Proteindynamik und Denaturierung

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Questions and Answers

Was passiert bei Überschreiten der kritischen Konzentration?

Die Monomerenkonzentration erhöht sich.

Die Oberflächenspannung steigt.

Es bilden sich Mizellen. (correct)

Das Wasser wird trüb.

Detergentien sind amphipathische Moleküle und emulgieren hydrophobe Moleküle.

True

Was geschieht mit der Oberflächenspannung, wenn die kritische Konzentration für Mizellen erreicht ist?

Die Oberflächenspannung nimmt ab.

Detergentien sind generell gut ________ und bilden spontan Mizellen.

wasserlöslich Signup and view all the answers

Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihrer Bedeutung zu:

Detergentien = Können hydrophobe Moleküle emulgieren Phospholipide = Wesentliche Komponenten von Zellmembranen Mizellen = Strukturen aus Detergentien Kritische Konzentration = Die Konzentration, bei der Mizellen gebildet werden Signup and view all the answers

Welche Aufgabe erfüllt die hydrophobe Kette der Detergentien?

Sie hält sich aus dem Wasser heraus. Signup and view all the answers

Die Konzentration an Monomeren steigt, wenn die kritische Konzentration für Mizellen erreicht ist.

False Signup and view all the answers

Wozu werden Detergentien in Waschmitteln verwendet?

Um hydrophobe Moleküle wasserlöslich zu machen. Signup and view all the answers

Was beschreibt die Chiralität von Glycerin?

Glycerin ist speigelsymmetrisch. Signup and view all the answers

Glycerin ist chiral, da es unterschiedliche Raumstrukturen aufweist.

False Signup and view all the answers

Nennen Sie zwei Kopfgruppen, die in Phospholipiden vorkommen können.

Serine, Choline Signup and view all the answers

Phospholipide bilden in wässriger Lösung __________.

Doppelschichten Signup and view all the answers

Ordnen Sie die folgenden Kopfgruppen den entsprechenden Beschreibungen zu:

Serine = Eine Aminosäuregruppe Choline = Ein Teil von Acetylcholin Ethanolamine = Eine einfachere amine Verbindung Inositol = Ein Zuckeralkohol Signup and view all the answers

Was ist ein Beispiel für einen Phospholipid-Namen nach IUPAC?

1-Palmityl-2-Oleoyl-3-phosphatidylserine Signup and view all the answers

Detergentien liegen in Wasser in Form von Doppelschichten vor.

False Signup and view all the answers

Wie nennt man die Struktur, die Phospholipide in Wasser bilden?

Doppelschichten Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine Wirkung von Hitze auf Proteine?

Hitze wirkt denaturierend und kann die chemische Struktur schädigen. Signup and view all the answers

Das Anfinsen Experiment zeigte, dass Proteine durch Denaturierung ihre Fähigkeit zur korrekten Faltung verlieren.

True Signup and view all the answers

Was sind Redox Chaperone?

Enzyme, die falsche Disulfidbrücken brechen und die Bildung korrekter Disulfidbrücken unterstützen. Signup and view all the answers

Das Ergebnis des Anfinsen Experiments war, dass das Protein wieder __________ wurde.

aktiv Signup and view all the answers

Ordnen Sie die Begriffe den entsprechenden Definitionen zu:

Denaturierung = Die Zerstörung der nicht kovalenten und kovalenten Bindungen in Proteinen. Disulfidbrücken = Kovalente Bindungen zwischen Cysteinresten von Proteinen. Proteinfaltung = Die räumliche Anordnung eines Proteins in seiner funktionsfähigen Form. Redox Chaperone = Enzyme, die Proteinfaltung unterstützen, indem sie falsche Bindungen brechen. Signup and view all the answers

Was kann passieren, wenn hydrophobe Aminosäuren während des Entfaltungsprozesses zugänglich werden?

Der Entfaltungsprozess kann irreversibel werden. Signup and view all the answers

Kleine Mengen an denaturierender Substanz können die Proteinfaltung verbessern.

True Signup and view all the answers

Welche Rolle spielen kovalente und nicht kovalente Bindungen bei der Proteinfaltung?

Sie tragen zur Stabilität und zur korrekten Struktur von Proteinen bei. Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Major Groove der DNA?

Breit Signup and view all the answers

Die A-Form der DNA entsteht bei ausreichender Wasserverfügbarkeit.

False Signup and view all the answers

Wer entdeckte die DNA und nannte die Substanz «Nuclein»?

Friedrich Miescher Signup and view all the answers

Die genetische Information wird in der DNA durch _____ übertragen.

Nukleotide Signup and view all the answers

Ordnen Sie die Forscher den jeweiligen Entdeckungen zu:

Friedrich Miescher = Entdeckung von DNA Albert Kossel = Isolierung der Nukleotid Basen Signup and view all the answers

Wie viele Nukleotid Basen isolierte Albert Kossel?

