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Für die Richtigkeit wird keinerlei Gewähr gegeben. SIP Fragen 4. Überarbeitete Version 2006.

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Präsentation zum Thema: "Für die Richtigkeit wird keinerlei Gewähr gegeben. SIP Fragen 4. Überarbeitete Version 2006."—  Präsentation transkript:

1 Für die Richtigkeit wird keinerlei Gewähr gegeben. SIP Fragen 4. Überarbeitete Version 2006

2 Grundlagen der organischen Chemie zum Warmwerden! SIP Frage: Was versteht man unter Diffusion? Bewegung eines Stoffes zum Ort seiner niedrigeren Konzentration. Die Menge des pro Zeiteinheit diffundierten Stoffes ist v. a. abhängig vom Konzentrationsgradienten. Sprich: Der gelöste Stoff verteilt sich! Pschyrembel, 258. Auflage, Diffusion

3 Grundlagen der organischen Chemie zum Warmwerden! SIP Frage: Was versteht man unter Osmose? Form der Diffusion, bei der sich das Lösungsmittel durch eine semipermeable Membran zum Ort der höheren Konzentration eines gelösten Stoffes, der diese Membran nicht passieren kann, bewegt. Sprich: Das Lösungsmittel verschiebt sich! Pschyrembel, 258. Auflage, Osmose

4 SIP Frage: Wie unterscheiden sich Stärke und Zellulose? Stärke α 1,4 glykosidisch verknüpft Zellulose β 1,4 glykosidisch verknüpft Anmerkung: Stärke Grundbau ist aus Maltose und Isomaltose (Glykogen), aber weniger oft verzweigt (nur etwa alle 25 Glukosereste). Unser Körper kann nur große Kohlenhydrate mit α Bindungen abbauen. Für Disaccharide gibt es allerdings spezifische Enzyme, die auch β Bindungen knacken können. Kohlenhydrate

5 SIP Frage: Was entsteht bei der vollständigen Hydrolyse eines Moleküls Lecithin? Lecithin ist nur der Trivialname für Phosphatidylcholin. Da Phosphatidylcholin ein Glycerolipid, genauer ein Glycero- phosphatid ist, besteht es aus folgenden Einzelbestandteilen, die bei der Hydrolyse (Aufspaltung durch Wasseranlagerung) frei werden: Phosphat, Cholin, Glycerin und 2 Fettsäuren (Linolsäuren, 18:2 Δ 9,12 ) Lipide

6 SIP Frage: Welche Komponenten müssen in Phospholipiden vorkommen? 1.Linolsäure, Fettsäuren, Glycerin 2.Phosphat, Fettsäuren, Glycerin 3.Phosphat, ungesättigte FS, Glycerin 4.Phosphat, Acylamin, Glycin 5.Phosphat, Glycin, Carboxylsäure Lipide

7 SIP Frage: Woraus besteht die Lipid-Doppelschicht derZellmembran? Lipide Zum Großteil aus Phospholipiden und Cholesterin.

8 SIP Frage: Von welchem Lipidstoff kann man zumindest eine begrenzte Löslichkeit in Wasser erwarten? Lipide 1. Phospholipiden 2. Sphingolipiden 3. Steroiden 4. Triacylglycerinen 5. Vitamine A, D, E, K

9 SIP Frage: Zu den Lipidmediatoren zählen folgende Substanzgruppen oder Einzelmoleküle NICHT: A. Prostaglandine B. Leukotriene C. Platelet activating factor D. Thromboxan E. Oestrogen Lipide Anmerkung: PAF: Entsteht unter dem Einfluss der Phospholipase A 2 aus Alkylacylglycerophosphocholin. Östrogene entstammen nicht der Arachidonsäure und sind desweiteren Hormone.

