Kapitel II Elemente, kleine Moleküle, Makromoleküle Wiederholung
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- David Fertig
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1 Kapitel II Elemente, kleine Moleküle, Makromoleküle Wiederholung Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 1
2 Anteil der Elemente die im menschlichen Körper und in der Erdkruste vorhanden sind (in %) Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 2
3 Die wichtigsten Elemente in Lebewesen und ihre Anordnung im Periodensystem Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 3
4 Elemente und ihre Wechselwirkungen mit anderen Atomen Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 4
5 Die Ionenbindung bei Natriumchlorid Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 5
6 Spezielle Geometrien mit kovalenten Bindungen Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 6
7 Spezielle Geometrien mit kovalenten Bindungen Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 7
8 Viele kleine Kräfte halten das Leben zusammen hydrophobe WW (Ausschluss von Wasser) Wasserstoffbrücken Elektrostatische WW van der Waals WW 8 kj/mol ( 100 mev) 10 kj/mol ( 120 mev) 15 kj/mol ( 200 mev) 1-5 kj/mol ( 5-50 mev) zum Vergleich thermische Energie kovalente Bindungen 2 kj/mol ( 25 mev/teilchen) bis zu 400 kj/mol Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 8
9 Makromoleküle in Bakterienzellen Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 9
10 Moleküle in wässriger Umgebung = δ excellence.org/rc/vl/gg/ chembonds1.php Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 10
11 Hydrophilen und hydrophobe Oberflächen = δ Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 11
12 Inter- und intramolekulare Kräfte in wässriger Lösung -> Elektrostatische Wechselwirkung chembonds1.php Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 12
13 Bausteine der DNA/RNA in RNA deoxyribose in DNA garland_pdfs/gar_pdf_indx.php Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 13
14 DNA and RNA Structure RNA_sstrand.jpg Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 14
15 DNA im Zellkern Genom_bsteinmann.jpg&filetimestamp= Länge der menschlichen DNA im Zellkern jeder Zelle: 1,80m Ø Zellkern: 5-16 µm 1/1a/Chromosom.svg/1000px-Chromosom.svg.png Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 15
16 DNA Coiling in Chromosomen Molekulardynamiksimulationen VL/GG/chemBonds1.php Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 16
17 Zuckermoleküle (Saccharide) garland_pdfs/gar_pdf_indx.php Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 17
18 Di-, Oligo- und Polysaccharide Speicherstoff Stärke -> Polysaccharid homolog zu Glycogen -> α-1,4-glykosidischen Verknüpfungen bei Überhitzung (>170 C) von Stärken (Backen, Braten, Rösten, Grillen und Frittieren) in Gegenwart der Aminosäure Asparagin entsteht das möglicherweise Krebs erregende Acrylamid Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 18
19 Lipide sind amphiphil -> Kompartimente ce.org/rc/vl/gg/ garland_pdfs/ gar_pdf_indx.php Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 19
20 Lipide und Zellmembran Abgrenzung und Barriere Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 20
21 Aminosäuren, die Bausteine der Proteine 1998 by Alberts, Bray, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Published by Garland Publishing, a member of the Taylor & Francis Group. Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 21
22 Aminosäuren, die Bausteine der Proteine 1998 by Alberts, Bray, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Published by Garland Publishing, a member of the Taylor & Francis Group. Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 22
23 Aminosäuren, die Bausteine der Proteine 1998 by Alberts, Bray, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Published by Garland Publishing, a member of the Taylor & Francis Group. Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 23
24 Peptidkette 1998 by Alberts, Bray, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Published by Garland Publishing, a member of the Taylor & Francis Group. Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 24
25 Peptidbindung Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 25
26 Peptidbindung Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 26
27 Kovalente Bindung zwischen zwei nicht benachbarten Aminosäuren im Protein kovalente Bindung zwischen den Schwefel-Atomen zweier three letter code one letter code Cysteine Cys C Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 27
28 Sekundärstrukturen in Proteinen Disulfidbrücken Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 28
29 Jedes Protein hat exakt eine dreidimensionale Struktur 1998 by Alberts, Bray, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Published by Garland Publishing, a member of the Taylor & Francis Group. Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 29
30 Sekundärstrukturen in Proteinen α-helix Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 30
31 Tertiärstruktur Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 31
32 Sekundärstrukturen in Proteinen β-faltblatt Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 32
33 Sekundärstrukturen in Proteinen beta sheet Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 33
34 Proteine sind die Maschinen der Zelle Beispiele Erkennungsprozesse Transport Struktur Katalyse Signale Durchlässigkeit Motoren -> Antikörper, Rezeptoren -> Hämoglobin -> Mikrotubuli, Aktin -> Enzyme -> Signalproteine -> Membrankanäle -> Myosin, Kinesin Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 34
35 Kapitel III -> Organellen Biologie für Physikerinnen und Physiker Kapitel II Elemente, Moleküle, Makromoleküle 35
Kapitel I -> Moleküle des Lebens. Biophysikalische Methoden Kapitel I Moleküle des Lebens
Kapitel I -> Moleküle des Lebens 1 Themen DNA, Polysaccharide, Lipide, Proteine Literatur V. B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J. D. Watson. 1997. Molecular biology of the cell. New York:
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