Notes, abstracts, papers, exams and problems of Biologie

Esfingoglucolípidos: In Esfingoglucolípidos, die polare Gruppe, bindet an das Ceramid, ist ein Kohlenhydrat, das ein Monosaccharid oder Oligosaccharid verzweigt werden kann. Die Esfingoglucolípidos sind in der äußeren Zone der Plasmamembran Glykoproteine mit der Bildung der Glykokalyx angeordnet. Abhängig vom Kohlenhydratanteil, werden sie in Zerebroside klassifiziert (Ceramid und bestehen aus einem Monosaccharid. Sie sind in den Membranen von Nervenzellen im Gehirn und peripheren Nervensystems reich) und Ganglioside (verzweigte Oligosaccharide. Sie befinden sich auf der Außenseite der Zellmembranen, insbesondere von Nervenzellen). Funktionen: Ganglioside scheinen an der Rezeption von Nervenimpulsen über die Synapsen beteiligt zu sein.

Das Integumentsystem

Das Integumentsystem hat ein Gewicht von ca. 3 bis 4 kg und eine Fläche von ca. 1,5 bis 2 m². Es ist das größte Organ des Körpers. Es besteht aus der Haut, die in verschiedene Schichten unterteilt ist, und den Hautanhangsgebilden.

Histologie der Haut

Die Haut besteht aus drei verschiedenen Schichten: der Epidermis, der Dermis und der Hypodermis. Die Hypodermis wird nicht immer zur Haut gezählt, da sie aus Zell- und Fettgewebe besteht.

Epidermis

Die Epidermis ist ein mehrschichtiges Plattenepithel, das aus flachen Zellen besteht, die eine durchgehende Schicht bilden. Sie ist geschichtet mit zwei oder mehr Zellschichten und verhornt schließlich, d. h. sie produziert Keratin. Die primäre Epithelzelle ist das Keratinozyt.... Continue reading "Das Integumentsystem: Haut, Haare und Drüsen" »

1. Sauerstofftransport durch Hämoglobin

Wie in der Abbildung zu sehen ist, haben Blutgefäße mit Plasma-Hämoglobin (Hb) (rechts) eine höhere Fähigkeit, Sauerstoffmoleküle zu transportieren. Jedes Hb-Molekül kann 4 Sauerstoffmoleküle (O₂) binden. Die Bindung erfolgt durch *lose* Addition von Sauerstoffpartikeln. Im Gegensatz dazu transportieren Blutgefäße, die gelösten Sauerstoff im Plasma (links) enthalten, weniger O₂-Partikel. Die Sauerstofftransportkapazität ist bei Gefäßen mit Hb *deutlich* höher.

Blutgefäße mit Hb nehmen ca. 20 ml O₂ pro 100 ml Blut auf, während Gefäße mit im Plasma gelöstem Sauerstoff nur 0,3 ml O₂ pro 100 ml Blut aufnehmen. Die höhere Kapazität der Sauerstoffaufnahme durch Blutgefäße mit Hb-Molekülen... Continue reading "Hämoglobin-Transport & Partialdrücke" »

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

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... Continue reading "Harnwege: Nieren, Harnleiter, Blase und Harnröhre" »

Knochen: Struktur, Funktion und Klassifizierung

Knochen sind die wichtigsten Komponenten des Skeletts. Sie sind starke, harte und zähe Organe, die aus Knochengewebe bestehen, einem spezialisierten Bindegewebe mit verkalkten extrazellulären Komponenten.

Chemische Zusammensetzung der Knochen

• 25% Wasser (H2O)
• 45% Mineralien
• 30% organische Substanz

Funktionen der Knochen

Knochen erfüllen vielfältige Funktionen im Körper:

• Bewegung: Sie bilden zusammen mit den Muskeln das Muskel-Skelett-System, das die Bewegung ermöglicht.
• Stützfunktion: Das Skelett dient als Tragwerk des Körpers.
• Schutz: Knochen schützen lebenswichtige Organe.
• Blutbildung: Sie beherbergen das Knochenmark, in dem die Blutzellen gebildet werden.

