Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Biologie für Hochschule

Grundlagen der Enzyme

Enzyme sind biologische Katalysatoren, die als globuläre Proteine betrachtet werden und eine katalytische Aktivität besitzen. Sie verändern das Gleichgewicht einer Reaktion nicht.

Struktur und Spezifität

• Enzyme enthalten eine aktive Seite im globulären Protein.
• Sie sind hochspezifisch.
• Die Spezifität wird durch die Komplementarität des aktiven Zentrums des Enzyms mit dem Substrat bestimmt.
• Enzyme weisen eine große katalytische Leistung auf (10⁶ oder mehr) und verändern die Reaktion nicht dauerhaft.
• Das Enzym sorgt für die nötige Orientierung und Nachbarschaft, damit die Reaktion eintritt.
• Es besteht eine strukturelle, elektrostatische und stereospezifische Komplementarität zwischen dem Substrat und dem aktiven Zentrum.

Was sind Enzyme? Definition und Funktion

Enzyme sind Eiweißstoffe in der Natur, die chemische Reaktionen katalysieren. Es sind Proteinmoleküle, die die Fähigkeit besitzen, chemische Reaktionen, die in lebenden Geweben vorkommen, zu erleichtern und zu beschleunigen. Enzyme reagieren chemisch nicht mit den Substanzen, die sie umsetzen (sogenannte Substrate), noch verändern sie das Gleichgewicht der Reaktion.

Klassifizierung von Enzymen nach ihrer Funktion

Der Name eines Enzyms wird oft vom Substrat abgeleitet, an das die Endung '-ase' angehängt wird, um die Besonderheit ihrer Funktion zu kennzeichnen. Enzyme werden in sechs Hauptklassen eingeteilt:

• Oxidoreduktasen: Elektronentransfer-Enzyme

  Katalysieren Oxidations-Reduktions-Reaktionen, d.h.,

Das menschliche Gehirn und Nervensystem

Bestandteile des Gehirns

Telencephalon (Großhirn)

Das Telencephalon (Großhirn), der obere Teil des Gehirns, ist durch seine charakteristischen Furchen und Windungen gekennzeichnet.

Hirnstamm

Der Hirnstamm verbindet das Großhirn mit dem Rückenmark und ist in drei Hauptteile unterteilt: das obere Mittelhirn (Mesencephalon), die mittlere Brücke (Pons/Protuberanz) und das untere verlängerte Mark (Medulla oblongata). Innerhalb dieser Regionen befinden sich auch der Thalamus, der Hypothalamus und die Hypophyse.

Kleinhirn

Das Kleinhirn (Cerebellum) befindet sich im hinteren, unteren Teil des Schädels und ist hauptsächlich für die Koordination von Bewegungen und das Gleichgewicht zuständig.

Das Nervensystem:

Der Genetische Code

Der genetische Code ist die Information für die Abfolge von Aminosäuren in einem Protein. Er basiert auf der Basenabfolge der DNA.

• Drei Nucleotide bilden immer ein Codon.
• Ein Codon codiert immer für eine Aminosäure.
• Die Basen werden durchgehend abgelesen.
• Eine Base kann nicht Bestandteil verschiedener Codons sein (der Code ist nicht überlappend).

Aufbau eines Nukleotids

Ein Nukleotid besteht aus:

• Zucker (Desoxyribose)
• Phosphorsäuremolekül
• Einer Base

Nukleotide verbinden sich zu einem Doppelstrang.

DNA-Replikation

Die DNA-Replikation ist der Vorgang der Verdopplung der DNA:

1. An einem bestimmten DNA-Abschnitt lagern sich Replikationsenzyme an.
2. Die DNA wird durch die Helicase entschraubt und die Wasserstoffbrückenbindungen werden gelöst.

Befruchtung

Die Befruchtung ist der Prozess, bei dem zwei Gameten verschmelzen, um ein neues Individuum mit einem Genom beider Elternteile zu erschaffen. Sie wird durch den Eintritt des Spermiums in die Eizelle ausgelöst, woraufhin eine Schutzschicht gebildet wird, die das Eindringen weiterer Spermien verhindert.

Einnistung

Die befruchtete Eizelle nistet sich in der Gebärmutterschleimhaut ein, die zuvor durch hormonelle Einflüsse auf die Aufnahme, den Schutz und die Ernährung des Embryos vorbereitet wurde. In dieser Zeit besteht der Embryo aus zwei Zellklassen, die unter anderem die Verbindung zur Gebärmutter für die Nährstoffversorgung herstellen.

Implantation

Die Implantation ist ein Ereignis in den ersten Tagen der Schwangerschaft, bei...

