Molekularbiologie der Zelle Teil 4: chemische Reaktion, Katalyse, Enzyme und ATP

Im vorherigen Beitrag haben wir uns die verschiedenen Biomoleküle angesehen: Proteine, Kohlenhydrate und Lipide. Sie bilden den Grundaufbau unserer Zellen und liefern uns die Energie für unsere Lebenserhaltung. Sie sind also essentieller Bestandteil des Stoffwechsels.

Als Stoffwechsel oder Metabolismus bezeichnet man die gesamten chemischen und physikalischen Vorgänge der Umwandlung chemischer Stoffe bzw. Substrate in Zwischenprodukte und Endprodukte im Organismus von Lebewesen.

Chemische Reaktion, Oxidation & Reduktion

Chemisch betrachtet sind Stoffwechsel chemische Reaktionen. Eine chemische Reaktion ist ein Vorgang, bei dem eine oder meist mehrere chemische Verbindungen in andere umgewandelt werden und Energie freigesetzt oder aufgenommen wird.

Zwei wichtige Begriffe hierbei sind Oxidation und Reduktion. Beide gehen immer mit einer Übertragung von Elektronen einher. Unter einer Reduktion versteht man die Aufnahme von Elektronen und eine Erniedrigung der Oxidationszahl.

… weiterlesen

Molekularbiologie der Zelle Teil 3: Alles (biochemische) über Proteine, Zucker und Fette

Im letzten Beitrag dieser Reihe befassten wir uns mit Atomen, dem Periodensystem und wie sich Atome miteinander verbinden. Dieses Mal geht es ans Eingemachte, nämlich um unsere Nährstoffe. Wir essen ja eine ganze Menge unterschiedlichsten Kram. Doch alles was wir Essen und uns die Energie gibt, die wir brauchen, um zu überleben – oder dieses Video zu schauen, lässt sich in drei Stoffgruppen einteilen: Proteine, Kohlenhydrate und Lipide.

Wir sind organisch!

Nachdem wir nun so einiges über das Wasser erfahren haben, wenden wir uns größeren Molekülen zu. Abgesehen vom Wasser sind die meisten Moleküle in unserem Körper organische Verbindungen. Aber was heißt organische Verbindung überhaupt? Das sind Verbindungen, die Kohlenstoffatome enthalten. Und tatsächlich: alle größeren Moleküle und Naturstoffe haben das Element Kohlenstoff: ob Zucker, ob Eiweiße oder Fette. Doch warum ausgerechnet Kohlenstoff?

… weiterlesen

Molekularbiologie der Zelle Teil 2: Atome, Periodensystem und Atombindung

Auch als Video

Im ersten Kapitel befassten wir uns mit dem grundlegenden Aufbau der Zelle. Dort erwähnte ich, dass wir uns danach mit den biochemischen Grundlagen befassen werden. Doch vorher müssen wir sogar noch weiter ins Detail gehen. Wir starten nämlich mit den chemischen Grundlagen. Etwas, was vielen nicht behagt und manche sogar eine gewisse Abneigung verspüren. Aber diese nicht-biologischen Grundlagen sind insofern wichtig, um später bestimmte Stoffwechselprozesse leichter verstehen zu können.

Keine Angst: Ich werde mich auch hier nicht zu weit aus dem Fenster ragen und nur das wichtigste erklären.

In diesem Teil lernen wir, wie Atome aufgebaut sind und sie sich miteinander verbinden, etwas über das Periodensystem der Elemente und zum Ende wird es ein wenig nass, denn es geht ums Wasser.

Atome – Grundaufbau

Doch fangen wir ganz klein an. Wir haben gelernt, dass die Zelle die kleinste Einheit des Lebens ist. Doch in der Welt der Materie geht es natürlich kleiner. Zellen bestehen aus verschiedenen Verbindungen: Wasser, Proteine, Fette, Zucker, Vitamine usw. usf. Hierbei sprechen wir von Molekülen. Moleküle sind wiederrum aus Atomen zusammengesetzt.

