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Biologie für Mediziner
Die folgenden Inhalten setzen sich aus der Theorie und dem Praktikum zusammen:
THEORIE Biologie für Mediziner
1.) Allgemeiner Aufbau der Prokaryoten- und Eukaryotenzelle. Allgemeine Definition der Zelle. Größe. Organisation der Pro- und Eucyten. Die Kompartimente der Eucyten.
2.) Die wichtigsten Charakteristika der chemischen Bestandteile der Zelle Allgemeine strukturelle und chemische Eigenschaften, zelluläre Verteilung der Lipide, Proteine, Zuckermoleküle und Nukleinsäuren der Zelle. (Es wird keine detaillierte Molekülstrukturelle Charakteristika gefragt. Z.B. die genaue Struktur und der Name der 20 Aminosäuren werden nicht gefragt, nur die allgemeine Struktur einer Aminosäure, dass sie Aminogruppe, Karboxylgruppe und Seitenkette besitzt. Dass die Proteine aus Aminosäuren bestehen, das Glykogen aus Glukosen, die Nukleisäuren aus Nukleotiden usw. Sie müssen wissen was die Hexosen, Pentosen sind, was ein Nukleotid, Nukleozid ist, welche Basen die Pyrimidin/Purinbasen sind. Der Unterschied zwischen Neutralen Lipiden und Phospholipiden.)
3.) Die Zellmembran / die biologischen membranen. Singer-Nicolson Membranmodell. Die Lipid-Doppelschicht als Grundstruktur der Membran (chemischer Aufbau, Typen und Eigenschaften der Membranlipiden, , flüssigkristalline Phase, Fluidität, Bewegungsarten). Die Membranproteine (periphäre und integrale Proteine, Membrandurchgänge, Beweglichkeit). Asymmetrie in der Membran (Lipid-Doppelschicht, integrale und periphäre Proteine, Glycocalyx,). Membran-Rafting. .
4.) Permeabilität und Transport durch die Membran. Die Lipid-Doppelschicht als Diffusionsbarriere. Semipermeabilität. Unspezifischer Transport und spezifischer Transport. Aktiver und passiver Transport. Freie Diffusion, Diffusion durch Ionenkanäle, Carrier-vermittelte Diffusion (Translokatoren: Carrier-Proteine, spannungs- und ligandabhängige Ionenkanäle, Uniport, Symport, Antiport, primärer und secundärer aktiver Transport, Beispiele). Pumpen.
5.) Der Interphasenkern. Licht- und elektronenmikroskopische Struktur. Kernhülle Kernskelett, Kernkörperchen (Nukleoporen, Poren-Komplexe, Permeabilität, Lamina fibrosa). Kerntransport. Das Chromatin, die Organisierung der Stufen (die genaue Struktur der Nukleosomen, Histonproteine, Superstrukturen, Eu- und Heterochromatin, fakultatives, konstitutives). Die chromosomalen Territorien. Die Rolle und Aufbau der Kernkörperchen.
Chemischer Aufbau der DNA und der RNA (allgemeine Struktur der Basen, – keine genaue chemische oder strukturelle Formula – der Nukleoside, der Nukleotide, Primärstruktur, strukturelle Polarität, Konformation der DNA, antiparallele Doppelhelix, Basenpaare, biologische Bedeutung).
6.) Die Transkription, die Prozessierung der RNA und die Regulation der Genaktivität. Der Begriff von Transkription. Promoter, Codon, Antikodon. mRNA Prozessierung.
Der genetische Code, Codone an der mRNA, Charakterisierung (universell, Triplet, linear, kommafrei, Degeneration der Codone). Fluss der genetischen Information in der Zelle (“zentrales Dogma”). Codogenerstrang und Templatstrang, ORF, 5‘-UTR, 3‘-UTR. Der Aufbau eines eukaryotischen Gens. Die Transkription der eukaryotischen mRNA Moleküle. Prozessierung der prä-mRNA (Capping, Polyadenylierung, Spleißen, Introns und Exons, alternatives Spleißen, snRNA, snurps). Prozessierung der prä-rRNA (Reifung = Spaltung, snoRNA, snorps). Allgemeine und spezifische Transkriptionsfaktoren der eukaryoten Genexpression. Regulation der Genexpression (Silencer, Enhancer).
