Bio Kl Nr

Struktur	Beschreibung (Fachlich präzise)	Stabilisierende Wechselwirkungen
Primärstruktur	Spezifische Abfolge (Sequenz) der Aminosäuren.	Peptidbindungen (kovalent)
Sekundärstruktur	Lokale räumliche Anordnung der Polypeptidkette ( α α-Helix oder β β-Faltblatt).	Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Peptidgruppen.
Tertiärstruktur	Übergeordnete Dreidimensionale Faltung der gesamten Polypeptidkette.	Van-der-Waals-Kräfte, Ionenbindungen, H-Brücken, Disulfidbrücken (Reste-Interaktion).
Quartärstruktur	Räumlicher Zusammenschluss von zwei oder mehr Polypeptidketten zu einem Proteinkomplex.	Wie Tertiärstruktur (zwischen verschiedenen Ketten).

Begriff	Fachliche Definition	Beispiel
Substratspezifität	Ein Enzym kann aufgrund der komplementären Form seines aktiven Zentrums nur ein ganz bestimmtes Substrat binden (Schlüssel-Schloss-Prinzip oder Induced-fit).	Die Urease bindet nur Harnstoff, aber keine anderen Stoffe.
Wirkungsspezifität	Ein Enzym katalysiert von mehreren theoretisch möglichen Reaktionen eines Substrats nur eine ganz bestimmte Reaktionsart.	Die Glucose-Oxidase oxidiert Glucose immer zu Gluconsäure und macht nichts anderes damit.

Hemmungstyp	Mechanismus	Ort der Bindung	Auswirkung auf v m a x vmax
Kompetitive Hemmung	Inhibitor ähnelt dem Substrat und konkurriert um den Platz.	Aktives Zentrum	Wird bei hoher Substratkonzentration erreicht (Hemmstoff wird verdrängt).
Allosterische Hemmung	Inhibitor verändert durch Bindung die Form des Enzyms.	Allosterisches Zentrum(fernab vom aktiven Z.)	Wird nicht erreicht, da Enzyme deformiert und inaktiv sind.
Irreversible Hemmung	Hemmstoff bindet dauerhaft (fest) an das Enzym.	Aktives Zentrum oder andere Stellen.	Sinkt dauerhaft, da Enzyme dauerhaft zerstört/blockiert sind.

Faktor	Kurvenverlauf	Fachliche Begründung des Verlaufs
Temperatur (Anstieg)	Exponentieller Anstieg	RGT-Regel: Höhere Temperatur führt zu schnellerer Teilchenbewegung (Brownsche Molekularbewegung). Die Treffwahrscheinlichkeit von Enzym und Substrat steigt.
Temperatur (Abfall)	Steiler Abfall nach dem Optimum	Thermische Denaturierung: Die thermische Eigenbewegung der Proteinmoleküle wird so stark, dass schwache Wechselwirkungen (H-Brücken, Ionenbindungen) brechen. Die Konformation des aktiven Zentrums geht verloren.
pH-Wert	Glockenförmige Optimumkurve	Jedes Enzym hat ein pH-Optimum (z.B. Pepsin pH 2). Abweichungen verändern die Ladung der Aminosäurereste. Dies stört die Ionenbindungen der Tertiärstruktur -> Denaturierung.
Substrat-konzentration	Sättigungskurve(Hyperbel)	Zunächst steigt die Rate proportional an. Bei hohen Konzentrationen tritt Sättigung ein, da alle aktiven Zentren der Enzyme permanent besetzt sind (maximale Wechselzahl).
Schwermetalle(z.B. Blei, Quecksilber)	Totalverlust der Aktivität	Irreversible Hemmung: Schwermetallionen binden fest an die Aminosäurereste (oft Schwefelgruppen) und zerstören die Tertiärstruktur dauerhaft.

Begriff	Wirkungsweise (Fachsprache)	Ziel/Effekt
Allosterische Hemmung	Ein Inhibitor bindet an das allosterische Zentrum (nicht das aktive Zentrum). Dies führt zu einer Konformationsänderung des aktiven Zentrums, sodass das Substrat nicht mehr binden kann.	Regulation der Enzymaktivität; v m a x vmax wird nicht erreicht.
Allosterische Aktivierung	Ein Effektor bindet an das allosterische Zentrum und bringt das aktive Zentrum erst in die passgenaue Form für das Substrat.	"Anschalten" eines Enzyms, wenn es benötigt wird.
Endprodukthemmung(Feedback-Hemmung)	Das Endprodukt einer langen Reaktionskette hemmt das erste Enzymdieser Kette allosterisch.	Verhindert die Überproduktion von Stoffen und spart Ressourcen der Zelle.
Kompetitive Hemmung	Ein Hemmstoff konkurriert mit dem Substrat um die Bindung am aktiven Zentrum.	Kann durch Erhöhung der Substratkonzentration aufgehoben werden.

