Biologie und molekulare Medizin für Mediziner und Naturwissenschaftler: 74 Tabellen
Gespeichert in:
| Vorheriger Titel: | Hirsch-Kauffmann, Monica Biologie für Mediziner und Naturwissenschaftler |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart ; New York
Thieme
2009
|
| Ausgabe: | 7. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIII, 416 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783137065074 |
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Autor: Hirsch-Kauffmann, Monica
Jahr: 2009
1 Zellbiologie 1
1.1 Methoden der Zellbiologie 1
1.2 Die eukaryontische Zelle besteht aus
Membranen, Cytosol und Organellen 3
1.3 Membranen 4
1.3.1 Membranen haben viele Funktionen 4
1.3.2 Membranen ahneln sich in ihrem Aufbau 5
1.3.3 Wichtigstes Merkmal einer Membran:
Ihre Fluiditat 6
1.3.4 Lipide und Clycolipide sind asymmetrisch
verteilt 7
1.3.5 Biologische Membranen enthalten Proteine
und bestatigen das Fluid-Mosaic-Modell 8
1.3.6 Die Zellen sind au£en von einer Clycokalix
umgeben. Die Basalmembran bildet den
Ubergang zum Bindegewebe 9
1.3.7 Die Erythrocyten-Membran eignet sich
besonders gut als Untersuchungsobjekt 10
1.3.8 Die Hauptmembran-Proteine der Erythro¬
cyten-Membran sind Spektrin, Glycophorin
und Band-Ill-Protein 10
1.3.9 Physikalische und biologische Methoden
charakterisieren die Fluiditat einer Membran 12
1.3.10 Stoffaustausch durch Membranen 13
1.3.11 Cytosen 17
1.3.12 Zellkontakte 21
1.3.13 Intrazellulare Membransysteme 28
1.3.14 Membran-begrenzte Organellen: Lysosomen,
Peroxisomen 35
1.3.15 Mitochondrien sind Doppelmembran-
begrenzte Organellen 38
1.3.16 Chloroplasten sind auch von Doppelmembranen
begrenzt 41
1.3.17 Der Nucleus besitzt ebenfalls eine
Doppelmembran 43
1.4 Der Zellkern ist das Organell der
genetischen Information 44
1.4.1 Im Kern ist die DNA zusammen mit Proteinen
zu Chromatin organisiert 44
1.4.2 Spiralisierungs- und Faltungsprozesse packen
die DNA auf kleinsten Raum 46
1.4.3 Die DNA wird zu Nucleosomen verpackt, zur
30-nm-Fiber spiralisiert und in Schleifen gelegt 47
1.4.4 In polytänen Chromosomen werden Gene
als Banden sichtbar 48
1.4.5 Transkription der DNA erfordert Dekonden-
sierung des Chromatins 48
1.4.6 Das Chromatin kommt in zwei Formen vor:
als Euchromatin und als Heterochromatin 49
1.4.7 Konstitutives Heterochromatin steht
fakultativem gegenüber 49
1.4.8 30% der DNA wird transkribiert, 70% besteht
aus repetitiven Sequenzen 50
1.4.9 Im Nucleus liegt der Nucleolus, der Ort der
rRNA-Synthese 57
1.5 Zellcyclus 57
1.5.1 Der Zellcyclus unterteilt sich in die Phasen
G,, C2, die S-Phase und die Mitose 57
1.5.2 Die Kern- und Zellteilung ist der Höhepunkt
des Zellcyclus 52
1.5.3 Der Zellcyclus wird intensiv kontrolliert 55
1.6 Meiose 57
1.6.1 Die Prophase I ist in fünf Phasen gegliedert 58
1.6.2 Metaphase I, Anaphase I, Telophase I ähneln
den Stadien einer Mitose 59
1.6.3 Die zweite Teilung, die Meiose II, ist eine
Mitose ohne DNA-Replikation 59
1.7 Cytoskelett 60
1.7.1 Mikrotubuli 67
1.7.2 Mikrofilamente 66
1.7.3 Das Cytoskelett ist an der Zellbewegung
beteiligt 70
1.7.4 Elemente des Cytoskeletts durchziehen die
Mikrovilli 7)
1.8 Extrazelluläre Matrix 73
Weiterführende Literatur 74
2 Molekulare Biologie 75
2.1 Das genetische Material ist
Desoxyribonucleinsäure (DNA) 75
2.1.1 Mit Hilfe von virulenten und avirulenten
Pneumokokken bewies Avery die
Transformation 75
2.1.2 Auch Phagenexperimente bewiesen die DNA
als Informationsträger 76
2.1.3 Auch RNA kann Informationsträger sein 77
2.1.4 DNA-abhängige Enzymsynthese in vitro
rundet die Beweiskette ab 77
2.1.5 Nucleinsäuren sind fadenförmige
Makromoleküle 77
2.1.6 Die Struktur der DNA erklärt ihre Funktion 78
2.2 DNA-Replikation SO
2.2.1 Die DNA-Replikation braucht einen Startpunkt 80
2.2.2 Die Eukaryonten-DNA hat mehrere
Replikations-Startpunkte 8?