Das Atom ist jeweils der kleinste Teil der Materie eines Elementes. Eine lange Zeit nahm man an, dass Atome der kleinste überhaupt existierende Teil der Materie sind. Atom heißt nämlich: unteilbar. Heute wissen wir natürlich, dass Atome ihrerseits aus subatomaren Teilchen bestehen. Die für uns bekanntesten subatomaren Teilchen und die, die für unsere Videoreihe völlig ausreichen, sind die Protonen und Neutronen, sowie die Elektronen (Abb. 1).

… weiterlesen

Molekularbiologie der Zelle Teil 1: Einführung, Aufbau von Zellen

Auch als Video

Mit diesem Artikel starte ich eine Artikelserie, die sich mit dem Aufbau und Funktionen der zelle befasst. Die Zellbiologie, auch Cytologie genannt, ist ein Teilgebiet der Biologie, welches die biologischen Vorgänge auf zellulärer Ebene zu verstehen versucht. Die Zellbiologie hat engste Kontakte mit anderen biologischen Disziplinen, wie der Biochemie, Molekularbiologie, Zoologie und Botanik. In dieser Videoreihe wird es nicht anders aussehen. Mein Wunsch ist es verschiedenste Prozesse, die in einer Zelle geschehen darzustellen. Ihr erfahrt etwas über den Aufbau der Zelle, über Zellatmung, Photosynthese und andere Stoffwechselprozesse sowie die gesamten Vorgänge der Molekulargenetik, wie Aufbau und Funktion der DNA, die Proteinbiosynthese, Genregulation etc.

Was ist Leben?

Unser Planet hat eine schier unendliche Anzahl verschiedenster Lebensformen, die die Materie aus der Umgebung aufnehmen und diese nicht nur dazu nutzen, um sich selbst zu erhalten, sondern auch Kopien von sich anfertigen, sich also vermehren. Doch Leben als solches zu definieren ist tatsächlich nicht einfach. Denn wenn es um das Leben geht, denken wir häufig an uns selbst oder vielleicht an unsere Haustiere. Doch auch Pflanzen leben, Pilze und Bakterien auch. Viren gelten nicht als Lebewesen, stehen aber in ihrer Daseinsform zwischen belebter und unbelebter Materie.

… weiterlesen

Endogene Retroviren und Transposons

 

Im Beitrag über das Corona-Virus wurde erwähnt, dass es auch sogenannte endogene Retroviren gibt. Zur Erinnerung: Endogene Viren können ihr Genom in das Genom des Wirtes einpflanzen und über die Keimzellen an die nächste Generation vererben.

Diese endogenen Viren machen tatsächlich einen beachtlichen Anteil unseres Genoms aus.

… weiterlesen

Evolution for IDitos: evolutionäre Übergänge, Zwischenformen, Brückentiere

Missing links?

Kreationisten sind verliebt in Fossilien. Sie wissen zwar nicht viel davon, denn meist referieren sie aus Kinderbüchern über Dinosaurier, reden aber umso mehr wirres Zeug darüber. Schließlich stacheln sie sich untereinander auf, gebetsmühlenartig zu widerholen, es gebe nichts als Lücken im Fossilbericht. Sie stellen die Behauptung auf, dass wenn Evolution wahr wäre, müssten es Millionen und Abermillionen von sogenannten Übergangsformen geben. Und diese Übergangsformen müsste man im Fossilbericht wiederfinden. Diese gäbe es jedoch nicht, behaupten sie dann aber. Wenn man ihnen dann einige Übergangsformen zeigt, z. B. Archaeopteryx, dann sagen sie, dass Archaeopteryx nicht den Übergang von Dinosauriern zu Vögeln zeige, sondern einfach nur ein fertiger Vogel sei. Bei genauerer Betrachtung wird man jedoch feststellen, dass Kreationisten eine sehr obskure Vorstellung dessen haben, was eine Übergangsform ist und ihnen jegliche Kenntnis der Anatomie, Systematik, ja gar der Biologie und Wissenschaft überhaupt fehlt. Schauen wir uns mal einige ihrer Vorstellungen an:

… weiterlesen

Corona-Diktatur? Harmloser als eine Grippe?

