Zellen und Enzyme
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Zusammenfassung Bio Klausur Nr. 1 1.Zelle a. Zellorganelle: Funktion und Aufbau i. Zellkern (Nucleus) • DNA auf Chromosomen gespeichert • Weitergabe durch Poren in Doppelmembran (Schutzfunktion) • Chromosomen sind in Chromatinfäden, bestehen aus Proteinen und DNA ➔Leitung ii. Ribosom • Bildung von Proteinen • Keine Membran; bestehen aus Nucleinsäure (=RNA)und Proteinen (=Eiweiß) • Befinden sich in Cytoplasma und im Endoplasmatischen Retikulum (!raues ER) ➔Produktion iii.Endoplasmatisches Retikulum • Membransystem zum Schutz der Zisterne • Flächiges Netzwerk in Cytoplasma • Raues/glattes ER: mit/ohne Ribosomen an der Oberfläche • Synthese von Proteinen, Stofftransport in der Zelle ➔Transport iv. Dictyosom (Golgi-Apparat) 1 • Membranzisterne in Drüsenzelle • Im Inneren: Lagerung von Proteinen • Bläschen können sich (wie bei ER) abschnüren !Golgi-Vesikel ➔Transport/Versand von Proteinen und Baustoffen v. Mitochondrium • In Zellen mit hohem Energiebedarf (!Muskelzelle); ZELLATMUNG • Aufbau von ATP durch Energie aus Nährstoffen • Enthalten eigene DNA und 70s Ribosome • Doppelmembran • Neue Mitochondrien entstehen nur durch Teilung ➔Versorgung vi. Chloroplast (!Pflanzenzelle) • Organelle der Fotosynthese • Enthalten eigene DNA und 70s Ribosome • Doppelmembran • Neue Chloroplasten entstehen nur durch Teilung ➔Energiegewinnung (unter günstigen Bedingungen) b. Pflanzenzelle i. Besonderheiten: • Vakuole, Zellwand, Mitelllamelle, Chloroplast c. Bakterienzelle i. Zellorganelle 2 • Kapsel zum Schutz • Vesikel zum Stofftransport • Thylakoide für Fotosynthese • Plasmid (=DNA-Ringe) zum Austausch • Ribosom zur Bildung von Proteinen • Geißel zur Fortbewegung • Sexpilus zum Informationsaustausch ii. Besonderheiten • Im Unterschied zur PZ: Kein Zellkern, Chloroplast, Mitochondrium • Im Unterschied zur TZ: Zellwand und Thylakoid iii.Allgemein • Einzeller ohne Zellkern !Prokaryoten • Abwehrmechanismen zum Überleben • Bekämpfung durch Hitze, Kälte, Salz, Säure, Antibiotika • Bildung von Multi-Resistenz • Positiver Nutzen: Verdauung, bei Krankheiten, Schutz der Haut d. Endosymbionten-Hypothese i. Theorie zur Entstehung der Mitochondrien aus Bakterien, die von Wirtszelle einverleibt wurden und eine Symbiose eingingen (Energie gegen Ernährung). ➔Folge: eigenes Ribosom, DNA und Doppelmembran 2.Transportmechanismen in der Zelle a. Zellmembran i. Eigenschaften • Selektiv permeabel !wasserdurchlässig wegen Aquaporinen; flexibel • Transport von größeren Molekülen gegen das Konzentrationsgefälle !aktive Transportsysteme • Erleichterte Durchlässigkeit für lipophile Stoffe !Phosphilipidmolekül • Einteilung in Reaktionsräume (!Kompartimentierung) ii. Aufbau b. Passiv 3 • Phospholipide als Bausteine • Polarer Kopf aus Phosphat und unpolarer Rest aus Fettsäuren • Anordnung: polarer Teil außen, unpolarer Teil innen i. Allgemein • Immer entlang des Konzentrationsgefälles • Am besten mit kleinen, unpolaren Molekülen ii. Diffusion • Über kurze Entfernung, sehr schnelle Vermischung • Beschleunigung durch Energiezufuhr (mechanisch, thermisch) • Je kleiner die Teilchen, desto schneller der Konzentrationsausgleich iii.Erleichterte Diffusion mit Aquaporinen • Kanalproteine lassen nur Wassermoleküle durch • Feinporig, sehr effektiv iv. Osmose • Einseitig gerichtete Diffusion durch semipermeable Membran • Semipermeabel: für Lösungsmittel durchlässig, für gelösten Stoff undurchlässig v. Carrier • Proteine, die andere Stoffe nach innen/außen transportieren • Funktionieren nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip vi. Plasmolyse/Deplasmolyse • Entlang des Konzentrationsgefälles mit Wasserein-/ausstrom (hypotonisch/ hypertonisch) c. Aktiv i. Allgemein • Immer gegen das Konzentrationsgefälle • Benötigen ATP ii. Primär • Sofortiger Transport a. Carrier 4 • Für große Moleküle/Ionen • Schlüssel-Schloss-Prinzip iii.Sekundär • Aufbau von Konzentrationsgefälle, dann Mitnahme von Teilchen a. Natrium-Kalium-Pumpe • Befördert Natrium/Kalium gegen das Konzentrationsgefälle • Moleküle werden mit transportiert b. Endocytose • Membraneinstülpung über Protein etc. !Vesikel entsteht (=Endosom) • Verschmelzung mit Lysosom (enthält Enzyme) • Phagocytose/Pinocytose: mit festen/flüssigen Stoffen c. Exocytose • Abgabe von Stoffen aus Endosomen 3.Enzyme a. Wirkung i. Enzymreaktion • Enzym + Substrat !Enzym-Substrat-Komplex !Enzym + Produkt • Enzym = Biokatalysator: setzt Aktivierungsenergie herab • Schlüssel-Schloss-Prinzip • Enzym = Protein mit aktivem Zentrum • Wirkungs- und Substratspezifität b. Beeinflussung i. pH-Wert 5 • Optimum im neutralen Bereich • Denaturierung (=Zerstörung des aktiven Zentrums) bei zu sauren/ alkalischen Bedingungen ii. Temperatur • Optimum bei ca. 37° • Denaturierung bei zu kalten/heißen Bedingungen • RGT-Regel: Reaktionsgeschwindigkeit verdoppelt sich bei Temperaturerhöhung um 10° iii.Substratmenge • Höhere Substratmenge erhöht Enzymaktivität • Grenzwert irgendwann erreicht c. Regulierung i. Kompetitiver Hemmstoff • Hemmstoff blockiert aktives Zentrum !muss in Schloss passen • Automatische negative Rückkopplung: Hemmung setzt bei zu viel Substrat ein • Reaktionsgeschwindigkeit wird herabgesetzt ii. Allosterischer Effektor 6 • Form des aktiven Zentrums wird verändert • Reaktionsgeschwindigkeit wird herabgesetzt
