Zentrales Dogma der Molekularbiologie

Ein chemisches Sterilisationsverfahren mit Ethylenoxidgas bei niedrigen Temperaturen. Es eignet sich zur Sterilisation hitze- und feuchtigkeitsempfindlicher Materialien wie Kunststoffe, elektronische Geräte und optische Instrumente. Der Prozess beinhaltet eine Alkylierung, bei der EtO die DNA und Proteine ​​von Mikroorganismen zerstört und so deren Vermehrung verhindert. Es erfordert eine sorgfältige Kontrolle von Gaskonzentration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Einwirkzeit.

Zytotoxizität ist die Eigenschaft einer Substanz oder Zelle, für andere Zellen toxisch zu sein. Zytotoxische Substanzen können Zelltod durch Nekrose auslösen, bei der die Zellmembran ihre Integrität verliert, was zu Lyse und Entzündung führt, oder durch Apoptose, einen kontrollierten, programmierten Zelltodprozess. Dies unterscheidet sich von Zytostatika, die lediglich die Zellteilung hemmen, ohne direkt Zelltod zu verursachen.

Die Alpha-Helix ([latex]\alpha[/latex]-Helix) ist ein häufiges Sekundärstrukturmotiv in Proteinen. Es handelt sich dabei um eine rechtshändige, gewundene Konformation, bei der jede N-H-Gruppe des Rückgrats eine Wasserstoffbrückenbindung an die C=O-Gruppe des Rückgrats der vier Reste vorher liegenden Aminosäure abgibt ([latex]i+4 \rightarrow i[/latex] Wasserstoffbrückenbindung). Durch dieses regelmäßige Muster wird die Polypeptidkette in eine Helixform gezogen.

Dieses Konzept unterteilt die Biodiversität in drei räumliche Skalen. Die Alpha-Diversität (α) beschreibt den Artenreichtum innerhalb eines einzelnen, lokalen Lebensraums oder Ökosystems. Die Beta-Diversität (β) misst die Veränderung oder den Wechsel in der Artenzusammensetzung zwischen verschiedenen Lebensräumen. Die Gamma-Diversität (γ) stellt den gesamten Artenreichtum in einem großen geografischen Gebiet oder einer Landschaft dar und umfasst sowohl die Alpha- als auch die Beta-Diversität.

SAL ist ein quantitatives Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass ein einziger lebensfähiger Mikroorganismus nach der Sterilisation auf einem Gegenstand überlebt. Eine allgemein geforderte SAL für Medizinprodukte ist [latex]10^{-6}[/latex], was bedeutet, dass die Chance, dass eine Einheit nicht steril ist, eins zu einer Million beträgt. Mit diesem probabilistischen Ansatz wird anerkannt, dass absolute Sterilität nicht bewiesen werden kann, sondern nur statistisch aus der Prozessvalidierung abgeleitet werden kann.

Bei der rekombinanten DNA-Technologie (rDNA) werden DNA-Moleküle zweier verschiedener Spezies miteinander verbunden. Die rekombinante DNA wird in einen Wirtsorganismus eingebracht, um neue genetische Kombinationen zu erzeugen. Dies geschieht durch den Einsatz von Restriktionsenzymen, die die DNA an bestimmten Stellen schneiden, und DNA-Ligase, die die Fragmente zusammenfügt. Oft wird das gewünschte Gen zum Klonen in einen Plasmidvektor eingebaut.

Bei der Zellatmung handelt es sich um eine Reihe von Redoxreaktionen, bei denen organische Moleküle, wie Glukose, oxidiert werden, um Energie freizusetzen. Glukose ([latex]C_6H_{12}O_6[/latex]) wird zu [latex]CO_2[/latex] oxidiert, während Sauerstoff ([latex]O_2[/latex]) zu Wasser ([latex]H_2O[/latex]) reduziert wird. Bei diesem Prozess werden Elektronen durch eine Elektronentransportkette übertragen, wodurch ein Protonengradient entsteht, der die Synthese von ATP, der primären Energiewährung der Zelle, antreibt.

Elektrochemisches Potenzial ist lebenswichtig und treibt Prozesse über Zellmembranen hinweg an. Ionenpumpen erzeugen aktiv Konzentrationsgradienten, während die selektive Durchlässigkeit von Ionenkanälen ein elektrisches Potenzial (Membranpotenzial) erzeugt. Der resultierende elektrochemische Gradient bestimmt den passiven Ionenfluss, der für die Nervensignale (Aktionspotenziale), die Muskelkontraktion und die zelluläre Energieproduktion (ATP-Synthese) in den Mitochondrien entscheidend ist.

Der Calvin-Zyklus, d. h. die lichtunabhängigen Reaktionen, nutzt das ATP und NADPH, die in der lichtabhängigen Phase erzeugt werden, um anorganisches Kohlendioxid in organische Zuckermoleküle umzuwandeln. Dieser Prozess findet im Stroma des Chloroplasten statt. Das Schlüsselenzym RuBisCO katalysiert den ersten Schritt: die Umwandlung von [latex]CO_2[/latex] in ein organisches Molekül, wodurch ein Zyklus zur Erzeugung von Kohlenhydraten in Gang gesetzt wird.

Die erste Stufe der Photosynthese, die lichtabhängigen Reaktionen, findet in den Thylakoidmembranen von Chloroplasten statt.

Translation ist der biologische Prozess, bei dem Ribosomen im Zytoplasma oder endoplasmatischen Retikulum Proteine ​​synthetisieren. Ihr folgt die Transkription, bei der die DNA-Sequenz in ein Messenger-RNA-Molekül (mRNA) kopiert wird. Während der Translation liest das Ribosom die mRNA-Sequenz in drei Nukleotideinheiten, sogenannten Codons, und baut mit Hilfe von Transfer-RNA (tRNA) die entsprechende Aminosäurekette zusammen.

Insulin wird in den Betazellen der Bauchspeicheldrüse als einkettige Vorstufe, das sogenannte Proinsulin, synthetisiert. Im endoplasmatischen Retikulum faltet sich Proinsulin und bildet seine Disulfidbrücken. Anschließend wird es zum Golgi-Apparat transportiert und in sekretorische Granula verpackt, wo es durch Proteasen (Prohormonkonvertasen PC1/3 und PC2 sowie Carboxypeptidase E) in reifes Insulin und ein Verbindungspeptid, das C-Peptid, gespalten wird.

Die Gelelektrophorese ist eine Technik zur Trennung von Makromolekülen wie DNA, RNA und Proteinen anhand ihrer Größe und Ladung. Ein elektrisches Feld wird an eine Gelmatrix angelegt, wodurch negativ geladene Moleküle (wie DNA) in Richtung der positiven Elektrode wandern. Kleinere Moleküle wandern schneller und weiter durch die Poren des Gels als größere Moleküle.

Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind zytotoxische Lymphozyten des angeborenen Immunsystems und entscheidend für die frühe Abwehr von Virusinfektionen und Krebs. Im Gegensatz zu T-Zellen benötigen sie keine vorherige Sensibilisierung. NK-Zellen identifizieren und töten Zielzellen, deren MHC-Klasse-I-Moleküle herunterreguliert sind – eine häufige Immunfluchttaktik von Tumoren und Viren – durch einen „Missing-Self“-Erkennungsmechanismus und induzieren Apoptose über Perforin und Granzyme.