10 SIP Frage: Welche Substanzgruppe oder Einzelmoleküle zählen zu den Lipidmediatoren? Prostaglandine Prostazykline Leukotriene Thromboxan A 2 Lipide

11 Aminosäuren und Proteine SIP Frage: Welche proteinogene AS hat kein optisches Isomer ? Optische Isomere haben chirale Atome. Chiralität ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein von vier verschiedenen Substituenten an demselben C Atom. Also: Welche Aminosäure hat an seinem α- C- Atom keine vier verschiedenen Substituenten? Glycin! α- C Atom, Aminogruppe, Carboxygruppe und 2 Hs

12 SIP Frage: In welcher Struktur ist die α-Helix ein charakteristisches Strukturelement? Aminosäuren und Proteine Alpha Helix als charakteristisches Strukturelement in : Myoglobin Nägeln Haaren GABA Rezeptor

13 SIP Frage: Durch welche Interaktionen in einer Polypeptidkette wird die α-helikale Struktur stabilisiert? Aminosäuren und Proteine Durch Wasserstoffbrücken zwischen den CO und NH Gruppen.

14 Enzyme SIP Frage: Wie charakterisiert man Entropie? Entropie ist ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems. Ein System mit der Entropie 0 (Null) ist perfekt geordnet.

15 Enzyme SIP Frage: Was besagt das Boltzmann Theorem? Isolierte Systeme streben einem Maximum der Entropie entgegen.

16 Enzyme SIP Frage: Was beschreibt die Maxwell- Boltzmann Verteilung? In einem idealen Gas bewegen sich nicht alle Gasteilchen mit der gleichen Geschwindigkeit, sondern statistisch verteilt mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Die Maxwell- Boltzmannsche Verteilung (auch Maxwellsche Geschwin- digkeitsverteilung genannt) gibt dabei an, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass sich ein Gasteilchen mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt.

17 Enzyme SIP Frage: Wie heißt der nutzbare Anteil der Gesamtenergie eines Systems? Freie Energie Freie Energie: Enthalpieänderung (Wärme) abzüglich dem Teil, der für die Veränderung der Ordnung im System gebraucht wird.

18 Enzyme SIP Frage: Energetische Voraussetzungen für das Ablaufen von Biosynthesen? 1.Δ G muss negativ sein oder 2.energetische Kopplung oder 3.das Vorhandensein von energiereichen Trägermolekülen

19 Enzyme Michaelis- Menten Enzymkinetik SIP Frage: Wann ist bei enzymatischen Reaktionen die maximale Reaktions- geschwindigkeit erreicht? Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit entspricht dem Zustand der vollständigen Sättigung des Enzyms mit Substrat.

20 Enzyme Michaelis- Menten Enzymkinetik SIP Frage: Wozu wird die katalytische Aktivität von Enzymen bestimmt? Die Aktivität "a" eines Enzyms ist ein Maß dafür, wie schnell ein Substrat zu einem Produkt umgeschlagen wird. Die Größe als solche hängt von der Menge des Enzyms und von seiner Effizienz ab, so dass mit Vorteil normierte Größen verwendet werden. Mittels der Kenntnis der katalytischen Aktivität eines Enzyms kann auf die Enzymkonzentration geschlossen werden.

21 Enzyme Allosterie SIP Frage: Wodurch sind allosterische Enzyme charakterisiert? Allosterische Enzyme besitzen Bindungsstellen für 2 Substrate, sowohl das eigentliche Substrat, welches umgesetzt werden soll, als auch das allosterisch wirksame Substrat, das die Aktivität des Enzyms fördern oder hemmen kann. Daraus ergibt sich, dass allosterische Enzyme in zwei stabilen Konformationen vorliegen können.

22 Enzyme Michaelis- Menten Enzymkinetik SIP Frage: Was entspricht dem Zahlenwert der Michaelis Menten Konstante bei einem Enzym mit einfacher Kinetik? Der Konzentration des Substrates, die benötigt wird, um die halbmaximale Reaktionsgeschwindigkeit zu erreichen!

23 Enzyme Michaelis- Menten Enzymkinetik SIP Frage: Wie wird die Affinität eines Enzyms zu einem bestimmten Substrat nach der Michaelis Menten Kinetik beschrieben? Ist die Michaeliskonstante (km) niedrig, so brauche ich wenig Substrat, um die halbmaximale Reaktionsgeschwindigkeit zu erreichen- die Affinität meines Enzyms zum Substrat ist hoch. Ist die Michaeliskonstante hoch, brauche ich viel Substrat um die halbmaximale Geschwindigkeit zu erreichen, die Affinität des Enzyms zum Substrat ist niedrig.