2.2.3 Die DNA-Polymerase ist das Replikationsenzym 82
2.2.4 Ein RNA-Startermolekül beginnt die Kette 82
2.2.5 Die Polymerisation erfolgt in 5 -3 -Richtung 82
2.2.6 Die RNA-Starter werden durch DNA ersetzt 83
2.2.7 Die DNA-Fragmente werden durch
DNA-Ligase verbunden 83
2.2.8 Die Telomemse beugt der Verkürzung der
Chromosomen vor 84
2.3 Mutation und Rekombination 84
2.3.1 Spontane und induzierte Mutationen
ändern die Basensequenz 84
2.3.2 Chemische Substanzen können
Mutationsauslöser sein 86
2.3.3 Auch Strahlen lösen Mutationen aus 88
2.3.4 Der Mensch kann nur eine gewisse
Strahlendosis tolerieren 90
2.3.5 Die Mutagenität von Noxen wird durch
Mutagenitätstests ermittelt 97
2.3.6 DNA-Schäden können durch
DNA-Reparatur eliminiert werden 92
2.3.7 Genetisches Material kann durch
Rekombination durchmischt werden 96
2.3.8 Rekombination erfolgt durch Bruch und
Wiedervereinigung 96
2.4 Transkription und Reverse Transkription 97
2.4.1 RNA-Moleküle sind charakterisiert durch den
Gehalt an Ribose, Uracil und ihre Einzel-
strängigkeit 97
2.4.2 Die Reverse Transkriptase schreibt RNA in
DNA um 97
2.4.3 Transkription ermöglicht Botenfunktion,
Regulation und Vervielfältigung 97
2.4.4 Die DNA-abhängige RNA-Polymerase ist das
Enzym der Transkription 98
2.4.5 mRNA, rRNA und tRNA sind Transkriptions¬
produkte )oo
2.4.6 Viele RNAs werden als Vorstufen synthetisiert
und während eines Reifungsprozesses zurecht-
geschnitten 700
2.4.7 Die eukaryontische mRNA entsteht durch
Spleißen aus hnRNA und durch Modifikation
ihrer Enden jqj
2.4.8 RNA-Redaktion (RNA-Editing) fügt ein, verän¬
dert oder entfernt Nucleotide von der mRNA 704
2.4.9 RNAs können als Enzyme wirken: „Ribozyme 106
2.4.10 RNAs wirken als Aptamere in der Medizin 706
2.4.11 Pseudogene werden nicht in Proteine
übersetzt 107
2.5 Proteinsynthese - Translation 707
2.5.1 Die Proteinsynthese findet an Ribosomen
statt 707
2.5.2 Die tRNA ist das Verbindungsmolekül
zwischen Nucleotid-Code und Aminosäure 708
2.5.3 Die Bindung von Aminosäuren an ihre tRNA
wird durch Aminoacyl-tRNA-Synthetasen
katalysiert 109
2.5.4 Nucleotid-Tripletts bilden die Grundlage
des genetischen Codes 109
2.5.5 Der genetische Code ist degeneriert, nicht
überlappend, interpunktionslos und universell 7 70
2.5.6 Synthetische, definierte Basensequenzen
führten zur Entzifferung des Codes 7 70
2.5.7 Der Mechanismus der Translation ist komplex 7 72
2.6 Die Genexpression wird mannigfaltig
reguliert S
2.6.1 Die Rolle der Regulation ist ökonomischer
Natur 7 78
2.6.2 Die DNA kann eliminiert oder amplifiziert
werden 7 79
2.6.3 Auf dem Transkriptionsniveau wird durch
kontrollierte Bereitstellung von Messenger
reguliert 720
2.6.4 Die Mechanismen zur Regulation auf dem
Translationsniveau sind zahlreich 726
