Morphologisches Artkonzept
Individuen mit ähnlichem Erscheinungsbild
Grenzen des morphologischen Artkonzeptes
phänotypische Variabilität
Polymorphismus
versch. Umwelteinflüsse
versch. Stadien
Sexualdimorphismus
Bakterien
biologischer Artbegriff
Fortpflanzungsgemeinschaft, auch potentiell
Grenzen des biologischen Artkonzeptes
hybridisierung
Zwillingsarten
geographisch getrennte Populationen
ungeschlechtliche Vermehrung wird nicht erfasst
versagt in der Paläontologie: können frühere Lebewesen dazugehören?
phylogenetischer Artbegriff
Aufspaltung einer Art= Weiterentwicklung als eigene Linie
dauert Generationen
Problem: Endergebnis nicht zu jedem Zeitpunkt klar (vereinen sich wieder/ isolieren sich völlig)
Allopatrische Artbildung
physische Barriere unterteilt Verbreitungsgebiet
Gründereffekt bei Überwinden einer Barriere
Parapatrische Artbildung
Art lebt in großem Verteilungsgebiet, Veränderungen in Teilbereichen führen zu Selektionsdrücken
Entstehung von Unterarten, Hybridisierung in Grenzbereichen
Artabgrenzung kann stattfinden, wenn sich Isolationsmechanismen herausbilden, die eine Hybridisierung verhindern z.B. klimabedingte unterschiedliche Fortpflanzungszeit bei Tieren oder Blütezeit
Sympatrische Artbildung
Entstehung einer neuen Art im Gebiet der Ursprungsart
Polyploidisierung (Vervielfältigung des Chromosomensatzes durch Mutation), disruptive Selektion
intermediärer Erbgang
unvollständige Dominanz, es entsteht ein indermediärer Phänotyp
Codominanz
beide Phänotypen werdne unabhängig voneinander verwirklicht
Epistasie
ein Gen verdeckt die phänotypische Ausprägung eines anderen Gens
5 Ebenen der DNA-Verpackung
DNA
Nukleosome
30nm-Chromatin-Faser
Schleifendomänen
(Metaphase-)Chromosom
Proteinogene AS
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Grundstruktur Protein
Carboxylgruppe
Amino-Gruppe
H-Atom
Rest (R)
COOH
H2N - C - H
R
Warum D und L-Konformation Proteine?
AS besitzen asymmetrisches C-Atom (Asunahme Glycin, das hat 2 H-Atome) —> Chiralitätszentrum
Moleküle können nicht durch Drehung in Deckung gebracht werden
AS mit hydrophober Seitenkette
R= unpolar
Alanin
AS mit hydrophiler Seitenkette
R= Polar
Seitenkette enthält OH- oder SH_Gruppe
Serin
Saure AS
R= negativ
zusätzliche Carboxygruppe in der Seitenkette, dessen Proton dissoziieren kann
Asparaginsäure
Basische AS
R= positiv
zusätzliche Aminogruppe
Lysin
Michaelis-Menten-Konstante
Substratkonzentration bei halbmaximaler Reaktionsgeschwindigkeit
Funktionen von Proteinen
Strukturproteine für Stabilisierung von Gewebestrukturen (Kollagen, Elastin, Keratin)
kontraktile Proteine: Mobilität (Aktin, Myosin)
Membranproteine: Signaltransduktion, Transport,…. (Cadherine, Insulinrezeptor)
Immunoglobuline: Bindung von Antigenen: Y-Globuline
Transkriptionsfaktoren
Histone: Proteinkomponente des Chromatins: H2A, H2B
3 Verteidigungslinien des Abwehrsystems
Allgemeine Abwehr (Haut, Schleimhäute, Darm)
Zelluläre Abwehr (Fresszellen)
Humorale Abwehr (Lymphe, mHv Abwehrproteinen
Was bildet Antikörper?
