Hauptklausur Biologie der Zelle WS2011/2012. Auswertung. So, für alle Abgemeldeten und Nachfolgegenerationen: Die erste Klausur mit Panstruga-Teil.

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1 So, für alle Abgemeldeten und Nachfolgegenerationen: Die erste Klausur mit Panstruga-Teil. Hauptklausur Biologie der Zelle WS2011/2012 Maximal erreichbare Punktzahl: 100 Zeit: 60 Minuten* Punkte Note ab 50 4,0 ab 55 3,7 ab 60 3,3 ab 65 3,0 ab 70 2,7 ab 75 2,3 ab 80 2,0 ab 85 1,7 ab 90 1,3 ab 95 1,0 Auswertung Notenverteilung 54 Teilnehmer: 133 Durchfallquote: 41% Ø-Punktzahl: 55/100 im Panstruga-Teil: 20/50 im Bräunig-Teil: 35/50 9 Ø 3, *ca. 47 Minuten ohne die Aufgaben 12, 13 und 16

2 Panstruga 1. Zwei beliebige, aber unterschiedliche Aminosäuren verknüpft zeichnen, die beiden Aminosäuren benennen und die Peptidbindung markieren. 2. Welche der beiden Aminosäuren wird zuerst translatiert? Und warum? 3. Welche kovalenten Modifikationen folgender Aminosäuren wurden in der Vorlesung besprochen? Asparagin Cystein Lysin Serin Threonin Tyrosin 4. Nukleosom zeichnen und beschriften. 5. Was sind Kanäle und Transporter, was unterscheidet sie? 6. Welche drei Mechanismen zur Kontrolle von Ionenkanälen gibt es? 7. Drei Strukturen nennen, die bei pflanzlichen, jedoch nicht bei tierischen Zellen vorkommen. 8. Translokationssignale von Proteinen zuordnen, wie wird transloziert? 2 Punkte 4 Punkte 1, Kern (Proteine >40kD) Peroxisomen Endoplasmatisches Reticulum Mitochondrien Chloroplasten Wo befindet sich das Signal? a) N-Terminus b) C-Terminus c) innerhalb d) beliebig Wie wird transloziert? a) translational b) kotransational c) posttranslational d) andere Art des Imports 9. Das jeweilige Zellkompartiment nennen in dem die folgenden Vorgänge ablaufen: a) initiale N-Glykosylierung b) Translation kernkodierter mitochondrischer Proteine c) Citratsäurezyklus 10. Auflösungsgrenzen von Licht- und Elektronenmikroskop nennen. Wodurch wird die Auflösung limitiert? 11. Welche zwei Methoden der Zellfraktionierung wurden in der Vorlesung besprochen? Beide kurz beschreiben. 12. Mitochondrium und Chloroplasten beschriften, Angabe des Maßstabs. 4, 4 Punkte 8 Punkte

3 Bräunig 13. Text mit vier Fehlern zum Cytoskelett korrigieren. 14. Drei Zellkontaktstrukturen einer Epithelzelle vom apikalen zum basalen Pol in richtiger Reihenfolge nennen. 15. Wofür werden kommunizierende Kontakte benötigt und wie nennt man sie a) bei tierischen Zellen? b) bei pflanzlichen Zellen? 16. Zeichnungen von motilem Cilium, Primärcilium, Centriole/Basalkörper unterscheiden und motiles Cilium beschriften. 17. Welches Element des Cytoskeletts ist wichtig für die Karyokinese? Welches für die Cytokinese a) von tierischen Zellen? b) von pflanzlichen Zellen? 18. Wie heißen Enzyme, die Proteine phosphorylieren und wie ihre Gegenspieler? Drei Vorgänge nennen, bei denen Phosphorylierung eine Rolle spielt und das jeweilige Protein nennen, das phosphoryliert wird. 19. Endocytose, Exocytose und Transcytose definieren. 20. Bei welchen Vorgängen spielen die folgenden trimären G-Proteine eine Rolle? 8 Punkte 7 Punkte G s G olf G t Welches Membranprotein wird von αg s aktiviert und was synthetisiert es? 21. Wie unterscheiden sich große von kleinen G-Proteinen a) strukturell? b) bezüglich ihrer GTPase-Aktivität? c) in ihrer Vielseitigkeit? 22. Welche Moleküle spielen bei der Apoptose eine Rolle? Kollagen Cytochrom C Profilin Anaphase promoting complex Proteinkinase C Kinesin wichtig unwichtig 23. Elektrische Feldstärke über der Plasmamembran (5 nm) einer Zelle mit einem Membranpotential von 50 mv ausrechnen, Rechenweg zeigen, Ergebnis in V/cm angeben. 2 Punkte

