Biochemie Grundlagen: Stoffwechsel, Genetik & Zellbiologie

Elektronentransportkette: Wichtige Fakten

• Elektronen werden durch die Komplexe I, III und IV in der inneren Mitochondrienmembran transportiert, wobei Sauerstoff zu Wasser reduziert wird.
• Protonen (H+) werden von den Komplexen I, III und IV in den Intermembranraum gepumpt.

Oxidative Phosphorylierung: Schlüsselaussagen

• Der Protonengradient wird durch die elektrochemische Anreicherung von Protonen im Intermembranraum für die ATP-Synthese erzeugt.
• Der ATP-Synthase-Komplex nutzt den Fluss von Protonen (H+) zur Synthese von ATP.
• Für jedes oxidierte NADH-Molekül werden etwa 2,5 ATP-Moleküle erzeugt.

Glukoneogenese: Prozess und Energieverbrauch

• Die Glukoneogenese ist die Synthese von Glucose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorläufern wie Pyruvat.
• Das Enzym Pyruvatcarboxylase wandelt Pyruvat in Oxalacetat um.
• Für die Synthese eines Moleküls Glucose werden 6 ATP-Äquivalente (4 ATP und 2 GTP) verbraucht.

Pentosephosphatweg: Funktionen und Produkte

• Die oxidative Phase des Pentosephosphatwegs beinhaltet Dehydrogenasen, deren Coenzym NADP+ ist.
• Die Hauptprodukte dieses Weges sind Ribose-5-Phosphat und NADPH.
• Der Pentosephosphatweg wird in Zellen mit hoher proliferativer Aktivität oder für Biosynthesen genutzt.

Nukleotide: Struktur und Bestandteile

• Cytosin, Thymin und Uracil sind Pyrimidine; Adenin und Guanin sind Purine.
• Die stickstoffhaltigen Basen sind immer am C1-Atom der Pentose (Ribose oder Desoxyribose) gebunden.
• Nukleotide setzen sich aus einer stickstoffhaltigen Base, einer Pentose (Ribose oder Desoxyribose) und mindestens einer Phosphatgruppe zusammen.

Nukleinsäuren: Aufbau der Doppelhelix

• Die Doppelhelix ist antiparallel, und ihre Basen paaren sich spezifisch als Adenin-Thymin (A-T) und Guanin-Cytosin (G-C).
• Die Doppelhelix wird durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen stabilisiert.
• Ihre Nukleotide sind durch Phosphodiesterbindungen miteinander verbunden.

Ribonukleinsäure (RNA): Spezifische Merkmale

• Ihre Nukleotide besitzen eine Hydroxylgruppe (-OH) am C2-Atom der Ribose.
• In tRNA-Molekülen paaren sich die Basen als Adenin-Uracil (A-U) und Cytosin-Guanin (C-G).

Chromatin: Aufbau und Funktion

• Die Metaphase-Chromosomen stellen die höchste Ebene der Chromatinverdichtung dar.
• Ein Nukleosom besteht aus einem DNA-Abschnitt, der um einen Kern aus acht Histonproteinen gewickelt ist.
• Euchromatin ist weniger kompakt und transkriptionell aktiver als Heterochromatin.

ATP-Ausbeute: Oxidation von Tristearin

Wie viele ATP-Moleküle werden durch die vollständige Oxidation eines Triacylglycerids, das aus drei Molekülen Stearinsäure (Tristearin) besteht, hergestellt?

Antwort: Die vollständige Oxidation eines Tristearin-Moleküls liefert etwa 379 ATP-Moleküle.

• Jedes Stearinsäure-Molekül (C18) liefert ca. 120 ATP.
• Das Glycerin-Rückgrat liefert zusätzlich ca. 19 ATP.
• Gesamt: (3 x 120 ATP) + 19 ATP = 360 ATP + 19 ATP = 379 ATP.