2.6.5 Kleine RNAs vermitteln RNA-Interferenz 727
2.6.6 Auch während der Proteinreifung kann
reguliert werden 728
Weiterführende Literatur 728
3 Genetik 737
3.1 Weismann und Mendel sind die Begründer
der Genetik 737
3.2 Experimente an Erbsen zeigten die
Grundgesetze der Genetik auf 132
3.3 Homozygotie und Heterozygotie für ein
dominantes Merkmal werden im Testkreuz
erkannt 734
3.4 Erbmerkmale werden unabhängig
voneinander vererbt 134
3.5 Allele sind die Zustandsformen eines Gens 734
3.6 Das genetische Kombinationsquadrat zeigt
die Genotypen und Phänotypen der
nächsten Generation 737
3.7 Gene des gleichen Chromosoms werden
gekoppelt vererbt 738
3.8 Rekombination schränkt die
Kopplung ein 138
3.9 Tetradenanalyse bei Neurospora beweist:
Rekombination durch Chromatiden-
überkreuzung (Crossing-over) 139
3.10 Die Häufigkeit der Rekombination zwischen
zwei Genen gibt ihre Entfernung an 141
3.11 Der Prozentsatz der Rekombination
entspricht dem Verhältnis von
Rekombinanten zu Gesamtnachkommen 747
3.12 Die physikalische Chromosomenkarte
korreliert gut mit der genetischen 142
3.13 Die Chromosomenzuordnung von Genen
erfolgt über Aberrationen, über den
Erbgang (X-Chromosom) oder über
somatische Zellgenetik 743
Weiterführende Literatur 747
4 Humangenetik 749
4.1 Schwierigkeiten der Humangenetik sind
bedingt durch die Art der Vermehrung und
die Komplexität des Genoms 749
4.2 Die Stammbaumanalyse ergibt den
Genotyp und den Typ des Erbgangs 749
4.2.1 Bei der Codominanz werden beide Allele
ausgeprägt 750
4.2.2 Beim autosomal-dominanten Erbgang wird der
Phänotyp vom dominanten Alle! bestimmt 754
4.2.3 Beim autosomal-rezessiven Erbgang wird der
defekte Phänotyp nur bei Homozygoten
ausgeprägt 755
4.2.4 Bei der X-chromosomal-dominanten Vererbung
sind weibliche Individuen doppelt so häufig
betroffen wie männliche 759
4.2.5 Bei der X-chromosomal-rezessiven Vererbung
sind vor allem die Männer betroffen, die
Frauen meist Konduktorinnen 760
4.2.6 Die Lyon-Hypothese: Nur ein X-Chromosom
bleibt aktiv, alle anderen werden inaktiviert 762
4.3 Die Ausprägung des Phänotyps
unterliegt Variationen 763
4.3.1 Genetische Konstitution und Umwelt
beeinflussen die Ausprägung des Phänotyps 763
4.3.2 Penetranz und Expressivität bestimmen die
Ausprägung des Genotyps 764
4.3.3 Viele Merkmale werden polygen vererbt 765
4.3.4 Das Zusammenspiel von Polygenie und
Umweltfaktoren führt zur kontinuierlichen
Varianz des Phänotyps 765
4.3.5 Monozygote Zwillinge sind isogene
Menschen 766
4.3.6 Abweichung vom Normdurchschnitt
offenbart multifaktorielle Erbleiden 767
Inhaltsverzeichnis
4.3.7 Epigenetik: die Vererbung von Chromatin-
veränderungen erlangt große Bedeutung 168
4.3.8 Elterliche Prägung von Genen (imprinting of
genes) kann zur Variabilität der Ausprägung
