Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Biologie

Regulation der Genexpression

Eine Zelle synthetisiert Proteine zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die Regulation der Genexpression kann zu verschiedenen Zeitpunkten erfolgen, findet aber häufig während der Transkription statt.

Regulation der Genexpression in Prokaryoten

Ein Prokaryot ist an die Umweltbedingungen angepasst. Hier wird das Operon-Modell betrachtet, das 1961 von François Jacob und Jacques Monod in E. coli entwickelt wurde. Ein Operon ist eine Gruppe von Strukturgenen, deren Expression von verschiedenen Elementen und Genen reguliert wird. Es besteht aus:

• Strukturgene: Werden ohne Unterbrechung transkribiert, wobei die mRNA die Information für mehrere Proteine trägt.
• Promotor: DNA-Nukleotidsequenz, an die die RNA-Polymerase bindet, um

Das Human Genome Project (HGP)

Im Jahr 2001 erfolgte die Einreichung und Veröffentlichung wesentlicher Daten zum ersten Entwurf des menschlichen Genoms. Diese Präsentation wurde gemeinsam vom HGP und Celera Genomics vorgenommen. Im Jahr 2003 wurde die vollständige Karte des menschlichen Genoms erstellt. Dies geschah 13 Jahre nach Beginn der Forschung, 3 Jahre nach der Veröffentlichung des ersten Entwurfs und 50 Jahre nach der Entdeckung der DNA-Struktur.

Erkenntnisse aus dem Human Genome Project

Viele Firmen und Universitäten haben die Erforschung der genetischen Grundlagen verschiedener Krankheiten und die frühzeitige Diagnose durch DNA-Analyse begonnen. Das menschliche Genom enthält weniger als 30.000 bis 100.000 Gene, als bisher angenommen.... Weiterlesen "Genomforschung, Gentherapie und Assistierte Reproduktion: Ein Überblick" »

Enzyme: Biokatalysatoren des Lebens

Ein Enzym ist ein Biokatalysator, der biologisch im Körper synthetisiert wird und dessen chemische Zusammensetzung ganz oder teilweise aus Protein besteht. Biokatalysatoren sind Substanzen, die in chemischen Reaktionen nicht verbraucht werden. Sie senken die Aktivierungsenergie und erhöhen dadurch die Geschwindigkeit der gesamten Reaktion.

Der Wirkmechanismus von Enzymen

Der Mechanismus der Enzymwirkung erfolgt stets durch die Bindung des Substrats und die Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes (auch Zwischen-Enzym-Komplex genannt). Ohne diese Bindung kann die chemische Reaktion nicht stattfinden. Die enzymatische Reaktion kann wie folgt symbolisiert werden:

Das Substrat ist jede Substanz oder jedes Molekül,... Weiterlesen "Enzyme: Eigenschaften, Wirkmechanismus & Einflussfaktoren" »

Harnwege

Die Harnwege bestehen aus den Nieren (den harnbildenden Organen) und ihren Ausscheidungswegen (Nierenkelche, Nierenbecken, Harnleiter, Harnblase und Harnröhre).

Nieren

Die Nieren haben die Form einer Bohne. Sie befinden sich in der Bauchhöhle an der hinteren Bauchwand. Die hintere Bauchwand wird von den Muskeln Psoas major und Quadratus lumborum gebildet, die sich von der letzten Rippe bis zum Beckenkamm erstrecken. Diese beiden Muskeln bilden die hintere Bauchwand und stützen die Nieren an ihrem oberen Pol. Die Nieren sind retroperitoneale Organe und liegen an der hinteren Bauchwand an. Sie befinden sich auf beiden Seiten der Wirbelsäule, auf Höhe des letzten Brustwirbels und der ersten beiden Lendenwirbel. Sie sind etwa 10 bis... Weiterlesen "Harnwege: Nieren, Harnleiter, Blase und Harnröhre" »

Theorien der Evolution: Fixismus vs. Evolutionismus

5.1 Theorien der Evolution: der Evolutionismus gegen den Fixismus. Der Fixismus glaubt, dass alle Arten unabhängig sind und seit ihrer Schöpfung über die Zeit unverändert bleiben. Im Evolutionismus sind das Universum und das Leben das Produkt der Entwicklung. Die Artenvielfalt ist das Ergebnis von Veränderung und Anpassung. Unter den Evolutionstheorien unterscheiden wir die folgenden:

Lamarckismus

Lamarck. Erste umfassende Theorie, die besagt:

• Es gibt eine allmähliche Progression von sehr einfachen Organismen hin zu komplexeren.
• Der Mechanismus, durch den Veränderungen auftreten, ist die allmähliche Anpassung an die Umwelt durch Gebrauch oder Nichtgebrauch bestimmter Organe.
• Die Ausübung

