Grundlagen der Zellfraktionierung und Kohlenhydratchemie

Die subzelluläre Fraktionierung

Verfahren zur Fraktionierung und Isolierung intrazellulärer Moleküle aus Zellen.

Phasen der Fraktionierung

• Gewinnung: Entnahme von Gewebe aus dem lebenden Organismus.
• Homogenisierung: Überführung des Gewebes in eine Lösung oder Mischung in einem geeigneten Medium, um den Zellinhalt freizusetzen.
• Differentielle Zentrifugation: Ein Verfahren, um einzelne Fraktionen zu isolieren.

Zelluläre Fraktionen

• Nukleare Fraktion: Enthält DNA.
• Mitochondriale Fraktion: Enthält Enzyme.
• Mikrosomale Fraktion: Enthält glattes und raues endoplasmatisches Retikulum sowie Lysosomen.

Experimenteller Ansatz

• Isolierung: z. B. Salz-Fraktionierung.
• Bestimmung molekularer Strukturen: z. B. Massenspektrometrie.
• Analyse der biologischen Rolle: Untersuchung der Funktion im Körper.

Wichtige Fortschritte in der Biochemie

1. Bestimmung der Strukturen vieler Biomoleküle.
2. Isolierung und Funktionsbestimmung wichtiger Zellorganellen.

Hinweis: Die reverse Transkription ist ein Prozess, bei dem Informationen von RNA in DNA umgeschrieben werden.

Kohlenhydrate: Glucose und ihre Derivate

Glucose

Glucose ist ein wichtiger Brennstoff in Säugetieren und dient als universeller Energieträger für den Fötus. Sie kann im Körper in andere Kohlenhydrate umgewandelt werden.

Synthese von Glucose

Glucose wird in Pflanzen durch Photosynthese aus CO2 und Wasser synthetisiert und dort als Stärke oder Cellulose gespeichert.

Klassifizierung der Kohlenhydrate

• Monosaccharide: Die einfachsten Kohlenhydrate, die nicht weiter hydrolysiert werden können. Unterteilung: Triosen, Tetrosen, Pentosen, Hexosen, Heptosen (Summenformel: CnH2nOn).
• Disaccharide: Kohlenhydrate, die bei der Hydrolyse in zwei Monosaccharid-Moleküle zerfallen.
• Polysaccharide: Kohlenhydrate, die bei der Hydrolyse mehr als 10 Monosaccharid-Moleküle produzieren. Sie können linear oder verzweigt sein.

Stärke

Stärke besteht aus Alpha-Glucan-Ketten (ein Homopolymer). Bei der Hydrolyse entsteht Glucose. Sie setzt sich zusammen aus Amylose (20 %) und Amylopektin (80 %).

Chemische Reaktionen

• Hydrolyse: Bindungsbruch durch Einbau von Wasser.
• Dehydratisierungssynthese: Bildung einer glykosidischen Bindung unter Abspaltung von Wasser.
• Molisch-Reaktion: Alphanaphthol reagiert mit Schwefelsäure und Kohlenhydraten zu einem violetten Ring.
• Fehling-Reaktion: Nachweis reduzierender Zucker durch Bildung eines ziegelroten Niederschlags.