4 Lösungen (Häufig habe ich hier mehr geschrieben als gefordert wurde. In jedem Fall sollte es reichen, um die volle Punktzahl bei der jeweiligen Aufgabe zu bekommen.) 1. z.b.: Glycin Alanin 2. Glycin, da vom N- zum C-Terminus translatiert wird. 3. Asparagin Cystein Lysin Serin Threonin Tyrosin N-Glykosylierung im Endoplasmatischen Reticulum Disulfidbrückenbildung Ubiquitinierung O-Glykosylierung im Golgi-Apparat und Phosphorlylierung O-Glykosylierung im Golgi-Apparat und Phosphorlylierung Phosphorylierung Kanäle sind aus Transmembranproteinen geformte Poren in Biomembranen, durch die mehr oder weniger spezifische Stoffe in Richtung ihres Konzentrationsgefälles diffundieren können. Transporter sind Transmembranproteine, die durch Konformationsänderung selektiv bestimmte Stoffe durch Biomembranen befördern, auch entgegen des Konzentrationsgefälles. Der Transport ist langsamer als bei Kanälen. spannungsabhängig ligandenabhängig mechanosensitiv Zellwand Vakuolen Plastiden Glykoxisomen Kern (Proteine >40kD) beliebig posttranslational Peroxisomen C-Terminus posttranslational Endoplasmatisches Reticulum N-Terminus und innerhalb ko- und posttranslational Mitochondrien N-Terminus posttranslational Chloroplasten N-Terminus posttranslational a) im Endoplasmatischen Reticulum b) im Cytosol c) in Mitochondrien 10. Lichtmikroskop: Elektronenmikroskop: 250 nm 1 nm (effektiv für biologische Präparate), 1 Å (maximal) Auflösung wird begrenzt durch Wellenlänge des Lichts/der Elektronen. 11. Differentielle Zentrifugation: Zentrifugation des Homogenats schrittweise mit steigender Dauer und Geschwindigkeit, Absetzen von Pellets mit in jedem Schritt kleiner werdenden Zellbestandteilen am Boden. Geschwindigkeitssedimentation: Zentrifugation des über einer Salzlösung mit schwachem Saccharosegradienten liegenden Homogenats, Bildung von Banden je nach Form und Größe der jeweiligen Stoffe. Gleichgewichtssedimentation: Zentrifugation des Homogenats in Salzlösung mit starkem Saccharosegradienten, Bildung von Banden je nach Schwebedichte der jeweiligen Stoffe. 12.

5 13. (Tipp: Genau lesen, Fehler können an einzelnen Buchstaben hängen. Hier galt es bspw. 25 mm durch 25 nm zu ersetzen. Bei den allgemeinen Größenordnungen zellulärer Bestandteile sicherlich klar, wurde aber gerne übersehen.) tight junctions Adhäsionsgürtel Desmosomen Hemidesmosomen Austausch niedermolekularer Substanzen und Weiterleitung von Signalen. a) gap junctions b) Plasmodesmata Microtubuli - Astralmicrotubuli (nur bei tierischen Zellen), Kinetochormicrotubuli und Polmicrotububli a) Actinfilamente (Actinfilamente und Myosin bilden kontraktilen Ring) b) Microtubuli (bilden Phragmoplasten) Kinasen Phosphatasen z.b.: Zellzykluskontrolle, CdKs (Cyclin-abhängige Kinasen) werden phosphoryliert Signalübertragung, gegenseitige Phosphorylierung von RTKs (Rezeptor-Tyrosinkinasen) nach Bindung derer Liganden Abschalten von Signalen, bspw. kann an aktives Rhodopsin nach Phosphorylierung Arrestin binden, um weitere Aktivierung von Transducinen zu unterbinden 19. Endocytose: Exocytose: Transcytose: Selektive, da rezeptorvermittelte (außer Pinocytose) Aufnahme von Stoffen aus dem extrazellulären Raum über Vesikel, geformt aus der Plasmamembran durch Klathrintriskelions (außer Phagocytose), abgeschnürt durch Dynamin. Transport der Endocytosevesikel zu frühen Endosomen Abgabe von Stoffen in den extrazellulären Raum über Exocytosevesikel aus dem transgolgi-netzwerk oder den frühen Endosomen durch Fusion mit der Plasmamembran. Vesikulärer Transport bestimmter Stoffe durch polare Zellen. Aufnahme durch Endocytose - Sortierung in frühen Endosomen und/oder Recyclingendosomen - Abgabe an anderem Pol durch Exocytose G s G olf G t a) Trimäre G-Proteine bestehen aus drei Untereinheiten; α-einheit und βγ-komplex können voneinander getrennt bestimmte Enzyme aktivieren/ionenkanäle öffnen. Kleine G-Proteine bestehen nur aus einer Einheit. b) Kleine G-Proteine benötigen ein GAP (GTPase activating protein) um ihr GTP hydrolysieren zu können, trimäre G-Proteine nicht zwangsläufig (es gibt aber auch für sie den GAPs funktionell ähnliche Proteine, z.b. RGS-Komplex für αtransducin). c) Im Gegensatz zu trimären G-Proteinen werden kleine G-Proteine nicht ausschließlich für die Zellkommunikation verwendet (Ras), sondern erfüllen auch andere Funktionen, wie Steuerung von Vesikeln (Rab) oder Kernimport und -export (Ran). z.b. in der Leber, zur Steuerung des Glykogenabbaus Geruchswahrnehmung im Auge (G t = Transducin) Adenylylcyclase, synthetisiert camp (cyclisches Adenosinmonophosphat) aus ATP Kollagen Cytochrom C Profilin Anaphase promoting complex Proteinkinase C Kinesin wichtig unwichtig