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Proteine: Ein Überblick

Die Quartärstruktur von Proteinen

Die Quartärstruktur von Proteinen beschreibt die Anordnung von Polypeptidketten in Proteinkomplexen. Proteine mit Quartärstruktur bestehen aus mehreren Polypeptidketten, die sich zu einem funktionalen Komplex zusammenlagern. Jede dieser Polypeptidketten wird als Untereinheit bezeichnet. Die einzelnen Untereinheiten werden auch als Protomere bezeichnet.

Eigenschaften von Proteinen

• Löslichkeit: Proteine bilden kolloidale Dispersionen in Wasser.
• Denaturierung: Die native Konformation und biologische Aktivität von Proteinen kann durch Faktoren wie Temperaturerhöhung oder pH-Wert-Änderungen zerstört werden. Dieser Prozess wird als Denaturierung bezeichnet.
• Spezifität: Jede Spezies besitzt

Photosynthese

Die Photosynthese wandelt anorganische Stoffe in organische um, die nicht nur für Pflanzen, sondern für alle Lebewesen essentiell sind. Heterotrophe Organismen ernähren sich von organischer Materie, die von autotrophen Organismen produziert wird. Die Photosynthese nutzt Lichtenergie, um chemische Reaktionen anzutreiben und Sauerstoff freizusetzen, der für die Atmung benötigt wird. Zusätzlich bildet sich aus Sauerstoff Ozon, das die UV-Strahlung absorbiert.

Zellatmung

Die Zellatmung besteht aus der Oxidation und dem Abbau organischer Stoffe, wobei Energie in Form von ATP gespeichert wird. Glukose kann unter anaeroben Bedingungen (Fermentation) oder aeroben Bedingungen abgebaut werden. Die Fermentation benötigt keinen Sauerstoff... Continue reading "Zellbiologie: Eine Einführung in die Zellprozesse" »

Atmungssystem: Vom Nasenloch bis zur Lunge

Die Luft gelangt durch die Nasenlöcher in die Nase, wo sie erwärmt und befeuchtet wird. Die Nasenwand ist reich an Blutgefäßen. Die Nase öffnet sich zum Rachen, einem Organ, das sowohl Atemwege als auch Verdauungstrakt verbindet. Der Rachen kommuniziert mit dem Kehlkopf, über den die Luft in die Luftröhre gelangt. Im Kehlkopf befindet sich die Epiglottis, eine Knorpellamelle, die sich beim Schlucken schließt, um zu verhindern, dass Nahrung in die Atemwege gelangt. Der Kehlkopf dient neben der Luftpassage auch als Stimmorgan.

Die Funktion des Kehlkopfes

Im Inneren des Kehlkopfes befinden sich die Stimmbänder, elastische Wände, deren Spannung durch die vorbeiströmende Luft reguliert wird, wodurch... Continue reading "Atmungssystem und Urinbildung: Prozesse erklärt" »

Grundlegende Genetische Begriffe

Gen

Erblich festgelegte Informationseinheit, die ein Merkmal steuert.

Phänotyp

Das zum Ausdruck kommende Merkmal.

Genotyp

Die Gesamtheit der Erbfaktoren, die ein Individuum erhält.

Die Zelle: Grundeinheit des Lebens

Die Zelle ist die Grundeinheit lebender Organismen.

Zellaufbau

Wir können unterscheiden:

• Zellmembran: Kontrolliert den Stoffaustausch mit der Umgebung.
• Zellkern: Enthält die DNA, steuert die Proteinsynthese und die Vererbung.
• Zytoplasma: Enthält verschiedene Organellen (z. B. Ribosomen, Chloroplasten).

Entdeckung des Chromatins

Flemming entdeckte im Zellkern eine anfärbbare Substanz, die er Chromatin nannte. Während der Zellteilung (Mitose) kondensiert das Chromatin zu Fäden, die später Chromosomen genannt... Continue reading "Grundlagen der Genetik und Zellbiologie" »

Chloroplasten

Chloroplasten sind Organellen in Pflanzenzellen. Sie besitzen eine äußere und eine innere Membran. Im Stroma befinden sich Thylakoide, in denen die Photosysteme lokalisiert sind. Thylakoide sind gestapelt und bilden Grana. Chloroplasten enthalten DNA und das Photosynthese-Enzym RUBISCO. Die Dunkelreaktion (Calvin-Zyklus) findet im Stroma statt, die Lichtreaktion in den Thylakoiden.

Mitochondrien

Mitochondrien besitzen eine äußere und eine innere Membran mit Cristae (Einstülpungen). Sie enthalten einen Intermembranraum und eine Matrix mit DNA, RNA und Ribosomen. In der Matrix finden der Citratzyklus und die β-Oxidation von Fettsäuren statt. Die Atmungskette findet an den Cristae statt.