7.) Die Translation. Struktur und Funktion der tRNA. Funktionen, Bindungsstellen. Spezifität. Die Ribosomen: Charakterisierung, molekulare Architektur (rRNA, rRNA-Gene, Nucleolus-Organisator, Synthese der Bestandteile und die Bildung der Untereinheiten), Polyribosomen. Die Hauptphasen der Proteinsynthese (Initiation, Elongation, Termination).
8.) Endoplasmatisches Retikulum. Typen, licht- und elektronenmikroskopische Struktur. Die Aufgaben des glatten ERs. Proteinsynthese am ER, Kotranslation. Signalsequenz, SRP, SRP-Rezeptor, Ribosomrezeptor, Translokase, Signal-Peptidase, Synthese der N-glykosidischen Oligosaccharide, Dolichol, Verknüpfung und Modifizierung der N-glykosidischen Oligosaccharide, Qualitätskontrolle. Membranbildung und –transport. Synthese und Mechanismus des Einbaus von Membranlipiden (Flippase). Sortierung der Proteine (Proteinverkehr in der Zelle) während oder nach der Protein-Synthese; Proteine, die am freien und die am membrangebundenen Ribosomen gebildet sind.
9.) Der Golgi-Apparat. Licht- und elektronenmikroskopische Struktur. Diktiosom, Polarität (CGN, cis-, mediale, trans-Zisternen, TGN, Vesikel). Die Aufgaben des Golgi. Funktionen der unterschiedlichen Golgi-Kompartimente (Phosphorylierung der Mannose-Reste, die N- und O-Glykolisierung, Sulphatierung, Lipid-Synthese, Sortierung, Mannose-6-Phosphat-Rezeptor). Transport vom ER zum Golgi (COP-II Vesikel), retrograder Transport (COP-I Vesikel, KDEL-Signal).
10.) Die Sekretion (die Exozytose). Synthese, Speicherung und Freisetzung von Substanzen, konstitutive und regulierte Sekretion, Sekretion der polarisierten und nicht-polarisierten Zellen, Typen der sekretierten Stoffe.
11.) Der vesikuläre Transport. Transport zwischen den Organellen. Entstehung des Vesikels (Formation, Abschnürung, usw.) Proteinmantel-Typen. Der Transport der Vesikel in der Zelle, Rolle des Zytoskeletts SNARE-Proteine, Rab-Proteine, Fusion. Clathrin-coated Vesikel, COP-coated (coatomer)Vesikel. Caveolin-coated vesikel.Dynamin. Zwischen welchen Organellen kommt vesikulärer Transport vor und mit welchem Mantel?
12.) Die Endozytose. Typen der Endozytose. Rezeptorvermittelte Endozytose. Der endosomale-lysosomale Weg, Klathrin, Adaptin, Clathrin-Coated Vesikel, frühe und späte Endosomen, MVK, (H+-ATP-ase, Rezirkulation der Rezeptoren, Verbindung mit dem Golgi, Funktionen). Beispiele (LDL, Fe3+- Transferrin). Transzytose. Die Phagozytose. Die Lysosomen und die intrazelluläre Verdauung: Bildung und Eigenschaften der lysosomalen Enzyme. M6P, M6P-Rezeptoren. Die Autophagie.
13.) Zytoskelett. Intermediäre Filamente: Molekulärer Aufbau, Typen, Beispiele, Vorkommen, Funktionen. Aktin-Mikrofilamente, Myosin, als aktinbindendes Motoprotein. Mikrovilli (Vorkommen, Aufbau, Funktionen). Aktin-Gifte. Mikrotubuli: Morphologie, Aufbau, Polarität. MTOCs, Zentriol und Zentrosom, Funktion und Rolle der Mikrotubuli, Mikrotubulus-Gifte. Vezikulärer Transport auf den Mikrotubuli, Kynesin, Dynein.
14.) Die Motilität. Motorproteine im Allgemeinen (Myosin, Dynein, Kinesin), Cilien und Geißeln (Protofilamente, 9 x 2 + 2 Struktur, Dynein, Basalkörper,. ) Pseudopodien.Allgemeine Eigenschaften der Zellbewegungen.
