Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Biologie

mRNA-Translation: Ein Überblick

Sobald sich die mRNA im Zytoplasma befindet, wird sie durch spezifische Sequenzen (in Bakterien) oder die Kappe (in Eukaryoten) vom Ribosom erkannt. In den Ribosomen findet der Translationsprozess statt. Dies wird wichtig, wenn die tRNA, die als Adapter zwischen Aminosäuren und mRNA fungiert, ins Spiel kommt.

Wie erkennt die tRNA die richtige Sequenz?

tRNAs haben zwei wichtige Regionen:

• Eine Region, die an eine spezifische Aminosäure bindet.
• Eine andere Region, das Anticodon, erkennt ein Triplett von Nukleotiden in der mRNA.

Der Translationsprozess Schritt für Schritt

1. Die Translation beginnt, wenn das Ribosom bestimmte Sequenzen am 5'-Ende der mRNA (in Bakterien) oder die Kappe (bei Eukaryoten) erkennt.
2. Es bewegt

In der Photosynthese spielen NADPH + H+ und ATP eine zentrale Rolle als Energieträger und Reduktionsmittel. Sie ermöglichen die Reduktion von Kohlenstoff zu Kohlenhydraten. Ebenso sind NADPH + H+ und ATP an der Stickstofffixierung beteiligt, um Aminogruppen für die Synthese von Aminosäuren zu gewinnen. Stickstoff wird von Pflanzen hauptsächlich als Nitrat und Nitrit aufgenommen. Auch Schwefel in Form von Sulfaten und Sulfiten ist essenziell; er wird fixiert, um die Sulfhydryl-Gruppe (–SH) der Aminosäure Cystein zu bilden. Weitere wichtige Bioelemente wie Phosphor und Kalium werden ebenfalls in organische Moleküle eingebaut.

Kohlenstoff-Fixierung in der Dunkelphase

Die Fixierung von Kohlenstoff aus CO2 erfolgt über einen zyklischen Weg,... Weiterlesen "Photosynthese: Kohlenstoff- und Stickstofffixierung in der Dunkelphase" »

DNA-Replikation: Semikonservative Verdopplung

Die semikonservative DNA-Replikation erzeugt zwei neue DNA-Doppelhelix-Moleküle, wobei jeweils ein Strang als Matrize dient. Ein Strang ist der ursprüngliche Strang, der andere ein neuer, komplementärer Strang, der durch die Polymerisation von Nukleotiden entsteht. Die Doppelhelix kann bicatenär (doppelsträngig) oder, seltener, einzelsträngig sein.

1. Initiation: Der Replikationsursprung

Die Replikation beginnt an spezifischen Nukleotidsequenzen in der DNA, den Replikationsursprüngen. Der Prozess lässt sich in drei Hauptetappen unterteilen:

Schritt 1: Entwindung und Öffnung der Doppelhelix

Eine Gruppe von Enzymen und Proteinen, das Replisom, ist an diesem Schritt beteiligt:

• Helikasen: Erleichtern

Das Reich der Monera: Bakterien und Prokaryoten

Das Reich der Monera umfasst eine Gruppe mikroskopischer Organismen, die aus einzelligen, prokaryotischen Zellen bestehen. Das bedeutet, sie besitzen keinen differenzierten Zellkern. Dieses Reich beinhaltet alle Bakterien, die oft auch in Kolonien vorkommen.

Struktur der Monera (Bakterien)

Bakterien besitzen eine sehr einfache Struktur und keinen echten Zellkern. Sie bestehen aus:

• Zellmembran

  Regelt die Ein- und Ausfuhr von Stoffen in die Zelle.

• Zellwand

  Ein fester Schutzmantel, der die Zellmembran umgibt. Ihre Hauptfunktion ist die Formgebung und der Schutz der Bakterie.

• Kapsel

  Umhüllt die bakterielle Zellwand und dient als zusätzliche Schutzschicht.

• Zytoplasma

  Füllt das Innere der Zelle aus, in dem

Ribosomen: Aufbau und Funktion

Ribosomen befinden sich im Zytosol, auf dem rauen Endoplasmatischen Retikulum (RER), an der äußeren Kernmembran sowie frei in Chloroplasten und Mitochondrien. Sie bestehen aus zwei Untereinheiten: einer kleinen und einer großen. Ribosomen besitzen zwei aktive Zentren: die P-Stelle (Peptidyl-Stelle), an der die erste Aminoacyl-tRNA mit dem ersten Methionin-Codon bindet, und die A-Stelle (Aminoacyl-Stelle), an der das zweite Codon bindet. Ribosomen synthetisieren Proteine.

