F

1
Für die Richtigkeit wird keinerlei Gewähr
gegeben.
SIP Fragen 4. Überarbeitete Version 2006
2
Grundlagen der organischen Chemiezum Warmwerden!
SIP Frage Was versteht man unter Diffusion?
Bewegung eines Stoffes zum Ort seiner niedrigeren
Konzentration. Die Menge des pro Zeiteinheit
diffundierten Stoffes ist v. a. abhängig vom
Konzentrationsgradienten. Sprich Der gelöste
Stoff verteilt sich!
Pschyrembel, 258. Auflage, Diffusion
3
Grundlagen der organischen Chemiezum Warmwerden!
SIP Frage Was versteht man unter Osmose?
Form der Diffusion, bei der sich das
Lösungsmittel durch eine semipermeable Membran
zum Ort der höheren Konzentration eines gelösten
Stoffes, der diese Membran nicht passieren kann,
bewegt. Sprich Das Lösungsmittel verschiebt
sich!
Pschyrembel, 258. Auflage, Osmose
4
Kohlenhydrate
SIP Frage Wie unterscheiden sich Stärke und
Zellulose?
Stärke a 1,4 glykosidisch verknüpft
Zellulose ß 1,4 glykosidisch
verknüpft Anmerkung Stärke Grundbau ist aus
Maltose und Isomaltose (Glykogen), aber weniger
oft verzweigt (nur etwa alle 25
Glukosereste). Unser Körper kann nur große
Kohlenhydrate mit a Bindungen abbauen. Für
Disaccharide gibt es allerdings spezifische
Enzyme, die auch ß Bindungen knacken können.
5
Lipide
SIP Frage Was entsteht bei der vollständigen
Hydrolyse eines Moleküls Lecithin?
Lecithin ist nur der Trivialname für
Phosphatidylcholin. Da Phosphatidylcholin ein
Glycerolipid, genauer ein Glycero- phosphatid
ist, besteht es aus folgenden Einzelbestandteilen,
die bei der Hydrolyse (Aufspaltung durch
Wasseranlagerung) frei werden Phosphat, Cholin,
Glycerin und 2 Fettsäuren (Linolsäuren, 182
?9,12 )
6
Lipide
SIP Frage Welche Komponenten müssen in
Phospholipiden vorkommen?

1. Linolsäure, Fettsäuren, Glycerin
2. Phosphat, Fettsäuren, Glycerin
3. Phosphat, ungesättigte FS, Glycerin
4. Phosphat, Acylamin, Glycin
5. Phosphat, Glycin, Carboxylsäure

7
Lipide
SIP Frage Woraus besteht die Lipid-Doppelschicht
derZellmembran?
Zum Großteil aus Phospholipiden und Cholesterin.
8
Lipide
SIP Frage Von welchem Lipidstoff kann man
zumindest eine begrenzte Löslichkeit in Wasser
erwarten?
1. Phospholipiden 2. Sphingolipiden 3. Steroiden
4. Triacylglycerinen 5. Vitamine A, D, E, K
9
Lipide
SIP Frage Zu den Lipidmediatoren zählen
folgende Substanzgruppen oder Einzelmoleküle
NICHT A. Prostaglandine B. Leukotriene C.
Platelet activating factor D. Thromboxan E.
Oestrogen
Anmerkung PAF Entsteht unter dem Einfluss der
Phospholipase A2 aus Alkylacylglycerophosphocholin
. Östrogene entstammen nicht der Arachidonsäure
und sind desweiteren Hormone.
10
Lipide
SIP Frage Welche Substanzgruppe oder
Einzelmoleküle zählen zu den Lipidmediatoren?
Prostaglandine Prostazykline Leukotriene Thromboxa
n A2
11
Aminosäuren und Proteine
SIP Frage Welche proteinogene AS hat kein
optisches Isomer ?
Optische Isomere haben chirale Atome. Chiralität
ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein von
vier verschiedenen Substituenten an demselben C
Atom. Also Welche Aminosäure hat an seinem a-
C- Atom keine vier verschiedenen Substituenten?
Glycin! a- C Atom, Aminogruppe, Carboxygruppe
und 2 Hs
12
Aminosäuren und Proteine
SIP Frage In welcher Struktur ist die a-Helix
ein charakteristisches Strukturelement?