Modell	Erklärung
Schlüssel-Schloss-Prinzip	Substrat und aktives Zentrum passen von Anfang an starr zusammen wie ein Schlüssel ins Schloss.
Induced-fit-Modell	Das aktive Zentrum ist nicht völlig starr. Erst durch die Annäherung des Substrats verändert das Enzym seine Form leicht, um das Substrat optimal zu umschließen (wie ein Handschuh, der sich der Hand anpasst).

Modell / Experiment	Kerninhalt / Bedeutung
Gorter & Grendel	Entdeckung der Lipiddoppelschicht: Die Fläche der Lipide einer Zelle ist doppelt so groß wie die Zelloberfläche.
Davson-Danielli	Sandwich-Modell: Proteine liegen als starre Schichten auf den Lipiden. (Widerlegt durch Fotobleichverfahren!).
Flüssig-Mosaik-Modell	Aktuelles Modell: Proteine schwimmen beweglich in der zähflüssigen Lipidschicht (Lateraldiffusion).
Glykokalyx	Kohlenhydratketten an der Außenseite der Membran; dienen der Zellerkennung (Zell-Fingerabdruck).

Begriff	Fachliche Definition
Grundbauplan Aminosäure	Zentrales C-Atom, Aminogruppe ( − N H 2 −NH2 ), Carboxylgruppe ( − C O O H −COOH), H-Atom und ein variabler Rest (R).
Peptidbindung	Kovalente Bindung zwischen der Carboxylgruppe einer Aminosäure und der Aminogruppe der nächsten unter Wasserabspaltung.
Polypeptid	Kette aus vielen (über 10) Aminosäuren, die durch Peptidbindungen verknüpft sind.
Konformation	Die spezifische räumliche Drei-Dimensionale-Faltung eines Proteins, die über seine Funktion entscheidet.

Zustand	Beschreibung des Vorgangs
Isotonisch	Konzentration außen = innen. Netto-Wasserfluss ist Null.
Hypertonisch	Konzentration außen höher als innen. Zelle verliert Wasser durch Osmose.
Hypotonisch	Konzentration außen niedriger als innen. Wasser strömt in die Zelle ein.
Plasmolyse	In hypertonischer Lösung schrumpft der Protoplast einer Pflanzenzelle und löst sich von der Zellwand.
Deplasmolyse	Umkehrung der Plasmolyse in hypotonischer Lösung; der Protoplast dehnt sich wieder aus bis zum Turgor.
Turgor	Der Zellinnendruck, der gegen die Zellwand drückt und der Pflanze Stabilität verleiht.

Begriff	Definition / Erklärung für Quizlet (J1-Niveau)
Selektiv permeabel	Eigenschaft der Biomembran, nur bestimmte Stoffe (kleine, ungeladene Moleküle oder Wasser) durchzulassen, während andere zurückgehalten werden.
Brownsche Molekularbewegung	Eigenbewegung von Teilchen aufgrund von thermischer Energie; die physikalische Ursache für Diffusion.
Diffusion	Passiver Prozess, bei dem sich Teilchen aufgrund ihrer Eigenbewegung entlang ihres Konzentrationsgradienten vom Ort hoher zum Ort niedriger Konzentration verteilen.
Osmose	Einseitig gerichtete Diffusion von Wasser durch eine selektiv permeable Membran zum Ort der höheren Teilchenkonzentration (Sogwirkung).
Osmotischer Druck	Der Druck, den gelöste Teilchen in einer Lösung "ausüben", um den Einstrom von Wasser durch eine Membran zu bewirken.
Turgor (Turgordruck)	Der Innendruck in Pflanzenzellen, der entsteht, wenn Wasser in die Vakuole einströmt und das Plasma gegen die Zellwand drückt.
Plasmolyse	Vorgang in Pflanzenzellen in einer hypertonischen Umgebung: Der Protoplast schrumpft und löst sich von der Zellwand aufgrund von Wasserverlust.
Deplasmolyse	Umkehrung der Plasmolyse: In einer hypotonischen Umgebung strömt Wasser in die Zelle ein, und der Protoplast legt sich wieder an die Zellwand an.
Isotonisch	Zwei Lösungen besitzen die gleiche Konzentration an gelösten Teilchen; es findet kein Netto-Wasserfluss statt.
Hypertonisch	Die Lösung mit der höheren Konzentration an gelösten Teilchen (führt bei Zellen zu Wasserverlust).
Hypotonisch	Die Lösung mit der geringeren Konzentration an gelösten Teilchen (führt bei Zellen zu Wasseraufnahme).
Erleichterte Diffusion	Passiver Transport entlang des Gradienten durch spezifische Kanal- oder Carrier-Proteine.
Carrier-Protein	Membranprotein, das durch eine Konformationsänderung spezifische Moleküle (z. B. Glucose oder Fructose) über die Membran transportiert.
Aquaporine	Spezielle Kanalproteine in der Biomembran, die ausschließlich für den schnellen Transport von Wassermolekülen zuständig sind.
Fließgleichgewicht	Ein Zustand bei offenen Systemen, bei dem ständig Stoffe aufgenommen und abgegeben werden, die Konzentrationen im Inneren aber konstant bleiben.