B-Proteine
Lymphsystem
Lymphe, Lymphgefäße, Lymphknoten
Lymphknoten sind FIlterstationen von Bakterien und anderen körperfremden Stoffen
Lymphozyten erkennen und bekämpfen Pathogene
3 Phasen der Abwehrreaktion des Immunsystems
Erkennungsphase
Aktivierungsphase
Effektorphase
Humorale Komponenten im Immunsystem
Komplementproteine (binden an Antikörper, lösen Entzündungsreaktion aus und lysieren körperfremde Zellen)
toxische Moleküle (peptide, die Bakterien verlangsamen oder deren Zellwände zerstören)
Antikörper
Komponenten des adaptiven Immunsystems
Phagocyten (beides)
Lymphocyten (nur): können Gedächtniszellen werden
Anzahl As für Protein
über 100-1000
Syntheseort von Proteinen
Ribosom bildet lineare Ketten von Aminosäuren
T-Zellen
=T-Lymphozyten —> Teil des adaptiven Immunsystems
werden im Knochenmark gebildet, können Antigene erkennen
T-Helferzellen: erkennen Fremdkörper
T-Killerzellen: veranlassen von Viren infizierte Körperzellen zur Auflösung
Zytotoxische T-Zellen: erkennen Antigene auf virusinfizierten Zellen und lysieren diese Zellen durch Proteinausschüttung und Bindung an fas-Rezeptor
TLR
erkennen PAMPs
Autoimmunkrankheit
= Immunantwort gegen das eigene Immunsystem
B- und T-Zellen greifen körpereigene Antigene an
Ursachen: Molekulare Mimikry, Versagen der klonalen Deletion
Diabetes melltitus Typ 1
Immunreaktion gegen mehrere Proteine der ß-Zellen des Pankreas, so werden insulinproduzierende Zellen getöten
Insulin muss gespritzt werden
Hashimoto-Thyreoiditis
Ursache: Infiltration von Lymphocyten, Plasmazellen und Makrophagen in die Schilddrüse
Folge: Funktionsbeeinträchtigung durch Zerstörung des follikulären Aufbaus der Drüse
Therapie: Tabletteneinnahme mit künstlichem Hormon Levothyroxin
Amensalismus
eine Art hat negativen Einfluss auf eine andere Art ohne Auswirkung auf die eigene Art
Hyperparasitismus
ein Parasit besiedelt einen anderen Parasiten
Sozialparasitismus
Ausnutzung von sozialen Leistungen
Futterdiebstahl, Sklaverei, Mord der Königin (Wespen)
Brutparasitismus
UHU
Ausnutzung fremder Wirte zur Brutaufzucht
Bsp fakultativer Parasit
Raubwanze
Bsp obligate Parasiten
weibliche Stechmücken (Eiweißbedarf für Produktion der Nachkommenschaft gedeckt)
Ektoparasiten
Interaktion nur bis Parasit satt
Nahrung:
Haar/ Federkleid
Hautsubstanz
Saugen von Blut oder Gewebsflüssigkeit
Blutegel, Stechmücke, Läuse, Flöhe, Zecken
Endoparasiten
im inneren des Wirts
in Organen großer Leberegel
in Körpergeweben Filarie
intrazelluläre Parasiten
invadieren mithilfe von speziellen Mechanismen die Wirtszelle
Plasmodien (Malaria)
Zwischenwirt
ungeschl. oder pathognenetische Vermehrung
Kommensalismus
eine Art zieht durch Interaktion mit anderer Art einen Vorteil, die andere Art wird nicht geschädigt
Fehlwirt/ Irrwirt
kann von Parasiten befallen werden