Alpha Helix als charakteristisches
Strukturelement in Myoglobin Nägeln Haaren GABA
Rezeptor
13
Aminosäuren und Proteine
SIP Frage Durch welche Interaktionen in einer
Polypeptidkette wird die a-helikale Struktur
stabilisiert?
Durch Wasserstoffbrücken zwischen den CO und NH
Gruppen.
14
Enzyme
SIP Frage Wie charakterisiert man Entropie?
Entropie ist ein Maß für die Unordnung oder
Zufälligkeit eines Systems. Ein System mit der
Entropie 0 (Null) ist perfekt geordnet.
15
Enzyme
SIP Frage Was besagt das Boltzmann Theorem?
Isolierte Systeme streben einem Maximum der
Entropie entgegen.
16
Enzyme
SIP Frage Was beschreibt die Maxwell- Boltzmann
Verteilung?
In einem idealen Gas bewegen sich nicht alle
Gasteilchen mit der gleichen Geschwindigkeit,
sondern statistisch verteilt mit verschiedenen
Geschwindigkeiten. Die Maxwell- Boltzmannsche
Verteilung (auch Maxwellsche Geschwin- digkeitsver
teilung genannt) gibt dabei an, wie groß die
Wahrscheinlichkeit ist, dass sich ein Gasteilchen
mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt.
17
Enzyme
SIP Frage Wie heißt der nutzbare Anteil der
Gesamtenergie eines Systems?
Freie Energie Freie Energie Enthalpieänderung
(Wärme) abzüglich dem Teil, der für die
Veränderung der Ordnung im System gebraucht wird.
18
Enzyme
SIP Frage Energetische Voraussetzungen für das
Ablaufen von Biosynthesen?

• ? G muss negativ sein oder
• energetische Kopplung oder
• das Vorhandensein von energiereichen
  Trägermolekülen

19
Enzyme
Michaelis- Menten Enzymkinetik
SIP Frage Wann ist bei enzymatischen Reaktionen
die maximale Reaktions- geschwindigkeit erreicht?
Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit entspricht
dem Zustand der vollständigen Sättigung des
Enzyms mit Substrat.
20
Enzyme
Michaelis- Menten Enzymkinetik
SIP Frage Wozu wird die katalytische Aktivität
von Enzymen bestimmt?
Die Aktivität "a" eines Enzyms ist ein Maß dafür,
wie schnell ein Substrat zu einem Produkt
umgeschlagen wird. Die Größe als solche hängt
von der Menge des Enzyms und von seiner
Effizienz ab, so dass mit Vorteil normierte
Größen verwendet werden. Mittels der Kenntnis der
katalytischen Aktivität eines Enzyms kann auf
die Enzymkonzentration geschlossen werden.
21
Enzyme
Allosterie
SIP Frage Wodurch sind allosterische Enzyme
charakterisiert?
Allosterische Enzyme besitzen Bindungsstellen für
2 Substrate, sowohl das eigentliche Substrat,
welches umgesetzt werden soll, als auch das
allosterisch wirksame Substrat, das die Aktivität
des Enzyms fördern oder hemmen kann. Daraus
ergibt sich, dass allosterische Enzyme in zwei
stabilen Konformationen vorliegen können.
22
Enzyme
Michaelis- Menten Enzymkinetik
SIP Frage Was entspricht dem Zahlenwert der
Michaelis Menten Konstante bei einem Enzym mit
einfacher Kinetik?
Der Konzentration des Substrates, die benötigt
wird, um die halbmaximale Reaktionsgeschwindigkei
t zu erreichen!
23
Enzyme
Michaelis- Menten Enzymkinetik
SIP Frage Wie wird die Affinität eines Enzyms
zu einem bestimmten Substrat nach der Michaelis
Menten Kinetik beschrieben?
Ist die Michaeliskonstante (km) niedrig, so
brauche ich wenig Substrat, um die halbmaximale
Reaktionsgeschwindigkeit zu erreichen- die
Affinität meines Enzyms zum Substrat ist
hoch. Ist die Michaeliskonstante hoch, brauche
ich viel Substrat um die halbmaximale
Geschwindigkeit zu erreichen, die Affinität des
Enzyms zum Substrat ist niedrig.
