Biochemische Grundlagen Der Signaltransduktion an der RWTH Aachen | Karteikarten & Zusammenfassungen

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TESTE DEIN WISSEN

Was ist mit parakriner Signalübertragung gemeint?

Nennen Sie ein typisches Beispiel.

Wo findet man den Spezialfall der parakrinen Signalübertragung?

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Parakrine Signalübertragung

  • lokal begrenzte Vermittlung von Signalstoffen zwischen benachbarten Zellen oder Geweben
  • Signalstoffe legen keine weiten Strecken zurück


Beispiel

  • Zellen des Immunsystems schütten Zytokine aus (parakrine Signalübertragung)


Spezialfall

  • Neurotransmitter von Nervenzellen (z.B. Acetylcholin)
    • Wird über synaptischen Spalt zur benachbarten Nervenzelle übertragen
  • Signal legt trotzdem weite Strecke zurück, da Reiz von Nervenzellen durch gesamten Körper geleitet werden kann
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Wozu ist Signaltransduktion nötig?

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  • Zellen kommunizieren miteinander
  • Zellen senden Informationen aus und empfangen welche (Signale)
  • Informationen werden in Zelle übertragen und produzieren eine Anttwort (Signaltransduktion)
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Was sind Caspasen?

Welche Rolle spielen sie bei der Apoptose?

Welches mitochondriale Protein und welche Effektor-Caspasen sind daran beteiligt?

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  • Caspasen = Cystein-haltige an Aspartat spaltende Proteasen
  • Kleine Proteasen
  • Aktivierung über extrinsische Signale oder Mitochondrium


Caspasen und Apoptose

  • Umordung des Cytoskeletts und des Nucleus
  • Inaktivierung von Reparaturmechanismen
  • Verhindern Zellteilung
  • Isolieren apoptotische Zelle aus umliegendem Gewebe
  • Kennzeichnung zur Phagozytose


Extrinsische Signale

  • FasL bindet an FasR
  • Aktivierung Initiator-Caspase-8 durch Autoprotolyse
  • Aktivierung Effektorcaspasen


Mitochondrialer Weg

  • Apoptotischer Stimulus setzt Bax frei (perforiert Mitochondrienmembran)
  • Freisetzung Cytochrom C
    • Bildet mit Initiator-Caspase-9 ein Apoptosom
  • Aktivierung Effektor-Caspasen-3,6 & 7
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Beschreiben und Vergleichen Sie: G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, Enzym-gekoppelte
Rezeptoren und ligandengesteuerte Ionenkanäle. Nenne Sie je ein Beispiel.

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G-Protein coupled receptors (GPCR)

  • Bestehen aus 7 transmembranen Helices
    • N-terminus extracellular und glycosyliert
    • C-terminus intrazelluär
  • Konformationsänderung der intrazelluläre Domänen
  • Loops im Cytosol interagieren mit Zielmolekülen (meist heterotrimere G-Proteine)
  • Beispiel: Adrenalinrezeptor


Enzymgekoppelte Rezeptoren

  • Bestehen aus einer Transmembranregion
    • extrazelluläre Signalbindestelle
    • intrazelluläre Domäne mit intrinsischer Enzymaktivität
  • Vermitteln Signale von Proteohormonen
  • Ligandenbindung aktiviert katalytische Domäne
    1. (meist) Autophosphorylierung 
    2. Aktivierung der Zielproteine
  • Signalkaskaden des Rezeptors oft langsam aufbauende, lang anhaltende Effekte
  • Beispiel: Rezeptor-Tyrosin-Kinasen (RTKs)


Ligandengesteuerte Ionenkanäle

  • Ligandenbindung löst Konformationsänderung aus (öffnet/schließt Kanal)
    • Ionen passieren Zellmembran
    • Schnelle Veränderung des Membranpotentials
  • Grundzustand der Kanäle kann sehr schnell wieder hergestellt werden
  • Beispiel: nikotinischer Acetylcholin Rezeptor
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Wo findet an einem Protein die Phosphorylierung statt und welche Effekte bringt diese mit sich?

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  • Finden Hauptsächlich an OH-Gruppen von Serin- & Threonin-Seitenketten statt
    • Zu 1% auch Phosphorylierung OH-Gruppen von Tyrosin-Seitenketten
  • Übertragung einer Phosphatgruppe von ATP auf jeweilige Seitenkette


Effekte

  • Konformationsänderung im Protein
    • Aktivierung/Deaktivierung
  • Wechselwirkung mit Substraten wird geändert
    • Bindestellen werden geschaffen oder blockiert
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Nennen Sie Beispiele für Liganden von GPCRs.