15.) Das Mitochondrium. Organisation, Morphologie und Vermehrung der Mitochondrien. Kompartimente, Matrix, Intramembranraum, innere Membran. Metabolismus: welche Vorgänge kommen in den oberen Kompartimenten vor? Das Grundprinzip der ATP-Synthese (ohne molekulare Details), die biologische Bedeutung von ATP. Der Transport der Proteine ins Mitochondrium (mitochondriale Porine, mitochondrialer Transport, nur Transport der Proteine). Das Mitochondrium als semiautonomes Organell: mtDNA (Struktur), Transkription, mt-Ribosomen. Endosymbiose-Theorie (Beweise).
16.) Die Peroxisomen. Morphologie. Struktur, Import von Proteinen. Metabolische Aufgaben
17.) Zelloberfläche und extrazelluläre Matrix. Die Zell-Zell und Zell-Matrix Verbindungen Das Prinzip der Zell-Zell und der Zell E.C. Verbindungen. Homophyle, heterophyle Bindungen. Adhäsionsmoleküle (CAM, Cadherine, Selektine, Integrine). Extrazelluläre Matrix (Fibronektin, Laminin, Collagen, Elastin). Basallamina. Apikale, laterale und basale Differenzierungen, Strukturen. Mikrovilli, Tight Junction /Zonula occludens/.Zonula adherens, Desmosom, Hämi-Desmosom, fokale Adhäsionen. Interdigitation . Gap Junction (Connexin, Connexon, Vorkommen, Funktionen). Basale Streifung.
18.) Die Signalübermittlung. Hidrophyle und hidrophobe Signalmoleküle. Die Bedeutung des endokrinen, parakrinen, autokrinen und synaptischen Wegs. Juxtrakriner Weg. Verstärkung der Signale. Ionenkanalgekoppelte Rezeptoren. G-Protein gekoppelte Rezeptoren. Heterotrimere G-Proteine: Aufbau und Funktionszyklus der trimeren G-Proteine, Adenyl-cyclase (cAMP, Protein-Kinase A, Phosphorylationskaskade), Phospholipase C (PIP2, DAG, IP3). Sekundäre Botenstoffe. .Enzym-gekoppelte Rezeptoren: EGF- Rezeptoren (Struktur, Wirkungsweise, Autophosphorylierung, Ras-Protein.). MAP-Kinase-Weg, Jun-Fos Gene. Intrazelluläre (Steroid) Rezeptoren: schematische Struktur und Wirkungsweise. Extrazelluläre Vesikel, Typen, Entstehung, Wirkung.
19.) Der Zellzyklus. Phasen vom Zellzyklus. Zentrosomenzyklus, Chromosomenzyklus, Zytoplasmazyklus. Der Aufbau und Funktion des mitotischen Spindelapparats. Eigenschaften der DNA Replikation. Die Struktur der Chromosomen. Die Regulation vom Zellzyklus. Embryonaler Zellzyklus. Der Zellzyklus der mehrzelligen Organismen. Wachstumsfaktoren. Eintritt aus der G0 in die G1. Kontrollpunkte. Cycline und Cdk Moleküle, MPF, p53, Ras, Wachstumsfaktorrezeptoren, MAPK Weg. Die Rolle der fokalen Adhesion. M-Phase: Mitose und Zytokinese.
20.) Die Alterung der Zellen und die Apoptose. Hayflick-Regel, die genetische Uhr, Telomerase, Zellseneszenz, die Rolle der Stoffwechselendprodukte. Der programmierte Zelltod: Ablauf, morphologische Veränderungen, Mechanismus (externale und internale Apoptosesignale, Initiator- und Effektorcaspasen, Transglutaminase, Endonuclease, pro-apoptotische und anti-apoptotische Moleküle: bcl-2, Bax, p53, TNF-α, TNF Rezeptor, Fas-Ligand, Fas, die Rolle der Mitochondrien in der Apoptose). Der Vergleich der Apoptose mit der Nekrose. Die Bedeutung der Apoptose (Entwicklung, Krankheiten).
21.) Stammzellen, Differenzierung. Determination und Differenzierung. Charakteristika und Typen der Stammzellen. ES ZellenAdulte Stammzellen. Asymmetrische Zellteilung. Stammzellen-Niche. iPS Zellen, ihre Herstellung. Stammzellen-Niche. Vergleich von Stammzelltypen, Vorteile, Nachteile. Anwendungsmöglichkeiten der Stammzellen.
22.) Mitotische Teilung. M-Phase, Phasen, Zytokinese. Chromosomenanzahl und DNA-Anzahl Beziehungen.
