Molekulare Genetik: 66 Tabellen
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart [u.a.]
Thieme
2001
|
| Ausgabe: | 8., neubearb. Aufl. |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Erg. bildet: Molekulare Genetik / Abbildungs-CD |
| Beschreibung: | XV, 586 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
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Inhaltsverzeichnis
1. Lebensformen: Zellen mit und ohne Kern ¦¦¦ 3
Eukaryoten ¦¦¦ 4
Prokaryoten •••6
Literatur ••• 7
2. DNA: Träger der genetischen Information ••• 9
Bausteine: Nucleotide ••¦ 9
Doppelhelix ¦¦¦10
DNA Helices: Flexibilität ¦¦¦12
Denaturierung und Renaturierung •¦•15
Natürliche DNA Moleküle ¦¦¦17
DNA Ringe: Helix und Superhelix ¦¦¦ 21
Einige wichtige Methoden ¦••23
Elektrophorese ••• 23
Enzyme als Hilfsmittel: Deoxyribonucleasen ••• 24
Endonucleasen, Exonucleasen •••24
Restriktionsnucleasen ¦¦¦26
Zentrifugation ¦•• 29
Differentielle Sedimentation ¦¦¦30
Zonensedimentation 30
S Wert und Bestimmung der relativen Molmasse ¦¦•31
Isopyknische oder Gleichgewichtszentrifugation •¦• 32
Elektronenmikroskopie •¦¦33
Literatur •¦¦35
3. Proteine: Ein Überblick in Stichwörtern ¦••37
Primärstruktur: Sequenz der Aminosäuren ¦¦¦37
Aminosäuren ¦•¦37
Peptid Bindung 38
Wechselwirkungen zwischen Aminosäure Seitenketten •¦¦40
Sekundärstrukturen: a Helix und ß Blatt ••• 41
a Helix — 41
ß Blatt ¦¦¦42
Tertiärstrukturen:
Von der Aminosäure Sequenz zum gefalteten Protein ¦•¦43
Protein Domänen ••¦46
Untereinheiten ••¦ 46
Faltungen ••¦47
Literatur ¦¦¦ 48
4. Transkription, Translation und der genetische Code ¦¦¦51
Transkription oder die Synthese von RNA ¦¦¦51
RNA Polymerase ¦¦¦53
Genanfang: Der Promotor ¦••54
Ereignisse am Promotor •¦¦56
Elongation der RNA Kette ¦••58
Termination ••¦59
Stabile und nichtstabile RNA ¦¦¦59
Transfer RNA und die Aktivierung von Aminosäuren •¦¦60
Struktur der tRNA ¦¦¦60
Beladung der tRNA ¦¦¦64
Translation: Ribosomen und Proteinsynthese •¦¦ 67
Ribosomen: Eine kurze Beschreibung •••67
Proteinsynthese: Genauigkeit des Starts ••¦ 71
Initiation der Translation •¦•73
Elongation: Die programmierte Verknüpfung von
Aminosäuren ••• 74
Termination •••77
Geschwindigkeit und Genauigkeit ¦•• 78
Besonderheiten bei Bakterien ¦••79
Der genetische Code ¦¦¦79
Rückblicke SO
Code Wörter ¦¦¦ 81
„Wobble bei der Erkennung von Codon und Anticodon ¦•¦82
Der genetische Code in der Zelle ¦¦¦83
Selenocystein: Ein Sonderfall ¦¦¦84
Verwendung von Code Wörtern •¦¦ 85
Literatur ••• 86
5. Escherichia coli und der Bakteriophage Lambda:
Gene und Gen Expression ¦¦¦89
Vermehrung von Bakterien ••• 89
Die DNA als Nucleoid ¦¦¦ 91
Die DNA als Genom ¦¦¦92
Die biologische Gen Karte und das F Plasmid ••• 95
F Plasmide ¦¦¦99
Konjugation und Gen Kartierung ¦¦¦99
Mechanismen bakterieller Gen Regulation ¦¦¦ 102
Regulons: Gen Gruppen unter gemeinsamer Kontrolle ••¦ 102
Beispiel: Hitzeschock Gene ••• 102
Alternative Sigma Faktoren ¦¦ 105
Stringente Kontrolle ••• 106