Peroxisomen: Funktion und Vorkommen

Peroxisomen liegen oft in der Nähe des Endoplasmatischen Retikulums (ER). Kleinere Peroxisomen werden als Mikroperoxisomen bezeichnet. Sie enthalten oxidative Enzyme und arbeiten eng mit Mitochondrien zusammen,... Weiterlesen "Zellorganellen: Aufbau, Funktion und Bedeutung im Überblick" »

Protozoen: Einzellige Parasiten

Giardia lamblia: Darmparasit

Giardia lamblia existiert in zwei Formen: als begeißelte Trophozoiten und als Zysten. Die Zysten sind die infektiöse Form. Nach der Aufnahme von Zysten kommt es im Magen durch die Magensäure zum Aufbrechen der Zysten, wodurch Trophozoiten im Duodenum und Jejunum freigesetzt werden. Symptome einer Giardiasis sind Schleimhautentzündungen, Durchfall, Blähungen, Bauchschmerzen und Appetitlosigkeit. Die Infektion wird durch den Verzehr von kontaminiertem Wasser und Gemüse sowie durch fäkal-orale Übertragung verbreitet.

Trichomonas: Urogenitale und orale Formen

• Trichomonas vaginalis: Verursacht urogenitale Trichomoniasis, oft mit Vulvovaginitis.
• Trichomonas tenax: Lebt im Mund, oft in

Lytischer Zyklus von HIV

Der lytische Zyklus von HIV beschreibt, wie das Virus in den Körper gelangt und T-Zellen befällt. Der Wirkmechanismus in den T-Zellen läuft wie folgt ab:

1. HIV-Proteine (GP120) binden an CD4-Rezeptoren der Lymphozyten.
2. Das Virus fusioniert mit der Zellmembran, und das Nukleokapsid gelangt in die Zelle.
3. Die Proteine des Nukleokapsids werden abgebaut, und die virale RNA wird freigesetzt.
4. Die Reverse Transkriptase synthetisiert aus der RNA einen DNA-Strang.
5. Der RNA-Strang wird abgebaut, und ein zweiter DNA-Strang wird synthetisiert.
6. Die doppelsträngige virale DNA gelangt in den Zellkern.
7. Die virale DNA integriert sich in die DNA der Wirtszelle.
8. Virale mRNA wird transkribiert.
9. Die mRNA und virale RNA wandern ins Zytoplasma.
10. Ribosomen

Klassifizierung von Tieren

Diploblastische Eumetazoen mit Radialsymmetrie

- Cnidaria

Rudimentäre Tiere mit stechenden Zellen (Nesselzellen) in Geweben und Organen zur Jagd auf Beute. Zwei Arten: Polypen und Quallen.

Triploblastische Eumetazoen mit bilateraler Symmetrie

Acoelomata

- Plattwürmer

Würmer mit abgeflachtem Körper, Geweben und Organen. Planarien (freilebend) und Bandwürmer (Parasiten).

Pseudocoelomata

- Nematoden

Würmer mit länglichem, zylindrischem Körper, einfachen Geweben und Organen. Freilebend und parasitär (Darmwürmer).

Coelomata

- Mollusken

Kopf, Fuß und viszerale Masse, umgeben von einem Mantel. Meistens aquatisch. 3 Klassen:

• Gastropoden: Reduzierte Schale oder einteilige Schale (Schnecken).
• Bivalvia: Schale aus 2 gegliederten

Bakterielle Physiologie

Ernährung

Autotrophe Bakterien: Sie erzeugen organische Substanzen aus anorganischer Materie und Energie aus der Umgebung. Man unterscheidet:

• Photolithotrophe: Sie nehmen Lichtenergie auf.
• Chemolithotrophe: Sie nutzen die chemische Energie aus der Oxidation anorganischer Moleküle.

Heterotrophe Bakterien: Sie verwenden organische Stoffe. Zu dieser Gruppe gehören auch saprophytische, parasitische und symbiotische Bakterien.

Vermehrung

Die Vermehrung erfolgt in der Regel asexuell durch Zweiteilung. Es gibt aber auch parasexuelle Mechanismen, durch die DNA-Fragmente ausgetauscht werden, wie Konjunktion, Transduktion und Transformation.

Mikroben

Eukaryoten

• Algen: Photosynthetisch, bilden das Phytoplankton und sind wichtig für die

Industrielle Anwendungen von Mikroorganismen

Mikroorganismen spielen eine entscheidende Rolle in verschiedenen industriellen Prozessen. Sie werden sorgfältig gemischt und mit Nährlösung versetzt, wobei Gase durch Ventile entweichen und Endprodukte der Fermentation gewonnen werden.

Fermentation und Biotechnologie

• Alkoholische Gärung: Beispiele hierfür sind die Herstellung von Wein oder die Gewinnung von Ethanol.
• Milchsäuregärung: Hierbei werden Stoffe wie Milchsäure gewonnen, die zur Behandlung von Anämie oder als Weichmacher eingesetzt werden können.
• Essigproduktion: Bestimmte Bakterien bauen Ethanol zu Essigsäure ab.

Produktion von Antibiotika

Antibiotika sind Substanzen, die von Mikroorganismen produziert werden und das Wachstum oder... Weiterlesen "Mikroorganismen und Immunsystem: Anwendungen und Grundlagen" »