Physiologie des Verdauungssystems

• Der Magen‑Darm‑Trakt ist verantwortlich für die Verdauung der verzehrten Nahrung, sodass sie vom Körper genutzt werden kann. Er ist ein langer Schlauch von etwa 10 bis 12 Metern Länge und enthält zahlreiche Drüsen. Seine Funktion besteht in der Umwandlung komplexer Nahrungsmoleküle in einfache, leicht verwertbare Stoffe.

• Der Prozess der Verdauung beginnt im Mund: Die Nahrung wird mit Speichel befeuchtet, zerkleinert und durch Kauen zu einem Bolus geformt, der dann verschluckt wird.

• Der Magen ist ein muskulöser Sack mit einer typischen Fassungsfähigkeit unter normalen Bedingungen. Die Magenschleimhaut sondert Magensaft ab; das Essen wird zu einer breiigen, halbflüssigen Masse, dem Speisebrei, durchmischt.

Gentherapie reduziert Schmerzen bei rheumatoider Arthritis

Ein Forschungsteam hat mithilfe von Gentherapie Gelenkschmerzen bei zwei Patienten mit rheumatoider Arthritis (RA) deutlich reduziert. Diese Daten sind laut Dr. Christopher H. Evans in der Zeitschrift Human Gene Therapy "der erste dokumentierte klinische Hinweis auf lokale Gentherapie zur Linderung von RA-Symptomen beim Menschen".

RA tritt auf, wenn das Immunsystem aus unbekannten Gründen den Körper angreift und Entzündungen in den Gelenken verursacht. Unbehandelt kann die Krankheit das Gelenkgewebe zerstören.

RA ist unheilbar und betrifft Schätzungen zufolge über 2 Millionen Menschen allein in den USA.

"RA ist eine extrem schmerzhafte Erkrankung, die mehrere Gelenke im Körper betrifft....

Der Mund

Der Mund ist in zwei Teile unterteilt: den Mundvorhof, der den Raum zwischen der Innenseite der Lippen und der Außenseite der Zähne bildet, und die Mundhöhle selbst, die sich von den Zähnen bis zum Eingang des Rachens erstreckt. Das Dach des Mundes wird durch den harten und den weichen Gaumen gebildet, die aus Muskeln bestehen und mit Schleimhäuten bedeckt sind. In der Mittellinie des weichen Gaumens ragt eine kleine Masse hervor, die Uvula genannt wird. Der Mund kommuniziert mit dem Rachen durch den Mundschlund im hinteren Teil des Mundes. Angrenzend an die Kiefer bilden die Gaumenbögen zwei Falten, zwischen denen die Gaumenmandeln liegen.

Der Boden der Mundhöhle wird durch die Zunge gebildet, die aus einer Masse von Skelettmuskeln...

Siphonaptera (Flöhe)

Flöhe besitzen 3 Beinpaare und einen segmentierten Körper (0,5 bis 4 mm). Sie können das 33-fache ihrer Körpergröße springen. Charakteristisch sind Ctenidien (Körperhaare) und bei Weibchen die Spermatheka zur Eierablage. Der Lebenszyklus ist holometabol: Das erwachsene Tier legt Eier, daraus entwickeln sich nach drei Wochen Larven, gefolgt von einer 9-15-tägigen Puppenphase. Erwachsene ernähren sich von Blut, Larven von Flohkot. Die Puppe ist unbeweglich in Erde eingebettet.

• Pulex irritans: Menschenfloh
• Ctenocephalides canis: Hundefloh
• Ctenocephalides felis: Katzenfloh
• Xenopsylla cheopis: Rattenfloh
• Tunga penetrans: Sandfloh (dringt in die Haut ein und verursacht Wunden durch Speichelsekretion)

Hemiptera (Wanzen)

Wanzen...

Das endoplasmatische Retikulum (ER) besteht aus einem Membransystem, das durch Kanäle begrenzt ist. Diese Kanäle kommunizieren mit der Kernhülle (Kernmembran). Das endoplasmatische Retikulum fungiert als Vertriebsnetz, das benötigte Materialien innerhalb der Zelle transportiert. Zudem dient es als Kommunikationskanal zwischen dem Zellkern und dem Cytoplasma.

Raues endoplasmatisches Retikulum

Das raue endoplasmatische Retikulum (RER) besteht aus abgeflachten Tubuli-Systemen. Durch die an die Membran angelagerten Ribosomen erhält es ein körniges Aussehen. Seine Hauptfunktion ist die Beteiligung an der Synthese von Proteinen, die für den Export aus der Zelle bestimmt sind. Das RER wird auch als Ergastoplasma bezeichnet (vom griechischen Wort...