Parasit geht zugrunde und kann seinen Zyklus nicht weiterführen
Auswirkungen von Parasiten auf Zwischenwirt
Steigerung der Übertragungseffizienz durch physiologische Schädigung des Verdauungstrakts von Mücken
Schwächung
Änderung Biotoppräferenz von ZWischenwirten
Autosomal-dominanter Erbgang
Sichelzellenanämie
Achondroplasie
Vielfingrigkeit
autosomal-rezessiver Erbgang
Albinismus
Phenylketonurie
Mukoviszidose
X-chromosomal-dominante Erbgänge Beispiele
Vitamin-D-resistente Rachitis
Rett-Syndrom
Bloch-Sulzberger Syndrom
Endwirt
Erreichung der Geschlechtsreife
Ende eines mehrwirtigen Zyklus
x-Chromosomall-rezessiver Erbgang
Rot-Grün-Blindheit
Hämophilie
Lage Hypothalamus
unterer Abschnitt des Zwischenhirns
Unterteilung Hypophyse
Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen)
Neurohypophyse Hypophysenhinterlappen
Hormondrüsen mit hypothalamisch-hypophysärer Steuerung
Schilddrüse
Nebennierenrinde
Keimdrüse
Hormondrüse ohne hypothalamisch-hypophysärer Steuerung
Nebennierenmark
Langerhansinseln im Pankreas
Nebenschilddrüsen
Welche Zellen Glukagon oder Insulin
ß-Zellen Insulin
alpha-Zellen Glukagon
Segelklappen
Trikuspidalklappe
Mitralklappe
Taschenklappen
Pulmonalklappe
Aortenklappe
3 Schichten der Herzwand
Endokard (Herzinnenhaut)
Epikard (Herzaußenhaut)
Myokard (Herzmuskelgewebe)
Zwischen Epi und Endokard
Perikardspalt
funktionellen Bestandteile des Myokards
Arbeitsmuskulatur (Bildung der Herzkontraktion)
Erregungssystem
Lungenflügel wie viele Lappen
linker Lungenflügel 2
Rechter 3
Pleura
Brustfell (innerhalb der Lunge)
äußeres Blatt: Rippenfell
Inneres Blatt: Lungenfell
dazwischen luftfreie Brustfellhöhle (pleuralspalt) mit etwas Flüssigkeit
Gleitschicht bei Atmung, saugt über Kapillarkräfte die Lunge an die Wand der Brusthöhle Unterdruck
Mediastinum
Mittelfellraum
Atemzentrum
Medulla oblongata
Steuerung der Atemgase, sodass im Blut der Partialdruck der Atemgase und der pH-Wert möglichst gleich bleiben
Regulation der Medulla oblongata
mechanische Regulation
Rückkopplung über Mechanorezeptoren (Atemzugtiefe)
Dehnungsrezeptoren in Lunge/ Trachea/ Bronchien
Muskelspindeln in Atemmuskulatur
chemische Regulation
Rückkopplung über Chemorezeptoren für PO2, PCO2, pH
Wie hängen Struktur und Funktion beim Kapillarnetz zusammen?
verbesserte Sauerstoffaufnahme und -abgabe durch…
ständiger Zutransport O2-reichen Blutes und Abtransport O2-armen Blutes im Körper, in Lunge umgekehrt
große Gesamtoberfläche
langsame Strömungsgeschwindigkeit
dünne Gefäßwände sorgen für kurze Diffusionsstrecke
Vorteile/ Nachteile geschlechtlicher Fortpflanzung
genetische Vielfalt und Evolution durch Rekombination
-energieaufwendig, potentiell zeitintensiv
durch doppelte Chromosomen können genetische Fehler ausgeglichen werden
-lange Entwicklungs-und Tragezeit der Nachkommen
Anpassungsfähigkeit
welche Merkmale werden wo selektiert?