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  • Dopamin: Neurotransmitter
  • Epinephrin: Glycogenolyse
  • Histamin: Allergische Reaktionen
  • Interleukin (IL8): Chemotaxis von Leukozyten
  • Licht (Rhodopsin): Sehvermögen
  • Odorants: Riechstoffe
  • Serotonin: Neurotransmitter
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Nennen Sie die drei Arten der Signalkonversion.

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  • chemische Signal -> elektrisches Signal
  • elektrisches Signal -> second Messenger
  • physikalischess Signal -> chemisches Signal
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Nennen Sie die drei verschiedenen Wege der interzellulären Kommunikation.

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  1. Direkte Zell-Verbindugen (cell junctions)
  2. Zell-Zell-Interaktion über Oberflächenproteine
  3. Kommunikation über chemische Signalstoffe
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Welchen zentralen Aufgaben für multizelluläre Organismen spielt die Signaltransduktion?

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  • Aufrechterhaltung der Homöostasis
  • Koordination Zellteilung, Zellwachstum, Differenzierung & Zelltod
  • Anpassung an die Umgebung
  • Snesorische und neuronale Reize
  • Wechselwirkung zwischen Organismen, Krankheit, Abwehraktivierung, Symbiose
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Nennen Sie First Messenger.

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  • Hormone
  • Pflanzehormone
  • Cytokine
  • Wachstumsfaktoren
  • Neurotransmitter
  • Phereomone


(Allgemein: Primärfaktoren, welche eine Zelluläre Antwort hervorrufen)

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Erklären Sie endokrine Signalübertragung.

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  • Hormon wird in spezialisiertem endokrinene Gewebe gebildet
  • Weitergabe an Extrazellulärraum über Gefäßsystem
  • Transport zu Zielzellen
  • Hormone wirken auf Zielzellen entfernt von ihrem Syntheseort
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Was passiert bei der Signalintegration?

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  • Verschiedene Signale werden in der Zelle zu einer zellulären Gesamtantwort verrechnet
  • Abstimmen der zellulären Funktionen durch die Verknüfung vieler Signalwege
  • Differentielle Expression von Rezeptoren und Rezeprotsubtypen
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Q:

Was ist mit parakriner Signalübertragung gemeint?

Nennen Sie ein typisches Beispiel.

Wo findet man den Spezialfall der parakrinen Signalübertragung?

A:

Parakrine Signalübertragung

  • lokal begrenzte Vermittlung von Signalstoffen zwischen benachbarten Zellen oder Geweben
  • Signalstoffe legen keine weiten Strecken zurück


Beispiel

  • Zellen des Immunsystems schütten Zytokine aus (parakrine Signalübertragung)


Spezialfall

  • Neurotransmitter von Nervenzellen (z.B. Acetylcholin)
    • Wird über synaptischen Spalt zur benachbarten Nervenzelle übertragen
  • Signal legt trotzdem weite Strecke zurück, da Reiz von Nervenzellen durch gesamten Körper geleitet werden kann
Q:

Wozu ist Signaltransduktion nötig?

A:
  • Zellen kommunizieren miteinander
  • Zellen senden Informationen aus und empfangen welche (Signale)
  • Informationen werden in Zelle übertragen und produzieren eine Anttwort (Signaltransduktion)
Q:

Was sind Caspasen?

Welche Rolle spielen sie bei der Apoptose?

Welches mitochondriale Protein und welche Effektor-Caspasen sind daran beteiligt?

A:
  • Caspasen = Cystein-haltige an Aspartat spaltende Proteasen
  • Kleine Proteasen
  • Aktivierung über extrinsische Signale oder Mitochondrium


Caspasen und Apoptose

  • Umordung des Cytoskeletts und des Nucleus
  • Inaktivierung von Reparaturmechanismen
  • Verhindern Zellteilung
  • Isolieren apoptotische Zelle aus umliegendem Gewebe
  • Kennzeichnung zur Phagozytose


Extrinsische Signale

  • FasL bindet an FasR
  • Aktivierung Initiator-Caspase-8 durch Autoprotolyse
  • Aktivierung Effektorcaspasen


Mitochondrialer Weg

  • Apoptotischer Stimulus setzt Bax frei (perforiert Mitochondrienmembran)
  • Freisetzung Cytochrom C
    • Bildet mit Initiator-Caspase-9 ein Apoptosom
  • Aktivierung Effektor-Caspasen-3,6 & 7
Q:

Beschreiben und Vergleichen Sie: G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, Enzym-gekoppelte
Rezeptoren und ligandengesteuerte Ionenkanäle. Nenne Sie je ein Beispiel.

