allgemeine Biologie at Universität Bonn

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Transportvorgänge & mechanische Arbeit durch ATP-Hydrolyse:

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Funktion biologischer Membranen

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  • Faktoren der Membranfluidität & Viskosität
  • Einfluss von Cholesterol

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Diffusion

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Osmose

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Struktur biologischer Membranen
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Hypertonische Lösung

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Synthese von Membrankomponenten
=> beteiligte Organellen und deren Aufgabe 

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Endocytose in tierischen Zellen
=> 3 Arten
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Funktionen von Membranproteinen
=> 6

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allgemeine Biologie

Transportvorgänge & mechanische Arbeit durch ATP-Hydrolyse:
Abbau von ATP zu ADP und einer Phosphatgruppe

=> liefert freie Enthalpie für Prozesse

Bsp: 
1. Transportarbeit: Membranproteine werden phosphoryliert dabei wird ATP hydrolysiert
2. mechanische Arbeit: ATP bindet an Motoprotein und wird hydrolysiert => kinetische Energie wird erzeugt

allgemeine Biologie

Funktion biologischer Membranen
▪︎Kompartimentierung
▪︎Transport und Austausch 

allgemeine Biologie

Isotonische Lösung
Innenkonzentration von Ionen entspricht Außenkonzentration => Nettodiffusion ist gleich

▪︎Tierzelle: normal
▪︎Pflanzenzelle ist schlaff, kein Zellinnendruck/Turgor

allgemeine Biologie

  • Faktoren der Membranfluidität & Viskosität
  • Einfluss von Cholesterol
Membranfluidität erhöht durch:
▪︎ungesättigte Kohlenwasserstoffketten verhindern dichte Lipidpackung

Membranviskosität erhöht durch:
▪︎dichte Packung der gesättigten Kohlenwasserstoffketten

Einfluss von Cholersterol auf die Membranfluidität :
▪︎lipophiles und hydrophobes Cholersterol lagert sich in Membran ein
▪︎bei gemäßigten Temp. senkt es die Fluidität
▪︎bei tiefen Temperaturen verhindert es jedoch die Verfestigung und dichte Packung der Phospholipide

allgemeine Biologie

Diffusion
Konzentrationsausgleich von Teilchen
▪︎durch Nettodiffusion wird ein Gleichgewichtszustand erreicht

allgemeine Biologie

Osmose
=> Diffusion von Wasser durch eine selektiv-permeable Membran
  • bewirkt den Konzentrationsausgleich von Ionen

allgemeine Biologie

Struktur biologischer Membranen
▪︎selektiv-permeable Phospholipid-Doppelschicht
▪︎hydrophobe Fettsäuren/Kohlenwasserstoffketten/Palmitinsäure
▪︎hydrophiler Kopf/Glycerol-Ester

allgemeine Biologie

Hypertonische Lösung
Außenkonzentration ist höher als Innenkonzentration von Ionen => H2O abgegeben

▪︎Tierzelle: schrumpft 
▪︎Pflanzenzelle plasmolysiert  => Protoplast schrumpft (Hechtsche-Fäden)

allgemeine Biologie

Hypotonische Lösung
Innenkonzentration höher als Außenkonzentration von Ionen => Zelle nimmt H2O aufq

▪︎Tierzelle: lysiert/platzt
▪︎Pflanzenzelle deplasmolysiert/turgeszent (Zellinnendruck erhöht => Zellwand übt Gegendruck aus)

allgemeine Biologie

Synthese von Membrankomponenten
=> beteiligte Organellen und deren Aufgabe 
ER
  • Einbau von Proteinen in Membran
  • Glykolysierung der Transmembranproteine auf Innenseite => Glykoproteine

Golgi-Apparat:
  • Modifikationvon Glykoproteinen
  • Modifizierung der Lipide => Glykolipide

Vesikel
  • Transport zur Plasmamembran

Plasmamembran
  • Fusion mit Vesikel => Exposition der Membrankomponenten

allgemeine Biologie

Endocytose in tierischen Zellen
=> 3 Arten
=> um größere Substanzen in Zelle aufzunehmen aus dem extrazellulären Raum

▪︎Phagocytose => Nahrung/ Teilchen durch Einstülpung der Plasmamembran aufgenommen; Abschnürung einer Nahrungsvakuole; Transport in Zelle

▪︎Pinocytose => kleinere Vesikel zur Aufnahme von kleineren Substanzen; Hüllproteine lagern sich an Vesikel an, was zur Abschnürung des Vesikels führt

▪︎rezeptorvermittelte Endocytose => von außen gelangt ein Signal an Rezeptoren der Plasmamembran; Hüllproteine lagern sich um Einschnürung an; Abspaltung des Vesikels

allgemeine Biologie

Funktionen von Membranproteinen
=> 6
▪︎Transport => passiv, aktiv
▪︎enzymatische Aktivität => katalytische Umsetzung 
▪︎Vermittlung von Signaltransduktion
▪︎Zell-Zell-Erkennung => Glycoproteinmolekül
▪︎Zell-Zell-Verbindung
▪︎Verankerung des Cytoskeletts und der extrazellulären Matrix => Stabilität und Verankerung

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