führen 7 70
Weiterführende Literatur 777
5 Cytogenetik 773
5.1 Chromosomen können spezifisch angefärbt
werden 173
5.1.1 Zur Darstellung werden die Chromosomen
in der Metaphase fixiert 174
5.1.2 Ein Chromosom besteht aus zwei
Schwesterchromatiden, die im Zentromer
zusammengehalten werden 775
5.1.3 Die Nucleolus-Organisator-Region liegt an
Satelliten 776
5.1.4 Die Chromosomen werden nach Größe,
Form und Banden klassifiziert 777
5.1.5 Chromosomale Polymorphismen sind
charakteristische Merkmale 777
5.2 Chromosomen können Abnormitäten,
Aberrationen, zeigen 7 78
5.2.1 Bei nummerischer Aberration ist die Zahl der
Chromosomen verändert 778
5.2.2 Strukturelle Aberrationen sind sichtbare
Veränderungen der Chromosomen 784
5.3 In der pränatalen Diagnose können
Chromosomenaberrationen und
Stoffwechseldefekte festgestellt werden 793
5.3.1 Präimplantations-Diagnostik 795
Weiterführende Literatur 795
6 Populationsgenetik 797
6.1 Die Populationsgenetik untersucht das
Schicksal von Allelen in Populationen 797
6.2 Die Allelfrequenzen charakterisieren
den Gen-Pool 797
6.3 Die Heterozygotenhäufigkeit kann aus der
Anzahl der Homozygoten ermittelt werden 799
6.4 Aus der Allelfrequenz kann die Zahl der
Heterozygoten und der Homozygoten
ermittelt werden 799
6.5 Kleine Populationen unterliegen leicht
Veränderungen 200
6.6 Separationsmechanismen von Popula¬
tionen führen zur Entstehung neuer Arten 207
6.7 Inzucht beeinflusst nicht direkt die
Allelfrequenz 207
6.8 Genetische Risikoabschätzung erfolgt
über das Bayes-Theorem 202
Weiterführende Literatur 204
7 Evolution 205
7.1 Mutationen sind die Grundlage ständiger
Veränderungen der Arten 205
7.2 Die Einführung der Abstammungslehre war
eine geistige Revolution 206
7.3 Die Abstammungslehre oder
Evolution formuliert die Regeln und Gesetz¬
mäßigkeiten der Entwicklung der Arten 207
7.3.1 Eine Art ist ein Kollektiv, das gegen die anderen
Arten abgegrenzt ist und dessen Mitglieder
miteinander unter natürlichen Bedingungen
fertile Nachkommen zeugen können 207
7.4 Alle Organismen sind untereinander mehr
oder weniger verwandt 208
7.4.1 Enge Verwandtschaften können aus
morphologischen und physiologischen
Kriterien abgelesen werden 208
7.4.2 Die DNA/RNA beweist die Verwandtschafts¬
grade 208
7.4.3 Sequenz-Übereinstimmungen homologer
Proteine sind ebenfalls geeignet, Verwandt¬
schaften zu beweisen 209
7.4.4 Die Verwandtschaftsbeziehungen aus
molekularbiologischen und klassischen
Methoden stimmen überein 210
7.5 Der radioaktive Zerfall von 14C bzw. 40K
ermöglicht die rückwirkende Zeitmessung
in der Evolution 210
7.6 Ein Netzwerk von Beweisen belegt die
Abstammungslehre 211
7.6.1 Die Phylogenie (Stammesentwicklung) ist
durch die Paläontologie dokumentiert 2??