Negative und positive Gen Regulation: das /ac Operon als Bezugs¬
system • •• 112
Die Gen Produkte ••• 113
Mutanten mit veränderter Gen Regulation ••• 113
Das Modell ¦¦¦116
Der Lac Repressor •¦• 117
Positive Regulation: das CAP Protein ••• 122
Zwischenstück: Bakteriophagen •¦¦ 125
M13 ••• 127
MS2 ••¦ 127
Inhaltsverzeichnis IX
Der Bakteriophage Lambda und seine Gene ••• 128
Das Genom ••¦ 128
Proteinkodierende Gene ••¦ 128
Kontrollelemente •¦• 129
Integration und Exzision •¦¦ 130
Frühe Transkription • ¦ • 730
Entscheidung zwischen Lyse und Lysogenie ••• 131
Der Lambda Repressor ¦•• 133
Transkription des int Gens ••• 135
Induktion und lytischer Infektionsweg ••• 135
Wege der Lambda Replikation ••• 136
Entstehung der Phagenpartikel ••• 137
Am Ende des lytischen Infektionsweges ••• 737
Literatur ••• 140
6. DNA im Zellkern: Chromatin und Chromosomen ••• 143
Zellkern ¦¦¦143
Kern Hülle ••• 143
Kern Innenraum ¦•• 146
Chromatin ••• 147
Histone ¦•• 148
Nucleosomen •¦• 149
Chromatin Fasern ¦•• 151
Mitose und die Bildung von Chromosomen ••• 152
Von der Prophase zur Metaphase ¦¦• 153
Von der Anaphase zur Telophase ••• 157
Heterochromatin ••• J58
Chromosomen •¦¦ 758
Chromosomen des Menschen ••• 759
Chromosomensätze •¦• 162
Polytäne Chromosomen ••• 163
Literatur ••• 765
7. DNA Replikation:
Weitergabe der genetischen Information ¦¦¦ 769
Ein klassisches Experiment ••• 770
DNA Polymerasen ¦•¦ 777
Polymerisation von Deoxynucleotiden ¦•¦ 177
DNA Polymerasen von Escherichia coli ••• 773
DNA Polymerase I ••• 173
DNA Polymerase II •¦• 175
DNA Polymerase III ••• 175
Primase • • 778
Eukaryotische DNA Polymerasen •¦ 780
DNA Entwindung •¦¦ 181
DNA Helikasen 787
DNA Topoisomerasen ••¦ 182
Typ I DNA Topoisomerasen ••• 184
Typ H DNA Topoisomerasen ••• 184
DNA Ligasen ¦•• 786
Ereignisse an der Replikationsgabel • • ¦ 187
Einleitung der Replikation von Bakteriengenomen • • ¦ 189
Regulationen ••• 193
Ablauf der eukaryotischen Genom Replikation • • • 194
Zellzyklus ••• 194
Regulation des Zellzyklus durch Protein Kinasen ••• 195
Replikation eukaryotischer Genome ••• 799
Ereignisse am Origin ••• 207
Initiationen ••• 202
Probleme am Ende • ¦ • 203
Telomere und Telomerasen • • • 203
Literatur ••• 206
8. Rekombinationen und Transpositionen ••¦ 209
Homologe Rekombination ¦¦• 209
Meiose ••• 270
Überblick: Reduktion des diploiden
auf den haploiden Chromosomensatz ••• 210
Prophase ••• 277
Bedeutung und Folgerungen ••• 272
Rekombination und Gen Karten ••• 274
Molekulare Biologie der allgemeinen Rekombination ¦¦• 217
Voraussetzungen ••• 277
Enzyme der Rekombination ••¦ 279
Strangaustausch und das RecA Protein ••• 220
Einzelstrang Bereiche und das RecBCD Enzym ••• 227
Branch Migration und das RuvAB Protein • • • 222
Auflösung der Holliday Struktur und das RuvC Protein ••• 224
Genkonversion: Ereignisse im Heteroduplex Bereich ••• 224
Transpositionen ••• 225
Bewegliche genetische Elemente bei Bakterien ¦ • ¦ 225
Insertionssequenzen (IS Elemente) ••• 225
