Abenteuer Zellbiologie - Streifzüge durch die Geschichte:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Springer Spektrum
[2021]
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Klappentext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XVI, 591 Seiten Illustrationen |
| ISBN: | 9783662621172 3662621177 |
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Abenteuer Zettbiologie ֊ Streifzüge durch die Geschichte Helmut Platiner nimmt Sie mit auf eine Zeitreise, die die Entwicklung der Zellbiologie von der Erfindung des Mikroskops bis in unsere Zeit mit ihrem rasanten Fortschritt und dem Nobelpreis Physiologie/Medizin 2019 nachzeichnet. Neben seiner langjährigen Forschungstätigkeit und Lehrerfahrung schöpft er v. a. daraus, dass er oft als (Zaun ) Gast oder sogar Akteur Teil dieser Entwicklung war. Modellorganismen von unterschiedlichem evolutionärem Niveau waren wichtige Hinweisgeber für Problemlösungen, besonders auch unter Einbeziehung neuer molekularbiologischer Methoden. Der Text ist verständ lich geschrieben, zieht anschauliche Vergleiche und bietet Ihnen Anknüpfungspunkte durch bekannte Krankheiten (z. B. die Thematik Malaria und Sichelzellanämie) und prominente Namen. Zahlreiche anschauliche Abbildungen runden den Text ab. Helmut Plattner hat die Entwicklung der Zellbiologie und ihre Methodenentfaltung von der Pike auf aktiv miterlebt. Er leitete den Lehrstuhl für Zellbiologie an der Universität Konstanz von 1979 bis 2006 und setzte seine Forschungsarbeiten mit zahlreichen Kooperationen bis 2016 fort.
INHALTSVERZEICHNIS
1
AUFBRUCH
ZU
NEUEM
DENKEN
UND
FRAGEN,
DIE
SICH
UNS
IM
RUECKBLICK
STELLEN
.
1
1.1
FRUEHE
NUTZANWENDUNGEN
FOERDERTEN
DEN
FORTSCHRITT
.
2
1.2
WAS
MAN
SICH
IM
RUECKBLICK
ALLES
FRAGT-EINE
VORWEGNAHME
.
6
ZITIERTE
LITERATUR
.
8
2
DIE
FRUEHE
MIKROSKOPIE
ZEIGTE
DEN
ZELLULAEREN
BAU
ALLER
ORGANISMEN
.
9
2.1
DIE
URVAETER
DER
ZELLBIOLOGIE
.
10
2.2
DIE
GROSSVAETER
UND
VAETER
DER
ZELLBIOLOGIE-AUFBRUCH
IN
DIE
MODERNE
.
11
2.3
UNSERE
KOERPERZELLEN
.
18
2.4
BEISPIELE
FUER
FRUEHE
ANSAETZE
ZU
MODERNEN
METHODEN,
KORREKTUREN
ALTER
ANSICHTEN,
REZENTE
ENTWICKLUNGEN
UND
NEUE
UEBERHEBLICHKEITEN
.
20
2.5
PERSOENLICHER
AUFBRUCH
ZUR
ZELLBIOLOGIE
.
22
ZITIERTE
LITERATUR
.
23
3
BAKTERIEN
UND
PROTOZOEN
ALS
KRANKHEITSERREGER:
SEGEN
UND
FLUCH
FRUEHER
ENTDECKUNGEN
.
25
3.1
SEUCHEN:
ZELLBIOLOGIE
ZWISCHEN
ERFOLG
UND
RESIGNATION
.
26
3.2
BAKTERIEN
ALS
KRANKHEITSERREGER:
VON
IHRER
ENTDECKUNG
BIS
ZU
HEUTIGEN
ENTWICKLUNGEN
.
27
3.3
PATHOGENE
PROTOZOEN
.
31
3.4
BIOLOGISCHE
WAFFEN
.
34
ZITIERTE
LITERATUR
.
35
4
ENTDECKUNG
VON
ZELLULAEREN
INNENSTRUKTUREN,
FUNKTIONEN
UND
DYNAMIK
DER
ZELLE
.
37
4.1
DAS
ELEKTRONENMIKROSKOP
HILFT,
ZELLBIOLOGISCHE
PROBLEME
ZU
LOESEN
.