Fünf Signup and view all the answers

RNA bildet lokal Doppelhelices oder eine Doppelhelix mit einem komplementären Strang.

True Signup and view all the answers

Die lineare Größe von DNA wird in _____ angegeben.

Basenpaaren Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die semi-konservative Replikation?

Ein Strang vom alten Strang bleibt erhalten. Signup and view all the answers

Die Replikation von DNA ist eine katalytische Reaktion.

False Signup and view all the answers

Welche Base in DNA entspricht der Base U in RNA?

Adenin (A) Signup and view all the answers

Das erste entschlüsselte Codon war _____ und entspricht der Aminosäure Phenylalanin.

UUU Signup and view all the answers

Ordne die Wissenschaftler ihren Entdeckungen zu:

Francois Jacob = Entdeckung des mRNA Moleküls Sydney Brenner = Entdeckung des genetischen Codes Marshall Nirenberg = Erste Dekodierung des genetischen Codes Robert Holley = Beweis der Startpunktabhängigkeit von Polypeptidketten Signup and view all the answers

Welches Experiment verwendete Marshall Nirenberg, um den genetischen Code zu entschlüsseln?

Synthetisiertes polyU. Signup and view all the answers

Der genetische Code besteht aus Paaren von Nukleotiden.

False Signup and view all the answers

Was wurde durch das Experiment von Francois Jacob und Sidney Brenner über den genetischen Code entdeckt?

Er ist in Form von Triplets organisiert. Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Funktion des Hämoglobins?

Hämoglobin kann Sauerstoff in der Lunge effektiv binden. Signup and view all the answers

Die gesamte Information zur Ausbildung der 3D Struktur eines Proteins ist nur in der Sequenz der gesamten Protein-Domäne gespeichert.

False Signup and view all the answers

Was beschreibt den passiven Transport durch die Zellmembran?

Transport entlang des Konzentrationsgradienten Signup and view all the answers

Was bedeutet Modularität in der Proteindynamik?

Es bedeutet, dass viele Reaktionen am Substrat mit hoher Effizienz an Ort und Stelle durchgeführt werden können. Signup and view all the answers

Aktiver Transport erfordert keinen Energieaufwand.

False Signup and view all the answers

Welche Art von Detergentien schützt die 3D Struktur von Membranproteinen?

Milde, non-ionische Detergentien Signup and view all the answers

Was ist die Haupttreibkraft hinter der Osmose?

Diffusion von Wasser durch eine semi-permeable Membran Signup and view all the answers

Die Oberflächen-Seitenketten von Proteinen sind viel __________.

dynamischer Signup and view all the answers

Lysophospholipide können keine Mizellen bilden.

False Signup and view all the answers

Was geschieht mit einer Membran, wenn Detergentien in die Lösung gegeben werden?

Die Membran löst sich auf und es entstehen gemischte Mizellen. Signup and view all the answers

Ein __________ Transport erfolgt gegen den Konzentrationsgradienten.

aktiver Signup and view all the answers

Ordne die folgenden Begriffe ihrer Bedeutung zu:

Kovalente Bindungen = Starke chemische Bindungen, die Atome in einem Molekül zusammenhalten Nicht-kovalente Bindungen = Schwächere Bindungen, die zwischen Molekülen auftreten Disulfidbrücken = Eine spezielle kovalente Bindung zwischen Cystein-Resten Quartiärstruktur = Die Anordnung mehrerer Polypeptidketten in einem Protein Signup and view all the answers

Ordnen Sie die folgenden Begriffe den entsprechenden Beschreibungen zu:

isotonisch = Gleiche Konzentration an gelösten Stoffen hypertonisch = Höhere Konzentration an gelösten Stoffen außerhalb der Zelle hypotonisch = Niedrigere Konzentration an gelösten Stoffen außen osmose = Diffusion von Wasser durch eine Membran Signup and view all the answers

Was geschieht, wenn die Proteinsequenzen zu klein sind?

Die 3D Struktur kann nicht vorhergesagt werden. Signup and view all the answers

Detergentien können __________ wirken und Proteine denaturieren.

geladen Signup and view all the answers

Die Disulfidbrücken in Proteinen können gebrochen werden, wenn kein Sauerstoff vorhanden ist.

True Signup and view all the answers

Welches der folgenden Moleküle hat einen hydrophoben Teil?

Phospholipide Signup and view all the answers

Welche der folgenden Umgebungen gefährdet die Stabilität einer Zelle ohne Zellwand?