Transposons ¦•• 226
Transponierbare Bakteriophagen ••¦ 229
Ablauf der Transposition ••• 229
Konsequenzen der Transposition: Veränderungen im
Genom •¦• 230
Bewegliche genetische Elemente in Pflanzen • • • 230
Eine weitverbreitete Familie transponierbarer
genetischer Elemente: Tel /mariner ¦•¦ 232
P Elemente im Drosop/ii/a Genom ••• 233
Retrotranspositionen ••• 233
Retroviren: ein Überblick • • • 234
Struktur und Vermehrungsweg ••• 236
Transduktion durch Retroviren ••• 237
Retrotransposons/Retroposons ••• 240
Literatur ¦•• 242
9. Mutationen. DNA Schäden und DNA Reparatur ¦•• 245
Arten der Mutation: Ein Überblick ••¦ 245
Nucleotid Austausch ••• 246
Leseraster Mutationen ••• 247
Untersuchung von Mutationen bei Bakterien ¦ • • 250
Untersuchung von Mutationen bei Eukaryoten ••• 257
Spontane Mutationen ¦ • ¦ 254
Falscheinbauten ¦•• 254
Mismatch Reparatur ••• 256
Fehlende Basen oder AP Stellen ••• 258
Oxidative Schäden ¦ • ¦ 260
Entstehung spontaner Leseraster Mutationen •¦• 262
Hot Spots spontaner Mutationen • ¦ • 263
Induktion von Mutationen durch Chemikalien ¦•• 266
DNA Alkylierung •¦¦266
Reparaturen und die adaptive Antwort von Bakterien ••• 266
Polycyclische Kohlenwasserstoffe ••• 268
DNA Schäden durch ultraviolettes Licht und die Nucleotid
Exzisions Reparatur •¦• 269
Photo Reaktivierung •¦• 270
Nucleotid Exzision ••¦ 271
Rekombinative Reparatur ••• 272
Nucleotid Exzision bei Eukaryoten ••• 272
Überschreitungen ohne Fehler und mit Fehlern •¦¦ 273
Ionisierende Strahlen und die Reparatur von DNA Strang
Brüchen ¦¦¦275
Ligasen, eine Anmerkung ••• 277
Allgemeine Reaktionen der Zelle auf Genom Schäden •¦• 277
SOS Antwort von Bakterien ••• 277
Reaktionen in Eukaryoten ¦•• 278
Literatur ¦¦¦282
10. Klonieren und Sequenzieren ••• 287
Genombibliotheken ¦¦¦ 288
Zerlegen der DNA ¦¦¦ 288
Plasmide als Vektoren •¦• 289
Lambda DNA als Vektor — 293
Cosmide als Vektoren ••• 295
Künstliche Phagen , Bakterien und Hefe „Chromosomen
(PAC, BAC und YAC) ¦¦¦295
Bibliotheken von cDNA Sequenzen ¦•• 299
Benutzung von Bibliotheken ••• 302
Sequenzieren ••• 304
Sequenziermaschinen ••¦ 307
Ortsspezifische, biochemische Mutagenese ••• 310
Künstlich eingeführte Nucleotid Austausch Mutationen ••• 310
Deletionen und Insertionen •¦¦ 311
Literatur •••3/3
11. Exons und Introns. Struktur eukaryotischer Gene ¦•• 315
Entdeckung ••• 315
Aufbau von Globin Genen ¦•¦ 317
Fragen ¦¦¦319
Exons/Introns im Überblick •¦• 323
Pseudogene ••• 324
Literatur ¦¦¦327
12. RNA Polymerasen und die Voraussetzungen
für die Transkription von Eukaryotengenen ••• 329
Eukaryotische RNA Polymerasen • • • 329
Struktur ¦¦¦330
Anmerkungen zur biochemischen Funktion ••• 330
Promotoren in proteinkodierenden Genen ¦• 331
Zum Nachweis der Promotor Funktion • • • 334
Versuche mit dem Promotor des ß Globin Gens ••• 335
Zusammenfassung und Ausblick ••• 337
Ereignisse an den Promotoren proteinkodierender Gene ••• 338
Band Shift Assay ••• 339
DNA Schutz Experimente ••• 340
