Biologie I/B: Klassische und molekulare Genetik, molekulare

Biologie I/B: Klassische und molekulare Genetik, molekulare Grundlagen der Entwicklung
Theoretische Übungen
SS 2013, Termin 6
Biologie I/B: Klassische und molekulare Genetik, molekulare
Grundlagen der Entwicklung
Theoretische Übungen
SS 2013
Fragen für die Übungsstunde 6 (01.07. – 03.07.)
Regulation von Proteinaktivitäten (Lernziel 13)
1)
Der Begriff „Sekundärstruktur“ im Zusammenhang mit Proteinen meint:
a) die lineare Sequenz der Aminosäuren.
b) die dreidimensionale Organisation aller Atome in der Polypeptidkette.
c) die Faltung und die intramolekularen Interaktionen der Polypeptidkette.
d) die Interaktion zwischen Polypeptidketten, die zusammen ein multimeres Protein bilden.
e) die relativen Anteile von geladenen und ungeladenen Aminosäuren in einem Protein.
2)
Nachdem eine Polypeptidkette am Ribosom synthetisiert wurde,
a) faltet sie sich immer direkt in ihre funktionelle Struktur.
b) interagiert sie normalerweise mit molekularen Chaperonen, die den Faltungsprozess
steuern.
c) interagiert sie normalerweise mit molekularen Chaperonen, die den Faltungsprozess
steuern oder die das Polypeptid in einer Konformation halten, die den Transport in ein
anderes Zellkompartiment erlauben.
d) verlässt sie den Nukleus, um mit molekularen Chaperonen zu interagieren, die ein Teil der
funktionellen Struktur werden, wenn es sich bei dem Protein um ein Enzym handelt.
3)
Welche der folgenden Strukturen finden sich sowohl in pro- als auch in eukaryotischen Zellen:
a) Nukleus
b) Plasmamembran
c) Ribosom
d) Mitochondrien
e) Zellwand
1
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4)
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Das endoplasmatische Retikulum
a)
erstreckt sich von der Cytoplasmamembran aus ins Cytoplasma und bildet dadurch
einen natürlichen Eingang in die Zelle, der bei der Endocytose genutzt wird.
b)
erstreckt sich von der inneren Kernmembran in das Kernplasma hinein und bildet
dadurch den sog. Nukleolus.
c)
erstreckt sich von der äußeren Kernmembran in das Cytoplasma und bildet so einen
vom Cytosol getrennten Raum (Lumen).
d)
erstreckt sich von der äußeren Kernmembran ins Cytoplasma, wo es den Golgi
Apparat formt.
e)
bezeichnet allgemein die mikrosomale Fraktion und besteht aus Lysosomen,
Peroxisomen und Transportvesikeln.
5)
Welche Aussagen sind richtig?
Die Symbionten Theorie besagt, dass Mitochondrien und Plastiden von Bakterien bzw. von
Algen abstammen, die dazu übergegangen sind, innerhalb von Wirtszellen zu leben. Für die
Symbionten Theorie spricht,
-
dass Mitochondrien und Plastiden nur durch Teilung vermehrt und nicht neu gebildet
werden können.
-
dass sie eigene genetische Information in Form eines zirkulären DNA Moleküls haben.
-
dass sie mit 70S Ribosomen eigene Proteinsynthese betreiben.
-
dass sie mit 80S Ribosomen eigene Proteinsynthese betreiben.
-
Die Mitochondrien einer Säugerzelle stammen zahlenmäßig zu gleichen Teilen von
den Mitochondrien der Ei- und Samenzellen ab.
