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Strahlenbiologie Klausur WS 2008/09 2.3.2009 Name:________________ Punkte: Note:

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Präsentation zum Thema: "Strahlenbiologie Klausur WS 2008/09 2.3.2009 Name:________________ Punkte: Note:"—  Präsentation transkript:

1 Strahlenbiologie Klausur WS 2008/ Name:________________ Punkte: Note:

2 Klausurwertung WS 2008/09 30 Fragen: max. Punktzahl: 30 (davon 2 Bonuspunkte) P = 1+ (3+1) 28 P = 1 (1) 27 P = 1- (1) P = 2+ (2+2) P = 2 (1+2) 22 P = 2- (-) 21 P = 3+ (1) P = 3 (-) ___________ P = 3- (1+1) P = 4+ (2+1) 14 P = 4 13 P = 4- < 13 P = 5 Schnitt: 23,6 Punkte = 2 13/19 haben eine 2 oder bessere Note!

3 Durch welches System können in der Zelle Stoffe mittels Vesikel transportiert werden ? das Endoplasmatische Reticulum den Golgi-Apparat das Ribosom

4 Der Golgi-Apparat = System für intrazellulären Transport

5 Welche Funktion haben die Peroxisomen ? Sind Organellen für die Proteinsynthese Sie entgiften toxische Verbindungen Sie produzieren Wasserstoffperoxid Frage ändern!

6 Das Peroxisom = zelluläre Entgiftungsanlage z.B. für H 2 O 2 bildet sich bei vielen phy- siologischen Prozessen (Oxidation von Aminosäu- ren) chemisch sehr aggressiv muss deshalb entgiftet werden dafür zuständig die Peroxidasen in den Peroxisomen H2O2H2O2 H2O2H2O2 H 2 O + O 2 Peroxidasen 2x

7 Wieviele DNA-Doppelstränge gibt es in einem Chromatid ? 24 1

8 Ein Chromosom besteht aus jeweils zwei Chromatiden Eine Chromatide besteht aus jeweils einem DNS-Doppelstrang Ein Chromosom beinhaltet somit zwei DNS-Doppelstränge Aufbau eines Chromosoms Der DNS-Doppelstrang ist von Hüllproteinen umgeben Hüllproteine

9 In welcher Richtung erfolgt die DNA-Replikation durch die DNA-Polymerase ? in 5´- 2´ Richtung in 3´- 5´ Richtung in 5´- 3´ Richtung

10 Die Replikation der DNA-Sequenz erfolgt in 5´- 3´ Richtung durch die spezifische Aktivität der DNA-Polymerase ! P O O O O O H HH CH2CH2 A P O O O O O H HH CH2CH2 OH T P O O O O O H HH CH2CH2 C O H H H C5-Atom C C3-Atom freie 3´-OH Gruppe DNA-Polymerase Z Z Z P P A G T Z P C Aktivität der DNA-Polymerase

11 Welches Enzym vollzieht die Aneinanderknüpfung von Nukleobasen bei der DNA-Replikation ? DNA-CatalaseDesoxynucleaseDNA-Polymerase

12 Warum muss die DNA überhaupt repliziert werden ? Damit die gleiche genetisch Information auf die Tocherzellen weitergegeben werden kann. Damit beim Absterben einer Zelle die genetische Information erhalten bleibt. Weil bei jeder einzelnen Zellteilung ein Stück genetische Information verloren geht.

13 Was ist die mRNA ? Die Abschrift der tRNA Die Abschrift eines Proteins Die Abschrift der DNA-Sequenz eines Gens

14 Die RNA-Synthese d.h. die Transkription ist notwendig, um die in der DNA gespeicherte genetische Information der Gene in funktionelle Proteine übersetzen zu können. TRANSKRIPTION DNA mRNAPROTEIN Transkription Translation Transkription ist die Synthese von Boten- oder messenger-RNA unter Vorgabe der DNA-Sequenz. Transkription ist die Synthese von Boten- oder messenger-RNA unter Vorgabe der DNA-Sequenz. Translation ist die Synthese von Proteinen unter Vorgabe der mRNA-Sequenz. Translation ist die Synthese von Proteinen unter Vorgabe der mRNA-Sequenz.

15 Aus der tRNA wird in ein Protein synthetisiert Aus der mRNA wird in ein Protein synthetisiert Aus Protein wird ein anderes Protein Was geschieht bei der Translation ?

16 Transport aus dem Zellkern Zellkern Transkription mRNA Translation Cytoplasma mRNAProtein Was geschieht mit der mRNA ?

17 Die Aminosäure-Bindungsstelle Die DNA-Bindungsstelle Die Peptidbindungsstelle Welche Bindungsstelle gibt es nicht im Ribosom ?