7.6.2 Lebende Fossilien vermitteln Vorstellungen zu
Übergängen der Evolution 212
7.6.3 Die geographische Verbreitung der Arten
belegt die Evolution (Biogeographie) 272
7.6.4 Weitere Indizien für die Evolution können aus
der Individual-Entwicklung abgeleitet werden 213
7.7 Alle Fakten zusammen liefern den Entwick¬
lungsstammbaum der Organismen 220
7.7.1 Am Anfang entstand die Erde 220
7.7.2 Das Leben entstand in einer langen
Periode schrittweise 220
7.7.3 Die nächste entscheidende Entwicklungsstufe:
Energiegewinnung aus dem Sonnenlicht 227
7.7.4 Ein weiterer Schritt der Entwicklung: die
Übertragung der Energie des Protonengradienten
auf ein Diphosphat zur Bildung einer neuen
Phosphat-Anhydrid-Bindung 227
7.7.5 Die Einführung eines Redox-Nucleotids war ein
kleiner, aber wichtiger Schritt auf dem Weg
zum Probionten 227
7.7.6 In 750 Millionen Jahren entwickelten sich aus
den Probionten die Prokaryonten mit komplettem
Intermediärstoffwechsel, Phospholipiden
und Murein 222
7.7.7 Durch die Photosynthese entstand die
Sauerstoff-Atmosphäre 222
7.7.8 Prokaryonten übernahmen in Symbiose mit
großen kernhaltigen Zellen die
Atmung und entwickelten sich zu
Mitochondrien 222
7.7.9 Zellen vereinigten sich zu Kolonien, einzelne
Zellen spezialisierten sich - es entwickelten
sich Vielzeller 223
7.7.10 Die Chorda ist charakteristisch für die
Chordaten 225
7.7.11 Die Entwicklung der Primaten wurde
bedingt durch die fünffingrige Creifhand
und räumliches Sehvermögen 225
7.7.12 Aus den Hominoidea entwickelten
sich Ramapithecus, Australopithecus und die
Hominiden Homo erectus und Homo sapiens 225
Weiterführende Literatur 228
8 Fortpflanzung und Ontogenese
des Menschen 229
8.1 Bei Pflanzen und Tieren kann die Fort¬
pflanzung vegetativ oder sexuell erfolgen 229
8.1.1 Vegetative Fortpflanzung erfolgt durch
Sprossung, Teilung oder Sporulation 229
8.1.2 Die sexuelle Fortpflanzung beginnt
mit der Bildung von Cameten und deren
Kopulation 229
8.2 Beim Menschen werden die Keimzellen
bereits im frühen Embryo angelegt 229
8.2.1 Die Sex-Determination erfolgt in der
Embryonalentwicklung durch das
SRY-Cenprodukt 229
8.2.2 Spermien werden während der gesamten
Zeit der sexuellen Reife gebildet 231
8.2.3 Die weiblichen Keimzellen werden im Embryo
vorgefertigt und dann später abgerufen 232
8.2.4 Im Monatscyclus erfolgt die Bereitstellung
der befruchtungsfähigen Eizelle
(Menstruationscyclus) 235
8.2.5 Die Befruchtung ist ein sehr komplexer
biochemischer Prozess, der in der Ampulle
des Oviducts stattfindet 236
8.2.6 Während der Wanderung der befruchteten
Eizelle vom Oviduct in den Uterus finden die
ersten Teilungen statt 238
8.3 In der frühen Phase der Embryonal¬
entwicklung der Vertebraten werden die
Stadien Morula, Blastula und Castrula
durchlaufen 238
8.3.1 In der Castrula entstehen die Keimblätter:
Ektoderm, Entoderm und Mesoderm 239
8.3.2 Die Gewebe entstehen durch Zelldifferen¬
zierung und Zellkontakte 240
8.3.3 Ein Teil des Mammalia-Embryos spezialisiert
sich auf die Nahrungsaufnahme 242
8.3.4 Die drei Keimblätter entwickeln sich zu
Organgruppen 242
8.3.5 Die Doppelschicht Ektoderm/ Entoderm
zwischen Amnion und sekundärem Dottersack
bildet den Embryonalschild 243
