Biologie: Chromatin und Zellfunktionen

Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut. Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens.

Zellen unterscheiden sich in Grösse, Form und Funktion, aber sie bestehen aus denselben Molekülsorten und nutzen die gleichen chemischen Reaktionen.

Im Laufe der Evolution spezialisierten sich Zellen auf bestimmte Aufgaben, wodurch sie ihre Fähigkeit verloren, alle Grundbedürfnisse selbst zu decken.

Die genetische Information aller Lebewesen ist im gleichen genetischen Code gespeichert, der von allen Zellen in derselben Art und Weise abgelesen wird.

Proteine bestimmen das Verhalten der Zelle, indem sie verschiedene Aufgaben erfüllen, z.B. als Strukturelemente, Katalysatoren oder Motoren.

Viren sind keine Lebewesen, da sie sich nicht selbständig vermehren können. Sie nutzen die Vermehrungsmaschinerie von Zellen aus.

Mutationen können negative, positive oder neutrale Auswirkungen auf die Zelle haben.

Die Fähigkeit eines Proteins, sich in eine dreidimensionale Struktur zu falten, die durch die Reihenfolge der Aminosäuren in der Kette bestimmt wird.

Eine bestimmte Region eines Proteins, die sich unabhängig vom Rest des Proteins faltet und eine spezifische Funktion hat.

Ein Protein, das die Faltung anderer Proteine unterstützt und so den Prozess effizienter und zuverlässiger macht.

Eine regelmäßige, helixförmige Struktur, die durch Wasserstoffbrücken zwischen den Peptidbindungen der Polypeptidkette gebildet wird.

Eine gefaltete, blattartige Struktur in Proteinen, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Peptidbindungen benachbarter Polypeptidketten gebildet wird.

Wasserstoffbrücken zwischen den Peptidbindungen einer Polypeptidkette, die zur Stabilisierung der Proteinstruktur beitragen.

Die Anordnung der Aminosäuren in einer Polypeptidkette.

Der Zustand der niedrigsten Energie, den ein Protein einnimmt, wenn es gefaltet ist.

Eine Änderung der dreidimensionalen Form eines Proteins, die durch Interaktion mit anderen Molekülen in der Zelle ausgelöst wird.

Die Fähigkeit eines Proteins, seine Konformation zu ändern, um an verschiedene Aufgaben angepasst zu werden.

Ein Prozess, bei dem ein Molekül (A) mit einem anderen Molekül (B) unter Abspaltung von Wasser verbunden wird. Die Energie für diese Reaktion wird von ATP bereitgestellt.

Ein Prozess, bei dem eine Bindung zwischen zwei Molekülen durch die Aufnahme eines Wassermoleküls gespalten wird.

NAD+ und NADP+ spielen eine wichtige Rolle im Stoffwechsel, indem sie Elektronen übertragen.

NADPH ist hauptsächlich an anabolen Reaktionen beteiligt, bei denen größere Moleküle aus kleineren Bausteinen aufgebaut werden.

NADH ist hauptsächlich an katabolen Reaktionen beteiligt, bei denen größere Moleküle abgebaut werden, um Energie zu gewinnen.

Acetyl-CoA ist eine wichtige Verbindung im Stoffwechsel, die die Acetylgruppe transportiert.

Proteine sind wichtige Moleküle in Zellen, die eine Vielzahl von Funktionen ausführen.

Enzyme sind spezielle Proteine, die chemische Reaktionen beschleunigen.

Die dreidimensionale Form eines Proteins bestimmt seine Funktion.

DNA-Abschnitte werden im Chromatin durch reversible Modifikationen der Histone und Chromatin-Umformungs-Komplexe freigelegt, um Geneexpression, DNA-Replikation oder DNA-Reparatur zu ermöglichen.

Histonschwänze können durch Acetylierung, Phosphorylierung oder Methylierung modifiziert werden, was die Stabilität der 30 nm-Faser beeinflusst und die Bindung spezifischer Proteine steuert.

Heterochromatin ist ein stark kondensierter Zustand des Chromatin mit niedrigem Gen-Gehalt, während Euchromatin weniger dicht gepackt ist und transkriptionell aktiv ist.

Chromatin-Umformungs-Komplexe nutzen ATP, um die Position der um Nukleosomen gewickelten DNA zu verändern. Sie schieben fest gebundene DNA und können das Chromatin auflockern oder dekondensieren.