40
4.2
LICHTMIKROSKOPIE: STETIG
VERBESSERTE
AUFLOESUNG
AUCH
FUER
DYNAMISCHE
PROZESSE
.
45
4.3
ELEKTRONENMIKROSKOPIE
FUER
FUNKTIONELLE
ANALYSEN
.
48
4.4
ORGANELL-
UND
MEMBRANSPEZIFISCHE
FAERBEMETHODEN
.
49
4.5
IMMUNOLOGISCHE
TECHNIKEN
UNTERSTUETZEN
DIE
ZELLBIOLOGIE
.
53
4.6
RADIOAKTIVITAET
IN
DER
ZELLBIOLOGIE
.
57
4.7
NEUEYYHIGHLIGHTS":
MOLEKULARBIOLOGISCHE
MARKIERUNGEN
(OPTOGENETISCHE
METHODEN)
.
59
4.8
KRYOMETHODEN:
AUSSAGEKRAEFTIGE
ALTERNATIVEN
FUER
DIE
ANALYSE
DER
DYNAMISCHEN
ZELLSTRUKTUR
.
61
4.9
RUECKBLICK
UND
EINIGE
WEITERE
ENTWICKLUNGEN
IN
DER
MIKROSKOPISCHEN
TECHNIK
.
64
ZITIERTE
LITERATUR
.
65
XII
INHALTSVERZEICHNIS
5
ZELLULAERE
MEMBRANEN.
DIE
ZELLMEMBRAN:
UMSCHLAGPLATZ
FUER
STOFFE
UND
INFORMATION
.
69
5.1
FRUEHE
EINSICHTEN
.
70
5.2
EINE
MIT
PROTEINEN
BESTUECKTE
LIPIDDOPPELSCHICHT
ALS
GRUNDSTRUKTUR
VON
BIOMEMBRANEN
.
71
5.3
ELEKTROPHYSIOLOGISCHE
ASPEKTE
DER
MEMBRANSTRUKTUR
UND
-FUNKTION
.
74
5.4
KOMPLEXITAET
DER
MEMBRANPROTEINE
UND
IHRE
MOBILITAET
.
75
5.5
ZELL-ZELL
UND
ZELL-MATRIX-VERBINDUNGEN
.
81
5.6
MEMBRAN-MIKRODOMAENEN
.
86
5.7
STOFFAUSTAUSCH
.
91
ZITIERTE
LITERATUR
.
94
6
DER
ZELLKERN
ALS
KOMMANDOZENTRALE.
MODULATION
VON
YYBEFEHLEN"
BEI
DER
UMSETZUNG
.
97
6.1
HISTORISCHER
RUECKBLICK:
EIN
START
MIT
HINDERNISSEN
MIT
NACHWIRKUNG
URALTER
VORURTEILE
.
100
6.2
DNA
AB
ORGINE
-
WIE
SIE
ALS
ERBTRAEGER
ENTDECKT
WURDE
.
101
6.3
STRUKTURELLE
UND
FUNKTIONELLE
ORGANISATION
DES
ZELLKERNS
.
106
6.4
DER
RANDBEREICH
DES
ZELLKERNS
IM
FOKUS
.
112
6.5
KERNMEMBRAN
MIT
KERNPOREN:
STOFFAUSTAUSCH
ZWISCHEN
CYTOSOL
UND
ZELLKERN
.
114
6.6
WER
YYSAGT"
DEM
KERNGENOM,
WAS
ZU
TUN
IST
-
BEFEHLE
AN
DEN
BEFEHLSHABER?
.
117
6.7
DAS
GESCHLECHT
IST
IM
ZELLKERN
EINER
JEDEN
UNSERER
ZELLEN
FESTGELEGT
.
118
6.8
EIN
PAAR
WORTE
ZU
NUKLEOLUS,TELOMEREN
UND
RIBOZYMEN
.
121
6.9
UMSETZUNG
VON
YYBEFEHLEN"
AUS
DEM
ZELLKERN
UND
DAS
ZENTRALE
DOGMA
DER
MOLEKULARBIOLOGIE
.
