Molekularbiologie Altklausur und Probeklausur

Chromatid = Teil eines Chromosoms, besteht aus einem DNA-Doppelstrang und Proteinen, ist eine Transportform der DNA und bildet sich während der Teilung des Zellkerns
Kinetochore = Multiproteinkomplex am Zentromer (repetetive Heterochromatinstelle)
Zentromer = primäre Konstriktion (Einschnürungsstelle) eines Metaphase-Chromosoms, teilt jedes Chromatid in 2 Arme
Zentrosom = oder Zentralkörperchen genannt, ist ein etwa 1 µm großes Zellorganell, das in den meisten tierischen Zellen bei der Ausbildung der Mitosespindel die Funktion eines das Wachstum der Mikrotubuli organisierenden Zentrums übernimmt, die sich hier verankern.
Zentriol = Das Zentriol ist ein in der Nähe des Zellkerns befindliches, aus Mikrotubuli bestehendes Organell in Zellen. Es ist der Ausgangspunkt für den Spindelapparat.
Mikrotubulus = feine Eiweißstrukturen, die innerhalb der Zelle zu einem röhrenähnlichen System zusammengeschlossen sind, sind gerichtete Strukturen, deren Enden wegen ihrer Polymerisationsrichtung mit plus und minus bezeichnet werden
Midbody = Wann immer sich Zellen teilen, bildet sich am Ende des Vorgangs vorübergehend zwischen den entstehenden Tochterzellen ein letztes Verbindungsstück – der Midbody: Wie an einem seidenen Faden hängen die Zellen der neuen Generation noch aneinander

Cyclin-abhängige Kinasen (CDKs) werden durch mehrere Mechanismen reguliert, um den Zellzyklus präzise zu steuern. Drei zentrale Regulationsmechanismen sind:

1. Bindung von Cyclinen CDKs sind nur aktiv, wenn sie an spezifische Cycline binden. Diese Bindung verändert die Konformation der CDK und aktiviert deren Kinaseaktivität. Unterschiedliche Cycline werden in verschiedenen Phasen des Zellzyklus exprimiert.
2. Phosphorylierung und Dephosphorylierung CDKs können durch Phosphorylierung entweder aktiviert oder inhibiert werden:
   1. Aktivierende Phosphorylierung an einer spezifischen Threonin- oder Serin-Stelle (z. B. Thr160 bei CDK2).
   2. Inhibitorische Phosphorylierung an anderen Stellen (z. B. Tyr15 bei CDK1), die durch Cdc25 Phosphatasen entfernt werden muss, um die Aktivität zu erlauben.
3. CDK-Inhibitorproteine (CKIs) Diese Proteine (z. B. p21, p27, p16) binden an CDK-Cyclin-Komplexe und hemmen deren Aktivität. CKIs spielen eine wichtige Rolle bei der Zellzykluskontrolle, insbesondere als Antwort auf DNA-Schäden oder andere Stresssignale.

Diese drei Mechanismen wirken häufig zusammen, um sicherzustellen, dass der Zellzyklus nur unter geeigneten Bedingungen fortschreitet.

Die wichtigsten Substrate der E3-Ubiquitin-Ligasen SCF (Skp1-Cul1-F-box) und APC/C (Anaphase Promoting Complex/Cyclosome) sind entscheidend für die Zellzykluskontrolle:

SCF-Komplex (aktiv in G1/S):

p27– ein CDK-Inhibitor, der den Übergang in die S-Phase blockiert

APC/C (aktiv in Mitose):

Securin– hemmt Separase, welche für die Trennung der Schwesterchromatiden notwendig ist
Cyclin B– reguliert CDK1-Aktivität; dessen Abbau ist essentiell für den Austritt aus der Mitose

Diese Substrate werden durch Ubiquitinierung markiert und anschließend durch das Proteasom abgebaut, um einen unidirektionalen Zellzyklusverlauf sicherzustellen