Die verschiedenen Modifikationen der Histonschwänze locken unterschiedliche Proteine an und beeinflussen so die Aktivität des Chromatinbereiches.

Proteine, die mit anderen Molekülen zusammenarbeiten, um ihre Funktion zu erfüllen.

Der Ort im Enzym, an dem das Substrat gebunden und umgewandelt wird.

Eine Reihe von Enzymen, die in einer bestimmten Reihenfolge arbeiten, um ein bestimmtes Produkt zu erzeugen.

Ein Enzym, das Polysaccharide in Bakterienzellwänden spaltet und so Bakterien zerstört.

Der Zustand, den ein Molekül annehmen muss, bevor es eine chemische Reaktion eingehen kann.

Die Energie, die benötigt wird, um eine chemische Reaktion zu starten.

Die Differenz zwischen der freien Energie des Substrats und des Produkts.

Die Fähigkeit von Enzymen, bestimmte Substrate zu erkennen und zu binden.

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen und die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens.

Die genetische Information aller Lebewesen basiert auf dem gleichen genetischen Code.

Proteine bestimmen das Verhalten der Zelle, indem sie Struktur, Katalysen und andere Aufgaben übernehmen.

Der Prozess, bei dem die DNA-Sequenz in eine RNA-Sequenz umgeschrieben wird.

Eine RNA-Sequenz, die als Vorlage für die Proteinsynthese dient.

Der Prozess, bei dem die Information in der mRNA in eine Aminosäuresequenz übersetzt wird.

Ein kleines RNA-Molekül, das an den Start der Transkription bindet.

Ein Enzym, das die DNA-Replikation katalysiert.

Ein DNA-Strang, der während der Replikation kontinuierlich synthetisiert wird.

Ein DNA-Strang, der während der Replikation in kurzen Fragmenten synthetisiert wird.

Die kurze DNA-Sequenz am Anfang eines Gens, an die die RNA-Polymerase bindet.

Eine Sequenz in der DNA, die die Transkription eines Gens stoppt.

Ein Protein, das die DNA aufwickelt und in eine kompakte Struktur organisiert.

Proteine falten sich in die Konformation, die die geringste Energie besitzt. Diese Konformation wird durch die Aminosäuresequenz des Proteins bestimmt.

Wasserstoffbrückenbindungen spielen eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung der dreidimensionalen Struktur von Proteinen.

Die Wasserstoffbrückenbindung in der α-Helix schirmt das hydrophile Polypeptidgerüst von der hydrophoben Lipidumgebung der Membran ab.

Das menschliche Genom umfasst 3,2 Milliarden Nukleotidpaare, verteilt auf 22 Autosomen und ein Geschlechtschromosom.

Nur ein kleiner Teil des menschlichen Genoms codiert für Proteine und RNA-Moleküle. Die meisten Gene bestehen aus nicht-codierenden Introns und repetitiven Sequenzen.

Single-Nucleotide-Polymorphismen (SNPs) sind Veränderungen an einzelnen Basenpaaren in der DNA. Diese Unterschiede sind verantwortlich für die genetische Vielfalt zwischen Menschen.

Die meisten genetischen Unterschiede zwischen Menschen und Schimpansen liegen in der Regulation der Genexpression. Die Unterschiede in der DNA-Sequenz sind jedoch gering.

Die Bereiche des menschlichen Genoms, die sich in den letzten 6 Millionen Jahren schneller als andere Bereiche entwickelt haben, werden als "Human accelerated regions" bezeichnet. Diese Bereiche spielen wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des menschlichen Gehirns.

Die Transkriptionsfaktoren TFIIA-H steuern den Start der Transkription, indem sie an die Promotorsequenz der DNA binden. Diese Sequenz befindet sich an der Stelle, an der die Transkription beginnt.

Die DNA ist in der Zelle nicht einfach nur ein langer Strang, sondern sie ist in Einheiten namens Chromatin organisiert. Dadurch kann die Zelle die DNA effizient verpacken und schützen.

RNA-Polymerase I ist für die Herstellung von ribosomaler RNA (rRNA) verantwortlich. rRNA ist ein wichtiger Bestandteil der Ribosomen, die den Proteinaufbau in der Zelle übernehmen.

RNA-Polymerase II ist die wichtigste Polymerase für die Herstellung von messenger-RNA (mRNA). mRNA enthält den genetischen Code für die Herstellung von Proteinen.

