC=Nuclear-Pore-Complex)
Zellkernkorb,
oben ist Zellkernring, dann 8 Filamente (Korbfilamente) und ein endständiger Terminalring, der den Korb zusammenhält. Oben ist Korb mit der Zellkernlamina verbunden
Kernlamina
aus einem Netzwerk von Intermediärfilamenten, direkt innen an innerer Kernmembran
Name des kompakten Komplexes, in dem DNA verpackt ist
Chromatin
die wichtigsten Chromatinproteine und ihre fünf Hauptgruppen
basische Histone, H1, H2A, H2B, H3 und H4
Was enthalten Histone und mit was der DNA treten sie in Wechselwirkung?
positiv geladene Aminosäuren, treten mit negativ geladenen Phosphatgruppen der DNA in Wechselwirkung.
Wie sieht DNA in aufgelockerter Form bei elektronenmikroskopischer Untersuchung aus?
Was wird vom dünnen DNA-Faden verbunden und wie gross ist das?
Wie eine Perlschnur, , der DNA-Faden verbindet als Nukleosomen bezeichnete perlenartige Strukturen miteinander. Nukleosomen bestehen aus DNA und Histonen, haben Durchmesser von ungefähr 10 nm und bilden die strukturelle Grundeinheit des Chromatins.
10nm Dicke=> werden 10nm Fasern genannt
Nukleosom Bestandteile, Aufbau mit der DNA
Aus Histon-Oktamer, dieses ist aus jeweils zwei Kopien von H2A, H2B, H3 und H4.
DNA Strang mit Länge von 146 Nukleotiden, der in zwei Drehungen um den Proteinkern gewunden ist.
Verbindungs-DNA zwischen den Nukleosomen ist verschieden bei verschiedenen Spezies
Chromatin Form bei Isolation bei physiologischer Salzkonzentration von 0.15 M KCl und bei niedriger Salzkonzentration
bei niedriger Salzkonzentration ist Chromatin nicht kondensiert! (also Perlschnur)
Bei physiologischer Salzkonzentration isoliert: dichtere faserförmigere Struktur
Merke: wenn wir zu salzig essen zieht es uns zusammen
Wie wird die 30nm Faser noch genannt? und warum? Wie ist die Struktur?
Solenoid,
weil die Dna hier kondensiert ist und iner Spiral- oder Solenoidstruktur angeordnet ist.
In einer Solenoidstruktur bilden 6 Nukleosomen eine Windung. Jedes dieser Nukleosomen enthält jetzt ein H1 als fünftes Histon
Wann liegt DNA als 30nm- Faser vor und wann als 10nm -Faser?
Chromatin das transkribiert wird ind 10nm-Form,
hromatin normalerweise: in kondensierter 30nm Forom
Chromosom: Grösse, Definition
übergeordnete Einheit wenn Chromatin strukturiert wird
Grösse: kann mehrere Hudnert bis mehrere Tausend Kilobasen gross sein.
Enden der Chromosomen
Telomere
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Lernkarten
Was synthetisiert der Zellkern während der Replikation, was während der Transkription?
R: DNA, Tr: RNA
Was ist das besondere an der Membran des Zellkerns?
Es sind 2 Membranen, beide eine Phospholipiddoppelschicht mit verschiedenen Proteinen drin.
Die innere begrenzt den eigentlichen Kern
die äussere verläuft kontinuierlich in das weit reichende Membransystem des rauen endoplasmatischen Retikulums. Der Raum zwischen den Zellen verläuft somit auch in das Lumen des ER.
Was passiert mit der Kernmembran während der Mitose?
sie wird in kleine Vesikel aufgelöst und am Ende der Mitose neu gebildet
Wie sind die Kernporen im Bezug auf die Kernmembran positioniert?
sie durchspannen die innere und äussere Kernmembran
Was bildet den Kernporenkomplex? Wie ist er aufgebaut?
Kernpore mit 50-100 Nukleoporinen
Welche Moleküle können durch Kernporen transportiert werden?
Ionen, kleine Metabolite, globuläre Proteine (=runde) bis 60 kDa
Durchmesser, Füllung der Kernpore, maximaler Durchmesser von etwas, das durchtransportiert wird.
