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

Molekularbiologische und biochemische Grundlagen

5'-Cap-Synthese und Polyadenylierung der mRNA

FORM.CAP (5'-Capping): Dieser Prozess beschreibt die Methylierung der Sequenzen: Cap 0 + CH₃ → Cap 1 + CH₃ → Cap 2. Dabei bedeutet mG die Methylierung an der Base Guanin und Gm die Methylierung an der Ribose.

Am Carboxyl-Terminus (CTD) der RNA-Polymerase bzw. der terminalen Aminosäuren befinden sich zahlreiche Stellen, die phosphoryliert werden können. Der Spaltungsstimulationsfaktor CstF (Cleavage Stimulation Factor) und CPSF (Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor) sind zwei Proteine, die sich anlagern, sobald die Aminosäuren phosphoryliert sind. Zuerst bindet das Carboxyl-Ende; die Faktoren werden auf die Boten-RNA (mRNA) übertragen,...

Zellorganellen: Merkmale und Funktionen im Überblick

Plasmamembran

Merkmale:

• Besteht aus einer Lipid-Doppelschicht.
• Proteine sind in die Schicht „eingetaucht“ oder halten ein- oder beidseitig daran fest.

Funktionen:

• Führt eine qualitative und quantitative Kontrolle des Ein- und Austritts von Stoffen durch.
• Ermöglicht die selektive Aufnahme von Nährstoffen und die Ausscheidung von Abfallstoffen.
• Hilft bei der Bestimmung der Zusammensetzung des Zytoplasmas.
• Ist eine semipermeable oder selektiv permeable Membran.
• Erlaubt den Durchgang von Lösungsmitteln und gelösten Stoffen geringer Größe, ist aber für größere gelöste Stoffe undurchlässig.

Golgi-Apparat

Funktionen:

• Präsentiert sich als Stapel abgeflachter Säcke (Zisternen) mit erweiterten

Ausscheidung

Die Ausscheidung ist die Beseitigung von Abfallstoffen aus der Zellaktivität. Obwohl die Ausscheidung in verschiedenen Teilen des menschlichen Körpers erfolgt (die Leber leitet Stoffe aus dem Abbau des Hämoglobins in den Darm, die Lunge entfernt CO₂ aus dem Zellstoffwechsel und Schweißdrüsen auf der Haut scheiden Schweiß aus), wird der größte Teil dieser Funktion durch das Harnsystem vorgenommen.

Die Harnwege

• Harnleiter: Zwei Leitungen, die von jeder Niere kommen und den Urin zur Blase führen.
• Harnblase: Ein hohles Muskelorgan, in dem Urin gespeichert wird, bis er nach außen abgegeben wird.
• Harnröhre: Ein Kanal, der die Blase mit der Außenseite des Körpers verbindet. Der Ausgang des Urins wird durch einen Muskel, den Schließmuskel,

Zellteilung

Von einer Mutterzelle entstehen zwei Tochterzellen.

Zelluläre Schnittstelle

Der Zeitraum zwischen dem Ende einer Zellteilung und dem Beginn der nächsten.

Phasen der Zellteilung

Die Zellteilung umfasst zwei Hauptphasen: Mitose und Meiose, gefolgt von der Zytokinese.

Meiose

Meiose ist ein Zellteilungsprozess, bei dem sich der Zellkern zweimal hintereinander teilt, um vier Zellen zu bilden. Diese Zellen erhalten die Hälfte der Chromosomen der Ursprungszelle und sind genetisch diversifiziert. Meiose ist entscheidend für die Bildung von Eizellen und Spermien.

Zytokinese

Die Zytokinese ist die Teilung des Zytoplasmas und der Organellen.

Phasen der Mitose

• Prophase: Die Zentriolen duplizieren sich und bewegen sich zu den Zellpolen. Zwischen ihnen

Klonen: Grundlagen und Methoden

Klonen bezeichnet den Prozess, mehrere genetisch identische Kopien eines Gens (Genklonierung) oder eines gesamten Organismus (Organismenklonierung) zu erzeugen.

Genklonierung: Schritte zur Vervielfältigung von Genen

Bei der Genklonierung werden identische Kopien eines Gens von Interesse in einen Wirtsorganismus eingeführt. Der Prozess umfasst typischerweise folgende Schritte:

1. DNA-Fragmente werden mit Restriktionsenzymen geschnitten und das gewünschte Gen isoliert.
2. Ein bakterieller Vektor (z.B. Plasmid) wird vorbereitet.
3. Rekombinante DNA wird unter Beteiligung eines Ligase-Enzyms gebildet.
4. Die rekombinante DNA wird in eine Wirtszelle eingeführt.
5. Die gewünschten Klone werden selektiert und vermehrt.