RNA-Polymerase III ist für die Produktion von transfer-RNA (tRNA) und einigen anderen kleinen RNAs verantwortlich. tRNA überträgt Aminosäuren zum Ribosom, um Proteine aufzubauen.

Der TFIID-Komplex ist ein wichtiger Transkriptionsfaktor, der an die TATA-Box bindet. Die TATA-Box befindet sich etwa 25 Basenpaare vor dem Startpunkt der Transkription.

TBP steht für „TATA-Bindungsprotein“. Es ist ein Teil des TFIID-Komplexes und bindet an die TATA-Box, um die DNA zu biegen. Das Biegen der DNA erleichtert den Start der Transkription.

TFIIB ist ein weiterer wichtiger Transkriptionsfaktor, der an die TATA-Box bindet. TFIIB arbeitet zusammen mit dem TFIID-Komplex, um den Zusammenbau der RNA-Polymerase an der DNA zu unterstützen.

Gene sind nicht alle an der gleichen Stelle auf der DNA. Ihre Position ist variabel. Das ermöglicht mehr Flexibilität bei der Regulation der Genaktivität.

Die Verpackung der DNA im Chromatin hat Auswirkungen auf die Transkription. Die DNA muss zugänglich sein, damit Gene abgelesen werden können. So werden Gene in Bereichen, die stark verpackt sind, weniger aktiv.

Die Bierhefe Saccharomyces cerevisiae ist ein einzelliger Pilz, der eine feste Zellwand besitzt und relativ unbeweglich ist. Sie enthält Mitochondrien, aber keine Chloroplasten. Sie ist ein wichtiges Modellorganismus für die Zellmorphogenese, da sie eine gute Quelle ist, um die Ausgestaltung und Entwicklung von Organen oder Geweben zu untersuchen. Der Zellteilungszyklus wurde an der Bierhefe entscheidend untersucht.

Die Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana ist ein Modellorganismus für die Untersuchung von Pflanzenzellen. Die Pflanze lässt sich in grossen Mengen heranziehen und ist somit ein ideales Forschungsobjekt.

Die Fruchtfliege Drosophila melanogaster ist ein Modellorganismus der Insekten.

Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans ist ein Modellorganismus, der exakt 959 Körperzellen besitzt. Er ist ein wichtiges Modell für viele Vorgänge im menschlichen Körper, insbesondere für den programmierten Zelltod.

Der Zebrafisch ist durchsichtig in den ersten beiden Wochen seines Lebens und bietet somit Einblicke in die Entwicklungsprozesse der Wirbeltiere. Er ist ein wichtiges Modell für die Embryonalentwicklung von Wirbeltieren.

Die Maus ist ein wichtiger Modellorganismus für Säugetiere. Sie wird in der Forschung oft verwendet, um die Genetik, Embryonalentwicklung, Immunologie und Zellbiologie von Säugetieren zu untersuchen.

Wenn zwei Gene aus unterschiedlichen Organismen sehr ähnliche DNA-Sequenzen besitzen, stammen beide höchstwahrscheinlich von einem gemeinsamen Vorläufergen ab. Diese Gene nennt man homolog.

Die Sekundärstruktur eines Proteins beschreibt die lokale räumliche Anordnung der Aminosäuren in einer Polypeptidkette. Es entstehen charakteristische Faltungsmuster wie die Alpha-Helix oder das Beta-Faltblatt, die durch Wasserstoffbrückenbindungen stabilisiert werden.

Die Tertiärstruktur beschreibt die dreidimensionale Struktur eines Proteins, die aus verschiedenen Sekundärstrukturelementen aufgebaut ist. Die Reihenfolge dieser Elemente und die Interaktionen zwischen ihnen bestimmen die dreidimensionale Form des Proteins.

Die Quartärstruktur beschreibt die räumliche Anordnung von mehreren Polypeptidketten (Untereinheiten) in einem Proteinkomplex. Diese Untereinheiten können miteinander interagieren und eine funktionelle Einheit bilden.

Der Katabolismus ist ein Teil des Stoffwechsels, bei dem komplexe Moleküle in kleinere Moleküle abgebaut werden. Dadurch wird Energie freigesetzt.