123
6.10
MODERNE
METHODEN
DER
GENETIK
IN
DER
ZELLBIOLOGIE
.
125
6.11
GENAUE
ZIELANSPRACHE
IM
GENOM
IST
GEFRAGT
.
128
ZITIERTE
LITERATUR
.
132
7
WIE
MAN
ZELLEN
IN
IHRE
BESTANDTEILE
ZERLEGEN
KANN
.
135
7.1
TECHNIKEN
ZUR
ISOLIERUNG
VON
ORGANELLEN
.
136
7.2
ISOLIERUNG
VON
MOLEKUELEN
.
140
ZITIERTE
LITERATUR
.
142
8
BIOGENESE
VERSCHIEDENER
ZELLORGANELLEN
.
145
8.1
DAS
ENDOPLASMATISCHE RETIKULUM:
PROTEINSYNTHESE UND
ENTGIFTUNGSFUNKTION
.
146
8.2
APPARATE
RETICOLARE
INTERNO
-
DER
GOLGI-APPARAT:
EIN
SCHWIERIGES
OBJEKT
BIS
IN
DIE
GEGENWART
.
149
8.3
MITOCHONDRIEN
UND
PLASTIDEN
(CHLOROPLASTEN)
.
151
8.4
PEROXISOMEN
.
158
8.5
SPAETE
EINSICHTEN
IN
SONDERFAELLE:
FETTTROPFEN
UND
BIOGENESE
DES
GOLGI-APPARATES
BEI
DER
ZELLTEILUNG
.
162
8.6
CILIEN
UND
FLAGELLEN
.
163
ZITIERTE
LITERATUR
.
165
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
9
DYNAMIK
INTRAZELLULAERER
PROZESSE:
GLEITSCHIENEN,
ZUGSTRAENGE
UND
GEZIELTE
YYPAKETZUSTELLUNG"
.
1
67
9.1
SIGNALE
FUER
DIE
ZIELGEBUNG
UND
LOKALISIERUNG
VON
PROTEINEN
.
169
9.2
POSTTRANSLATIONALE
MODIFIKATIONEN
ZUR
ZIELFINDUNG
.
171
9.3
QUALITAETSKONTROLLE
UND
EINBAU
VON
PROTEINEN
IN
DIE
MEMBRAN
.
172
9.4
ZIELFINDUNG
VON
PROTEINEN
AUF
DER
SCHIENE
RAUES
ENDOPLASMATISCHES
RETIKULUM-*GOLGI-APPARAT
UND
DARUEBER
HINAUS
.
175
9.5
REISE
VOM
UND
ZUM
MITTELPUNKT
DER
ZELLE:
EIN
SYSTEM
VON
GLEITSCHIENEN
AN
DIE
PERIPHERIE
.
181
9.6
EXOCYTOSE-PAKETLIEFERUNG
AN
DIE
ZELLMEMBRAN
.
187
9.7
DAS
LANGE
RAETSELRATEN
UEBER
DEN
MECHANISMUS
DER
MEMBRANFUSION
-
EIN
LANGES
VORSPIEL
.
195
9.8
DOCK
UND
FUSIONSPROTEINE
.
196
9.9
ENDOCYTOSE
.
199
9.10
EXOCYTOSE-ENDOCYTOSE-KOPPLUNG
.
200
9.11
MOLEKULARE
FILTER
.
202
9.12
PHAGOCYTOSE
.
204
9.13
GPI-VERANKERTE
PROTEINE
ALS
SPEZIALFALL
.
205
9.14
INTRAZELLULAERE
FILAMENTE
.
206
9.15
WANDERUNG
IMMER
DER
NASE
NACH:
CHEMOTAXIS
.
208
ZITIERTE
LITERATUR
.
212
10
EXTRA
UND
INTRAZELLULAERE
SIGNALGEBUNG:
WAHRNEHMUNG,
VERSTAERKUNG
UND
UMSETZUNG
.
215
10.1
ELEKTRISCHE
SIGNALE
MIT
UND
OHNE
ZWEITBOTEN
UND
CA
2+
ALS
ZWEITBOTE
.
219
10.2
KLEINE
ORGANISCHE
MOLEKUELE
(METABOLITEN)
ALS
ZWEITBOTEN
.
