Zellbiologie, Proteine und Genetik

Diese Flashcards decken die wesentlichen Fachbegriffe der Zellbiologie, des Stofftransports, der Proteinstrukturen, der Enzymatik sowie des molekularen Aufbaus der DNA und ihrer Replikation ab.

Zellkern (Nukleus)

Enthält die Erbinformation und dient der Steuerung der Zellfunktionen.

Mitochondrium

Bohnenförmiges Organell mit Doppelmembran, das der Energiegewinnung dient.

Ribosomen

Sehr kleine, punktförmige Strukturen, die der Proteinsynthese dienen.

Chloroplast

Ovales, grünes Organell mit Einstülpungen, das in Pflanzenzellen für die Fotosynthese verantwortlich ist.

Vakuolen

Große, blasenförmige Hohlräume, die mit Zellsaft gefüllt sind und als Wasserspeicher sowie zur Stabilität dienen.

Lyosomen

Kleine, unregelmäßige Bläschen, die dem Abbau von Makromolekülen und dem Recycling dienen.

Flüssig-Mosaik-Modell

Modell von Singer und Nicolson ($1972$), das die Biomembran als eine mehr oder weniger flüssige Phospholipid-Doppelschicht beschreibt, in der Proteine unregelmäßig verteilt schwimmen.

Hydrophil

Bezeichnet wasserliebende Bereiche, wie die nach außen gerichteten Köpfe der Phospholipide in einer Biomembran.

Hydrophob

Bezeichnet wasserabweisende Bereiche, wie die nach innen gelagerten Fettsäurereste der Phospholipide.

Selektiv permeabel

Eigenschaft einer Membran, die regelt, welche Stoffe hinein- oder herausgelangen.

Diffusion

Vorgang, bei dem sich Teilchen aufgrund ihrer Eigenbewegung gleichmäßig im Raum verteilen.

Osmose

Diffusion von Teilchen über eine selektiv permeable Membran.

Plasmolyse

Vorgang, bei dem sich der Protoplast einer Pflanzenzelle von der Zellwand ablöst, da Wasser in eine hypertonische Umgebung diffundiert.

Passiver Transport

Stofftransport durch eine Biomembran, der keine Energiezufuhr benötigt und entlang eines Konzentrationsgefälles erfolgt.

Aktiver Transport

Stofftransport, der gegen ein Konzentrationsgefälle erfolgt und Energie in Form von $\text{ATP}$ benötigt.

Uniport

Ein Transportvorgang, bei dem nur eine bestimmte Molekül- oder Ionensorte durch die Membran transportiert wird.

Symport

Ein Transportvorgang, bei dem zwei verschiedene Teilchen in die gleiche Richtung transportiert werden.

Antiport

Ein Transportvorgang, bei dem zwei Teilchenarten in entgegengesetzte Richtungen transportiert werden, wie bei der Natrium-Kalium-Pumpe.

Aminosäure

Kleinste Einheit der Proteine, bestehend aus einer Aminogruppe, einer Carboxylgruppe und einem spezifischen Rest.

Peptidbindung

Verknüpfung zweier Aminosäuren durch Abspaltung eines Wassermoleküls ($H_2O$) zwischen der Carboxylgruppe und der Aminogruppe.

Primärstruktur

Die spezifische Abfolge (Sequenz) der Aminosäuren in einer Polypeptidkette.

Sekundärstruktur

Räumliche Anordnung der Primärstruktur durch Wasserstoffbrücken, häufig als Helix oder $\beta$-Faltblatt.

Denaturierung

Zerstörung der räumlichen Struktur eines Proteins durch Hitze oder Chemikalien, was zum Verlust der Funktion führt.

Katalytischer Zyklus

Prozess, bei dem ein Enzym ein Substrat bindet, es zum Produkt umsetzt und danach unverändert aus der Reaktion hervorgeht.

Aktives Zentrum

Taschenförmige Bindungsstelle eines Enzyms, in der das Substrat nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip bindet.

Allosterisches Zentrum

Eine zweite Bindungsstelle am Enzym, an die Aktivatoren oder Inhibitoren binden können, um die Enzymaktivität zu regulieren.

Kompetitive Hemmung

Hemmform, bei der Substrat und Inhibitor um die Bindung am aktiven Zentrum konkurrieren.

Nicht-kompetitive Hemmung

Hemmform, bei der ein Inhibitor am allosterischen Zentrum bindet und dadurch die Struktur des aktiven Zentrums so verändert, dass das Substrat nicht mehr binden kann.

Nucleotid

Baustein der DNA, bestehend aus einem Phosphatrest, dem Zucker Desoxyribose und einer der vier organischen Basen.

Antiparallel

Beschreibt den Verlauf der beiden DNA-Einzelstränge, bei dem das $5'$-Ende des einen Strangs dem $3'$-Ende des anderen gegenüberliegt.

Chromatin

Faser aus $\text{DNA}$ und Proteinen (Histonen) im Zellkern.

Helicase

Enzym, das den DNA-Doppelstrang wie ein Reißverschluss entspiralisiert und die Wasserstoffbrücken zwischen den Basen löst.

DNA-Polymerase

Enzym, das neue Nucleotide an das $3'$-Ende eines Primers anheftet und so den komplementären DNA-Strang synthetisiert.

Okazaki-Fragmente

Kurze DNA-Stücke, die während der diskontinuierlichen Replikation am Folgestrang entstehen.

PCR (Polymerase Chain Reaction)

Verfahren zur künstlichen Vervielfältigung von DNA-Abschnitten im Reagenzglas durch Zyklen aus Denaturierung, Hybridisierung und Synthese.

Transkription

Erster Schritt der Proteinbiosynthese, bei dem ein DNA-Abschnitt in eine mRNA umgeschrieben wird.