Der Anabolismus ist ein Teil des Stoffwechsels, bei dem aus kleineren Molekülen komplexere Moleküle aufgebaut werden. Dieser Prozess benötigt Energie.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Energie eines Systems konstant bleibt und weder erzeugt noch zerstört werden kann.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie (Unordnung) eines isolierten Systems immer zunimmt.

Die maximale Geschwindigkeit, die eine enzymatische Reaktion erreichen kann, wenn die Konzentration des Substrats ausreichend hoch ist.

Die Substratkonzentration, bei der die Enzymreaktion die Hälfte ihrer maximalen Geschwindigkeit erreicht.

Ein kleines KM bedeutet, dass das Substrat stark an das Enzym bindet.

Ein grosses KM deutet darauf hin, dass das Substrat nur schwach an das Enzym bindet.

Moleküle, die in der Zelle Energie transportieren, indem sie sie in Form von chemischen Bindungen speichern.

Adenosintriphosphat, ein wichtiges Trägermolekül, das Energie für verschiedene Prozesse in der Zelle bereitstellt.

Ein Enzym, das die Übertragung einer Phosphatgruppe von einem Molekül auf ein anderes katalysiert.

Eine Reaktion, bei der eine Phosphatgruppe an ein Molekül angehängt wird.

Eine Reaktion, bei der zwei Moleküle unter Abspaltung von Wasser verbunden werden.

Ein indirekter Reaktionsweg, bei dem ATP verwendet wird, um eine Reaktion zu ermöglichen, die sonst nicht spontan ablaufen würde.

Die Oxidation ist ein chemischer Prozess, bei dem Elektronen von einem Atom auf ein anderes übertragen werden. Dabei wird das Atom, das Elektronen abgibt, oxidiert, während das Atom, das Elektronen aufnimmt, reduziert wird.

Die Reduktion ist ein chemischer Prozess, bei dem Elektronen aufgenommen werden. Das Atom, das Elektronen aufnimmt, wird reduziert.

Die freie Enthalpie ist ein thermodynamisches Konzept, das die Triebkraft einer chemischen Reaktion beschreibt. Sie gibt an, wie viel Energie freigesetzt oder aufgenommen wird, wenn eine Reaktion unter bestimmten Bedingungen abläuft.

Ein anaboler Stoffwechsel beschreibt den Aufbau komplexer Moleküle aus einfacheren Bausteinen. Dieser Prozess erfordert Energie.

Ein kataboler Stoffwechsel beschreibt den Abbau komplexer Moleküle in einfachere Bausteine. Dieser Prozess setzt Energie frei.

Die Zellatmung ist der Prozess, bei dem Zellen Energie aus der Oxidation von Nährstoffen gewinnen. Dieser Prozess findet in den Mitochondrien statt.

Photosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen Lichtenergie verwenden, um Kohlendioxid und Wasser in Glucose und Sauerstoff umzuwandeln.

Dehydrogenierungsreaktionen sind Reaktionen, bei denen Wasserstoffatome entfernt werden. Das Elektronenpaar, das mit dem Wasserstoffatom verknüpft ist, wird entfernt.

Hydrogenierungsreaktionen sind Reaktionen, bei denen Wasserstoffatome hinzugefügt werden. Das Elektronenpaar, das mit dem Wasserstoffatom verknüpft ist, wird dem Molekül hinzugefügt.

Heterochromatin ist die am stärksten kondensierte Form eines Interphase-Chromosoms. Es enthält in der Regel keine Gene und ist transkriptionell inaktiv.

Chromatin-Umformungs-Komplexe sind Proteine, die ATP nutzen, um die Position der DNA, die um Nukleosomen gewickelt ist, zu verändern. Dadurch können sie Chromatin auflockern oder dekondensieren.

Histonschwänze können acetyliert, phosphoryliert oder methyliert werden. Diese Modifikationen beeinflussen die Stabilität der 30 nm-Faser und die Bindung von Proteinen. So steuern sie die Aktivität des Chromatin-Bereichs.

Die Struktur des Interphase-Chromosoms variiert. Es kann als Heterochromatin (kondensiert und inaktiv) oder Euchromatin (dekondensiert und aktiv) vorliegen.

Die mRNA wird im Zellkern prozessiert, bevor sie ins Cytoplasma gelangt. Dieser Prozess beinhaltet das Splicing von Introns, das Anbringen einer 5'-Cap und einer Poly-A-Schwanz am 3'-Ende.