222
10.3
FLEXIBLE
CA
2+
-SIGNALGEBUNG
UND
NACHWEISMETHODEN
.
224
10.4
CALCIUMSENSOREN
DIENEN
DER
SIGNALVERMITTLUNG,
ALS
EFFEKTOREN
UND ZUR
BEENDIGUNG
DER
STIMULATION
.
229
10.5
STEROIDHORMONE
UND
WEITERE
PRIMAERBOTEN
.
233
10.6
WEITERE
NIEDERMOLEKULARE
VERBINDUNGEN
ALS
NEURONALE
PRIMAERBOTEN
.
237
10.7
PROTEINE
UND
PEPTIDE
ALS
PRIMAERBOTEN
UND
SIGNALTRANSDUKTION
UEBER
G-PROTEIN-GEKOPPELTE
REZEPTOREN
(GPCRS)
-
EINE
VERTIEFTE
UEBERSICHT
.
241
10.8
MAN
GLAUBTE
ES
ANFANGS
NICHT:
HORMONE
ZUR
STEUERUNG
UND
FREISETZUNG
VON
HORMONEN
.
247
10.9
DIE
FOKALE
ADHAESIONSKINASE
-
SIGNALGEBER
AUCH
AN
UNERWARTETER
STELLE
.
249
10.10
STICKOXID
(NO)
ALS
SIGNALMOLEKUEL
-
EINE
ERSTAUNLICHE
GESCHICHTE
.
251
ZITIERTE
LITERATUR
.
254
11
ENERGIEVERSORGUNG
DER
ZELLE:
FRUEHE
ERFINDUNG
VON
TURBINE
UND
ATP
ALS
EINHEITSWAEHRUNG
.
257
11.1
PRINZIPIELLE
VORAUSSETZUNGEN:
OFFENE
SYSTEME
IM
FLIESSGLEICHGEWICHT
UND
DIE
GESETZE
DER
THERMODYNAMIK
.
258
11.2
EINE
KURZE
UEBERSICHT:
WOHER
BEZIEHT
DIE
ZELLE
IHRE
ENERGIE?
.
260
11.3
EINE
LANGE
VORGESCHICHTE:
EINSICHTEN
IN
KLEINEN
PORTIONEN
.
262
11.4
TIEFERE
EINSICHTEN
KAMEN
ERST
IM
20.
JAHRHUNDERT
.
265
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
11.5
ERGEBNISSE
AUS
NEUERER
ZEIT
.
272
11.6
NACHLAUF
IN
JUENGSTER
ZEIT
UND
RUECKBLICK
.
275
ZITIERTE
LITERATUR
.
277
12
SELBSTREPRODUKTION:
ZELLTEILUNG,
KREBS,
STAMMZELLEN
UND
EPIGENETIK
.
279
12.1
DER
ZELLZYKLUS
AUS
HISTORISCHER
SICHT:
FRUEHE
EINSICHTEN
IN
EIN
KOMPLEXES
GESCHEHEN
.
281
12.2
ABLAUF
DER
MITOSE:
ALTE
UND
NEUE
ERKENNTNISSE
IM
EINKLANG
.
283
12.3
REDUKTIONSTEILUNG:
AUCH
HIERZU
GIBT
ES
REZENTE
ERKENNTNISSE
.
285
12.4
NEUE
ANSAETZE
AUS
DER
MOLEKULARBIOLOGIE-EIN
KURZER
UEBERBLICK
.
286
12.5
EIN
ERSTER
BLICK
AUF
STAMMZELLEN
.
287
12.6
STAMMZELLEN
UND
VORLAEUFERZELLEN:
ERSATZTEILLAGER
UND
MATERIAL
FUER
GENTECHNISCHE
MEDIZIN
.
290
12.7
EINIGE
BEMERKUNGEN
ZUM
PHAENOMEN
KREBS
.
295
12.8
ES
MUSS
NICHT
IMMER
KREBS
SEIN:
EVOLUTIVE
UMPROGRAMMIERUNG
AM
BEISPIEL
VON
GIFTDRUESEN
.
298
12.9
EPIGENETIK
-
EIN
NEUES
FELD
DER
ZELLBIOLOGIE
.