Klonierung eines

Transkript:
1. Es öffnet die Doppelhelix der DNA.
2. Ergänzende Nukleotide befinden sich gegenüber einer der beiden Stränge (Aktionsbereich Vorlage).
3. Nur ein Exemplar der beiden DNA-Stränge.
4. Es wird eine Reihe von RNA mit einer komplementären Basensequenz der DNA.

Übersetzung:
1. Die Nachricht wird in RNA kopiert ist identisch mit der in der DNA gefunden (mit der Ausnahme, dass Uracil statt Thymin hat).
2. Diese RNA ist ein einzelnes Molekül, kleiner als die DNA, kann es zu verlassen den Kern.
3. Die mRNA an den Ribosomen befindet, zytoplasmatischen Organellen, die Synthese von Proteinen.
4. Die tRNA trägt die freien Aminosäuren aus dem Zytoplasma zu den Ribosomen, in der Reihenfolge unter Angabe der mRNA-Mitteilung

Epithelgewebe: Aufbau und Funktion

Das Epithelgewebe zeichnet sich dadurch aus, dass seine Zellen eng aneinander liegen und kaum Interzellularsubstanz vorhanden ist. Die Zellen sind durch spezielle Zellverbindungen (Zellkontakte) miteinander verbunden, wie z. B. Tight Junctions (Verschlusskontakte), Desmosomen oder Hemidesmosomen (Ankerkontakte).

Ursprung und Erneuerung

Es stammt aus allen drei Keimblättern (Ektoderm, Mesoderm und Endoderm) und wird kontinuierlich durch Stammzellen erneuert.

Funktionen des Epithels

Das Epithelgewebe wirkt als Beschichtungsstruktur und dient dem Stoffaustausch. Letzteres tritt in der Regel in Form von Zelldifferenzierungen auf, die die Oberfläche vergrößern (z. B. Mikrovilli und Einstülpungen).

• Äußere Hülle

Fortpflanzung: Der Prozess, durch den Lebewesen neue Generationen von Individuen der gleichen Art hervorbringen.

Zellen: Sie sind essentiell für die Entwicklung neuen Lebens.

Sexuelle Fortpflanzung: Beteiligt sind zwei Eltern, die Gameten produzieren. Es gibt einhäusige und zweihäusige Arten sowie Zwitter. Zwei verschiedene Gameten verschmelzen. Drei Gametogenese-Prozesse finden statt.

• Befruchtung: Die Vereinigung der Gameten bildet eine Zygote (Eizelle).
• Embryonale Entwicklung: Die Zygote durchläuft viele Veränderungen, um ein Lebewesen hervorzubringen. Variabilität führt zur Evolution.

Asexuelle Fortpflanzung:

• Zweiteilung: Bei Protozoen und Algen teilt sich die Mutterzelle in zwei Tochterzellen.
• Knospung: Bei Hefen, Schwämmen und Cnidarien

Molekulares Klonen

Das molekulare Klonen wird in einer Vielzahl von biologischen Experimenten und praktischen Anwendungen eingesetzt, die von der Fingerabdruckanalyse bis zur Proteinproduktion im großen Maßstab reichen.

Um jede Sequenz in einem lebenden Organismus zu vervielfältigen, muss die zu klonende Sequenz mit einer Replikationsursprungssequenz verknüpft werden.

• Transfektion: Einführung der Sequenz in die Zellen.
• Selektion: Auswahl der Zellen, die erfolgreich mit der neuen DNA transfiziert wurden.

Zunächst muss die DNA von Interesse aus einem DNA-Segment geeigneter Größe isoliert werden. Anschließend folgt der Ligationsprozess, bei dem das amplifizierte Fragment in einen Klonierungsvektor eingefügt wird: Der Vektor wird linearisiert...

Biologische Organisationsebenen

Subatomare Ebene

Umfasst subatomare Teilchen, aus denen Atome bestehen (Elektronen, Protonen).

Atomare Ebene

Enthält Atome, die unseren Körper bilden. Bioelemente sind die Menge der Atome desselben molekularen Typus.

Molekulare Ebene

Umfasst Moleküle und Molekülcluster, wie zum Beispiel die Zellmembran, die aus verschiedenen Arten von Molekülen zusammengesetzt ist.

Zelluläre Ebene

Umfasst Zellen und mehrzellige Zellorganellen.

Organismische Ebene

Der Grad der Organisation vielzelliger Lebewesen, unter anderem:

• Gewebe: Strukturen, die aus Zellen gebildet werden.
• Organe, Apparate und Systeme: Eine Ansammlung von Organen.

Populationsebene

Besteht aus Gruppen von Individuen, die in demselben Gebiet und zu einer bestimmten...