Strahlenbiologie Klausur WS 2008/

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1 Strahlenbiologie Klausur WS 2008/09 2. 3
Strahlenbiologie Klausur WS 2008/ Name:________________ Punkte: Note:

2 Klausurwertung WS 2008/09 30 - 29 P = 1+ (3+1) 28 P = 1 (1)
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 = (-) ___________ P = (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 das Ribosom den Golgi-Apparat

4 Der Golgi-Apparat = System für intrazellulären Transport

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

6 Das Peroxisom = zelluläre „Entgiftungsanlage“
z.B. für H2O2 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 H2O2 H2O + O2 Peroxidasen 2x

7 Wieviele DNA-Doppelstränge gibt es in einem Chromatid ?
2 4 1

8 Aufbau eines Chromosoms
Ein Chromosom besteht aus jeweils zwei Chromatiden Eine Chromatide besteht aus jeweils einem DNS-Doppelstrang Der DNS-Doppelstrang ist von Hüllproteinen umgeben Ein Chromosom beinhaltet somit zwei DNS-Doppelstränge 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 Aktivität der DNA-Polymerase
Z P A G T C Aktivität der DNA-Polymerase O H Die Replikation der DNA-Sequenz erfolgt in 5´- 3´ Richtung durch die spezifische Aktivität der DNA-Polymerase ! P O H CH2 A P O H CH2 C C5-Atom C3-Atom C DNA-Polymerase P O H CH2 OH T freie 3´-OH Gruppe

11 Welches Enzym vollzieht die Aneinanderknüpfung von Nukleobasen bei der DNA-Replikation ?
DNA-Catalase Desoxynuclease DNA-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 eines Proteins
Die Abschrift der tRNA Die Abschrift eines Proteins Die Abschrift der DNA-Sequenz eines Gens

14 DNA mRNA PROTEIN TRANSKRIPTION
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. DNA mRNA PROTEIN Transkription Translation 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.

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

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

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

18 Translationsstart am Ribosom 2. Schritt
Peptid-Bindungsstelle = P-Stelle Aminosäure-Bindungsstelle = A-Stelle 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 ! Met Trp AUG UGG UUU GGC

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

20 Struktur eines Genes 3´ 5´ TAC-GCA-------------------------ATC DNA
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 Transkrip-tionsfaktor
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 ?
Restriktionsendonukleasen RNA-Polymerasen DNA-Ligasen

24 Restriktionsfragmentlängen-Polymorphismus = RFLP
Einwirkung von Restriktionsenzymen Isolierung der DNA + Gelelektrophorese

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

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

27 In welcher Phase der Mitose werden die Chromatiden zu den beiden Kernpolen gezogen ?
Telophase Anaphase Metaphase

28 Phasen der Mitose

29 Die Zellteilung schliesst ab mit der Abschnürung einer Zelle zu zwei Tochterzellen; wie nennt man diese Phase ? Karyokinese Cytokinese 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 „vorbestimmte“ Vorläuferzelle
Prinzipieller Aufbau eines Zellsystems Multipotente Stammzelle „vorbestimmte“ Vorläuferzelle ausgereifte Funktionszelle Fähigkeit zur Selbstreplikation Fähigkeit zur Selbstreplikation keine Fähigkeit zur Selbstreplikation Langsamer Zellzyklus ! Schneller Zellzyklus ! Nicht mehr im Zellzyklus !

33 Welches der folgenden Systeme hat eine niedere Zellteilungsaktivität ?
Blut Lunge Keimdrüsen

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 M-Phase-Förderfaktor Auslöser der DNA-Replikation
Wirkung eines Wachstumsfaktors M-Phase-Förderfaktor Auslöser der DNA-Replikation G1-Cyclin G2-Cyclin cdk-Faktor Wachstumsfaktor-Rezeptor Zellmembran inaktiv aktiv Aktivierung verschiedener Signalübermittler-Proteine Translation Transkription DNA TATA TF RP Gene für Zellzyklusstart

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 M-Phase-Förderfaktor Auslöser der DNA-Replikation
Wirkung eines Wachstumsfaktors M-Phase-Förderfaktor Auslöser der DNA-Replikation G1-Cyclin G2-Cyclin cdk-Faktor Wachstumsfaktor-Rezeptor Zellmembran inaktiv aktiv Aktivierung verschiedener Signalübermittler-Proteine Translation Transkription DNA TATA TF RP Gene für Zellzyklusstart

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

40 Gene für Zellzyklusarrest
Wirkung eines Differenzierungsfaktors cdk-Faktor G1-Cyclin Rezeptor Zellmembran Stopp inaktiv aktiv Cdk-Inhibitor Aktivierung verschiedener Signalübermittler-Proteine Der G1-Arrest bringt die Zelle in die G0-Phase, in der sie zur Funktionszelle differenziert ! Translation Transkription DNA TATA TF RP Gene für Zellzyklusarrest

41 Differenzierte Zellen werden in welcher Zellzyklusphase arretiert ?
G1-Phase S-Phase G2-Phase

42 Gene für Zellzyklusarrest
Wirkung eines Differenzierungsfaktors cdk-Faktor G1-Cyclin Rezeptor Zellmembran Stopp inaktiv aktiv Cdk-Inhibitor Aktivierung verschiedener Signalübermittler-Proteine Der G1-Arrest bringt die Zelle in die G0-Phase, in der sie zur Funktionszelle differenziert ! Translation Transkription DNA TATA TF RP Gene für Zellzyklusarrest

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

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

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

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

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

48 Krebsenstehung: gutartig - bösartig
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 des Krebszyklus negative u. positive Wachstumskontrollgene Gene der ATP-Synthese

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

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

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: LD50 einer Zellkultur, d.h. die Strahlendosis, die notwendig ist um 50 % der Zellen abzutöten! RBW = DLD kV Rö-Str. DLD50 Test-Str.

53 In welcher Zellzyklusphase sind Zellen am strahlenresistentesten ?
G2-Phase G0-Phase S-Phase

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

55 Welches ist der schwerwiegenste DNA-Schaden, der durch ionisierende Strahlung entsteht ?
Basenschaden Einzelstrangbruch Doppelstrangbruch

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

57 Wie nennt man den Austausch von Teilbereichen zwischen zwei Chromosomen ?
Translokation Transduktion Translation

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