Introns sind nicht-codierende Abschnitte der RNA, die aus dem Vorläufer-RNA-Molekül entfernt werden. Exons sind die codierenden Abschnitte, die miteinander verbunden werden.

Die 5'-Cap und der Poly-A-Schwanz schützen die mRNA vor dem Abbau und ermöglichen den Transport ins Cytoplasma.

Die Wobble-Hypothese besagt, dass die dritte Base im Codon weniger wichtig ist als die ersten beiden Basen, um die richtige Aminosäure zu bestimmen. Die tRNA hat eine Anticodon-Sequenz, die zum Codon auf der mRNA passt.

Ribosomen besitzen drei Bindungsstellen für tRNAs: A-Site, P-Site und E-Site. Die A-Site nimmt die kommende tRNA auf, die P-Site hält die tRNA, die die Aminosäure an die wachsende Peptidkette abgibt, und die E-Site ist die Exit-Stelle für die leere tRNA.

Die Translation beginnt mit der Initiator-tRNA, die Methionin trägt, und wandert mit der kleinen Ribosomen-Untereinheit entlang der mRNA bis zum Startcodon (AUG). Dann bindet die große Ribosomen-Untereinheit und die Proteinsynthese beginnt.

Die Translation endet, wenn ein Stopp-Codon (UAA, UAG, UGA) auf der mRNA erreicht wird. Ein Release-Faktor löst das Ribosom, die tRNA und das neu synthetisierte Protein.

Ein Rezeptor ist ein Protein, das an ein spezifisches Signalmolekül bindet und dadurch seine Konformation ändert. Diese Änderung löst eine Signalkaskade innerhalb der Zelle aus.

Ein Enzym ist ein Protein, das eine biochemische Reaktion katalysiert. Im Falle der Signalübertragung kann ein Enzym an der Aktivierung eines Second Messengers beteiligt sein.

Monomere Signalmoleküle, wie z.B. Hormone, bestehen aus einer einzelnen Einheit und sind oft als Alpha-Helix strukturiert.

Polymere Signalmoleküle, wie z.B. Ionenkanäle, bestehen aus mehreren Untereinheiten und sind oft als Beta-Faltblatt oder Alpha-Helix strukturiert.

Die Zellmembran ist selektiv permeabel, das heißt, sie lässt bestimmte Moleküle passieren und andere nicht. Kleine, hydrophobe Moleküle können die Membran leichter passieren als große, hydrophile Moleküle.

Diffusion ist der passive Transport von Molekülen entlang eines Konzentrationsgradienten. Moleküle bewegen sich von einem Bereich mit hoher Konzentration zu einem Bereich mit niedriger Konzentration.

Die Osmose beschreibt die Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran von einem Bereich mit niedriger Konzentration gelöster Stoffe zu einem Bereich mit höherer Konzentration gelöster Stoffe.

Die Tonizität beschreibt den Effekt einer Lösung auf das Volumen einer Zelle. Eine hypertonische Lösung entzieht der Zelle Wasser, eine hypotonische Lösung führt Wasser in die Zelle, und eine isotonische Lösung bewirkt keine Veränderung.

Eine tigh junction begrenzt die laterale Bewegung von Proteinen in der Zellmembran. Dadurch werden Zellschichten dichter und undurchlässiger für den Transport von Stoffen.

Vesikel, die vom ER abgespalten werden, bilden einen Mantel aus COPII-Proteinen.

Proteine, die vom Golgi-Apparat zum ER zurücktransportiert werden, haben eine spezielle Sequenz, die ein Retrival-Signal darstellt.

Lysosomen sind Organellen, die für den Abbau von Zellbestandteilen verantwortlich sind.

Die Glykosylierung ist eine Modifikation von Proteinen, bei der Zuckermoleküle an das Protein angehängt werden.

Intermediärfilamente sind ein Netzwerk von Proteinfilamenten, die der Zelle Stabilität verleihen.

Mitochondrien sind Zellorganellen, die die Energie für die Zelle produzieren. Sie sind von zwei Membranen umgeben und enthalten ihr eigenes Erbgut. Die Endosymbiontentheorie besagt, dass Mitochondrien einst unabhängige Bakterien waren, die von eukaryotischen Zellen aufgenommen wurden.

Die Elektronentransportkette ist eine Reihe von Proteinkomplexen in der inneren Mitochondrienmembran, die Elektronen von NADH und FADH2 aufnehmen und dabei einen Protonengradienten über die Membran aufbauen. Dieser Gradient wird dann von der ATP-Synthase genutzt, um ATP zu produzieren.