300
ZITIERTE
LITERATUR
.
310
13
ABBAU
VON
ZELLBESTANDTEILEN:
KLEINE
UND
GROSSE
YYMUELLVERBRENNUNGSANLAGEN"
.
313
13.1
DASYYFALSCHE"
ENTDECKT
UND
MIT
DEM
NOBELPREIS
GEEHRT:
DIE
UNGEWOLLTE
ENTDECKUNG
DER
LYSOSOMEN
.
314
13.2
ABBAU
EXTRAZELLULAERER
PROTEINE
.
319
13.3
REZENTE
EINSICHTEN
IN
DIE
AUTOPHAGIE
.
320
13.4
PROTEASOMALER
ABBAU
UND
BESEITIGUNG
NORMALER
UND
PATHOGENER
PROTEINE
.
326
13.5
APOPTOSE
(PROGRAMMIERTER
ZELLTOD)
.
327
ZITIERTE
LITERATUR
.
329
14
ERKENNTNISSE
ZU
UND
AUS
KRANKHEITEN.
EUKARYOTENGIFTE
ALS
IMPULSGEBER
FUER
DIE
ZELLBIOLOGIE
.
333
14.1
CHROMOSOMENANOMALIEN
BZW.
ANEUPLOIDIEN
UND
GENSCHAEDEN
.
335
14.2
STOERUNGEN
AN
CILIEN
UND
FLAGELLEN
-
MIT
FOLGEN
FUER
EMBRYONALENTWICKLUNG
UND
GESUNDHEIT
.
339
14.3
WEITERE
GENETISCHE STOERUNGEN
DURCH
MUTATIONEN,
DELETION
ODER
GENVERLAENGERUNG
.
343
14.4
STOERUNGEN
IN
DEN
(SEMI-)AUTONOMEN
ORGANELLEN
.
353
14.5
REZENTE
VOLKSKRANKHEITEN
.
354
14.6
PROTOONKOGENE
UND
ONKOGENE
VIREN
.
357
14.7
LOBPREISUNG
VON
EUKARYOTENGIFTEN
-
GESCHENKE
FUER
DIE
ZELLBIOLOGEN
.
358
14.8
AUS
DER
NATUR
INS
ZELLLABOR:
KANALHEMMER,
PFEILGIFTE
UND
WEITERE
GABEN
DER
NATUR
.
364
14.9
SPAETERE
ANLAEUFE
ZU
VERTIEFTEM
VERSTAENDNIS
VON
YYGABEN"
DER
NATUR
IN
DER
ZELLBIOLOGIE
.
367
14.10
TOXINE,
ZIVILISATION
UND
ZELLBIOLOGIE
.
372
ZITIERTE
LITERATUR
.
376
INHALTSVERZEICHNIS
XV
15
INFEKTIOESE
AGENZIEN:
VIREN,
BAKTERIEN,
NIEDERE
PILZE
UND
PROTOZOEN
.
379
15.1
DIE
VIELFALT
VON
VIREN
UND
VIREN
ALS
PATHOGENE
.
381
15.2
CYTOPATHOLOGISCHE
EFFEKTE
VON
VIREN
.
390
15.3
VIREN
ALS
WERKZEUGE
IN
DER
ZELLBIOLOGIE
.
392
15.4
PATHOGENE
BAKTERIEN
UND
BAKTERIENPATHOGENE
.
394
15.5
PATHOGENE
PROTOZOEN:
PLASMODIEN
UND
TRYPANOSOMEN
IM
FOKUS
.
402
15.6
MIKROBIELLE
ANTIBIOTIKA
-
EINE
FUNDGRUBE
FUER
ZELLBIOLOGIE
UND
MEDIZIN
.
405
15.7
ANTIHELMINTHIKA
-
DROGEN
GEGEN
WURMINFEKTIONEN
.
410
15.8
VON
MENSCHEN
ERFUNDENE
TOXINE
UND WIRKUNGSLOSE
PHARMAKA
.
411
ZITIERTE
LITERATUR
.
412
16
DIE
ENERGETISCH
AUTONOME
PFLANZENZELLE.
