Eukaryoten Und Prokaryoten

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Universität Wien Department für Medizinisch/Pharmazeutische Chemie Biochemie Medizinische Informatik

Eukaryoten und Prokaryoten

Biochemie


Inhalt

Zellen

Prokaryoten, EukaryotenUnterschiede und Ähnlichkeiten

Zellstrukturen

Evolution der ZellenEntwicklung von Mitochondrien und Chloroplasten

Angriffsmöglichkeiten für Arzneimittel

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Prebiotische Entwicklung

• Urey-Miller Experiment, aus Methan, Ammoniak, Wasser und Wasserstoff entstehen Aminosäuren.

• Zucker können aus Formaldehyd bzw. aus Gylkolaldehyd entstehen.

• Adenin kann aus Blausäure durch Kondensation entstehen.

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Interstellarer Glycolaldehyd


OOH

OH

OH

OHOH

OH

CHO

CHOOH CHO

OH

RO

CHO

H2CO

TriosesTetroses

PentosesHexoses

ROCHO

ORO

OROH

OH

ORO

OROH

OH

OR

ROCHO

ROCHO

Aldolisierungsprodukte

nach Noe et. al. 1992, 1996, 2000

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Adenin

GuaninXanthinHypoxanthin

Cytosin Uracil

TriosenTetrosenPentosenHexosen

Glycin

AlaninAABA

LeucinIsoleucinetc.

Ameisensäure

EssigsäurePropionsäure

GlykolsäureFettsäurenMilchsäure

Präbiotische Verbindungen

Nach Miller et al.


Entstehung der Informationsübertragung und Speicherung

Ursuppe Kurze RNA-Sequenzen

Replikation bestimmter kat. aktiver Sequenzen

Bildung von Peptiden, durch kat. RNA

Peptid/RNA Systeme Komplexe Syteme, ähnlich heutiger RNA Viren

Erste DNA Kopie zur Langzeitspeicherung

DNA/RNA/Proteinsystem

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Aufbau der Nukleinsäuren

NH N

NN

NH2

Adenin

NH N

NNH

O

NH2

Guanin

Die Purinbasen

NH

N

O

NH2

Cytosin

NH

NH

O

O

Thymin

NH

NH

O

O

Uracil

Die Pyrimidinbasen

NO

N

N

OHOH

N

NH2

OH

Adenosin

OH

O

OH

NNH

O

O

(Deoxy)thymidin


Lebende Systeme

Komplexität und OrganisationRäumliche Trennung von Vorgängen

EnergiegewinnungAufrechterhaltung des Systemes, Arbeit

ReproduktionVermehrung

Zellenkleinste, lebende Einheiten

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Photosynthese in Pflanzen, Algen und Bakterien

Zellatmung in Tieren, Pflanzen, Algen und Bakterien

Energiekreislauf

Energiefluß in biochemischen

Systemen


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Merkmale aller Zellen:

1) Zellkern oder Nucleoid

2) Plasmamembran

3) Cytosol

Aufbau von Zellen


Zeitlicher Ablauf der Evolution

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Aufbau von Prokaryotenzellen

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Zelldifferenzierung bei C. elegans

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Aufbau eukaryotischer Zellen


Das innere Membransystem

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Der Zellkern mit Kernhülle


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Doppelstrang DNA


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Unterschiede der Ribosomen

rRNA28; 18; 5,8; 5 S

rRNA23; 16; 5 S

80 Sbestehend aus 40 S und 60 S Untereinheiten


EukaryotProkaryot


Mitochondriale Ribosomen

rRNA12 S und 16 S sowie ca. 80 Proteinen

rRNA23; 16; 5 S

55 –60 S Sbestehend aus 28 S und 39 S Untereinheiten


MR EukaryotProkaryot

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Vergleich 30 S E. coli mit 28 S human

mitochondrial subunit


Sedimentationskoeffizienten (S)

Svedbergeinheiten: je kleiner, desto niedriger die Masse des Teilchens, bzw. desto niedriger ist seine Dichte.

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Sedimentationskoeffizienten versus Dichte


Bestimmung von S mittels Dichtegradientenzentrifugation

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Aufbau von Zellorganellen

Struktur eines Mitochondriums, Membranen trennen die einzelnen Kompartimente und damit die einzelnen Reaktionen, sie entstehen durch Teilung homolog den Bakterien


Bewegung in Zellen

Bewegung von Zell-organellen durch ATP Verbrauch

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Erythrocyten als Sonderfall

Ausdifferenzierte Erythrocyten haben keinen Zellkern und auch keine sonstigen internen Membran-systeme.


Angriffsmöglichkeiten von Arzneimitteln

Hemmung der bakt. Translokation

reversible Bindung an 50S

Makrolide(Erythromycin)

Blockade der Aminoacyl-tRNA Aktzeptorposition

Tetracycline(Doxycyclin)

Bindung an 30 S rRNAUntereinheit

Aminoglykosid-Antibiotika

(Streptomycin)

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