8.4 Placenta, Allantois und Dottersack sind
für die Entwicklung notwendig 243
8.5 Die fortgeschrittene Embryonal¬
entwicklung des Menschen offenbart die
phylogenetische Abstammung 246
8.5.1 Die Entwicklung von Kiemen belegt die phylo¬
genetische Verwandtschaft mit den Fischen 246
8.5.2 Die Lunge entwickelt sich aus einer
Darmknospung 246
8.5.3 Aus dem Ektoderm bildet sich die Neuralplatte,
aus der das Nervensystem hervorgeht 247
8.5.4 Die Augen sind eine Spezialentwicklung des
Zentralnervensystems 249
8.5.5 Die Embryogenese des Kreislaufs
dokumentiert die phylogenetische Herkunft
des Menschen 249
8.5.6 Beim menschlichen Embryo werden wie in der
Phylogenie Vor-, Ur- und Nachniere angelegt 257
8.5.7 Die Embryonalentwicklung unterliegt bei
Metazoen vergleichbaren Mechanismen 257
Weiterführende Literatur 255
9 Immunbiologie 257
9.1 Das Immunsystem 257
9.1.1 Antikörper dienen der Infektionsabwehr 257
9.1.2 Die Entdeckung der Immunität war einer der
entscheidenden Fortschritte der Medizin 257
9.1.3 Antikörper und Antigen bilden Komplexe 257
9.1.4 Weiße Blutzellen können primäre und
sekundäre Immunantwort vermitteln und
immunologisches Gedächtnis entwickeln 258
9.1.5 Neben der durch Antikörper gebildeten
humoralen Immunität spielt die zelluläre
Immunität eine Rolle 259
9.1.6 T-Lymphocyten erkennen Genprodukte
fremder Histokompatibilitätsgene 260
9.1.7 T-Lymphocyten unterscheiden sich nach ihrer
Funktion in cytotoxische T-Lymphocyten und
T-Helferzellen 267
9.2 Immunglobuline 262
9.2.1 Die Immunglobuline bestehen aus leichten
und schweren Ketten 262
9.2.2 Die verschiedenen Immunglobulinklassen
haben unterschiedliche Aufgaben 263
9.2.3 Die Individualität der Antikörper wird durch
ihre Bildung bestimmt 265
9.3 Eine funktionierende Immunabwehr
erfordert das Zusammenspiel hoch
differenzierter Zellen 267
9.3.1 Lymphocytenstimulierung erfolgt durch
Bindung des Antigens an das spezifische
Oberflächen-Ig von B-Lymphocyten 267
9.3.2 Die Proliferation eines Lymphocyten führt
zu monoklonalen Antikörpern 268
9.3.3 Pathologische Veränderungen des
Immunsystems führen zu ernsten
Krankheiten 269
Weiterführende Literatur 277
10 Mikrobiologie 273
10.1 Prokaryonten sind kernlose Zellen 274
10.1.1 Die Bakterienzellen haben Murein-haltige
Zellwände 274
10.1.2 Die bakterielle Zellwand trägt Kapsel,
Pili und Flagellen 277
10.1.3 Bazillen und Clostridien sind Sporenbildner 277
10.1.4 Bakterien synthetisieren ihre Bestandteile
aus einfachen Bausteinen 278
10.1.5 Spezielle Bedürfnisse einzelner
Bakterienstämme können für „biologische
quantitative Tests ausgenutzt werden 280
10.1.6 Bakterien vermehren sich unter optimalen
Bedingungen exponentiell 287
10.1.7 Mikroorganismen werden durch Desinfektion
oder Sterilisation abgetötet 282
10.1.8 Die genetische Konstellation von Bakterien
kann durch DNA-Transfer verändert werden 288
10.2 Spezielle Bakteriologie: Die Einteilung der
Bakterien kann unter den verschiedensten
Gesichtspunkten erfolgen 292
10.2.1 Bakterien werden nach ihrer Färbbarkeit in
grampositiv und gramnegativ eingeteilt 292
10.2.2 Bakterien können auch nach Gestalt oder
nach physiologischen Kriterien eingeteilt
werden 293
10.2.3 Obligat parasitäre Bakterien (bakterienähnliche,