18 Aminosäure-Bindungsstelle = A-Stelle = A-StellePeptid-Bindungsstelle = P-Stelle = P-Stelle Met AUG UGG UUU GGC Nach Bindung der t-RNA für Methionin an die P-Stelle bindet entsprechend dem nächsten Codon UGG die t- RNA für Tryptophan an die A-Stelle ! Trp Translationsstart am Ribosom 2. Schritt

19 Welche DNA-Region steuert die Transkription eines Genes ? das Replikon der Promotor das Start-Codon

20 Promotor TAC-GCA ATC DNA codogener Strang TATA Struktur eines Genes 3´5´

21 Was bindet vor der RNA-Polymerase an den Promotor und aktiviert die RNA-Polymerase zur Transkription ? ein Transkriptionsfaktor die DNA-Polymerase die Helicase

22 Promotor TAC-GCA ATC DNA codogener Strang TATA RNA- Polymerase Transkrip- tionsfaktor Transkription der DNA-Sequenz AUG-CGU UAG mRNA 3´5´ Aktivierung der Expression eines Genes

23 Welche Enzyme sind notwendig, um einen genetischen Fingerabdruck zu erstellen ? RestriktionsendonukleasenRNA-PolymerasenDNA-Ligasen

24 +Gelelektrophorese Restriktionsfragmentlängen-Polymorphismus = RFLP RE1 RE1 RE2 RE2 RE3 RE3 RE4 RE4 RE5 RE5 Einwirkung von Restriktionsenzymen Isolierung der DNA

25 In welcher Reihenfolge der Zellzyklusphasen wird dieser durchlaufen ? G1 - S - G2 - M G1 - M - S - G2 S - G1 - G2 - M

26 Zellzyklusphasen - Zeitverteilung 4-7 Std 1-4 Std 1-3 Std Std

27 In welcher Phase der Mitose werden die Chromatiden zu den beiden Kernpolen gezogen ? TelophaseAnaphaseMetaphase

28 Phasen der Mitose

29 Die Zellteilung schliesst ab mit der Abschnürung einer Zelle zu zwei Tochterzellen; wie nennt man diese Phase ? KaryokineseCytokinese Mitokinese

30 Phasen der Mitose

31 Aus wievielen unterschiedlichen Zellen ist ein Stammzellsystem mindestens aufgebaut ? aus 3: Stammzelle, Vorläuferzelle und Funktionszelle aus 4: Stammzelle, Vorläuferzelle, Funktionszelle, degenerierende Zelle aus 2: Stammzelle und Funktionszelle

32 Multipotente Stammzelle vorbestimmte Vorläuferzelle ausgereifte Funktionszelle ausgereifte Funktionszelle Fähigkeit zur Selbstreplikation keine Fähigkeit zur Selbstreplikation Prinzipieller Aufbau eines Zellsystems Langsamer Zellzyklus ! Schneller Zellzyklus ! Nicht mehr im Zellzyklus !

33 Welches der folgenden Systeme hat eine niedere Zellteilungsaktivität ? BlutLungeKeimdrüsen

34 Unterschiedliche Gewebe und Zellsysteme haben unterschiedliche Teilungsaktivitäten Gewebe mit hoher mechanischer Belastung und starker Regenerationsnotwendigkeit : z.B. Darmepithel, Blutzellsystem, Keimdrüsen haben hohe Zellteilungsaktivität ! Gewebe mit hoher konstanter physiologischer Belastung: z.B. Herz, Gehirn, Nerven, Leber, Lunge haben geringe Zellteilungsaktivität !

35 Was ist für die Wirkung von Wachstumsfaktoren unbedingt erforderlich ? Die Bindung an den Rezeptor Die Bindung an den Zellkern Die Bindung an ein Ankerprotein der ECM

36 inaktivaktiv Gene für Zellzyklusstart TATATFRP Transkription Aktivierung verschiedener Signalübermittler-Proteine Translation M-Phase- Förderfaktor Auslöser der DNA- Replikation G1- Cyclin G2- Cyclin cdk- Faktor Wachstumsfaktor- Rezeptor Wirkung eines Wachstumsfaktors Zellmembran DNA

37 Welche Regulationsfaktoren werden durch die durch einen Wachstumsfaktor induzierte Signaltransduktion angeschaltet ? G1-Cyclin + cdk-Faktor cdk-Faktor + G2-Cyclin cdk-Inhibitor + G1-Cyclin

38 inaktivaktiv Gene für Zellzyklusstart TATATFRP Transkription Aktivierung verschiedener Signalübermittler-Proteine Translation M-Phase- Förderfaktor Auslöser der DNA- Replikation G1- Cyclin G2- Cyclin cdk- Faktor Wachstumsfaktor- Rezeptor Wirkung eines Wachstumsfaktors Zellmembran DNA

39 Was bewirkt ein Differenzierungsfaktor ? Das Ausreifen von Vorläuferzellen zu Funktionszellen Das Absterben von differenzierten Zellen Die Teilung von Funktionszellen

40 cdk- Faktor G1-Cyclin inaktivaktiv Gene für Zellzyklusarrest TATATFRP Transkription Aktivierung verschiedener Signalübermittler-Proteine TranslationRezeptor Wirkung eines Differenzierungsfaktors Zellmembran DNA Cdk-Inhibitor Stopp Der G1-Arrest bringt die Zelle in die G0-Phase, in der sie zur Funktionszelle differenziert !