24 Enzyme SIP Frage: Was versteht man unter dem Begriff der prosthetischen Gruppe? Nicht- Proteinanteil eines Proteins; z.B. das Eisen im Hämoglobin, wobei die prosthetische Gruppe fest mit dem Enzym verbunden ist, im Unterschied zu einem Coenzym, das frei vorliegt und als Cosubstrat dient.

25 Stoffwechsel SIP Frage: Die Hexokinase überträgt Phosphat von ATP auf eine Hexose. Wie heißt diese? Hexokinasereaktion: Glukose + ATP = Glukose 6 P + ADP

26 Stoffwechsel SIP Frage: In welchen Zellen der Leber wird Glukose zu Glykogen umgewandelt und gespeichert? 1.Ito Zellen 2.Hepatozyten 3.Hepatische Muskelzellen 4.Plasmazellen 5.Zellen des kanalikulären Systems 2. Hepatozyten

27 Stoffwechsel SIP Frage: Welches Hormon wirkt nicht glukoneogenetisch? Adrenalin/ Noradrenalin Glukagon Insulin Cortisol GH Insulin

28 Stoffwechsel: Glykolyse SIP Frage: Wie heißt der Vorgang, bei dem die bei der Oxidation des 1,3 Bisphosphoglycerat gewonnene Energie direkt in Phosphorylierungsenergie umgewandelt wird? Substratkettenphosphorylierung

29 Stoffwechsel: Glykolyse SIP Frage: Wie reagiert Phosphoenolpyruvat mit ADP? Phosphoenolpyruvat reagiert mit ADP zu Pyruvat und ATP.

30 Stoffwechsel: Glykolyse SIP Frage: Wie ist die Bilanz nach der kompletten Oxidation von Glukose? Die komplette Oxidation eines Mols Glukose ergibt 2 ATP, 2 NADH/H + und 2 Pyruvat.

31 Stoffwechsel Schicksal des Pyruvates SIP Frage: Durch welche Reaktion entsteht Laktat? Durch anaerobe Glykolyse durch das Enzym Laktatdehydrogenase.

32 Stoffwechsel SIP Frage: Welches Enzym ist in der Leber, nicht aber im Muskel, aktiv? Die Glukose 6 Phosphatase (sie ist ein Enzym der Glukoneogenese, die- wie besprochen- die Leber verrichtet. Die Glukose 6 Phosphatase spaltet von der Glukose 6 P das Phosphat ab und löst sie somit aus der intrazellulären Gefangenschaft.

33 Citratzyklus SIP Frage: Welche der Reaktionen im Citratzyklus sind Oxidationen? Oxidation: Abgabe von Wasserstoffionen- also sind jene Schritte Oxidationen, bei denen FADH 2 und NADH/H + gewonnen wird. 1. Von Isocitrat zu α-Ketoglutarat + NADH/H + 2. Von α-Ketoglutarat zu Succinyl-CoA + NADH/H + 3. Von Succinat zu Furamat + FADH 2 4. Von Malat zu Oxalacetat + NADH/H +

34 Citratzyklus SIP Frage: Welcher Metabolit ist ein Produkt des katabolen Energiestoffwechsels? Produkte eines katabolen Stoffwechsels: Lactat, Acetyl CoA usw. KEINE Produkte eines katabolen Stoffwechsels: Glukose, Triglyceride etc.

35 Citratzyklus SIP Frage: Welche Reaktionen des Energiestoffwechsels finden im Cytoplasma statt? Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt- daher ist jede Zelle zur Glykolyse befähigt, aber nicht zum Citratzyklus oder der beta Oxidation.