AEHNLICHE
PROBLEME
MIT
UNTERSCHIEDLICHEN
LOESUNGEN
BEI
TIEREN
UND
PFLANZEN
.
415
16.1
VESIKELTRANSPORT
UEBER
DEN
GOLGI-APPARAT
UND
DARUEBER
HINAUS
.
417
16.2
DIE
MODERNE
ZELLBIOLOGIE
DER
PFLANZEN
PROFITIERTE
VON
ERKENNTNISSEN
AN
TIERISCHEN
ZELLEN
.
418
16.3
DIE
ZELLWAND
.
421
16.4
FETTTROPFEN
UND
OLEOSOMEN
.
424
16.5
ALTERNATIVE
ZU
TIERISCHEN
GAP
JUNCTIONS
(PLASMODESMEN)
UND
PARASITAERE
INTERAKTIONEN
.
424
16.6
LONENHOMOEOSTASE
UND
ENTWICKLUNG
VON
KULTURPFLANZEN
.
425
16.7
WEITERE
BESONDERHEITEN
DER
PFLANZENZELLE
.
433
ZITIERTE
LITERATUR
.
437
17
ANSICHTEN
ZUR
EVOLUTION
DER
ZELLE
IM
WANDEL
DER
ZEIT
-
VOM
URSPRUNG
ZUR
VIELFALT
.
441
17.1
ANSICHTEN
ZUR
PRAEBIOTISCHEN
EVOLUTION
UND
ZUR
BILDUNG
DER
ERSTEN
ZELLEN
.
443
17.2
EVOLUTION
DER
EUKARYOTENZELLE
UND
IHRE
ENTFALTUNG
.
448
17.3
SEXUALITAET
-
EINE
ALTE
ERFINDUNG
.
456
17.4
WAS
DIE
EUKARYOTENZELLE
SONST
NOCH
ERFUNDEN
HAT
.
458
17.5
SAUERSTOFF
IN
DER
ATMOSPHAERE
-
GEFAHR
UND
CHANCE
.
463
17.6
EVOLUTION
VON
MITOCHONDRIEN
UND
CHLOROPLASTEN
-
ALTE
HYPOTHESEN
GLAENZEND
BESTAETIGT
.
466
17.7
EVOLUTION
WEITERER
ORGANELLEN,
ORGANELLKOMPONENTEN
UND
MOTORPROTEINE
.
472
17.8
DIE
KOMPLEXE
GESCHICHTE
VOM
CALCIUM
-
WIEDER
EINE
UMMUENZUNG
EINES
NACHTEILS
ZUM
VORTEIL
.
476
17.9
WAS
HABEN
HUMANBIOLOGIE
UND
EVOLUTION
DES
MENSCHEN
MIT
ZELLBIOLOGIE
ZU
TUN?
.
477
17.10
EVOLUTION
HOEHERER
GEISTIGER
UND
EMOTIONALER
FAEHIGKEITEN:
DIE
ZELLBIOLOGISCHE
PERSPEKTIVE
.
479
17.11
NEUE
METHODEN,
NEUE
DATEN
UND
NEUES
DENKEN
UEBER
DAS
DENKEN
.
488
ZITIERTE
LITERATUR
.
497
XVI
INHALTSVERZEICHNIS
18
RUNDUMBLICK
AUS
DER
WARTE
DER
ZELLBIOLOGEN
.
501
18.1
PRAKTISCHE
NUTZBARKEIT
-
EIN
ERFOLGSKRITERIUM?
SIND
MODELLSYSTEME
PASSE?
.
502
18.2
FALSCHE
PROPHETEN:
KRITIK
AN
PHARMAFIRMEN
UND
AUFTRAGSGUTACHTEN
.
505
18.3
SEITENBLICKE-DER
WERT
HOCHDOTIERTER
FORSCHUNGSPREISE
.
507
18.4
UNSCHAERFE
ALS
PRINZIP:
PRAKTISCHE
ERWARTUNGEN
UND
FORDERUNGEN
.
513
ZITIERTE
LITERATUR
.
518
SERVICETEIL
GLOSSAR
.
520
PERSONENVERZEICHNIS
.
543
STICHWORTVERZEICHNIS
.