Begriff	Definition / Erklärung für Quizlet (J1-Niveau)
Aktiver Transport	Transport von Stoffen gegen ihren Konzentrationsgradienten unter Verbrauch von Energie (meist in Form von ATP).
Primär aktiver Transport	Energie wird direkt aus der Hydrolyse von ATP gewonnen (z. B. Natrium-Kalium-Pumpe), um Ionen/Moleküle zu transportieren.
Sekundär aktiver Transport	Der Transport erfolgt indirekt: Ein Ionengradient (oft N a + Na+) wird unter ATP-Verbrauch aufgebaut; beim Rückfluss dieser Ionen werden andere Stoffe (z. B. Glucose) mitbewegt.
Natrium-Kalium-Pumpe	Ein Antiport-System, das unter ATP-Verbrauch 3 N a + Na+ nach außen und 2 K + K+ nach innen pumpt; essenziell für das Ruhepotential.
Symport	Ein Co-Transport, bei dem zwei verschiedene Stoffe gleichzeitig in die gleiche Richtung transportiert werden (z. B. Glucose-Na+-Symport).
Antiport	Ein Transportvorgang, bei dem zwei Stoffe gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden.
Phospholipide	Hauptbestandteil der Biomembran; bestehen aus einem hydrophilen (polaren) Kopf und zwei hydrophoben (unpolaren) Fettsäureresten (amphiphil).
Gesättigte Fettsäuren	Fettsäuren ohne Doppelbindungen in der Kohlenwasserstoffkette; sie sind gestreckt und führen zu einer geringeren Membranfluidität.
Ungesättigte Fettsäuren	Besitzen eine oder mehrere Doppelbindungen, die einen Knick im Molekül verursachen; dies lockert die Packung der Lipide auf und erhöht die Fluidität.
Esterbindung	Die chemische Bindung zwischen den Hydroxygruppen des Glycerins und der Carboxygruppe einer Fettsäure unter Wasserabspaltung (Kondensation).
Van-der-Waals-Kräfte	Schwache Wechselwirkungen zwischen den unpolaren Kohlenwasserstoffketten der Lipide, die den Zusammenhalt der Membran beeinflussen.
Membranfluidität	Der Grad der Beweglichkeit der Lipide und Proteine innerhalb der Membran; abhängig von Temperatur und dem Anteil ungesättigter Fettsäuren.
Triglycerid (Fett)	Ein Molekül aus einem Glycerin-Rest und drei veresterten Fettsäuren; dient primär als Energiespeicher.

Begriff	Definition / Erklärung für Quizlet (J1-Niveau)
Endocytose	Aktive Aufnahme von Stoffen in die Zelle durch Einstülpung der Zellmembran und Abschnürung von Vesikeln.
Pinocytose	"Zelltrinken": Eine Form der Endocytose, bei der flüssige oder gelöste Stoffe aufgenommen werden.
Phagocytose	"Zellfressen": Aufnahme größerer Feststoffe (z. B. Bakterien durch Makrophagen/Leukozyten).
Exocytose	Ausschleusen von Stoffen (z. B. Abfallstoffe oder Sekrete) aus der Zelle, wobei die Vesikelmembran mit der Zellmembran verschmilzt.
Lysosom	Vesikel, das Verdauungsenzyme enthält; verschmilzt mit Phagosomen zum Phagolysosom, um deren Inhalt zu zersetzen.
Carrier-Sättigung	Zustand, bei dem alle verfügbaren Carrier-Proteine besetzt sind; die Transportgeschwindigkeit erreicht ein Maximum und steigt trotz höherer Substratkonzentration nicht weiter an.
Sichelzellanämie	Erbkrankheit, die auf einer Punktmutation beruht; eine Veränderung der Primärstruktur(Aminosäuresequenz) führt zu einer Fehlfaltung des Hämoglobins.
Punktmutation	Genetische Veränderung, bei der nur eine einzige Nukleotidbase in der DNA ausgetauscht wird; kann gravierende Folgen für die Proteinfunktion haben.
Primärstruktur	Die unterste Ebene der Proteinstruktur: Die exakte Reihenfolge (Sequenz) der Aminosäuren in einer Polypeptidkette.
Membranfluss	Der ständige Prozess der Membranumschichtung zwischen Zellorganellen (z. B. Golgi-Apparat, ER) und der Zellmembran durch Vesikel.