36 Citratzyklus SIP Frage: Welche Soffwechselreaktion findet nur in den Mitochondrien statt? Beta Oxidation Oxidation von Pyruvat zu Acetyl CoA Citratzyklus Atmungskette

37 SIP Frage: Welche Reaktion kann als Teil der oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien angesehen werden? Die chemiosmotische Kopplung kann als Teil der oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien angesehen werden. Anm: Die chemiosmotische Kopplung ist neben der SubstratkettenphosphorylierungSubstratkettenphosphorylierung eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von ATP aus ADP + Pi (= Phosphorylierung),Phosphorylierung wobei die Energie eines Protonengradienten genutzt wird. Diese Definition entspricht bezogen auf die Mitochondrien extakt der ATP Synthase Reaktion.

38 Grundstoffe Chemie der Nukleotide SIP Frage: Welcher Unterschied besteht zwischen DNA und RNA? Einzelstrang vs.Doppelstrang Ribosevs.Desoxyribose Uracilvs.Thymin

39 Grundstoffe Chemie der Nukleotide SIP Frage: Wie lauten die Abkürzungen für die Basen des genetischen Codes? A (Adenin) C (Cytosin) G (Guanin) T (Thymin)

40 Grundstoffe Basen SIP Frage: Was versteht man unter dem Begriff genetischer Code? Der Begriff genetischer Code bezeichnet den Triplettcode, bei dem 3 Basen für eine Aminosäure kodieren.

41 Grundstoffe Basen Die Träger der Information SIP Frage: Für wieviele Aminosäuren kodiert ein Triplettcode mit vier verschiedenen Aminosäuren? Theoretisch: 3 4 = 64 Tatsächlich aber: nur 20 proteinogene Aminosäuren. Triplettcode: 3 Basen kodieren für eine Aminosäure.

42 Grundstoffe Die DNA Doppelhelix SIP Frage: Womit paart sich die Base Adenin? Adenin paart sich mit Thymin

43 Grundstoffe Die DNA Doppelhelix SIP Frage: Eine doppelsträngige DNA enthält 21% Thymin. Wieviel Prozent einer anderen Base enthält sie? 79% (21% Adenin, 29% Guanin und 29% Cytosin)

44 Grundstoffe Die DNA Doppelhelix SIP Frage: Welche Sequenz hat der zur Nukleotidsequenz 5-ATCTAGC+3 komplementäre Strang? 5-GCTAGAT-3 Man schreibt dabei die Reihenfolge der Basen immer vom 5-Ende beginnend auf (also in 5-3- Richtung) von links nach rechts.

45 Zellalltag einer menschlichen Zelle Posttranskriptionale Prozessierung Erste Modifikation: ein Käppchen fürs 5-Ende SIP Frage: Welche Bedeutung hat das 5 Cap der mRNA für die Translation? Das 5 Cap der mRNA läßt das Ribosom und die tRNA erkennen, An welchem Ende sie ansetzen müssen.

46 SIP Frage: Was versteht man unter dem Begriff Exons? Kodierende Sequenzen einer mRNA Abschnitt mit der Information für Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle Posttranskriptionale Prozessierung

47 Zellalltag einer menschlichen Zelle Posttranskriptionale Prozessierung SIP Frage: Woraus bestehen die für den Vorgang des Splicing verantwortlichen Partikel, die Spliceosomen? Aus 100 bis 300 Basenpaaren großen RNA Fragmenten.

48 Zellalltag einer menschlichen Zelle Posttranskriptionale Prozessierung SIP Frage: Was versteht man in der Molekularbiologie unter Spleißen? Das herausschneiden von nicht kodierenden Sequenzen aus der mRNA.

49 Zellalltag einer menschlichen Zelle Translation- die Proteinbiosynthese SIP Frage: Wie muss die Anticodonsequenz von 5 nach 3 in der Phe-tRNA lauten, wenn der genetische Code für die Aminosäure Phenylalanin UUC ist? GAA Anticodon:auf tRNA, muss zu mRNA Triplett passen genetischer Code: auf RNA (die Zuordnung der Codons auf der RNA zu einzelnen Aminosäuren und dem Stop Signal wird als genetischer Code bezeichnet. (Löffler Petrides) Überlegung: einfache Spiegelung, von mRNA auf tRNA (also von UUC auf RNA auf GAA in tRNA.