41 Differenzierte Zellen werden in welcher Zellzyklusphase arretiert ? G1-PhaseS-PhaseG2-Phase

42 cdk- Faktor G1-Cyclin inaktivaktiv Gene für Zellzyklusarrest TATATFRP Transkription Aktivierung verschiedener Signalübermittler-Proteine TranslationRezeptor Wirkung eines Differenzierungsfaktors Zellmembran DNA Cdk-Inhibitor Stopp Der G1-Arrest bringt die Zelle in die G0-Phase, in der sie zur Funktionszelle differenziert !

43 Wodurch unterscheiden sich Tumorzellen von Normalzellen ? Durch die fehlende DNA-Synthese Durch den fehlenden Zellkern Durch die fehlende Kontaktinhibition

44 Nährmedium Zellkulturschale NährmediumZellkulturschale Tumorzellen stellen bei Zellkontakt die Teilungsak- tivität nicht ein - sie sind nicht kontaktinhibiert ! Normale Zellen stellen bei Zellkontakt die Teilungs- aktivität ein - sie sind kontaktinhibiert ! Unterschiede zw. Normal- u. Tumorzellen Kontaktinhibition

45 Wodurch entsteht eine Tumorzelle ? Durch eine Mutation in der DNA des Zellkerns Durch einen Defekt in der Proteinsynthese Durch eine Mutation in der DNA der Mitochondrien

46 normales, funktionsfähiges Protein A abnormales Protein A mit veränderter Funktion Mutationsereignis: Strahlung, chem. Agenzien Transkription Translation Translation Transkription Gen A mRNA A Protein A normale Zellvermehrung abormale Zellvermehrung Veränderung der Teilungsaktivität durch Mutation

47 Was ist unbedingte Voraussetzung für die Metastasierung ? Die Gap-Junctions Der Integrinrezeptor Die Typ IV Collagenase

48 Krebsenstehung: gutartig - bösartig gutartigbösartig Für den Durchbruch durch die Basalmembran muss 1: die Zellbindung an die ECM aufgehoben und 2: die Collagen Typ IV Schicht der Basalmembran aufgelöst werden !

49 Welche Gene sind primär in Tumorzellen verändert ? Gene der ATP-Synthese Gene des Krebszyklus negative u. positive Wachstumskontrollgene

50 cdk- Faktor G1-Cyclin Gen für CdK-Inhibitor TATARP Transkription Translation Wirkung eines negativen Zellzykluskontrollgenes, z.B. des Tumorsuppressorgens p53 Zellmembran Cdk-Inhibitor Stopp Der G1-Arrest bringt die Zelle in die G0-Phase, in der sie bis zum nächsten Zellteilungssignal ver- bleibt. p53 inaktiv p53 p53 aktiv aktiv nach erfolgter Zellteilung

51 Wozu dient der Wert der Relativen Biologischen Wirksamkeit ? Zum Vergleich der biologischen Wirkung von verschiedenen Strahlungsarten Zur Eichung von Strahlenmessgeräten Zur Bestimmung des LET

52 Strahlenqualität und biologische Wirksamkeit Zur Beschreibung der biologischen Wirkung von der Strahlenqualität benutzt man den Begriff Relative Biologische Wirksamkeit – RBW Bei der Bestimmung des RBW-Wertes bedient man sich der schädigenden Wirkung einer Bezugs- strahlung, z.B. 250 kV Röntgenstrahlung. Beispiel: LD 50 einer Zellkultur, d.h. die Strahlendosis, die notwendig ist um 50 % der Zellen abzutöten! RBW = D LD kV Rö-Str. D LD50 Test-Str.

53 In welcher Zellzyklusphase sind Zellen am strahlenresistentesten ? G2-PhaseG0-PhaseS-Phase

54 Welche Aussage bezüglich der Strahlen- empfindlichkeit eines Gewebes trifft nicht zu ? Sie ist abhängig vom Sauerstoffgehalt Sie ist abhängig von der Temperatur Sie ist unabhängig von der Teilungsrate

55 Welches ist der schwerwiegenste DNA-Schaden, der durch ionisierende Strahlung entsteht ? BasenschadenEinzelstrangbruchDoppelstrangbruch

56 durch ionisierende Strahlung induziert durch UV-Strahlung induziert DNA-Schäden DNA-Schäden

57 Wie nennt man den Austausch von Teilbereichen zwischen zwei Chromosomen ? TranslokationTransduktionTranslation

58 Chromosomenschäden = Chromosomenaberrationen Translokation Reparatur Chromosomen- bruch (DNA-Doppel- strangbruch)


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