prokaryonte Mikroorganismen) können sich
nicht unabhängig vermehren 295
10.3 Pilze 296
10.3.1 Pathogene Pilze haben besonders in der
Dermatologie Bedeutung 296
10.3.2 Pilze mit großem Fruchtkörper synthetisieren
viele eigenartige, teilweise giftige
Verbindungen 296
Weiterführende Literatur 297
11 Virologie 299
11.1 Bakterielle Viren (Bakteriophagen) sind
ausgezeichnete Modelle für die Molekular¬
biologie 299
11.1.1 Grundtechnik der Phagenforschung ist die
Plaquebildung auf einem ßakterienrasen 299
11.1.2 Viren sind Nucleinsäure-Protein-Komplexe 307
11.1.3 Ein spezifisches Methyl-Muster der DNA
(Modifikation) ermöglicht es der Zelle,
Fremd-DNA zu erkennen 307
11.1.4 Viren haben raffinierte Strategien entwickelt,
um die Cenexpression umzusteuern 302
11.1.5 Das Genom einiger Viren kann in das Wirts¬
genom integriert werden und so persistieren,
bis es wieder ausgeschnitten wird: Lysogenie 303
11.2 Tierische Viren haben große praktische
Bedeutung 304
11.2.1 Viren können in Tieren oder in Zellkultur
gezüchtet werden 304
11.2.2 Viren können wie große Proteine gereinigt
werden 304
11.2.3 Viren werden wie Makromoleküle
charakterisiert 304
11.2.4 Die Virusentwicklung hat eine Frühphase,
in der der Wirt entmachtet wird, und eine
späte oder Replikationsphase 306
11.2.5 Schutzimpfung ist das beste Mittel gegen
Virusepidemien 37 7
11.2.6 Virus-Infektionen während der Schwanger¬
schaft können zu Missbildungen führen 372
11.2.7 Interferone sind zelleigene Abwehrproteine 372
11.2.8 Tumorviren 372
11.2.9 Oncogene aktivieren die Proliferations-
signalkette 375
H.2.10Tumorsuppressorgene bremsen die
Tumorentstehung 377
11.2.11 Die Tumor-Evolution basiert auf einem
langwierigen Zusammenspiel von Tumor-
Initiation und Tumor-Promotion 379
11.2.12 Viroide 320
Weiterführende Literatur 320
12 Gt iitfchnologie 327
12.1 Die Strategie der Klonierung beinhaltet
das Einsetzen der Passagier-DNA, das
Einschleusen des beladenen Vektors und
seine Vermehrung 327
12.1.1 Isolierung der Passagier-DNA 327
12.1.2 Der Vektor muss autonom replizieren,
Passagier-DNA aufnehmen und in Wirtszellen
eingeschleust werden können 323
12.1.3 Entscheidend ist der gezielte Einbau der
Passagier-DNA in den Vektor 327
12.1.4 Einschleusen des Vektors mit der Passagier-DNA
in die Wirtszelle erfolgt durch DNA-Trans¬
formation, Infektion oder Elektroporation 328
12.1.5 Die Vermehrung von beladenen Vektoren
erfolgt als Plasmid oder als Virus 329
12.1.6 Die Selektion für spezifische, klonierte DNAs
kann über die DNA oder die Genprodukte
erfolgen 329
12.1.7 Präparation der klonierten Passagier-DNA 330
12.2 Die durch Gentechnologie gewonnene
DNA kann analysiert und als Matrize für
die Produktion spezifischer Genprodukte
benutzt werden 331
12.2.1 Charakterisierung von Genen und der
dazugehörigen Signale 331
12.2.2 Produktion schwer zugänglicher Proteine 338
12.2.3 Gentherapie gestaltet sich schwierig 338
12.2.4 Transgene Tiere zeigen die funktionelle
Rolle eines Gens 339
12.2.5 Stammzellen - ein mögliches Therapeutikum? 341
12.2.6 Mikroarrays - eine neue Methode zum
Verständnis der differenziellen Genexpression 342
12.2.7 Die Entwicklung der Molekularbiologie
ermöglicht die „System-Biologie 342
Weiterführende Literatur 343