6)
Ordnen Sie die folgenden Funktionen den angegebenen Zellstrukturen zu:
A DNA Synthese
1
cytoplasmatische Membran
B RNA Synthese
2
raues endoplasmatisches Retikulum
C Synthese von cytoplasmatischen Proteinen 3
Polysomen
D Abbau von Makromolekülen
4
Golgi Apparat
E Endocytose
5
Zellkern
F Exocytose
6
Ribosomen
G Entstehung der Ribosomen
7
Mitochondrien
H Energieversorgung
8
Peroxisomen
J Synthese von sekretorischen Proteinen
9
Endosomen
K Empfang von Botschaften
10 Lysosomen
L Intrazellulärer Transport von Substanzen
11 Cytoskelett
12 Nukleolus
2
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7)
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Welche Behauptungen sind richtig? Begründen Sie Ihre Antworten!
richtig
falsch
Das aktive Zentrum eines Enzyms umfasst gewöhnlich nur einen kleinen Teil der
Oberfläche.
Ein ß-Faltblatt kann aus maximal fünf Strängen bestehen.
Die Möglichkeiten, wie Aminosäuren linear angeordnet werden können, sind so
vielfältig, dass neue Proteine praktisch nie durch Veränderung der alten evolvieren.
Manche Enzyme gehen während der Katalyse eine kovalente Bindung zwischen
einer Aminosäureseitenkette und dem Substratmolekül ein.
α-Helices und ß-Faltblätter sind als Elemente der Sekundärstruktur sehr stabil. Das
ist darin begründet, dass alle Peptidbindungen des jeweiligen Strukturelementes an
Wasserstoffbrücken innerhalb dieses Strukturelementes beteiligt sind.
Vom Cytosol in den Zellkern:
a) Wenn Proteine aus dem Cytosol in den Zellkern wandern, finden Sie Einlass
durch die Kernporen, die einen Weg durch die äußere und innere Membran
bahnen.
b) Kernporen sind selektive Zugänge zum Kern, die den aktiven Transport von
speziellen Makromolekülen betreiben. Kleine Moleküle können frei diffundieren.
Vom Cytosol in Organelle oder Kompartimente:
a) Wenn Proteine aus dem Cytosol in Mitochondrien, in das ER, in Chloroplasten
oder in Peroxisomen wandern, müssen sie von Translokatoren aktiv durch die
Membran befördert werden.
b) Bei solchen Translokatoren handelt es sich um Proteine, die einen Tunnel durch
die jeweilige Membran öffnen können. Eine freie Diffusion von kleinen Molekülen
oder Ionen durch diesen Tunnel ist möglich. Im Gegensatz zu den Kernporen muss
das zu transportierende Molekül aufgefaltet werden.
Von Kompartiment zu Kompartiment:
Wenn Proteine aus einem Kompartiment des Endomembransystems (ER, Golgi...)
in ein anderes Kompartiment wandern sollen, werden sie durch membranständige
Translokatoren in das Cytosol ausgeschleust, um in ihrem Zielkompartiment wieder
eine Membran durchwandern zu müssen.
.
8)
Der Begriff “Signalsequenz“ bezeichnet
a) Eine Spezies-spezifische Sequenz auf der 16 S (Prokaryonten) oder 18 S (Eukaryonten)
rRNA
b) den translatierten „Leader“ einer mRNA
c) die N-terminale Aminosäuresequenz eines Präproteins, das in eine zelluläre Membran
eingebaut werden soll oder diese durchqueren soll
d) die C-terminale Aminosäuresequenz eines Proteins, das in einem bestimmten
Zellkompartiment verbleiben soll
e) einen allgemeinen Ausdruck für molekulare „Tags“, z.B. Glykosylierungen, die zur
Proteinsortierung genutzt werden.
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9)
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N-terminale Signalpeptide sind notwendig für den Proteintransport in Zellorganelle wie
Mitochondrien und Chloroplasten oder den Einbau von Proteinen in Membranen von
Organellen.
wahr
10)
( )
falsch ( )
Membrangebundene oder Transmembran- Proteine besitzen
a)
eine Reihe von zumindest 16 bzw. 21 hydrophober Aminosäuren in ihrer
Primärstruktur
b)
einen hohen Gehalt an Lysin, Arginin und Histidin
c)
einen hohen Gehalt an Aspartat und Glutamat
d)
zumindest eine -helikale oder -Faltblattdomäne
e)
am C-Terminus die Sequenz „KDEL“ (Lys-Asp-Glu-Leu)
11)
Wie gelangen Proteine mit einem Kernexportsignal in den Kern hinein?