24
Enzyme
SIP Frage Was versteht man unter dem Begriff
der prosthetischen Gruppe?
Nicht- Proteinanteil eines Proteins z.B. das
Eisen im Hämoglobin, wobei die prosthetische
Gruppe fest mit dem Enzym verbunden ist, im
Unterschied zu einem Coenzym, das frei vorliegt
und als Cosubstrat dient.
25
Stoffwechsel
SIP Frage Die Hexokinase überträgt Phosphat von
ATP auf eine Hexose. Wie heißt diese?
Hexokinasereaktion Glukose ATP Glukose 6 P
ADP
26
Stoffwechsel

• SIP Frage
• In welchen Zellen der Leber wird Glukose zu
  Glykogen umgewandelt
• und gespeichert?
• Ito Zellen
• Hepatozyten
• Hepatische Muskelzellen
• Plasmazellen
• Zellen des kanalikulären Systems

2. Hepatozyten
27
Stoffwechsel
SIP Frage Welches Hormon wirkt nicht
glukoneogenetisch? Adrenalin/ Noradrenalin Glukag
on Insulin Cortisol GH
Insulin
28
Stoffwechsel Glykolyse
SIP Frage Wie heißt der Vorgang, bei dem die
bei der Oxidation des 1,3 Bisphosphoglycerat
gewonnene Energie direkt in Phosphorylierungsener
gie umgewandelt wird?
Substratkettenphosphorylierung
29
Stoffwechsel Glykolyse
SIP Frage Wie reagiert Phosphoenolpyruvat mit
ADP?
Phosphoenolpyruvat reagiert mit ADP zu Pyruvat
und ATP.
30
Stoffwechsel Glykolyse
SIP Frage Wie ist die Bilanz nach der
kompletten Oxidation von Glukose?
Die komplette Oxidation eines Mols Glukose ergibt
2 ATP, 2 NADH/H und 2 Pyruvat.
31
Stoffwechsel
Schicksal des Pyruvates
SIP Frage Durch welche Reaktion entsteht Laktat?
Durch anaerobe Glykolyse durch das Enzym
Laktatdehydrogenase.
32
Stoffwechsel
SIP Frage Welches Enzym ist in der Leber, nicht
aber im Muskel, aktiv?
Die Glukose 6 Phosphatase (sie ist ein Enzym der
Glukoneogenese, die- wie besprochen- die Leber
verrichtet. Die Glukose 6 Phosphatase spaltet
von der Glukose 6 P das Phosphat ab und löst sie
somit aus der intrazellulären Gefangenschaft.
33
Citratzyklus
SIP Frage Welche der Reaktionen im
Citratzyklus sind Oxidationen?
Oxidation Abgabe von Wasserstoffionen- also
sind jene Schritte Oxidationen, bei denen FADH2
und NADH/H gewonnen wird. 1. Von Isocitrat zu
a-Ketoglutarat NADH/H 2. Von a-Ketoglutarat
zu Succinyl-CoA NADH/H 3. Von Succinat zu
Furamat FADH2 4. Von Malat zu Oxalacetat
NADH/H
34
Citratzyklus
SIP Frage Welcher Metabolit ist ein Produkt des
katabolen Energiestoffwechsels?
Produkte eines katabolen Stoffwechsels Lactat,
Acetyl CoA usw. KEINE Produkte eines katabolen
Stoffwechsels Glukose, Triglyceride etc.
35
Citratzyklus
SIP Frage Welche Reaktionen des
Energiestoffwechsels finden im Cytoplasma statt?
Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt- daher
ist jede Zelle zur Glykolyse befähigt, aber
nicht zum Citratzyklus oder der beta Oxidation.
36
Citratzyklus
SIP Frage Welche Soffwechselreaktion findet nur
in den Mitochondrien statt?
Beta Oxidation Oxidation von Pyruvat zu Acetyl
CoA Citratzyklus Atmungskette
37
Atmungskette
SIP Frage Welche Reaktion kann als Teil der
oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien
angesehen werden?
Die chemiosmotische Kopplung kann als Teil der
oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien
angesehen werden. Anm Die chemiosmotische
Kopplung ist neben der Substratkettenphosphorylier
ung eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von
ATP aus ADP Pi ( Phosphorylierung), wobei die
Energie eines Protonengradienten genutzt wird.