Hypotonisch Signup and view all the answers

Ordnen Sie die folgenden Moleküle ihren Eigenschaften zu:

Detergentien = Können Proteine denaturieren Phospholipide = Bildung von Lipiddoppelschichten Lysophospholipide = Wirkung wie Detergentien Non-ionische Detergentien = Solubilisierung ohne Zerstörung der 3D Struktur Signup and view all the answers

Aquaproteine beschleunigen die Osmose.

True Signup and view all the answers

Was passiert, wenn die Zellen in einer hypertonischen Lösung plaziert werden?

Wasser verlässt die Zelle, sie kann schrumpfen. Signup and view all the answers

Phospholipide sind gut wasserlöslich.

False Signup and view all the answers

Welchen Einfluss hat der hydrophobe Teil der Detergentien auf Proteine?

Er lagert sich an das Protein an und entfaltet es. Signup and view all the answers

Was ist eine der Funktionen von ATP in Bakterien und Archaeen?

Es superwickelt die DNA. Signup and view all the answers

Die Replikation der DNA erfolgt in beide Richtungen gleichzeitig.

False Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt der RNA Primer bei der DNA-Replikation?

Er dient als Startpunkt für die DNA-Polymerase. Signup and view all the answers

Die aktive Stelle der Polymerasen befindet sich bei der __________.

Handfläche Signup and view all the answers

Ordnen Sie die folgenden Polymerasen ihren Hauptfunktionen zu:

DNA Polymerase III = Initiierung der Replikation Primase = Erstellung des RNA Primers Exonuclease = Fehlerkorrektur während der Replikation RNA Polymerase = Transkription der DNA Signup and view all the answers

Was beschreibt die Form der DNA Polymerasen?

Eine rechte Hand Signup and view all the answers

Die Exonuclease ist Teil der Polymerase, die für die Initiierung der DNA-Replikation verantwortlich ist.

False Signup and view all the answers

Nennen Sie einen Grund, warum die DNA in Archaeen und Bakterien supergewickelt wird.

Um Platz zu sparen und Stabilität zu gewährleisten. Signup and view all the answers

Was wird bei der Reaktion von ATP während des nukleophilen Angriffs abgespalten?

Diphosphat Signup and view all the answers

Die DNA Polymerase I entfernt die RNA Primer und schließt die Lücken im DNA-Strang.

True Signup and view all the answers

Was verbindet die DNA Ligase zwischen den Okazaki Fragmenten?

Backbone-Lücke Signup and view all the answers

Der nucleophile Angriff erfolgt durch den __________ auf den Phosphor eines Triphosphats.

Sauerstoff Signup and view all the answers

Ordne die Schritte bei der Verarbeitung von RNA Primern den richtigen Abläufen zu:

a) DNA Polymerase III synthetisiert bis zum RNA Primer = 1) DNA Polymerase I schneidet den RNA Primer b) DNA Polymerase I bindet = 2) DNA Ligase verbindet Okazaki Fragmente c) DNA Ligase schließt Lücke = 3) DNA Polymerase III verlässt den Strang Signup and view all the answers

Wie reagiert Diphosphat (PPi) nach seiner Abspaltung?

Es reagiert mit Wasser. Signup and view all the answers

Die Okazaki Fragmente werden während der DNA-Replikation durch RNA Primer initiiert.

True Signup and view all the answers

Welche Funktion hat die DNA Ligase im Prozess der DNA-Replikation?

Sie verbindet die Okazaki Fragmente. Signup and view all the answers

Study Notes

Denaturierung und Proteinfaltung

Hitze kann die Schwingungen der Atome in Peptidstrukturen erhöhen, was zu Denaturierung führt.
Zugang hydrophober Aminosäuren während des Entfaltungsprozesses kann irreversible Veränderungen hervorrufen.
Das Anfinsen-Experiment zeigte, dass die Denaturierung sowohl nicht-kovalente als auch kovalente Bindungen (Disulfidbrücken) zerstört.
Nach der Denaturierung faltete sich das Protein nicht effizient zurück, wodurch die Funktion beeinträchtigt wurde.

Redox Chaperone

Redox Chaperone sind Enzyme, die falsche Disulfidbrücken im Protein brechen und korrekte Brücken bilden.
Diese Chaperone unterstützen auch die Bildung nicht-kovalenter Bindungen.
Glycerin: chiral und die drei Kohlenstoffe müssen nummeriert werden.

Kopfgruppen von Phospholipiden

Mögliche Kopfgruppen: Serine, Ethanolamine, Choline, Glycerol, Inositol.
Beispiel für einen Phospholipidnamen nach IUPAC: 1-Palmityl-2-Oleoyl-3-phosphatidylserine.

