BiO 2 at ETHZ - ETH Zurich

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Wie nutzt eine Zelle Energie 

um einerseits Ordnung zu schaffen

und andererseits die Zelle vom GGW fernzuhalten 

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Zellzyklus


1  zellzyklus entspricht:

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Robert Hooke

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human body is made of... cells!

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schnell teilende Zellen (Hefe, menschliche Krebszellen

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Exponential “cell growth”

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crowding

abstand moleküle und konzentration

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DNA Polymerase kann ca. 250-1000bp/s replizieren

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Entkopplung Zellwachstum und -teilung


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Dicht bepackte Zellen, fachbegriff

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Zellwachstum Rechnung

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BiO 2

Wie nutzt eine Zelle Energie 

um einerseits Ordnung zu schaffen

und andererseits die Zelle vom GGW fernzuhalten 

Kopplung verschiedener Prozesse --> Generireren von Nettoflüssen 

Zelle gebraucht ATP, macht somit Prozesse irreversibel

--> cells do not operate at equilibrium 



bsp. um einen ungünstigen Prozess (der aber energetisch fav.)  zu unterdrücken Kopplung mit einem irreversiblen (energieaufwendigen) 


BiO 2

Zellzyklus


1  zellzyklus entspricht:

Das Zellwachstum und die Zellteilung laufen in koordinierten Zyklen ab


Einer dieser Zyklen wird als Generation bezeichnet.

BiO 2

sigmafactor

proteine, welche für die initiation der transkription notwendig sind

BiO 2

Robert Hooke

erste Wissenschaftler, der Mikroorganismen unter dem Mikroskop untersucht hat. Hat den
Begriff Zelle erfunden.

BiO 2

human body is made of... cells!

e human body is made of 50-100 trillion cells!

but only 10% are human and 90% are microbes (microbiome)!

BiO 2

schnell teilende Zellen (Hefe, menschliche Krebszellen

Glykolyse 



Otto Warburg

erzeugt 2 ATP, Atmung 38 AT

BiO 2

Exponential “cell growth”

2^n n=anz generationen

BiO 2

crowding

abstand moleküle und konzentration

Als Faustregel kann man sich merken, dass der Abstand zwischen zwei Molekülen entwa so gross ist, wie das Molekül selbst.


Je mehr Moleküle sich in einer E. Coli Zelle befinden, desto höher die Konzentration (nM). Je grösser ein Molekül, desto kleiner die Konzentration.

BiO 2

DNA Polymerase kann ca. 250-1000bp/s replizieren

Das ist in etwa das, was die Zelle in einem Zyklus replizieren muss, um das gesamte Genom zu verdoppeln.

BiO 2

Entkopplung Zellwachstum und -teilung


Beispiel 1: Teilung ohne Wachstum im frühen Wachstum (Zellenzahl wird erhöht, ohne Wachstum)


 Beispiel 2: Wachstum ohne Teilung, beim Muskelzellen trainieren werden die Zellengrössen erhöht, aber es entstehen keine neuen Zellen durch Teilung


BiO 2

Dicht bepackte Zellen, fachbegriff

crowding

BiO 2

Zellwachstum Rechnung

höchstmögliche Teilungsanzahl

ribosomen

Es wurde herausgefunden, dass Ribosomen ca. 20-30aa/s synthetisieren können. Das bedeutet, wenn die Zelle die höchstmögliche Teilungsanzahl erreichen will, müssen die Ribosomen an ihrem maximalen Translationsvolumen Operieren.

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