Diese Definition entspricht bezogen auf die
Mitochondrien extakt der ATP Synthase Reaktion.
38
Grundstoffe
Chemie der Nukleotide
SIP Frage Welcher Unterschied besteht zwischen
DNA und RNA?
Einzelstrang vs. Doppelstrang Ribose vs. Desoxyr
ibose Uracil vs. Thymin
39
Grundstoffe
Chemie der Nukleotide
SIP Frage Wie lauten die Abkürzungen für die
Basen des genetischen Codes?
A (Adenin) C (Cytosin) G (Guanin) T (Thymin)
40
Grundstoffe
Basen
SIP Frage Was versteht man unter dem Begriff
genetischer Code?
Der Begriff genetischer Code bezeichnet den
Triplettcode, bei dem 3 Basen für eine
Aminosäure kodieren.
41
Grundstoffe
Basen
Die Träger der Information
SIP Frage Für wieviele Aminosäuren kodiert ein
Triplettcode mit vier verschiedenen Aminosäuren?
Theoretisch 34 64 Tatsächlich aber nur 20
proteinogene Aminosäuren. Triplettcode 3 Basen
kodieren für eine Aminosäure.
42
Grundstoffe
Die DNA Doppelhelix
SIP Frage Womit paart sich die Base Adenin?
Adenin paart sich mit Thymin
43
Grundstoffe
Die DNA Doppelhelix
SIP Frage Eine doppelsträngige DNA enthält 21
Thymin. Wieviel Prozent einer anderen Base
enthält sie?
79 (21 Adenin, 29 Guanin und 29 Cytosin)
44
Grundstoffe
Die DNA Doppelhelix
SIP Frage Welche Sequenz hat der zur
Nukleotidsequenz 5-ATCTAGC3 komplementäre
Strang?
5-GCTAGAT-3 Man schreibt dabei die Reihenfolge
der Basen immer vom 5-Ende beginnend auf (also
in 5-3- Richtung) von links nach rechts.
45
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Posttranskriptionale Prozessierung
Erste Modifikation ein Käppchen fürs 5-Ende
SIP Frage Welche Bedeutung hat das 5 Cap der
mRNA für die Translation?
Das 5 Cap der mRNA läßt das Ribosom und die tRNA
erkennen, An welchem Ende sie ansetzen müssen.
46
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Posttranskriptionale Prozessierung
SIP Frage Was versteht man unter dem Begriff
Exons?
Kodierende Sequenzen einer mRNA Abschnitt mit der
Information für Proteine
47
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Posttranskriptionale Prozessierung
SIP Frage Woraus bestehen die für den Vorgang
des Splicing verantwortlichen Partikel, die
Spliceosomen?
Aus 100 bis 300 Basenpaaren großen RNA Fragmenten.
48
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Posttranskriptionale Prozessierung
SIP Frage Was versteht man in der
Molekularbiologie unter Spleißen?
Das herausschneiden von nicht kodierenden
Sequenzen aus der mRNA.
49
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Translation- die Proteinbiosynthese
SIP Frage Wie muss die Anticodonsequenz von 5
nach 3 in der Phe-tRNA lauten, wenn der
genetische Code für die Aminosäure Phenylalanin
UUC ist?
GAA Anticodon auf tRNA, muss zu mRNA Triplett
passen genetischer Code auf RNA (die Zuordnung
der Codons auf der RNA zu einzelnen
Aminosäuren und dem Stop Signal wird als
genetischer Code bezeichnet. (Löffler
Petrides) Überlegung einfache Spiegelung, von
mRNA auf tRNA (also von UUC auf RNA auf GAA in
tRNA.
50
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Proteinabbau
SIP Frage Weshalb werden Verdauungsproteasen
wie Pepsin oder Trypsin als Endopeptidasen
bezeichnet?
Weil sie die Proteinketten in deren Mitte (endo)
auseinanderschneiden und nicht am Rand (exo).
Dann würden sie nämlich Exopeptidasen heißen.
51
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Der Weg der Proteine
SIP Frage Wo in der Zelle erfolgt die Bildung
von Disulfidbrücken in Proteinen?
Die Bildung von Disulfidbindungen erfolgt im ER,
da im Cytosol keine Disulfidbindungen
katalysiert werden können (reduzierendes Milieu,
S-S Bindung aber Oxidation H weg)
52
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Der Weg der Proteine
SIP Frage In welchen Organellen wird
endocytiertes Material abgebaut?