555 |
| adam_txt |
Abenteuer Zettbiologie ֊ Streifzüge durch die Geschichte Helmut Platiner nimmt Sie mit auf eine Zeitreise, die die Entwicklung der Zellbiologie von der Erfindung des Mikroskops bis in unsere Zeit mit ihrem rasanten Fortschritt und dem Nobelpreis Physiologie/Medizin 2019 nachzeichnet. Neben seiner langjährigen Forschungstätigkeit und Lehrerfahrung schöpft er v. a. daraus, dass er oft als (Zaun ) Gast oder sogar Akteur Teil dieser Entwicklung war. Modellorganismen von unterschiedlichem evolutionärem Niveau waren wichtige Hinweisgeber für Problemlösungen, besonders auch unter Einbeziehung neuer molekularbiologischer Methoden. Der Text ist verständ lich geschrieben, zieht anschauliche Vergleiche und bietet Ihnen Anknüpfungspunkte durch bekannte Krankheiten (z. B. die Thematik Malaria und Sichelzellanämie) und prominente Namen. Zahlreiche anschauliche Abbildungen runden den Text ab. Helmut Plattner hat die Entwicklung der Zellbiologie und ihre Methodenentfaltung von der Pike auf aktiv miterlebt. Er leitete den Lehrstuhl für Zellbiologie an der Universität Konstanz von 1979 bis 2006 und setzte seine Forschungsarbeiten mit zahlreichen Kooperationen bis 2016 fort.
INHALTSVERZEICHNIS
1
AUFBRUCH
ZU
NEUEM
DENKEN
UND
FRAGEN,
DIE
SICH
UNS
IM
RUECKBLICK
STELLEN
.
1
1.1
FRUEHE
NUTZANWENDUNGEN
FOERDERTEN
DEN
FORTSCHRITT
.
2
1.2
WAS
MAN
SICH
IM
RUECKBLICK
ALLES
FRAGT-EINE
VORWEGNAHME
.
6
ZITIERTE
LITERATUR
.
8
2
DIE
FRUEHE
MIKROSKOPIE
ZEIGTE
DEN
ZELLULAEREN
BAU
ALLER
ORGANISMEN
.
9
2.1
DIE
URVAETER
DER
ZELLBIOLOGIE
.
10
2.2
DIE
GROSSVAETER
UND
VAETER
DER
ZELLBIOLOGIE-AUFBRUCH
IN
DIE
MODERNE
.
11
2.3
UNSERE
KOERPERZELLEN
.
18
2.4
BEISPIELE
FUER
FRUEHE
ANSAETZE
ZU
MODERNEN
METHODEN,
KORREKTUREN
ALTER
ANSICHTEN,
REZENTE
ENTWICKLUNGEN
UND
NEUE
UEBERHEBLICHKEITEN
.
20
2.5
PERSOENLICHER
AUFBRUCH
ZUR
ZELLBIOLOGIE
.
22
ZITIERTE
LITERATUR
.
23
3
BAKTERIEN
UND
PROTOZOEN
ALS
KRANKHEITSERREGER:
SEGEN
UND
FLUCH
FRUEHER
ENTDECKUNGEN
.
25
3.1
SEUCHEN:
ZELLBIOLOGIE
ZWISCHEN
ERFOLG
UND
RESIGNATION
.
26
3.2
BAKTERIEN
ALS
KRANKHEITSERREGER:
VON
IHRER
ENTDECKUNG
BIS
ZU
HEUTIGEN
ENTWICKLUNGEN
.
27
3.3
PATHOGENE
PROTOZOEN
.
31
3.4
BIOLOGISCHE
WAFFEN
.
34
ZITIERTE
LITERATUR
.
35
4
ENTDECKUNG
VON
ZELLULAEREN
INNENSTRUKTUREN,
FUNKTIONEN
UND
DYNAMIK
DER
ZELLE
.
37
4.1
DAS
ELEKTRONENMIKROSKOP
HILFT,
ZELLBIOLOGISCHE
PROBLEME
ZU
LOESEN
.
40
4.2
LICHTMIKROSKOPIE: STETIG
VERBESSERTE
AUFLOESUNG
AUCH
FUER
DYNAMISCHE
PROZESSE
.