Die Bildung des Prä Initiationskomplexes
und die Einleitung der Transkription ••• 341
TFIID als Basis ¦¦¦341
Vorbereitungen für den Start ••• 344
Spl: das GC Box Protein ••• 345
Auf den Weg gebracht ••• 348
Modifikationen an den 5 Enden und an den 3 Enden
der primären Transkriptionsprodukte (prä mRNAs) ••• 348
Capping ••¦ 348
Das Ende des Weges: Prozesse am 3 Ende ••• 349
RNA Polymerase I und die Bildung von rRNA ••• 350
rRNA Gene ••• 350
Promotor und Faktoren • • • 352
Fertigstellen der rRNA ••• 354
Nucleolus ••• 356
RNA Polymerase III: Gene und Faktoren •¦• 357
Faktoren ¦¦¦358
Rückblick: die Rolle von TBP ••• 361
Literatur 362
13. Regulationen genetischer Aktivität ••• 365
Eukaryotische RNA Polymerasen ••• 365
CRE, CREB und CBP: der cAMP Signaltransduktionsweg ¦•• 366
cAMP und Protein Kinase A •• 366
CRE, cAMP Response Element ••• 367
Aufbau von CREB • • 367
CBP: ein Coaktivator — 370
Myc und Partner: das DNA Bindemotiv bHLH Zip ¦¦• 371
Variationen •¦• 373
Die Homöobox als DNA Bindemotiv ••• 373
Nuclear Factor kappa B: Signalwege und DNA Bindungen ••• 376
Nukleare Hormonrezeptoren ¦ • • 380
Die DNA Bindedomäne: ein besonderes Zink Finger Motiv •¦• 381
Zwei Gruppen von nuklearen Rezeptoren ••• 381
Repression und Aktivierung ¦•• 384
Gen Regulation und Chromatin Struktur ••• 385
DNase I sensitives Chromatin
und DNase 1 hypersensitive Stellen ¦•¦ 386
Histon Acetyl Transferasen ¦•• 386
Chromatin Remodeling ••• 390
DNA Methylierung und die Inaktivierung
genetischer Aktivität ••• 391
Epigenetik ••• 394
Literatur ••• 394
14. Spleißen, Prozessieren und Editionen ••¦ 397
Grundlagen: Der Zwei Schritt Prozess ••¦ 397
Komponenten des Spleißapparates ¦•• 400
snRNPs ••• 400
Aufbau des Spleißosoms ••• 402
Selbstspleißen ¦ 406
Koordinationen:
Transkription und das Prozessieren von prä mRNA ¦ • ¦ 409
Wie gelangen Spleißosomen an die richtigen Stellen? ••• 410
Alternatives Spleißen ••• 410
Erstes Beispiel: Exons können übersprungen werden ••• 411
Zweites Beispiel: Spleißen entfernt entweder das eine
oder das andere Exon ¦•¦ 412
Drittes Beispiel: Zelltypspezifisches Spleißen ••• 412
Faktoren für alternatives Spleißen:
Geschlechtsbestimmung bei Drosophila ¦¦¦ 413
Noch eine Variation zum Thema: Trans Spleißen ••• 414
RNA Editionen: eine besondere Zubereitung von mRNAs ••¦ 415
Spleißen ohne Spleißosom ••• 417
Literatur ¦¦¦ 418
15. Messenger RNA im Cytoplasma •¦• 427
Stichwort: post transkriptionelle Gen Regulation • • ¦ 422
Exporte •¦• 422
Stabilitäten ¦•¦423
Regulationen der mRNA Stabilität und der mRNA Nutzung ••• 425
Stabilitätswechsel im Zellzyklus •¦• 425
RNA Interferenz — 428
Einleitung der Translation: Ein Überblick • ¦ 430
Initiationen ohne Kappe ¦•• 433
Regulationen •¦• 435
Sequenzen ¦¦• 435
Regulation an der Kappe • • • 436
Regulationen über das Protein eIF2 ••• 437
Peptid Synthese und darüber hinaus ¦¦¦ 438
Literatur ••¦ 439
16. Gene in Mitochondrien und Chloroplasten •¦¦ 443
DNA in Mitochondrien • ¦ • 443