Endozytiertes Material wird in den Lysosomen
abgebaut, deren Enzyme ihr Wirkungsoptimum im
Bereich pH 5 haben.
53
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Der Weg der Proteine
SIP Frage Im Golgi Apparat findet welcher
wichtige Schritt bei der Modifikation von
Proteinen statt?
Im Golgi Apparat werden die im ER angehängten
Oligosaccharidketten weiter modifiziert und
dadurch komplexer.
54
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Der Weg der Proteine
SIP Frage In welchem Zellorganell findet die
Glykosilierung von Proteinen statt?
Die enzymatische Glykosilierung von Proteinen
findet im ER statt. Hier werden immer die
gleichen Zuckerketten an die Proteine geknüpft,
die dann im Golgi Apparat weitermodifiziert
werden. Nicht enzymatische Glykosilierung wäre
z.B. das Anfügen von Zucker- ketten an
Erythrozyten (HbA1c), ein Parameter zum
Diabetesmonitoring.
55
Zellalltag einer menschlichen Zelle
DNA Replikation
Replikationselongation
SIP Frage Was sind die Substrate der DNA
abhängigen DNA Polymerase?
dATP, dCTP, dGTP, dTTP d desoxy A, C, G, T
Adenosin, Cytosin, Guanosin, Thymidin TP
Triphosphat
56
Zellalltag einer menschlichen Zelle
Die DNA Polymerasen
SIP Frage Beschreiben Sie die Funktion der
Nukleaseaktivität der DNA Polymerase?
Die Nukleaseaktivität der DNA Polymerase (3- 5
Exonukleaseaktivität) dient der Erkennung und
Entfernung beschädigter oder falsch eingebauter
Nukleotide. Dieser Prozess nennt sich
Proofreading activity.
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Zellalltag einer menschlichen Zelle
Der Weg der Proteine
SIP Frage Wo in der Zelle erfolgt die Bildung
von Disulfidbrücken in Proteinen?
Die Bildung von Disulfidbindungen erfolgt im ER,
da im Cytosol keine Disulfidbindungen
katalysiert werden können (reduzierendes Milieu,
S-S Bindung aber Oxidation H weg)
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Zellalltag einer menschlichen Zelle
Der Weg der Proteine
SIP Frage In welchen Organellen wird
endocytiertes Material abgebaut?
Endozytiertes Material wird in den Lysosomen
abgebaut, deren Enzyme ihr Wirkungsoptimum im
Bereich pH 5 haben.
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Zellalltag einer menschlichen Zelle
Der Weg der Proteine
SIP Frage Im Golgi Apparat findet welcher
wichtige Schritt bei der Modifikation von
Proteinen statt?
Im Golgi Apparat werden die im ER angehängten
Oligosaccharidketten weiter modifiziert und
dadurch komplexer.
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Zellalltag einer menschlichen Zelle
Der Weg der Proteine
SIP Frage In welchem Zellorganell findet die
Glykosilierung von Proteinen statt?
Die enzymatische Glykosilierung von Proteinen
findet im ER statt. Hier werden immer die
gleichen Zuckerketten an die Proteine geknüpft,
die dann im Golgi Apparat weitermodifiziert
werden. Nicht enzymatische Glykosilierung wäre
z.B. das Anfügen von Zucker- ketten an
Erythrozyten (HbA1c), ein Parameter zum
Diabetesmonitoring.
61
Animationen
Genetik
http//www.johnkyrk.com/DNAreplication.html
http//www.bioteach.ubc.ca/TeachingResources/Molec
ularBiology/DNAReplication.swf
http//www.ncc.gmu.edu/dna/repanim.htm
http//spine.rutgers.edu/cellbio/flash/replication
.htm
http//www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/
molgenetics/translation.swf
http//www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/mo
lecularbiology/mRNAsplicing.html
http//www.exonhit.com/alternativesplicing/pages/d
iagrams/figure1.htm
http//www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/
molgenetics/transcription.swf
62
Animationen
Atmungskette
http//www.cells.de/cellsger/1medienarchiv/Zellfun
ktionen/Memb_Vorg/Zellatmung/Atmungskette/index.js
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