Medical Life Sciences - Cheatsheet

DNA- und RNA-Strukturen und ihre Funktionen

Definition:

DNA und RNA sind Nukleinsäuren, die genetische Informationen speichern und übertragen. DNA ist doppelthelikal, RNA ist meist einzelsträngig.

Details:

• DNA: Desoxyribonukleinsäure, enthält die genetischen Anweisungen für die Entwicklung und Funktion von Lebewesen
• RNA: Ribonukleinsäure, überträgt die genetischen Informationen von der DNA zu den Ribosomen zur Proteinsynthese
• DNA-Struktur: Doppelhelix mit Basenpaarung (A-T, G-C)
• RNA-Struktur: Einzelstrang mit Basen (A, U, G, C)
• Transkription: RNA-Polymerase synthetisiert mRNA von DNA
• Translation: Ribosomen verwenden mRNA zur Synthese von Proteinen
• mRNA: Boten-RNA, trägt genetische Informationen für die Proteinsynthese
• tRNA: Transfer-RNA, bringt Aminosäuren zum Ribosom während der Translation
• rRNA: Ribosomale RNA, bildet den Hauptbestandteil der Ribosomen

Proteinsynthese und Genexpression

Definition:

Prozess, bei dem die genetische Information in Proteine umgesetzt wird.

Details:

• Transkription: DNA-Nukleotidsequenz wird in mRNA umgeschrieben.
• RNA-Polymerase bindet an Promotorregion der DNA.
• mRNA-Prozessierung: Kappen, Spleißen, Polyadenylierung.
• Translation: mRNA wird in Aminosäuresequenz (Protein) übersetzt.
• Ribosomen binden an mRNA und katalysieren Peptidbindung.
• tRNA bring Aminosäuren zum Ribosom, Anticodon paart mit mRNA-Codon.
• Genexpressionsregulation: Enhancer, Repressoren, epigenetische Modifikationen.

Grundlagen der Pharmakodynamik und Pharmakokinetik

Definition:

Pharmakodynamik: Wirkung von Arzneistoffen auf den Körper.Pharmakokinetik: Verhalten von Arzneistoffen im Körper.

Details:

• Pharmakodynamik:
• Rezeptorbindung
• Dosis-Wirkung-Beziehung
• Therapeutische Breite
• Pharmakokinetik:
• Absorption
• Distribution
• Metabolismus
• Elimination
• ADI (Area under the curve)
• Halbwertszeit
• Bioverfügbarkeit

Diagnostische Methoden in der Pathophysiologie

Definition:

Diagnostische Methoden in der Pathophysiologie sind Techniken zur Erkennung und Untersuchung von Krankheitsursachen und -mechanismen.

Details:

• Blutuntersuchungen: Analysen wie z.B. CRP, Blutzuckerspiegel
• Bildgebende Verfahren: Radiologie (Röntgen, CT, MRT), Ultraschall
• Biopsien: Gewebeproben zur mikroskopischen Analyse
• Genetische Tests: Untersuchung von DNA auf Mutationen
• Funktionstests: Untersuchung von Organfunktionen, z.B. Lungenfunktionstest
• Enzymatische Tests: Enzymaktivitäten zur Diagnose spezifischer Erkrankungen

Struktur-Wirkungs-Beziehungen (SAR) von Arzneimitteln

Definition:

Beziehung zwischen chemischer Struktur eines Moleküls und dessen biologischer Aktivität, wichtig für Arzneimittelentwicklung.

Details:

• SAR: Structure-Activity Relationship
• Ziel: Entwicklung neuer Arzneimittel mit verbesserter Wirksamkeit
• Veränderung der chemischen Struktur, um Wechselwirkungen mit Zielmolekül zu optimieren
• Quantitative Struktur-Wirkungs-Beziehung (QSAR): mathematische Modelle zur Vorhersage der biologischen Aktivität
• Wichtige Parameter: Lipophilie (\textit{log P}), Polarizierbarkeit, Molekülgröße
• Computergestützte Methoden häufig genutzt

Genetische Variation und Mutationen

Definition:

Veränderungen in der DNA-Sequenz, die zu genetischen Unterschieden zwischen Individuen führen.

Details:

• Genetische Variation: Unterschiedliche Allele, die zu verschiedenen Phänotypen führen.
• Mutationen: Permanente Veränderungen in der DNA-Sequenz.
• Typen von Mutationen: Punktmutationen, Insertionen, Deletionen.
• Ursachen: Spontanität, Strahlung, Chemikalien.
• Folgen: Neutral, schädlich oder vorteilhaft.
• Klinische Bedeutung: Diagnostik, Therapie.

Methoden der Molekularbiologie wie PCR und Gel-Elektrophorese

Definition:

PCR zur Amplifikation spezifischer DNA-Sequenzen, Gel-Elektrophorese zur Trennung und Visualisierung von Nukleinsäuren

Details:

• PCR: Polymerase-Kettenreaktion zur exponentiellen Vervielfältigung spezifischer DNA-Abschnitte
• Schritte: Denaturierung (95°C), Annealing (50-65°C), Elongation (72°C)
• Komponenten: DNA-Vorlage, Primer, dNTPs, Taq-Polymerase, Puffer
• Gel-Elektrophorese: Trennung von DNA/RNA-Fragmenten basierend auf Größe durch ein Agarose-Gel
• Ergebnis-Visualisierung: Ethidiumbromid oder SYBR Green, unter UV-Licht
• Interpretation: Vergleich von Bandenmustern zur Größenbestimmung

Mechanismen der Krankheitsentwicklung

Definition:

Untersuchung biochemischer Mechanismen, die zur Entwicklung oder zum Fortschreiten von Krankheiten führen.

Details:

• Zelluläre Signalwege: Störungen in Signaltransduktionen, z.B. Onkogene, Tumorsuppressorgene
• Genetische Mutationen: Punktmutationen, Deletionen, Insertionen
• Infektionsprozesse: Viren, Bakterien, Pilze
• Entzündungsreaktionen: Akut vs. chronisch, Rolle von Cytokinen
• Autoimmunreaktionen: Fehlgeleitete Immunabwehr
• Umweltfaktoren: Exposition zu Toxinen, Strahlung
• Epigenetische Veränderungen: Methylierung, Histonmodifikation