Durchmesser: 9 Armstroen
Füllung: Wasser (Kanal)
bis zu 25nm Durchmesser dürfen Proteine haben, die durchtransportiert werden
Grösse des Kernporenkomplexes:
125 Millionen Dalton => 30 mal grösser als ein Ribosom
Nuclear basket, was ist er? wie ist er aufgebaut? (Bestandteil von NPC=Nuclear-Pore-Complex)
Zellkernkorb,
oben ist Zellkernring, dann 8 Filamente (Korbfilamente) und ein endständiger Terminalring, der den Korb zusammenhält. Oben ist Korb mit der Zellkernlamina verbunden
Kernlamina
aus einem Netzwerk von Intermediärfilamenten, direkt innen an innerer Kernmembran
Name des kompakten Komplexes, in dem DNA verpackt ist
Chromatin
die wichtigsten Chromatinproteine und ihre fünf Hauptgruppen
basische Histone, H1, H2A, H2B, H3 und H4
Was enthalten Histone und mit was der DNA treten sie in Wechselwirkung?
positiv geladene Aminosäuren, treten mit negativ geladenen Phosphatgruppen der DNA in Wechselwirkung.
Wie sieht DNA in aufgelockerter Form bei elektronenmikroskopischer Untersuchung aus?
Was wird vom dünnen DNA-Faden verbunden und wie gross ist das?
Wie eine Perlschnur, , der DNA-Faden verbindet als Nukleosomen bezeichnete perlenartige Strukturen miteinander. Nukleosomen bestehen aus DNA und Histonen, haben Durchmesser von ungefähr 10 nm und bilden die strukturelle Grundeinheit des Chromatins.
10nm Dicke=> werden 10nm Fasern genannt
Nukleosom Bestandteile, Aufbau mit der DNA
Aus Histon-Oktamer, dieses ist aus jeweils zwei Kopien von H2A, H2B, H3 und H4.
DNA Strang mit Länge von 146 Nukleotiden, der in zwei Drehungen um den Proteinkern gewunden ist.
Verbindungs-DNA zwischen den Nukleosomen ist verschieden bei verschiedenen Spezies
Chromatin Form bei Isolation bei physiologischer Salzkonzentration von 0.15 M KCl und bei niedriger Salzkonzentration
bei niedriger Salzkonzentration ist Chromatin nicht kondensiert! (also Perlschnur)
Bei physiologischer Salzkonzentration isoliert: dichtere faserförmigere Struktur
Merke: wenn wir zu salzig essen zieht es uns zusammen
Wie wird die 30nm Faser noch genannt? und warum? Wie ist die Struktur?
Solenoid,
weil die Dna hier kondensiert ist und iner Spiral- oder Solenoidstruktur angeordnet ist.
In einer Solenoidstruktur bilden 6 Nukleosomen eine Windung. Jedes dieser Nukleosomen enthält jetzt ein H1 als fünftes Histon
Wann liegt DNA als 30nm- Faser vor und wann als 10nm -Faser?
Chromatin das transkribiert wird ind 10nm-Form,
hromatin normalerweise: in kondensierter 30nm Forom
Chromosom: Grösse, Definition
übergeordnete Einheit wenn Chromatin strukturiert wird
Grösse: kann mehrere Hudnert bis mehrere Tausend Kilobasen gross sein.
Enden der Chromosomen
Telomere
Wie baut sich Chromosom grob zusammen?
Schleifen der 30nm-Chromatinfasern (mehrere Megabasen lang) assoziieren mit flexiblem chromosomalen Gerüst
Kondensierung des Chromosoms
Verdrillungen und Faltungen der 30nm dicken Solenoidfasern
was ist in Metaphase an Chromosomen auffällig?
sie liegen als verdoppelte Struktur vor, weil sie ihre DNA bereits repliziert haben
die zwei Chromosomteile und das Element, das sie zusammenhält heissen:
Schwesterchromatiden, Zentromer
unterschiedlich im Karyotyp verschiedener Arten sind...
Anzuahl, Grösse und Form der Metaphasechromosomen.
Bild, wie Chromosom aufgebaut ist , das die Wicklung darstellt.