Die ATP-Synthase ist ein Proteinkomplex in der inneren Mitochondrienmembran, der den Protonengradienten nutzt, um ADP und Phosphat zu ATP zu synthetisieren. Diese Reaktion ist die Hauptquelle für ATP in eukaryotischen Zellen.

Die Cristea-Strukturen sind Faltungen der inneren Mitochondrienmembran, die die Oberfläche vergrößern und so die Effizienz der Elektronentransportkette und der ATP-Synthese erhöhen. Sie enthalten Elektronentransportproteine.

Die Matrix ist der flüssige Raum innerhalb der inneren Mitochondrienmembran, die für den Citratzyklus, die Häm-Synthese und andere Stoffwechselprozesse wichtig ist.

Der Zwischenmembranraum ist der schmale Raum zwischen der äußeren und inneren Mitochondrienmembran. Hier wird der Protonengradient aufgebaut, der für die ATP-Synthese notwendig ist.

Die äußere Mitochondrienmembran ist permeabel für kleine Moleküle und enthält Porine, die für den Transport größerer Moleküle durch die Membran verantwortlich sind.

Das endomembrane System ist ein Netzwerk von Membranen in eukaryotischen Zellen, das die Zelle in verschiedene Kompartimente unterteilt und den Stofftransport zwischen diesen Kompartimenten ermöglicht.

Der Zellkern ist das größte Zellorganell und enthält die DNA der Zelle. Er ist von einer Doppelmembran umgeben, wobei die äußere Membran mit dem endoplasmatischen Retikulum (ER) verbunden ist.

Peroxisomen sind kleine Zellorganellen, die an der Entgiftung toxischer Substanzen beteiligt sind. Sie enthalten Enzyme für die Oxidation von Fettsäuren und für die Abbau von Wasserstoffperoxid.

Kontraktile Vakuolen sind Organellen, die in Protozoen vorkommen und dazu dienen, überschüssiges Wasser aus der Zelle zu entfernen. Sie sind unerlässlich, da Protozoen in dauernd nicht isotonen Lösungen leben und kontinuierlich Wasser aufnehmen.

Carrier-Proteine sind Membranproteine, die den passiven Transport von Molekülen über die Zellmembran ermöglichen. Sie binden spezifisch an das zu transportierende Molekül und verändern ihre Konformation, um es durch die Membran zu schleusen.

Pumpen sind Membranproteine, die den aktiven Transport von Molekülen über die Zellmembran ermöglichen. Sie nutzen Energie aus ATP, um Moleküle gegen den Konzentrationsgradienten zu pumpen.

Antiport ist eine Form des gekoppelten Transports, bei der zwei Moleküle gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen über die Zellmembran transportiert werden. Ein Molekül wird entlang seines Konzentrationsgradienten transportiert, was die Energie liefert, um das andere Molekül gegen seinen Gradienten zu transportieren.

Symport ist eine Form des gekoppelten Transports, bei der zwei Moleküle gleichzeitig in die gleiche Richtung über die Zellmembran transportiert werden. Ein Molekül wird entlang seines Konzentrationsgradienten transportiert, was die Energie liefert, um das andere Molekül mitzunehmen.

Die Na+/K+-Pumpe ist ein wichtiges Beispiel für eine ATP-driven-Pumpe. Sie transportiert Natrium-Ionen gegen den Konzentrations- und Ladungsgradienten aus der Zelle nach außen und Kalium-Ionen in die Zelle.

Der elektrochemische Gradient ist die Kombination aus dem chemischen Gradienten (Konzentrationsunterschied) und dem elektrischen Gradienten (Ladungsdifferenz) über die Zellmembran. Er treibt den passiven Transport von Ionen über die Membran.

Die Patch-Clamp-Technik ist eine Methode, um die elektrische Aktivität von einzelnen Ionenkanälen in der Zellmembran zu messen. Dabei wird eine Mikropipette an die Membran angedrückt und ein kleiner Abschnitt der Membran isoliert.

Voltage-gated-Kanäle sind Ionenkanäle, die durch Veränderungen des Membranpotentials gesteuert werden. Sie öffnen oder schließen sich, wenn die Spannung über die Membran eine bestimmte Schwelle erreicht.