12)
Bitte begründen Sie Ihre Antwort! Sind die folgenden Aussagen richtig oder falsch?
richtig
Die biologischen Membranen, die die Zelle in funktionell
voneinander getrennte Kompartimente unterteilen, sind
impermeabel
Membrangebundene und freie Ribosomen sind identisch. Sie
unterscheiden sich ausschließlich jeweils durch die Proteine,
die sie zu einem bestimmten Zeitpunkt synthetisieren
Alle Signalsequenzen bestimmen den Zielort "ihrer" Proteine
eineindeutig
Alle Zellen im menschlichen Körper besitzen denselben
"Basissatz" von Membran-umschlossenen Organellen
Um das unweigerlich entstehende intrazelluläre Chaos zu
verhindern, das bei einer bidirektionalen Durchgängigkeit von
Kernporen für Proteine entstehen würde, haben Kernporen
entweder ausschließliche Import- oder Exportfunktion
Alle cytosolischen Proteine besitzen Kernexportsignale, um
nach der Teilung des Zellkerns - und der damit verbundenen
Auflösung der Kernmembran - ihren Export aus den neu
entstehenden (Tochter-) Zellkernen sicher zu stellen
Proteine, die in ein Organell oder Kompartiment gelangen
sollen, werden durch ein Translokon durch die jeweils
umgebende Lipidmembran "gefädelt". Für diesen Vorgang
müssen sie entfaltet sein. Chaperone verhindern eine
vorzeitige Faltung.
4
falsch
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13)
Welches Schicksal erwartet ein Protein ohne Signalsequenz?
14)
Gesetzt, Sie haben ein Protein, dessen Funktion Sie aufklären wollen, durch das Anfügen von
Signalsequenzen verändert. Allerdings haben Sie widersprüchliche Signalsequenzen angefügt. Wo
erwarten Sie die folgenden Proteine - und warum?
Signal für
plus Signal für
Import ins ER
Import in den Kern
Import ins ER
Import in Peroxisomen
Import in Mitochondrien
Retention im ER
Import in den Kern
Export aus dem Kern
15.)
Lokalisation des Proteins
Zellzyklus / speziell: Lebenszyklus S. cerevisiae
ja
nein
S. cerevisiae kann sich in der haploiden Phase fortpflanzen
S. cerevisiae kann sich in der diploiden Phase fortpflanzen
wird unter Nährstoffmangel haploid
wird unter Nährstoffmangel diploid
bildet geordnete Tetraden aus haploiden Zellen
bildet geordnete Tetraden aus diploiden Zellen
16.) Eine Zelle kann sich in jedem Fall nur dann teilen, wenn seit der letzten Zellteilung
ja
Nein
ihr Volumen verdoppelt wurde
die Menge an chromosomaler DNA
verdoppelt wurde
die Menge mitochondrialer DNA
verdoppelt wurde
die Zellorganellen verdoppelt wurden
die Anzahl an Mitochondrien mindestens
um ein Drittel zugenommen hat
die Anzahl der Ribosomen mindestens
um ein Drittel zugenommen hat
5
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17.) cdk's (Cyclin-abhängige Proteinkinasen)
ja
Die Konzentration von cdk's (Cyclin-abhängige Proteinkinasen)
steigt zwischen G1 und G2 an
fällt zwischen G1 und M
cdk's
phosphorylieren ihre Zielproteine
acetylieren ihre Zielproteine
ubiquitinylieren ihre Zielproteine
sumoylieren ihre Zielproteine
Die Spezifität der Aktivität von cdk's hängt von
ihrer Interaktion mit Cyklinen ab
ihrer Phosphorylierung ab
ihrem Dimerisierungspartner ab
6
Nein
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