Die Zelle als Grundeinheit des Lebens

Die Zelle ist die fundamentale Einheit des Lebens und kann in verschiedenen Aspekten betrachtet werden:

• Bauliche Einheit: Alle Organismen, ob Tiere oder Pflanzen, bestehen aus Zellen und zellulären Produkten.
• Funktionelle Einheit: In allen Zelltypen sind die chemische Zusammensetzung und die Stoffwechselvorgänge ähnlich. Die Zelle kann ihre Tätigkeit in der Entwicklung eines Individuums (einzellige Organismen) ausüben oder mit anderen Zellen interagieren und sich gegenseitig ergänzen, um vielzellige Organismen aufzubauen.
• Einheit des Ursprungs: Jede Zelle stammt aus einer anderen Zelle.
• Biochemische Einheit: Die Zelle verfügt über die biochemische Maschinerie, die es ihr ermöglicht, sich selbst und

Die DNA: Struktur, Funktion und Formen

Grundlagen der DNA

DNA: Definition

Ein lineares Polymer, bestehend aus einer Pentose, einem Phosphat und einer Stickstoffbase (Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin).

Primärstruktur der DNA

Die Primärstruktur der DNA beschreibt die Reihenfolge der Nukleotide, die durch Phosphodiesterbindungen miteinander verbunden sind. Diese Bindungen werden zwischen dem Phosphatrest am 5'-Kohlenstoff eines Nukleotids und der Hydroxylgruppe am 3'-Kohlenstoff des nächsten Nukleotids gebildet. Ein DNA-Strang hat zwei freie Enden: ein 5'-Phosphatende und ein 3'-Hydroxylende. Diese Nukleotidketten unterscheiden sich in Größe, Zusammensetzung und Basensequenz (z.B. ATCG), die angeben, welche Basen sich an welcher Stelle in der... Weiterlesen "DNA und Proteine: Struktur, Funktion und Bindungen" »

Typen der Verdauung

Verdauung ist der Prozess, bei dem komplexe Moleküle in einfachere aufgespalten werden.

Methoden der Verdauung

• Intrazelluläre Verdauung

  Findet innerhalb der Zellen statt. Jede Zelle fungiert als komplettes Verdauungssystem:

  • Fängt Nahrung (Pseudopodien, Cilien oder Flagellen).
  • Nimmt Nahrung auf (Endozytose).
  • Verdaut Nahrung (Lysosomen).
  • Scheidet unverdaute Materialien aus (Exozytose).

  Typisch für Schwämme.

• Extrazelluläre Verdauung

  Findet im Verdauungssystem statt, das aus einem Trakt und spezialisierten Drüsen besteht. Die Nährstoffe gelangen in den Blutkreislauf und werden an alle Zellen verteilt.

  Typisch für die meisten Tiere.

Kombination beider Verdauungsarten

Einige Tiere kombinieren beide Arten der Verdauung:

• Die Nahrung kommt

Die Fähigkeit von Kohlenstoff, lange Ketten zu bilden, führt zu einer Vielzahl von organischen Molekülen, die für das Leben unerlässlich sind. Zu diesen gehören Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleinsäuren.

Kohlenhydrate: Energiequellen des Körpers

Kohlenhydrate, auch als Zucker oder Saccharide bekannt, bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Bekannte Beispiele sind Glukose, Laktose und Stärke.

Bei ihrer Verbrennung liefern Kohlenhydrate eine hohe Menge an Wärme, Wasser und Kohlendioxid. Der Energiegehalt von Kohlenhydraten wird nicht sofort freigesetzt, sondern langsam durch progressive Oxidationsprozesse.

Lipide: Vielseitige Bausteine und Energiespeicher

Lipide sind eine heterogene Gruppe von Molekülen,... Weiterlesen "Organische Moleküle: Bausteine des Lebens" »

Die Zelle: Grundeinheit des Lebens

Die Zelle ist die Grundeinheit, aus der alle Lebewesen bestehen. Ein Körper kann entweder ein einzelliger Organismus sein, wie Pantoffeltierchen oder Amöben. Diese bestehen aus einer einzigen Zelle, die alle für das Überleben notwendigen Funktionen ausführt. Manchmal leben mehrere Organismen in Gruppen zusammen, die als Kolonien bezeichnet werden.

Alternativ kann ein Körper ein mehrzelliger Organismus sein, wie Pflanzen und Tiere. Diese bestehen aus vielen Zellen; einzelne Zellen verlieren dabei die Fähigkeit, isoliert zu überleben. Jede Zelle erfüllt eine spezifische Aufgabe, und alle arbeiten zusammen, um den Körper am Leben zu erhalten.

Zellorganellen: Die Bausteine der Zelle

Mitochondrien: Energiezentralen

Mitochondrien... Weiterlesen "Zellbiologie Grundlagen: Aufbau, Funktionen und Gewebe des Lebens" »