50 Zellalltag einer menschlichen Zelle Proteinabbau SIP Frage: Weshalb werden Verdauungsproteasen wie Pepsin oder Trypsin als Endopeptidasen bezeichnet? Weil sie die Proteinketten in deren Mitte (endo) auseinanderschneiden und nicht am Rand (exo). Dann würden sie nämlich Exopeptidasen heißen.

51 SIP Frage: Wo in der Zelle erfolgt die Bildung von Disulfidbrücken in Proteinen? Die Bildung von Disulfidbindungen erfolgt im ER, da im Cytosol keine Disulfidbindungen katalysiert werden können (reduzierendes Milieu, S-S Bindung aber Oxidation [H weg]) Der Weg der Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle

52 SIP Frage: In welchen Organellen wird endocytiertes Material abgebaut? Endozytiertes Material wird in den Lysosomen abgebaut, deren Enzyme ihr Wirkungsoptimum im Bereich pH 5 haben. Der Weg der Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle

53 SIP Frage: Im Golgi Apparat findet welcher wichtige Schritt bei der Modifikation von Proteinen statt? Im Golgi Apparat werden die im ER angehängten Oligosaccharidketten weiter modifiziert und dadurch komplexer. Der Weg der Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle

54 SIP Frage: In welchem Zellorganell findet die Glykosilierung von Proteinen statt? Die enzymatische Glykosilierung von Proteinen findet im ER statt. Hier werden immer die gleichen Zuckerketten an die Proteine geknüpft, die dann im Golgi Apparat weitermodifiziert werden. Nicht enzymatische Glykosilierung wäre z.B. das Anfügen von Zucker- ketten an Erythrozyten (HbA1c), ein Parameter zum Diabetesmonitoring. Der Weg der Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle

55 DNA Replikation Replikationselongation SIP Frage: Was sind die Substrate der DNA abhängigen DNA Polymerase? dATP, dCTP, dGTP, dTTP d = desoxy A, C, G, T = Adenosin, Cytosin, Guanosin, Thymidin TP = Triphosphat

56 Zellalltag einer menschlichen Zelle Die DNA Polymerasen SIP Frage: Beschreiben Sie die Funktion der Nukleaseaktivität der DNA Polymerase? Die Nukleaseaktivität der DNA Polymerase (3- 5 Exonukleaseaktivität) dient der Erkennung und Entfernung beschädigter oder falsch eingebauter Nukleotide. Dieser Prozess nennt sich Proofreading activity.

57 SIP Frage: Wo in der Zelle erfolgt die Bildung von Disulfidbrücken in Proteinen? Die Bildung von Disulfidbindungen erfolgt im ER, da im Cytosol keine Disulfidbindungen katalysiert werden können (reduzierendes Milieu, S-S Bindung aber Oxidation [H weg]) Der Weg der Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle

58 SIP Frage: In welchen Organellen wird endocytiertes Material abgebaut? Endozytiertes Material wird in den Lysosomen abgebaut, deren Enzyme ihr Wirkungsoptimum im Bereich pH 5 haben. Der Weg der Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle

59 SIP Frage: Im Golgi Apparat findet welcher wichtige Schritt bei der Modifikation von Proteinen statt? Im Golgi Apparat werden die im ER angehängten Oligosaccharidketten weiter modifiziert und dadurch komplexer. Der Weg der Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle

60 SIP Frage: In welchem Zellorganell findet die Glykosilierung von Proteinen statt? Die enzymatische Glykosilierung von Proteinen findet im ER statt. Hier werden immer die gleichen Zuckerketten an die Proteine geknüpft, die dann im Golgi Apparat weitermodifiziert werden. Nicht enzymatische Glykosilierung wäre z.B. das Anfügen von Zucker- ketten an Erythrozyten (HbA1c), ein Parameter zum Diabetesmonitoring. Der Weg der Proteine Zellalltag einer menschlichen Zelle

61 Animationen Genetik:

62 Animationen tmungskette/index.jsp Atmungskette:


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