23.) Meiose. Der Begriff der homologen Chromosomenpaare und der haploiden/diploiden Zellen. Die Phasen der Meiose, die Prophase I.: Paarung der homologen Chromosomen, synaptonemaler Komplex, Tetrade, Crossing Over). Chromosomenanzahl und DNA-Anzahl Beziehungen. Genetische Variabilität. Unterschiede zwischen Mitose und Meiose.
PRAKTIKUM Biologie für Mediziner
1.) Lichtmikroskopie. Das Auflösungsvermögen (Definition). Die Vergrößerung des Lichtmikroskops. Absorptionsbild.
2.) Lichtmikroskopische Mikrotechnik. Fixierung (Ziel, Mechanismus, Fixiermittel, Methode). Entwässerung. Einbettung. Schneiden. Färbung (simultane und succedane Färbungen). Azidophilie, Basophilie, zytoplasmatische Basophilie, (Definition, Bedeutung, Vorkommen).
3.) Unspezifische und spezifische Färbungen. Definition. H- und HE-Färbung. MGG-Färbung. Die Grundlagen der histochemischen Reaktionen, allgemeine Charakteristika. Feulgen‘-sche-Reaktion. PAS-Reaktion, Enzymzytochemie, direkte und indirekte Immunzytochemie.
4.) Glykogen und Lipidnachweis.
5.) Zellkulturen, Zellzüchtung.
6.) Elektronenmikroskopie. Aufbau des Elektronenmikroskops. Die elektronen-mikroskopische Mikrotechnik (Fixierung, Einbettung, Schneiden, Kontrastierung, Vergleich mit der lichtmikroskopischen Mikrotechnik). Streuungsbild. Semidünn- und Ultradünnschnitte.
7.) Lichtmikroskopische Präparate :
3,4, 5, 5a, 8, 9. 11,13, 15, 18, 19, 20,22, 28, 29, 31, 33a. 36,38, 58,
8.) Elektronenmikroskopische Bilder.
Lymphozyten
Lymphozyten sind eine Art von weißen Blutkörperchen, die eine wichtige Rolle im Immunsystem spielen. Sie sind spezialisierte Zellen, die darauf programmiert sind, fremde Eindringlinge wie Viren, Bakterien und Parasiten zu erkennen und zu bekämpfen. Es gibt zwei Haupttypen von Lymphozyten: B-Lymphozyten und T-Lymphozyten.
B-Lymphozyten, auch B-Zellen genannt, produzieren Antikörper, auch bekannt als Immunoglobuline. Antikörper erkennen und binden spezifisch an fremde Eindringlinge und markieren sie für die Zerstörung durch andere Zellen des Immunsystems. B-Zellen können sich auch in Gedächtniszellen umwandeln, die lange Zeit im Körper verbleiben und schnell auf eine Wiederinfektion reagieren können.
T-Lymphozyten, auch T-Zellen genannt, sind wichtig für die Zellvermittelte Immunität. Sie erkennen und zerstören direkt infizierte Zellen des Körpers und koordinieren auch die Aktivität anderer Zellen des Immunsystems. T-Zellen unterteilen sich in verschiedene Untergruppen, darunter CD4-positiv und CD8-positiv T-Zellen, die verschiedene Funktionen haben. CD4-positiv T-Zellen, auch Helferzellen genannt, koordinieren die Aktivität anderer Zellen des Immunsystems, während CD8-positiv T-Zellen, auch Killerzellen genannt, direkt infizierte Zellen zerstören.
Ein Mangel an Lymphozyten, auch als Lymphopenie bekannt, kann das Risiko für Infektionen erhöhen, während eine Überproduktion von Lymphozyten, auch als Lymphozytose bekannt, unter anderem ein Symptom von bestimmten Krebsarten sein kann.
Lymphozyten spielen also eine entscheidende Rolle im Immunsystem und ihre Untersuchungen und Veränderungen können wichtige Hinweise auf die Gesundheit des Individuums geben. Wissenschaftler arbeiten weiterhin daran, das Verständnis von Lymphozyten und ihre Rolle im Immunsystem zu verbessern, um bessere Diagn- und Therapieoptionen zu entwickeln.
In dem folgenden Skript findest Du zusätzlich auch noch Mitschriften zum Thema Lymphozyten-