¦ 345
13.1 Allgemeine Parasitologie 345
13.1.1 Mehr als eine Milliarde Menschen leiden
unter Parasiten 345
13.1.2 Die sexuelle Vermehrung der Parasiten erfolgt
im Endwirt, die asexuelle im Zwischenwirt 345
13.1.3 Die Pathogenitätsmechanismen der
Parasiten sind sehr unterschiedlich 346
13.1.4 Um den Wirt ausnutzen zu können, müssen
die Abwehrmechanismen überlistet werden 347
13.1.5 Der Nachweis des Parasitenbefalls erfolgt
direkt oder über serologische und
immunologische Techniken 347
13.2 Spezielle Parasitologie 349
13.2.1 Einteilung 349
13.2.2 Parasitäre Protozoen (Einzeller) 349
13.2.3 Plathelminthes (Plattwürmer)
und Nemathelminthes (Rundwürmer) 354
13.2.4 Arthropoden (Gliederfüßer) 359
Weiterführende Literatur 363
14 Ökologie 365
14.1 Die Autökologie analysiert die
Wechselwirkung des Einzelorganismus
mit der Umwelt 365
14.1.1 Die Umwelt setzt sich aus belebten (biotischen)
und unbelebten (abiotischen) Faktoren
zusammen 365
14.1.2 Biotop und Biozönose bilden das Ökosystem 366
14.1.3 Organismen, die an enge Bedingungen
gebunden sind, sind stenopotent (stenök),
anpassungsfähige nennt man eurypotent
(euryök) 366
14.1.4 Tiere mit konstanter Körpertemperatur sind
homoiotherm, die mit wechselnder poikilo-
therm 366
14.1.5 Ein weiterer lebensnotwendiger abiotischer
Faktor ist das Sonnenlicht 367
14.2 Biotische Faktoren regulieren die Popu¬
lationen des Ökosystems (Synökologie) 368
14.2.1 Konkurrenz führt zur Einnischung 368
14.2.2 Endogene Rhythmen sind wichtige
biotische Faktoren 368
14.2.3 Das Räuber-Beute-Prinzip ist eine Grundlage
des Ökosystems und Beispiel für ein bio-
zönotisches Gleichgewicht 377
14.2.4 Symbiosen sind Lebensgemeinschaften zum
gegenseitigen Nutzen 372
14.2.5 Beim Parasitismus ist der Nutzen einseitig 372
14.3 Im Ökosystem sind die Organismen durch
Kreisläufe der Energie und von Stoffen, die
abgegeben und aufgenommen werden,
miteinander verbunden 372
14.3.1 Der Kreislauf der Energie geht von den
autotrophen Pflanzen über die heterotrophen
Konsumenten und Destruenten 373
14.3.2 Kreisläufe der Elemente Stickstoff, Kohlenstoff
und Sauerstoff sind wichtig für die Biomasse 373
14.3.3 Jede Konsumentenstufe reduziert die
Energieausbeute auf ein Zehntel 374
14.4 Die Bedingungen im Ökosystem regulieren
die Population (Populationsökologie) 375
14.4.1 Die Populationsgröße wird von dichte¬
unabhängigen (abiotischen) und dichte¬
abhängigen (biotischen) Faktoren bestimmt 375
14.4.2 Populationspyramiden geben Aufschluss über
die Struktur der Population 375
14.4.3 Die natürlichen Faktoren versagen, um die
menschliche Population zu regulieren 376
14.4.4 Die Bevölkerungsexplosion gefährdet die
Ökosphäre 376
14.4.5 Die katastrophale Verschmutzung der
Gewässer zeigt die ruinöse Wirkung der
menschlichen Population auf die
Ökosysteme 377
14.4.6 Die Ozonschicht der Stratosphäre schützt
vor kurzwelligem UV 377
14.4.7 Bodennahes Ozon ist ein starkes Gift 379
14.4.8 Das zunehmende CO2 der Atmosphäre
verursacht den Treibhauseffekt 379
14.4.9 Das Korallensterben: eine Folge der Erd¬
erwärmung - Versuch zur Wiederbelebung
des sensiblen Ökosystems 379
Weiterführende Literatur 380
381
¦¦¦¦.:¦¦¦.;- 401
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