39. Vorlesung. Hybridisierung Biologische Moleküle Photosynthese Sehvorgang Selbstorganisation Molekulare Motoren
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- Anneliese Ziegler
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1 Prof. C. von Borczyskowski Physik für CS + SK 39. Vorlesung Hybridisierung 39.1 Biologische Moleküle Photosynthese Sehvorgang 40.1 Selbstorganisation 40.2 Molekulare Motoren Verwendete Literatur: Tipler Versuche: Powerpoint Animationen
2 Supramolekulare und biologische Systeme 1. Photosynthese 2. Selbstorganisation 3. Organisationsprinzipien 4. Molekulare Motoren
3 1. Photosynthese
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5 Grana Stroma
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7 BASIC PRIMARY PHOTOSYNTHETIC EVENTS
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9 Caratenoid
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12 Zelle einer Alge Chloroplast
13 Chloroplast Thalakoid = Funktionseinheit der Photosynthese
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16 LIGHT-HARVESTING HARVESTING ANTENNA COMPLEX BChl LH2
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18 BACTERIAL REACTION CENTER
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20 Primäres Reaktionszentrum
21 Electron Transfer - Schritte im Primären Reaktionszentrum
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24 Vergleich biologischer und technischer Systeme
25 2. Selbstorganisation
26 Selbstorganisation ist das spontane Auftreten neuer, stabiler, effizient erscheinender Strukturen und Verhaltensweisen (Musterbildung) in offenen Systemen. Das sind Systeme, die sich fern vom thermodynamischen Gleichgewicht befinden, die also Energie, Stoffe oder Informationen mit der Außenwelt austauschen. Ein selbstorganisiertes System verändert seine grundlegende Struktur als Funktion seiner Erfahrung und seiner Umwelt. Die interagierenden Teilnehmer (Systemkomponenten, Agenten) handeln nach einfachen Regeln und erschaffen dabei aus Chaos Ordnung, ohne eine Vision von der gesamten Entwicklung haben zu müssen. Das Konzept der Selbstorganisation findet man in verschiedenen Wissenschaftsbereichen wie z. B. Chemie, Biologie (Gerichtete Faltung und Assoziation von Proteinen, Helix-Bildung der DNA,...), Soziologie usw. Wikipedia
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29 3. Organisationsprinzipien Molekulare Wechselwirkungen Intermolekulare Wechselwirkungen Löslichkeit, Polarität,. Dynamische Gleichgewichte Energieminimierung Entropiezunahme
30 Supramolekulare Systeme Nobelpreis 1987 Lehn Cram
31 Wasserstoffbrückenbindungen
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33 Metall Liganden (Chelate) Fe; Cu; Mg, Mn, Pt,
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36 Ionische Bindung NaCl in Wasser
37 Crown - Ether
38 Molekularer Sensor
39 Dextrine
40 Ldungstrennung
41 Grätzel Zelle
42 Membran
43 Molekulare Motoren
44 Proteine
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46 Muskelbewegung
47 Protonenpumpe: Bacteriorhodopsin Retinal
48 Retinal - Schaltung Retinal: CHO Retinol: CH2OH
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50 Myosinfilament
51 ATP Einfluß I
52 ATP Einfluß II
53 Myosin
54 Kinesin
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58 AFM
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60 Molekulardynamische Simulation
61 Biomolekulare Systeme Membran (Wand/Kanal) Proteine (Funktion/Gerüst) Enzyme Brennstoffe (ATP) Photosyntheseapparat Protonentranfer/Sehvorgang Molekulare Motoren
62 Membran
63 Membran
64 Fusion von Zellen
65 Proteine Eiweißmoleküle Transport Myosin Kinesin Dyneine Schaniere, Hebel, Federn, Kupplung
66 Proteine
67 Brennstoffe ATP Brennstoff: ATP ATPasen : ATP - ADP
68 Biologische Nanowelt
69 Virusinfektion Bräuchle, LMU München 1:Kontakt 2:Tasten 3: Eindringen 4:Infektion
70 Protonenpumpe: Bacteriorhodopsin Retinal
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72 Retinal - Schaltung Retinal: CHO Retinol: CH2OH
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74 Molekulare Motoren Transport von Zellbaustoffen Zellteilung Muskelbewegung Geiselbewegung (Sperma)
75 Nanometer - Motoren
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83 Muskelfaser a) Elektronenmikroskopische Aufnahme der gestreiften Muskulatur. Die hellen Bereiche bestehen aus dünnen Filamenten (Aktin) und werden als I-Band bezeichnet. In den dunklen Bereichen (A- Band) finden sich hauptsächlich dicke Filamente (Myosin) b) Schematische Zeichnung eines Sarkomers. Ein einzelnes Titinmolekül überspannt den Bereich von der Z-Scheibe zur M-Linie, wobei es im A-Band fest an die dicken Filamente gebunden ist.
84 Aktin
85 Polymerisation Aktin
86 Myosin
87 Myosinfilament
88 Titin - Stabilisator
89 ATP Einfluß I
90 ATP Einfluß II
91 ATP+H2O= ADP + Pi + H+
92 Myosin
93 Kinesin
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97 Optische Pinzette
98 Fixierung mit optischer Pinzette
99 Optische Pinzette - Strecken Laser I Laser II
100 ATPase
101
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103 AFM
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105 Molekulardynamische Simulation
106 Nanometer - Motoren
40. Vorlesung. Hybridisierung Biologische Moleküle Photosynthese Sehvorgang Selbstorganisation Molekulare Motoren
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