Ökologie und Diversität B - Cheatsheet

Photosynthese und Respiration

Definition:

Photosynthese: Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt, produziert Glukose und O2. Respiration: Glukose und O2 in CO2, H2O und Energie umgewandelt.

Details:

• Fotosynthese Gleichung: \[ 6 CO_2 + 6 H_2O + Lichtenergie \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6 O_2 \]
• Lichtreaktion: Findet in Thylakoidmembranen statt, produziert ATP und NADPH
• Dunkelreaktion (Calvin-Zyklus): Findet im Stroma statt, nutzt ATP und NADPH, um Glukose zu synthetisieren
• Respiration Gleichung: \[ C_6H_{12}O_6 + 6 O_2 \rightarrow 6 CO_2 + 6 H_2O + Energie (ATP) \]
• Glykolyse: Glukose zu Pyruvat abgebaut, entsteht 2 ATP, 2 NADH
• Zitronensäurezyklus (Krebs-Zyklus): Pyruvat in mitochondriale Matrix umgewandelt, weitere ATP und NADH gewonnen
• Elektronentransportkette: In innerer Mitochondrienmembran, produziert meiste ATP durch oxidative Phosphorylierung

Abiotic stress responses in plants

Definition:

Reaktionen von Pflanzen auf Stressfaktoren wie Trockenheit, Salinity, Kälte, Hitze und Schwermetalle.

Details:

• Abiotischer Stress kann Wachstum und Entwicklung hemmen.
• Reaktionen umfassen physiologische, biochemische und molekulare Anpassungen.
• Osmotische Anpassungen: Akkumulation von Osmolyten (z.B. Prolin, Zucker).
• Antioxidative Systeme: Steigerung von Enzymen wie SOD, CAT und APX.
• Genexpression: Aktivierung von Stress-Genen (z.B. DREB, HSP).
• Signalwege: Beteiligung von Hormonen (z.B. ABA, Ethylen) und sekundären Botenstoffen (z.B. Ca²⁺, ROS).

Chromatography techniques

Definition:

Methode zur Trennung und Analyse von Stoffgemischen aufgrund unterschiedlicher Verteilung zwischen stationärer und mobiler Phase.

Details:

• Wichtige Techniken: Dünnschichtchromatographie (TLC), Gaschromatographie (GC), Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC), Säulenchromatographie
• TLC: schnelles Screening
• GC: Trennung flüchtiger Verbindungen
• HPLC: hohe Trennleistung für flüssige Proben
• Säule: präparative Anwendungen
• R_f-Wert: Verhältnis der Laufstrecken in TLC
• Retentionzeit: Messgröße in GC und HPLC

Gene expression profiling

Definition:

Genexpressionsprofiling: Methode zur Messung der Aktivität (Expression) vieler Gene gleichzeitig, um ein globales Bild der Zellfunktion zu erhalten.

Details:

• Verwendung von Microarrays oder RNA-Seq
• Identifizierung und Quantifizierung von mRNA-Transkripten
• Anwendung in verschiedenen Bereichen wie Krebsforschung, Entwicklung, und Umweltbiologie
• Vergleich von Genexpressionsmustern unter verschiedenen Bedingungen (z.B. gesund vs. krank)

G-protein coupled receptors (GPCRs)

Definition:

GPCRs sind eine große Familie von Rezeptoren, die an der Signalübertragung über Zellmembranen beteiligt sind.

Details:

• Struktur: 7 transmembrane Helices
• Bindung an G-Proteine: Aktivierung führt zur Austausch von GDP zu GTP im G-Protein
• Signalwege: Beteiligung an vielen Signaltransduktionskaskaden, z.B. Adenylatcyclase, Phospholipase C
• Funktion: Schlüsselrolle in vielen physiologischen Prozessen, z.B. Sehen, Riechen, Regulierung des Stoffwechsels
• Medizinische Relevanz: Ziel von etwa 30% aller Arzneimittel

Mitotic spindle formation

Definition:

Mitotische Spindelbildung: Prozess der Organisation und Trennung der Chromosomen während der Mitose.

Details:

• Die Spindel besteht aus Mikrotubuli und assoziierten Proteinen.
• Entsteht während der Prophase.
• Spindelpole: Zentrosomen oder MTOCs.
• Kinetochore: Binden die Chromosomen an die Spindelmikrotubuli.
• Aufreihen der Chromosomen in der Metaphaseplatte während der Metaphase.
• Anaphase: Trennung der Schwesterchromatiden.

Bioinformatics tools for data analysis

Definition:

Werkzeuge für die Analyse biologischer Daten.

Details:

• Alignment-Tools: Vergleichen Sequenzen, z.B. BLAST, ClustalW.
• Genom-Annotation: Identifizierung von Genen und Funktionen, z.B. AUGUSTUS.
• Phylogenetische Analyse: Untersuchung von Verwandtschaftsverhältnissen, z.B. MEGA, PhyML.
• Strukturanalyse: Analyse von Protein- und Nukleinsäurestrukturen, z.B. PyMOL, Coot.
• Omics-Datenanalyse: Verarbeitung großer Datensätze, z.B. Galaxy, Bioconductor.
• Datenbanken: Speicherung und Zugriff auf biologische Daten, z.B. GenBank, UniProt.

Live-cell imaging techniques

Definition:

Experimentelle Methode zum Studium lebender Zellen in Echtzeit. Ermöglicht Beobachtung und Analyse dynamischer Prozesse in Zellen.

Details:

• Nutzt Fluoreszenzmikroskopie, Konfokalmikroskopie, oder Super-Resolution-Mikroskopie
• Wichtige Marker: GFP, RFP
• Ermöglicht Analyse von Zellbewegung, Protein-Interaktionen, Zellteilung
• Anwendungsfelder: Zellbiologie, Krebsforschung, Entwicklungsbiologie
• Vorteil: Erhalt der Zellvitalität während des Beobachtungszeitraums
• Nachteile: Phototoxizität, Langzeitstabilität der Marker