Allgemeine Biologie II - Cheatsheet

Struktur und Funktion von DNA und RNA

Definition:

DNA und RNA sind Nukleinsäuren, die genetische Information speichern und übertragen.

Details:

• DNA: Doppelhelix, bestehend aus Nukleotiden (Adenin, Thymin, Cytosin, Guanin)
• RNA: Einzelstrang, Nukleotide (Adenin, Uracil, Cytosin, Guanin)
• Funktionen der DNA: Speicherung der genetischen Information, Replikation, Transkription
• Funktionen der RNA: Übertragung der genetischen Information, Proteinbiosynthese (mRNA, tRNA, rRNA)
• DNA-Replikation: Semi-konservativ, Enzyme: DNA-Polymerase
• Transkription (DNA -> RNA): Enzym: RNA-Polymerase
• Translation (RNA -> Protein): Ribosomen, tRNA
• Basenpaarung: DNA (A-T, C-G), RNA (A-U, C-G)

Mechanismen der DNA-Replikation

Definition:

Vorgang der Verdopplung der DNA während der Zellteilung

Details:

• Initiation: Startpunkt ist der Origin of Replication
• Helikase: Trennt DNA-Doppelstrang
• Topoisomerase: Verhindert Supercoiling
• Primase: Synthese kurzer RNA-Primer
• DNA-Polymerase: Synthese des neuen Strangs in 5' zu 3' Richtung
• Leitstrang und Folgestrang: Kontinuierliche vs. diskontinuierliche Synthese
• Okazaki-Fragmente: Kurze DNA-Stücke am Folgestrang
• DNA-Ligase: Verbindet Okazaki-Fragmente
• Proofreading: Fehlerkorrektur durch DNA-Polymerase

Signaltransduktion in Zellen

Definition:

Prozess, bei dem ein extrazelluläres Signal in ein spezifisches intrazelluläres Signal umgewandelt wird.

Details:

• Beteiligt Rezeptoren, Second Messenger, Kinasen und Transkriptionsfaktoren.
• Rezeptorbindung aktiviert Signalkaskaden.
• G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs), Rezeptor-Tyrosinkinasen (RTKs) häufig involviert.
• Phosphorylierung oft als molekularer Schalter genutzt.
• Zelluläre Antwort: Genexpression, Metabolismus, Zellteilung, Zelltod.

Transkription und Translation

Definition:

Transkription: Umschreibung von DNA in mRNA. Translation: Übersetzung der mRNA in ein Protein.

Details:

• Transkription: DNA -> mRNA
• Enzyme: RNA-Polymerase
• Translation: mRNA -> Protein
• Ort der Transkription: Zellkern
• Ort der Translation: Ribosomen im Zytoplasma
• Codons: Dreiergruppen von Nukleotiden auf mRNA
• tRNA: Transportiert Aminosäuren zu Ribosomen
• Startcodon: AUG (Methionin)

Autophagie und lysosomaler Abbau (nicht genannt, aber extrem relevant für Zellbiologie)

Definition:

Details:

• Autophagie: Prozess der Selbstverdauung von Zellbestandteilen zur Energiegewinnung oder Erneuerung
• Bildung doppelmembranumhüllter Autophagosomen
• Fusion von Autophagosomen mit Lysosomen zu Autolysosomen
• Lysosomaler Abbau: Hydrolasen im Lysosom zerlegen Zellmaterial in seine Grundbestandteile
• Wichtig für Zellhomeostase und Antwort auf Stresssituationen
• Key-Proteine: LC3, Beclin-1, Atg-Proteine

Genregulation und -expression

Definition:

Genregulation steuert, welche Gene exprimiert werden. Genexpression umfasst Transkription und Translation.

Details:

• Transkription: DNA → RNA durch RNA-Polymerase
• Translation: mRNA → Protein durch Ribosomen
• Regulationsmechanismen: Operons, Transkriptionsfaktoren, Epigenetik
• Operon-Modell (z.B. lac-Operon): Induktion/Repression durch Bindung an Operator
• Epigenetik: DNA-Methylierung, Histonmodifikation
• Transkriptionsfaktoren: binden an Promotoren/Enhancer

Ökosysteme und Biome

Definition:

Ökosysteme sind Gemeinschaften von Lebewesen und ihre abiotischen Umweltbedingungen; Biome sind große geografische Regionen mit ähnlichen Klimabedingungen, Flora und Fauna.

Details:

• Ökosystem: Biotische (pflanzliche und tierische Organismen) + abiotische (Licht, Wasser, Boden) Komponenten
• Frage der Energiefluss und Stoffkreisläufe
• Biome: charakterisiert durch dominante Vegetationstypen
• Beispiele für Biome: Wüsten, Regenwälder, Tundra
• Änderungen eines Ökosystems können sich auf größere Biome auswirken

Grundlagen der natürlichen Selektion

Definition:

Evolutionärer Mechanismus, bei dem die am besten angepassten Individuen einer Population höhere Überlebens- und Fortpflanzungschancen haben.

Details:

• Basierend auf Variabilität, Erblichkeit und unterschiedlichen Reproduktionserfolgen
• Selektionsdruck führt zu evolutionären Veränderungen
• Fitness: Maß für die Reproduktionsfähigkeit eines Individuums
• Mutation und Rekombination erzeugen genetische Vielfalt
• Adaptationen erhöhen Überlebens- und Reproduktionschancen
• Beispiele: Tarnung, Antibiotikaresistenz