sexuell: alle, die eine Varianz im Fortpflanzungserfolg bedeuten
natürlich: allle Merkmale, die die Überlebensrate bis zur Geschleichtsreife betreffen
Intrasexuellee Selektion
gleichgeschlechtl Individuen konkurrieren miteinander um den Befruchtungserfolg
Intersexuelle Selektion
Merkmale stehen im Dienste der Werbung
explizite Wahlentscheidung des anderen geschlechts
Transkription
DNA zu RNA
Translation
RNA zu Proteinen
Replikation
identishce Verdopplung der DNA
semikonservativ
Replikation Schritte Initiation
Initiation:
Start bei Ori
Topoisomerase entspiralisiert DNA-Doppelstrang
Helikase trennt H-H
SBB-Proteine stabilisieren SS-DNA und Replikationsenzyme
Replikation Schritte Elongation
Primase synthetisiert Primer
DNA-Polymerase III lagert an Primer an, synthetisiert komplementäre Basen mit dem DNA-Strang in 5’-3’-Richtung
Leitstrang kontinuierlich, Folgestrang Ogazaki-Fragmente
DnA-Polymerase I tauscht Primer gegen DNA-Nucleotide aus
Ligase verbidnet fertife Ogazaki-Fragmente
Replikation Schritte Termination
an Stoppcodon (Prokaryoten) oder Ende des DNA_Strangs endet die Replikation
jetzt 2 identische Doppelstränge
Schritte Transkription Initiation
RNA-Polymerase bindet an einen Promotor
Beginn der Entspiralisierung der DNA
Anhang der Cap-Struktur bei Eukaryoten
Schritte Transkription Elongation
RNA-Polymerase bewegt sich in 3’-5’-Richtung entlang des DNA-Matrizenstrangs
Anhängen neuer Nucleotide an das 3’-Ende antiparallel zum Matrizenstrang (RNA wird in 5’-3’-Richtung gebildet
Keine Korrekturlesefunktion, viele Fehler
Schritte Transkription Termination
Markierung durch bestimmte Basenpaare als Terminationsstelle
Abfallen der RNA oder Wegziehen durch ein Hilfsprotein
RNA-Prozessierung Transkription
praä-mRNA enthält transkribierte Introns und Exons
Introns werden vor Verlassen des Zellkerns entfernt, Exons werden zusammengespleisst
Translation Schritte Initiation
im Cytoplasma in den Ribosomen unter Beteiligung von tRNAs
kleine UE des RIbosoms bindet an Startcodon der mRNA (AUG)
tRNA mit passendem Anticodon und Methionin bindet
große ribosomale UE kommt
gebundene tRNA an der P-Stelle
Prokaryotische und eukaryotische Ribosomen
70S Prokaryoten mit 3 rRNAs
80S EUkaryoten mit 4 rRNAs
Schritte Translation Elongation
neue tRNA an A-Stelle
Peptidyltransferase bildet Peptidbindung
Methionin wird mit folgender AS verbunden
Bewegung des Ribosoms in 3’-Richtung
Wiederholung des Vorgangs
Schritte Translation Termination
Stoppcodon an A-Stelle bindet Freisetzungsfaktor
tRNA wird an P-Stelle frei, Polypeptid wird abgespalten
Ribosomoal UE und mRNA trennen sich
Mensch Menschenaffe Unterschiede
MA einfache Krümmung der Wirbelsäule, Brustkorb schmal und tief, Becken schauffelförmig
M doppelte S-Form, Brustkorb breit und flach, Becken schüsselförmig
Australopitecus
ausschließlich in Afrika
Süd- und Ostafrika
vor 4,2-1 Mio Jahre
Robuster Australopitecus
Scheitelkamm
große Zähne
Graziler Australopitecus
Prognathie
kleine Zähne
größeres Gehirnvolumen
Homoerektus
Torus supraorbitalis
Postorbitale Einschnürung
Schädelvolumen 1L
Werkzeuggebrauch
Homo Sapiens
1,4L Schädelvolumen
Kompartiment
Summe aller gleichartigen zellulären Räume
plasmatische oder nicht-plasmatische Phase
ER
bis zu 10% Zellvolumen
glatt: Modifikation kleinerer Moleküle zur Unschädlichmachung
rau: mit Ribosomen besetzt: chemische Modifikation von Proteinen, Markieren von Proteinen für den Transport, Abtransport mit Vesikeln
Ort der Proteinbiosynthese
Ribosomen
Vorkommen: im Cytoplasma frei, an Membran vom E>R, mitochondrien
Golgi-Apparat Funktion
modifiziert, konzentriert und sortiert Proteine für den TRansport innerhalb der Zelle
Synthese verschiedener Polysaccharide
Funktion Cytoskelett
mechanische Stabilität der Zelle
bestimmt Form und Lage der Zellorganellen
Bewegung und >TRansportprozesse innerhalb Zelle
Wechselwirkung mit extrazellulären Strukturen
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