A:

G-Protein coupled receptors (GPCR)

  • Bestehen aus 7 transmembranen Helices
    • N-terminus extracellular und glycosyliert
    • C-terminus intrazelluär
  • Konformationsänderung der intrazelluläre Domänen
  • Loops im Cytosol interagieren mit Zielmolekülen (meist heterotrimere G-Proteine)
  • Beispiel: Adrenalinrezeptor


Enzymgekoppelte Rezeptoren

  • Bestehen aus einer Transmembranregion
    • extrazelluläre Signalbindestelle
    • intrazelluläre Domäne mit intrinsischer Enzymaktivität
  • Vermitteln Signale von Proteohormonen
  • Ligandenbindung aktiviert katalytische Domäne
    1. (meist) Autophosphorylierung 
    2. Aktivierung der Zielproteine
  • Signalkaskaden des Rezeptors oft langsam aufbauende, lang anhaltende Effekte
  • Beispiel: Rezeptor-Tyrosin-Kinasen (RTKs)


Ligandengesteuerte Ionenkanäle

  • Ligandenbindung löst Konformationsänderung aus (öffnet/schließt Kanal)
    • Ionen passieren Zellmembran
    • Schnelle Veränderung des Membranpotentials
  • Grundzustand der Kanäle kann sehr schnell wieder hergestellt werden
  • Beispiel: nikotinischer Acetylcholin Rezeptor
Q:

Wo findet an einem Protein die Phosphorylierung statt und welche Effekte bringt diese mit sich?

A:
  • Finden Hauptsächlich an OH-Gruppen von Serin- & Threonin-Seitenketten statt
    • Zu 1% auch Phosphorylierung OH-Gruppen von Tyrosin-Seitenketten
  • Übertragung einer Phosphatgruppe von ATP auf jeweilige Seitenkette


Effekte

  • Konformationsänderung im Protein
    • Aktivierung/Deaktivierung
  • Wechselwirkung mit Substraten wird geändert
    • Bindestellen werden geschaffen oder blockiert
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Q:

Nennen Sie Beispiele für Liganden von GPCRs.

A:
  • Dopamin: Neurotransmitter
  • Epinephrin: Glycogenolyse
  • Histamin: Allergische Reaktionen
  • Interleukin (IL8): Chemotaxis von Leukozyten
  • Licht (Rhodopsin): Sehvermögen
  • Odorants: Riechstoffe
  • Serotonin: Neurotransmitter
Q:

Nennen Sie die drei Arten der Signalkonversion.

A:
  • chemische Signal -> elektrisches Signal
  • elektrisches Signal -> second Messenger
  • physikalischess Signal -> chemisches Signal
Q:

Nennen Sie die drei verschiedenen Wege der interzellulären Kommunikation.

A:
  1. Direkte Zell-Verbindugen (cell junctions)
  2. Zell-Zell-Interaktion über Oberflächenproteine
  3. Kommunikation über chemische Signalstoffe
Q:

Welchen zentralen Aufgaben für multizelluläre Organismen spielt die Signaltransduktion?

A:
  • Aufrechterhaltung der Homöostasis
  • Koordination Zellteilung, Zellwachstum, Differenzierung & Zelltod
  • Anpassung an die Umgebung
  • Snesorische und neuronale Reize
  • Wechselwirkung zwischen Organismen, Krankheit, Abwehraktivierung, Symbiose
Q:

Nennen Sie First Messenger.

A:
  • Hormone
  • Pflanzehormone
  • Cytokine
  • Wachstumsfaktoren
  • Neurotransmitter
  • Phereomone


(Allgemein: Primärfaktoren, welche eine Zelluläre Antwort hervorrufen)

Q:

Erklären Sie endokrine Signalübertragung.

A:
  • Hormon wird in spezialisiertem endokrinene Gewebe gebildet
  • Weitergabe an Extrazellulärraum über Gefäßsystem
  • Transport zu Zielzellen
  • Hormone wirken auf Zielzellen entfernt von ihrem Syntheseort
Q:

Was passiert bei der Signalintegration?

A:
  • Verschiedene Signale werden in der Zelle zu einer zellulären Gesamtantwort verrechnet
  • Abstimmen der zellulären Funktionen durch die Verknüfung vieler Signalwege
  • Differentielle Expression von Rezeptoren und Rezeprotsubtypen
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