Struktur und Funktion der Zelle an der Universität Duisburg-Essen

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Was versteht man unter Apoptose?

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Mögliche Auslöser der Apoptose sind...

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Was sind Caspasen?

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Was sind die zwei Wege auf denen die Apoptose ablaufen kann?

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Apoptose: Extrinsischer Weg

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Apoptose: intrinsischer Weg

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Apoptose (Zusatzinfo)

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Was ist der Unterschied zwischen Apoptose und Nekrose?

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Mechanismus der Nekrose

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Was ist Seneszenz?

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Wie kommt es zur Seneszenz?

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Struktur und Funktion der Zelle

Was versteht man unter Apoptose?

programmierter Zelltod bei Metazoen

Struktur und Funktion der Zelle

Mögliche Auslöser der Apoptose sind...

...Stress, Rauchen und Strahlung.

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Was sind Caspasen?

Caspasen gehören zur Familie der Proteasen. 

Es handelt sich um Enzyme, die proteolytisch aktiv sind und andere Proteine zuschneiden.

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Was sind die zwei Wege auf denen die Apoptose ablaufen kann?

  1. extrinsisch
  2. intrinsisch

Struktur und Funktion der Zelle

Apoptose: Extrinsischer Weg

Beim extrinsischen Weg kommt es zur Aktivierung von Rezeptoren auf der Außenseite der Zelle. Der T-Zellen Antigenrezeptor (TCR) untersucht die Membranzusammensetzung anderer Zellen. Bei krankhafter Veränderung wird FasL synthetisiert. Die Todesrezeptoren wie z.B. Fas befinden sich an der Zellmembran. Durch die Bindung von Todesfaktoren bzw. Liganden z.B. FasL an den Todesrezeptoren wird FADD gebunden. FADD aktiviert Caspase 8, die aktiviert Bid, Bid aktiviert tBit. tBid durchlöchert die Mitochondrienmembran ins Zytoplasma. Dadurch kommt es zur Aktivierung von pro-Caspase 9, die aktiviert Caspase 3 und die aktiviert die DNAse CAD. CAD fragmentiert anschließend die DNA. Die Zelle stirbt.

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Apoptose: intrinsischer Weg

Äußere Stressfaktoren, wie z.B. Strahlung verändern die DNA und aktivieren dem Tumor-Supressor p53. Dieser sorgt für die Expression von Bax. Bax wiederum sorgt dafür, dass Cytochrom C aus dem Mitochondrium ins Zytoplasma ausläuft, in dem es die Permeabilität der Membran verändert. Cytochrom C setzt eine Caspasekaskade in Gang. Es kommt zur Aktivierung von pro-Caspase 9, die aktiviert Caspase 3 und die aktiviert die DNAse CAD. CAD fragmentiert anschließend die DNA. Die Zelle stirbt.


Hemmung des intrinsischen Wegs:

Durch den Einsatz des Immunsuppressivums Cyclosporin A wird der Austritt von Cytochrom C aus dem Mitochondrium verhindert.

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Apoptose (Zusatzinfo)

  • Apoptose kommt jede Sekunde vor
  • Zellkern und Cytoplasma wird dabei in Bläschen verpackt und abgetragen
  • Krebs ist in der Lage diesen Vorgang abzuschalten, sodass kein Zelltod mehr möglich ist und Krebszellen sich ausbreiten können
  • tritt auf, wenn Zellen geschädigt sind der entartet
  • wenn der Todesrezeptor aktiviert wurde, kommt es auf jeden Fall zum Zelltod!!

Struktur und Funktion der Zelle

Was ist der Unterschied zwischen Apoptose und Nekrose?

Apoptose ist ein geplanter Zelltod. Nekrose ist ein außerplanmäßiger Zelltod, der durch eine Störung der Zellintegrität hervorgerufen wird.

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Mechanismus der Nekrose

Eine Schnittverletzung:

Zunächst steigt die Konzentration von Calciumionen, durch Nekrose aktivierende Faktoren. Dadurch wird das Enzym Calpain aktiviert, welches zur Aktivierung von Caspase-Kaskaden und somit zur Apoptose führt. Außerdem sorgt Calpain dafür, dass Lysosomen Cathepsin bilden, welches zur inneren Verdauung der Zelle führt. Zudem wird radikaler Sauerstoff von Mitochondrien freigesetzt, welcher Zellorganellen angreift. In Folge kommt es zu einem unkontrollierten Cytoplasmaverlust in umliegendem Gewebe, wodruch eine Entzündung entsteht.

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Was ist Seneszenz?

Bei einer Zelle: Verlust der Fähigkeit zur Zellteilung 

Bei einem Organismus: Alterungsprozess und erhöhtes Krankheitsrisiko

Struktur und Funktion der Zelle

Wie kommt es zur Seneszenz?

Genetische Ursachen:

An beiden Enden der DNA befinden sich Telomere, eine sich wiederholdende, nicht codierende Nukleotidsequenz. Bei der DNA-Replikation, also bei jeder Zellteilung, geht ein Stück DNA verloren, also ein Stück des Telomers. Haben Telomere das kritische Minimum von ca. 4 kB erreicht, stellt die Zelle die Zellteilung ein. 

Ausnahme: Keimzellen besitzen das Enzym Telomerase, welches die Telomere wieder auffüllt. Diese enthält eine interne RNA-Matritze, wodurch sie in der LAge ist, die verloren gegangene Dna wiederherzustellen.

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DNA-Reperatur geschädigt, Krankheiten:

  • Progerie: Kinder, die schnell altern und mit 7 aussehen wie alte Menschen
  • Mondscheinkinder: UV-Strahlung ist für sie sehr schädlich

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