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Biologie /
Untersuchung von Mitochondrienfragmenten
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studyhabibi
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11/12/10
Ausarbeitung
Aufgaben zur Untersuchung von Mitochondrienfragmenten mit Lösungen
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AUFGABEN: UNTERSUCHUNG VON MITOCHONDRIEN FRAGMENTEN ANNO hypotone Lösung Mitochondrium ano Zentrifugation äußere Mitochondrienmembran innere Mitochondrienmembran hypertone Lösung geplatztes Mitochondrium äußere Membranfragmente innere Membran innere Membran äußere Membran- fragmente Aufbrechen der inneren Membran innere Membran- fragmente Zentrifugation Matrix Intakte Mitochondrien wurden mithilfe des gezeigten Verfahrens in Fraktionen aus äußeren Membranfragmenten, inneren Membranfragmenten und Matrix zerlegt. a) Beschreiben und erläutern Sie das dargestellte Isolationsverfahren. b) Ermitteln Sie die Fragestellung, die dem Verfahren zugrunde lag. c) Geben Sie an, welche Reaktion Sie erwarten, wenn man zu den drei Fraktionen Pyruvat gibt. d) Erläutern Sie, in welcher der drei Fraktionen man Kanalproteine findet, die für Pyruvat, ADP und ATP durchlässig sind. UNTERSUCHUNG VON MITOCHONDRIENFRAGMENTEN Fraktion 1: äußere Membranfragmente Fraktion 2: innere Membranfragmente Fraktion 3: Matrix a) Im gezeigten Verfahren werden äußere Membranfragmente, innere Membranfragmente und die Matrix eines Mitochondriums isoliert. Zunächst wird ein Mitochondrium in eine hypotone Lösung gegeben. Somit ist die Lösung hypoton gegenüber dem Mitochondrium und das Mitochondrium ist hyperton gegenüber der Lösung. Das bedeutet, dass in der Lösung weniger Teilchen sind, als im Mitochondrium. Um den Konzentrationsunterschied auszugleichen, diffundiert Wasser aus der Lösung durch die äußere und innere Mitochondrienmembran in das Mitochondrium. So erhöht sich der Druck des Mitochondriums und es platzt. Damit innere Membran und Matrix wieder schrumpfen, wird das geplatzte Mitochondrium in eine hypertone Lösung gegeben. So diffundiert das Wasser aus dem Mitochondrium in die Lösung. Durch Zentrifugation wird die äußeren Membran von der inneren Membran und der Matrix getrennt. Die innere...
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Membran wird anschließend aufgebrochen und die Fragmente der inneren Membran werden weiter zerkleinert. Durch eine erneute Zentrifugation werden die Fragmente der inneren Membran und der Matrix getrennt. b) Wie sind Mitochondrien aufgebaut? c) Gibt man Pyruvat in Fraktion 1, gibt es keine Reaktion, da Pyruvat nur in der Matrix der Mitochondrien reagiert. Das muss so sein, da Pyruvat bei der Glykolyse entsteht und daher erst in die Matrix der Mitochondrien transportiert werden muss. Dafür muss Pyruvat auch die äußere Membran passieren und reagiert daher nicht in der äußeren Membran. Gibt man Pyruvat in Fraktion 2, gibt es ebenfalls keine Reaktion, da Pyruvat auch die innere Membran durchqueren muss, um in die Mitochondrienmatrix zu gelangen. Damit dort die oxidative Decarboxylierung stattfinden kann. Bei Hinzugabe von Pyruvat in Fraktion 3, entsteht AcetylCOA, da in der Matrix der Mitochondrien die Oxidative Decarboxylierung abläuft. Dabei reagiert Pyruvat mithilfe von CoASH und NAD* zu Acetyl-CoA, dabei werden außerdem CO2 und NADH + H+ freigesetzt. d) Sowohl in der inneren, als auch in der äußeren Membran findet man Kanalproteine, die für ADP,, ATP und Pyruvat durchlässig sind, da in der inneren Membran der Mitochondrien viel ATP entsteht, dafür muss zunächst ADP durch die äußere und innere Membran über Kanalproteine transportiert werden. Danach wird ATP wieder über die innere und äußere Membran zurück ins Cytoplasma transportiert, da nur so ATP in anderen Zellorganellen verbraucht werden kann. Pyruvat kann ebenfalls über Kanalproteine in der äußeren und inneren Membran transportiert werden, weil Pyruvat bei der Glykolyse im Cytoplasma entsteht und von dort aus, zur oxidativen Decarboxylierung, in die Matrix der Mitochondrien gelangen muss.
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Membran wird anschließend aufgebrochen und die Fragmente der inneren Membran werden weiter zerkleinert. Durch eine erneute Zentrifugation werden die Fragmente der inneren Membran und der Matrix getrennt. b) Wie sind Mitochondrien aufgebaut? c) Gibt man Pyruvat in Fraktion 1, gibt es keine Reaktion, da Pyruvat nur in der Matrix der Mitochondrien reagiert. Das muss so sein, da Pyruvat bei der Glykolyse entsteht und daher erst in die Matrix der Mitochondrien transportiert werden muss. Dafür muss Pyruvat auch die äußere Membran passieren und reagiert daher nicht in der äußeren Membran. Gibt man Pyruvat in Fraktion 2, gibt es ebenfalls keine Reaktion, da Pyruvat auch die innere Membran durchqueren muss, um in die Mitochondrienmatrix zu gelangen. Damit dort die oxidative Decarboxylierung stattfinden kann. Bei Hinzugabe von Pyruvat in Fraktion 3, entsteht AcetylCOA, da in der Matrix der Mitochondrien die Oxidative Decarboxylierung abläuft. Dabei reagiert Pyruvat mithilfe von CoASH und NAD* zu Acetyl-CoA, dabei werden außerdem CO2 und NADH + H+ freigesetzt. d) Sowohl in der inneren, als auch in der äußeren Membran findet man Kanalproteine, die für ADP,, ATP und Pyruvat durchlässig sind, da in der inneren Membran der Mitochondrien viel ATP entsteht, dafür muss zunächst ADP durch die äußere und innere Membran über Kanalproteine transportiert werden. Danach wird ATP wieder über die innere und äußere Membran zurück ins Cytoplasma transportiert, da nur so ATP in anderen Zellorganellen verbraucht werden kann. Pyruvat kann ebenfalls über Kanalproteine in der äußeren und inneren Membran transportiert werden, weil Pyruvat bei der Glykolyse im Cytoplasma entsteht und von dort aus, zur oxidativen Decarboxylierung, in die Matrix der Mitochondrien gelangen muss.