Klassifizierung der Knochen

Klassifizierung

Cephalic-Darm-Trakt - Die Verdauung im Mund beginnt mit einer einfachen Öffnung und Strukturen, die für ein aktives Leben und die Einleitung chemischer und mechanischer Prozesse sorgen. Einige Veränderungen im Mund sind:

• Mundwerkzeuge: Merkmale der Arthropoden. Die Mundwerkzeuge sind um den Mund herum angeordnet und variieren je nach Art der Nahrung.
• Zähne: Organisiert, um Beute zu ergreifen und die Nahrung zu zerkleinern, was die chemische Verdauung einleitet. Sie sind verantwortlich für das Schneiden, Reißen und Kauen. Zähne sind bei Säugetieren vorhanden.
• Chelizeren: Teile wie ein Nagel, die auch Spinnen haben, um Gift zu injizieren und Beute zu lähmen.

Der Mund sondert Speichel aus den Speicheldrüsen ab. Die Speichelsekretion besteht... Continue reading "Verdauungstrakt: Mund, Magen und Darm" »

Die Entdeckung der Zelle und die Zelltheorie

Robert Hooke entdeckte 1665 beim Betrachten von Kork unter dem Mikroskop kleine Einheiten, die er Zellen nannte. Verbesserungen am Mikroskop im 19. Jahrhundert ermöglichten die Beobachtung weiterer Zellstrukturen. Wichtige Meilensteine:

• 1831: Robert Brown entdeckt den Zellkern.
• 1838: Johannes Purkinje prägt den Begriff Protoplasma.
• 1838/39: Matthias Schleiden und Theodor Schwann postulieren, dass alle Pflanzen und Tiere aus Zellen bestehen.
• 1855: Rudolf Virchow stellt fest: Omnis cellula e cellula (Jede Zelle entsteht aus einer Zelle).

Die Zelltheorie

• Die Zelle ist die grundlegende strukturelle und funktionelle Einheit des Lebens.
• Alle Lebewesen bestehen aus einer oder mehreren Zellen.
• Jede Zelle entsteht

Zellzyklus-Kontrollpunkte

Es gibt einige Kontrollpunkte, die den Übergang von einer Phase des Zellzyklus in die nächste regulieren und koordinieren. Diese sind:

Übergang von G1 zu S

Dieser Kontrollpunkt befindet sich am Ende der G1-Phase, wurde erstmals in der Hefe Saccharomyces cerevisiae beschrieben und wird als START oder Restriktionspunkt bezeichnet. Das Überschreiten dieses Punktes führt unweigerlich zum Beginn der S-Phase und zur Fortsetzung des Zellzyklus, der mit der Zellteilung endet. Die Überwindung dieses Punktes hängt von der Zellgröße und der Anwesenheit von extrazellulären Wachstumsfaktoren ab. In Gegenwart dieser Faktoren setzen die Zellen ihren Zellzyklus fort. Wenn in der G1-Phase keine Wachstumsfaktoren vorhanden sind,... Continue reading "Zellzyklus-Kontrollpunkte und Apoptose" »

Meiose: Zellteilung für Geschlechtszellen

Meiose ist die Teilung von Geschlechtszellen, bei der aus einer Mutterzelle vier genetisch unterschiedliche Tochterzellen entstehen, die jeweils die Hälfte der Chromosomen der Mutterzelle besitzen. In der ersten Teilung wird die Anzahl der Chromosomen halbiert, wobei es zur genetischen Rekombination kommen kann. Die zweite Teilung entspricht einer normalen Mitose.

Phasen der Meiose

Prophase 1: Replikation der Zentriolen, Chromosomen werden sichtbar, Kernmembran und Nukleolus lösen sich auf.

Metaphase 1: Die Chromosomen ordnen sich in der Zellmitte an; Rekombination kann stattfinden.

Anaphase 1: Die Chromosomenpaare werden zu den Zellpolen gezogen.

Telophase 1: Es entstehen zwei Tochterzellen mit der halben... Continue reading "Meiose, Mitose und Genetik: Grundlagen und Gesetze" »