Unterschiede zwischen Chloroplasten und

Yersinia enterocolitica

Erreger: Yersinia enterocolitica (Y. enterocolitica) ist ein gramnegatives, fakultativ anaerobes Bakterium, das eine Gastroenteritis verursachen kann.

Merkmale

• Klein, stäbchenförmig
• Beweglich bei Raumtemperatur, aber unbeweglich bei 37 °C
• Produziert Endotoxine

Ökologie

• Wächst in einem breiten Temperaturbereich (psychrophil, mesophil)
• Wasseraktivität (aw) ≥ 0,95
• pH-Optimum: 7-8

Epidemiologie

• Übertragung: fäkal-oral
• Anfällige Bevölkerungsgruppen: Kinder, ältere Menschen und immungeschwächte Personen

Kontaminationsquellen

• Verzehr von unbehandeltem Wasser
• Umgang mit kontaminierten Lebensmitteln
• Mangelhafte Abwasserentsorgung

Lebensmittel und Reservoir

• Wasser
• Fleisch (insbesondere Schweinefleisch)
• Austern
• Fisch
• Rohmilch

Krankheitsübertragung

• Von

Zellzyklus: Phasen und Ablauf

Der Zellzyklus ist ein zweistufiger Prozess:

1. Interphase

Die Interphase liegt zwischen zwei Mitosen und besteht aus drei Phasen:

• G1-Phase: Die Zelle synthetisiert Proteine und wächst. In dieser Phase kann die Zelle in die Ruhephase G0 eintreten, in der sie sich nicht mehr teilt (manche Zellen verbleiben jahrelang in G0 oder sterben ab).
• S-Phase: In dieser Phase verdoppelt sich die DNA.
• G2-Phase: Die Zelle bereitet sich auf die Mitose vor und die Zentriolen verdoppeln sich.

2. Mitose

Die Mitose ist der Prozess der Zellteilung und besteht aus zwei Phasen: Karyokinese und Zytokinese.

Karyokinese

Die Karyokinese ist die Teilung des Zellkerns und besteht aus folgenden Phasen:

1. Prophase: Die Zentriolen wandern zu den gegenüberliegenden

Plattwürmer (Platyhelminthes)

Plattwürmer sind dreischichtige Tiere ohne Leibeshöhle (Coelom). Sie besitzen eine Haut, innere Organe und einen Verdauungstrakt. Obwohl es freilebende Plattwürmer gibt, sind viele Arten Parasiten.

Fadenwürmer (Nematoden)

Fadenwürmer sind schlanke Würmer mit einer flüssigkeitsgefüllten Pseudocoelom-Leibeshöhle, die als hydrostatisches Skelett dient.

Ringelwürmer (Annelida)

Ringelwürmer zeichnen sich durch ihren segmentierten Körper aus. Diese Segmentierung erleichtert die Fortbewegung und ermöglicht komplexe Bewegungen. Die Ringelwürmer umfassen drei Klassen:

• Polychaeten: Meereswürmer mit vielen Borsten, die entweder frei schwimmen oder sich im Sand vergraben.
• Oligochaeten: Wenigborster, wie z.B. Regenwürmer.

Aerobe Atmung: Schritte und Bedeutung

Die aerobe Zellatmung umfasst die Umwandlung von Pyruvat in Acetyl-CoA, den Krebszyklus (Zitronensäurezyklus), die Elektronentransportkette und die oxidative Phosphorylierung. Dabei wird Brenztraubensäure (aus der Glykolyse) vollständig zu CO2 und Wasser oxidiert, wobei O2 als finaler Elektronenakzeptor dient. Die Schritte sind:

1. Umwandlung von Brenztraubensäure in Acetyl-CoA: Eine oxidative Decarboxylierung, katalysiert durch den Pyruvat-Dehydrogenase-Multienzymkomplex in der mitochondrialen Matrix.
2. Krebszyklus (Zitronensäurezyklus): Eine Reihe von Reaktionen, in denen organische Säuren oxidiert werden. Dieser Zyklus findet in der mitochondrialen Matrix statt, wo sich die notwendigen Enzyme befinden.

**Membranplasma**

Die Plasmamembran umgibt die Zelle und trennt das Innere vom Äußeren. Die meisten Organellen haben eine ähnliche Zusammensetzung:

• Lipide: Phospholipide (bestehend aus Glycerin + 2 Fettsäuren + Phosphorsäure + Aminoalkohol) und Sphingolipide (bestehend aus gesättigten und ungesättigten Fettsäuren + Aminoalkohol + eine andere Komponente (Galaktose, komplexe Oligosaccharide oder andere)). Sie haben einen amphipathischen Charakter und bilden Doppelschichten. Sie führen Drehbewegungen, laterale Diffusion, Flip-Flop und Flexion aus.
• Proteine: Sie können Flexions- und Rotationsbewegungen ausführen. Sie können innere oder äußere Proteine sein, die auf einer oder der anderen Seite lokalisiert sind.
• Kohlenhydrate: Sie befinden