mtDNA des Menschen ••¦ 445
Expression mitochondrialer Gene ••• 446
Replikation ¦•• 447
Cytoplasmatische Vererbung • ¦ • 448
Formen mitochondrialer DNA ••• 450
Der genetische Code in Mitochondrien ••• 454
RNA Edition ¦¦¦454
Cytosin nach Uracil Austausch
in mitochondrialer DNA •¦¦ 454
Einfügen von Nucleotiden:
RNA Edition in Mitochondrien von Trypanosomen ••¦ 455
Rückblicke ••• 457
DNA in Chloroplasten •¦• 459
Allgemeine Strukturmerkmale • • • 460
Gene: Anordnung und Funktion ••• 460
Expression von cr Genen •¦¦ 463
Literatur ••• 464
17. Genomik: Forschungen über die Struktur
und Expression komplexer Genome ••• 465
Große Genome: Entschlüsselung über den
Klon für Klon Weg und über das Schrotschuss Verfahren ¦•• 465
Gene auf Chromosomen ¦ • • 470
/n situ Hybridisierung ••• 473
Bestrahlungs Hybridzellen ••• 474
Polymerase Kettenreaktion (PCR) ••• 475
Kopplungsanalyse ••• 476
Restriktionsfragment Längen Polymorphismus (RFLP) •¦• 477
Mikrosatelliten Polymorphismus ••¦ 479
Biologische Gen Karten • ¦ • 480
Positionelles Klonieren ••• 482
Physikalische oder molekulare Gen Karten ¦ ¦ ¦ 485
Selten schneidende Restriktionsnucleasen ••• 485
Ordnung klonierter DNA ••• 486
Sequenzen: fertige Gen Karten ••• 487
Gen Zahlen: Proteinkodierende Gene im Humangenom ••• 491
Einzel Nucleotid Polymorphismus ••• 492
Was steht noch auf dem Programm der
molekularen Humangenetik? • ¦ ¦ 494
Vergleiche ••• 496
Modellorganismen ••• 498
Knockout Technologie ••• 500
Über Genomik hinaus ¦ • ¦ 503
Expression genetischer Aktivität in proliferierenden Zellen ••¦ 509
Proteomik ••• 570
Literatur ¦¦¦513
18. Epigenetik und die Besonderheiten
von X und Y Chromosomen • •• 575
Besonderheiten an X und Y Chromosomen ¦•• 575
Über die Inaktivierung des X Chromosoms ••• 576
Y Chromosom: Geschlechtsdifferenzierung und mehr ••• 579
Geschlechtsbestimmung ••• 521
Spermatogenese ••• 524
Genomische Prägung • • • 524
Genomische Prägung in der medizinischen Genetik ¦¦¦ 527
Literatur •••537
19. Triplett Wiederholungen:
eine Grundlage menschlicher Krankheiten ¦•¦ 533
Die besondere Genetik des Fragilen X Syndroms • • • 533
Triplett Vermehrungen im FMRI Gen ¦•• 533
Triplett Vermehrungen in Kodierungsbereichen von Genen •¦• 535
Folgen von CAG Tripletts in offenen Leserastern ••• 537
Literatur ••• 540
20. Somatische Mutationen und die
molekularen Grundlagen von Krebskrankheiten ••¦ 547
Welche Gene sind in Tumorzellen verändert? • • • 543
Onkogene ••• 543
Tumor Suppressorgene ••• 543
Folgen von Mutationen bei der Entwicklung eines Carcinoms ¦ • • 544
Das APC Protein im Wnt Signalweg ••• 547
RAS Proteine in Tumorzellen ••¦ 549
Transformation von Zellen in Kultur •¦• 557
Translokationen ••• 552
Translokation und Gen Aktivierung ••• 553
Translokation und Bildung zusammengesetzter Proteine ••• 554
Ausblicke ¦¦¦556
Addressen zum Cancer Genome Anatomy Project ••• 557
Literatur ••• 557
Sachverzeichnis •¦• 559
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