Phospholipide und Detergentien

Phospholipide bilden in wässriger Lösung Doppelschichten und können mehrschichtig angeordnet sein.
Detergentien sind amphipathisch und bilden ab einer bestimmten Konzentration Mizellen.
Mizellen sind kleiner als sichtbares Licht und verursachen eine klare Suspension in Wasser.
Detergentien können hydrophobe Moleküle emulgieren und werden in Waschmitteln verwendet.

DNA-Struktur und -Funktionen

DNA hat eine Doppelhelix-Struktur mit Major (breit) und Minor (schmal) Grooves.
In der A-Form liegt DNA bei Wassermangel vor, was die Struktur verändert.
Nukleinsäuren bestehen aus Nucleotiden und enthalten genetische Informationen.
DNA (genetischer Blueprint) und RNA (Transkriptionsprodukt) sind Polynucleotide.

Größe der DNA

DNA-Größe wird in Basenpaaren gemessen; 1000 bp = 1 kbp.
DNA ist linear viel größer als Zellen; Supercoiling ermöglicht ihre Unterbringung.

Wichtige Forschungsergebnisse

Friedrich Miescher isolierte DNA und nannte sie „Nuclein“.
Albert Kossel entdeckte die fünf Nukleotidbasen und prägte den Namen „DNA“.
Die Replikation ist semi-konservativ, was bedeutet, dass immer ein Strang vom alten Strang erhalten bleibt.
Volkin und Astrachan belegten die Beziehung zwischen DNA und RNA durch Experimente mit Bakteriophagen.

Entschlüsselung des genetischen Codes

Sydney Brenner und Francis Crick entdeckten den genetischen Code im Rahmen ihrer Bacteriophage T4-Experimente.
Marshall Nirenberg entschlüsselte den genetischen Code experimentell und fand erste Triplet-Sequenzen.
Robert Holley bewies die Abhängigkeit des Startpunktes im Kodierungsprozess durch synthetisierte RNA-Experimente.

Proteinstruktur und -dynamik

Hämoglobin besteht aus zwei schweren Ketten und zwei kleinen Peptiden, verbunden durch Disulfidbrücken.
Scharnier in der Mitte ermöglicht Beweglichkeit der drei Domänen für die Reaktivitätsanpassung.
Modularität von Oligomeren ermöglicht effiziente Reaktionen am Substrat.

Proteinfaltung

3D-Struktur eines Proteins wird in der Sequenz gespeichert; gilt für ganze Protein-Domänen.
Kleinere Sequenzen zeigen keine garantierte 3D-Struktur.
Phospholipide sind schlecht wasserlöslich; bilden Lipiddoppelschichten statt Mizellen.
Lysophospholipide wirken wie Detergentien, während Milde Detergentien die Struktur von Membranproteinen erhalten.

Solubilisierung von Membranen

Detergentien dringen in Membranen ein und lösen sie bei ausreichender Menge auf, wodurch gemischte Mizellen entstehen.
Bei Proteinen führen Detergentien zur Entfaltung durch Anlagerung der hydrophoben Teile.

Transport durch Membranen

Passiver Transport erfolgt entlang des Konzentrationsgradienten durch Diffusion.
Aktiver Transport benötigt Energie und läuft gegen den Konzentrationsgradienten.

Wassertransport

Osmose treibt Wasser durch eine semi-permeable Membran aufgrund von gelösten Stoffen.
Aquaporine beschleunigen den Wassertransport unter bestimmten Bedingungen.
Hypotonische Umgebungen können die Stabilität von Zellen gefährden.

DNA-Struktur und -Replikation

Supergewickelte DNA in Bakterien und Archaeen nutzt ATP für Stabilität und Platzersparnis.
DNA-Stränge sind antiparallel; Replikation erfolgt in entgegengesetzter Richtung.
RNA-Primer wird zur Initiierung der Replikation durch Primase erstellt, gefolgt von DNA Polymerase III.

Polymerasen

Polymerasen haben eine „Hand“-Form mit aktiver Stelle in der „Handfläche“.
Nukleophiler Angriff führt zur Bindung von Sauerstoff und Phosphor, Abspaltung von Diphosphat.
Lagging Strang erfordert Okazaki-Fragmente; Lücken werden durch DNA-Ligase geschlossen.

Fehlerkorrektur

DNA Polymerase III hat eine Exonuklease für die Fehlerkorrektur.
RNA-Primer werden bei der Replikation schrittweise entfernt, bevor die Gaps durch Ligase verbunden werden.

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Description

Dieser Quiz behandelt die Auswirkungen von Hitze auf die Struktur und Funktion von Proteinen. Es wird untersucht, wie erhöhte AtomsSchwingungen zur Denaturierung führen und welche Rolle hydrophobe Aminosäuren dabei spielen. Entdecken Sie die irreversiblen Veränderungen im Entfaltungsprozess von Proteinen.