Unterschiede bei Histonen (verschiedenen Histonetypen) bei verschiedenen Arten (Tierarten)
H2A, H2B, H3 und H4 sind sehr ähnlich, dafür H1 nicht. in einigen Tierarten sogar besondere Histone statt H1
Wie funktioniert die Genregulation durch Histone?
- Die Seitenketten der basischen Aminosäuren (Lysin, Arginin und Histidin) von den Histonen können durch posttranslationale Substitution (mit bspw. Acetyl irgendwas Phosphat- oder Methylgruppen) modifiziert sein, so dass sie statt positiv neutral oder sogar negativ sind.
- Dadurch ist keine Wechselwirkung mit Phosphatgruppe der DNA, die negativ geladen ist, möglich.
- je höher der Acetylierungsgrad der Histone, desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass das Chromatin kondensierte 30nm-Fasern oder Faltungsstrukturen mit noch höherer Ordnung bildet
- zur Aktivierung der Transkription wirken also Histonacetylasen=> sie regulieren die Acetylierung der Aminoacylenden von Histonen und tragen so zur Genregulation bei (wenn Gen in gefalteter DNA-Region=nicht für Transkription zugänglich)
Welche Form hat die DNA nachdem Histone entfernt wurden?
DNA-Schleifen, an einem Chromosomengerüst aus nicht-Histon-Proteinen verankert
Wie ist die DNA an das chromosomale Gerüst gebunden?
mit Sequenzen die man als Gerüst-assoziierte Regoionen (scaffolgd associated regions, SARs) oder als Matrix assoziierte Regionen (MARs) bezeichnet => diese Regionen sind Stücke des DNA-Fadens und kommen zwischen den Transkriptionseinheiten vor=> Gene liegen vor allem in den Chromatinschleifen
Was hat es nebst den Matrix/Gerüst-assoziierten Regionen und den Histonen noch im Interphasenchromatin?
Transkriptionsfaktoren und Regulatoren der DNA-Replikation oder -Reparatur
Wie nennt man die Chromosomenabschnitte, die nach Abschluss der Mitose gut färbbar bleiben?
Wie nennt man die, die nur schwach färbbar sind und weniger kondensiert?
Heterochromatin, sind aus kondensiertem Chromatin)
Euchromatin (weniger färbbar, aus weniger kondensiertem)
Wo liegt das Heterochromatin am Chromosom und im Zellkern?
Es liegt im Bereich des Zentromers und der Telomere auf dem Chromosom und ist mit der Kernhülle assoziiert
Wie wird die Heterochromatinbildung reguliert'?
durch chemische Modifikation von Histonproteinen und wird vererbt (epigenetisch)
Wo findet der grösste Teil der Transkription statt? und was ist mit dem anderen Teil? Was ist dort?
Grösster Teil der Transkription findet im Euchromatin und im Nukleoolus statt. im Heterochromatin nimmt man an das inaktive Gene sind (weil es immer kondensiert bleibt)
Was ist Nukleoplasma?
Raum ausserhalb des Nukleolus aber im Zellkern
Wie viel Prozent des Plasmavolumens können Mitochondrien ausmachen?
Wie gross sind sie (länge und breite)?
Und was ist ihre Hauptaufgabe?
25%
1-2 mikrometer lang und 0.1-0.56 Mikrometer breit
Hauptaufgabe: Produktion von ATP im aeroben Metabolismus
Wie funktioniert Wachstum und Teilung von Mitochondrien?
ist nicht an Kernteilung gekoppelt, bei zunehmender Grösse der Organellen schnürt sich mindestens ein Tochterorganell ab (ähnlich wie Bakterien)
Was für Membranen hat das Mitochondrium und was umgrenzen diese?
Aussenmembran und Innenmembran, dazwischen Intermembranraum, innnen Matrix oder zentrales Kompartiment
Was ist die Aufgabe und Aufbau der Aussenmembran der Mitochondrien?
Sie besteht zu 50% aus Lipiden und Proteinen und wird dadurch für Moleküle mit einem Molekulargewicht von höchstens 10'000 Da durchlässig. Sie transportiert grössere Moleküle aktiv durch die Aussenmembran