Eigentlich war es nicht mein Ziel einen weiteren Beitrag zu Corona zu machen, denn beim ersten wurden eigentlich alle wichtigen Fakten genannt. Wer Interesse hat, kann sich das Video gerne nochmal anschauen. Und: Wer bis Minute 11 nicht folgen konnte, hat sich meines Erachtens nach jegliches Recht verspielt, über Corona zu urteilen. Der erste Beitrag behandelte nicht nur die Grundlagen der Virologie und die Ursprünge des neuen Corona-Virus, sondern setzte sich auch kritisch mit den Thesen von Wodarg und Bhakdi auseinander und widerlegte einige Verschwörungsmythen um das Corona-Virus, u. a. die Behauptung, dass es in einem Geheimlabor gezüchtet wurde. Und eigentlich wurde alles Notwendige erwähnt. Eigentlich. Denn ich habe mir niemals zu träumen gewagt, dass in Bezug zu Corona sich noch weiterer Irrsinn verbreitet, den ich nicht unkommentiert lassen möchte. Im Wesentlichen möchte ich in diesem Beitrag die Frage der Übersterblichkeit durch Corona, den Vergleich mit Influenza, dem R-Wert und die PCR-Tests behandeln. Es geht hier also nochmals um rein medizinische Aspekte. Es werden noch weitere Beiträge kommen, die sich mit der Schweinegrippe, der Sache um Bill Gates und diverser Verschwörungsmythen über Corona, die im ersten Beitrag nicht gedeckt wurden und die unerträgliche Hetze gegen China befassen.

… weiterlesen

Phylogenetische Systematik Teil 3: Stammbaum des Lebens

Die einzige Art alle Arten von Leben objektiv zu kategorisieren ist ihre gemeinsamen Eigenschaften zu erfassen, also diejenigen Merkmale, die jedes Mitglied dieses Kollektivs hat und nur dieses Kollektivs. So werden ihre Merkmale diagnostisch und für diese Gruppe bestimmend. Wir sollten hierbei nicht vergessen, dass der erste Mensch, der versuchte alle Lebewesen zu klassifizieren, ein überzeugter Christ und Kreationist war, der nicht an evolutionäre Prozesse oder eine gemeinsame Abstammung dachte, bzw. davon wusste.

 

… weiterlesen

Phylogenetische Systematik Teil 2: Kladistik

Das System von Linne hat einige große Schwächen:

Linné war kein Anhänger der Evolution, sondern glaubte an die Konstanz der Arten. Linné ordnete die verschiedenen Tiere und Pflanzen nach ihren Merkmalen, evolutionäre Ursprünge kamen ihm dabei nicht in den Sinn.

Dass Evolutionsverlauf und Verwandtschaftsbeziehungen früher keine große Rolle spielten, zeigt sich z. B. darin, dass Elefanten, Flusspferde und Nashörner als Dickhäuter (Pachydermes) zusammengefasst wurden, obwohl wir heute wissen, dass alle drei Gruppen unterschiedlichen evolutionären Linien entsprangen. Elefanten sind näher mit den Schliefern und Seekühen verwandt, Nashörner werden mit den Pferden und Tapiren zu den Unpaarhufern zusammengefasst und Flusspferde sind Paarhufer, deren nächsten heute lebenden Verwandten die Wale sind.

Es braucht also ein Ordnungsprinzip, dass den Evolutionsverlauf und die Verwandtschaftsbeziehungen berücksichtigt, denn nicht Merkmale definieren Gruppen, sondern die Abstammung. Es muss also untersucht werden, welche Merkmale geeignet sind die Verwandtschaftsbeziehungen zu ermitteln. Hier bedient man sich der Methoden der phylogenetischen Systematik.

… weiterlesen

Schließen