45
4.3
ELEKTRONENMIKROSKOPIE
FUER
FUNKTIONELLE
ANALYSEN
.
48
4.4
ORGANELL-
UND
MEMBRANSPEZIFISCHE
FAERBEMETHODEN
.
49
4.5
IMMUNOLOGISCHE
TECHNIKEN
UNTERSTUETZEN
DIE
ZELLBIOLOGIE
.
53
4.6
RADIOAKTIVITAET
IN
DER
ZELLBIOLOGIE
.
57
4.7
NEUEYYHIGHLIGHTS":
MOLEKULARBIOLOGISCHE
MARKIERUNGEN
(OPTOGENETISCHE
METHODEN)
.
59
4.8
KRYOMETHODEN:
AUSSAGEKRAEFTIGE
ALTERNATIVEN
FUER
DIE
ANALYSE
DER
DYNAMISCHEN
ZELLSTRUKTUR
.
61
4.9
RUECKBLICK
UND
EINIGE
WEITERE
ENTWICKLUNGEN
IN
DER
MIKROSKOPISCHEN
TECHNIK
.
64
ZITIERTE
LITERATUR
.
65
XII
INHALTSVERZEICHNIS
5
ZELLULAERE
MEMBRANEN.
DIE
ZELLMEMBRAN:
UMSCHLAGPLATZ
FUER
STOFFE
UND
INFORMATION
.
69
5.1
FRUEHE
EINSICHTEN
.
70
5.2
EINE
MIT
PROTEINEN
BESTUECKTE
LIPIDDOPPELSCHICHT
ALS
GRUNDSTRUKTUR
VON
BIOMEMBRANEN
.
71
5.3
ELEKTROPHYSIOLOGISCHE
ASPEKTE
DER
MEMBRANSTRUKTUR
UND
-FUNKTION
.
74
5.4
KOMPLEXITAET
DER
MEMBRANPROTEINE
UND
IHRE
MOBILITAET
.
75
5.5
ZELL-ZELL
UND
ZELL-MATRIX-VERBINDUNGEN
.
81
5.6
MEMBRAN-MIKRODOMAENEN
.
86
5.7
STOFFAUSTAUSCH
.
91
ZITIERTE
LITERATUR
.
94
6
DER
ZELLKERN
ALS
KOMMANDOZENTRALE.
MODULATION
VON
YYBEFEHLEN"
BEI
DER
UMSETZUNG
.
97
6.1
HISTORISCHER
RUECKBLICK:
EIN
START
MIT
HINDERNISSEN
MIT
NACHWIRKUNG
URALTER
VORURTEILE
.
100
6.2
DNA
AB
ORGINE
-
WIE
SIE
ALS
ERBTRAEGER
ENTDECKT
WURDE
.
101
6.3
STRUKTURELLE
UND
FUNKTIONELLE
ORGANISATION
DES
ZELLKERNS
.
106
6.4
DER
RANDBEREICH
DES
ZELLKERNS
IM
FOKUS
.
112
6.5
KERNMEMBRAN
MIT
KERNPOREN:
STOFFAUSTAUSCH
ZWISCHEN
CYTOSOL
UND
ZELLKERN
.
114
6.6
WER
YYSAGT"
DEM
KERNGENOM,
WAS
ZU
TUN
IST
-
BEFEHLE
AN
DEN
BEFEHLSHABER?
.
117
6.7
DAS
GESCHLECHT
IST
IM
ZELLKERN
EINER
JEDEN
UNSERER
ZELLEN
FESTGELEGT
.
118
6.8
EIN
PAAR
WORTE
ZU
NUKLEOLUS,TELOMEREN
UND
RIBOZYMEN
.
121
6.9
UMSETZUNG
VON
YYBEFEHLEN"
AUS
DEM
ZELLKERN
UND
DAS
ZENTRALE
DOGMA
DER
MOLEKULARBIOLOGIE
.
123
6.10
MODERNE
METHODEN
DER
GENETIK
IN
DER
ZELLBIOLOGIE
.
125
6.11
GENAUE
ZIELANSPRACHE
IM
GENOM
IST
GEFRAGT
.
128
ZITIERTE
LITERATUR
.
132
7
WIE
MAN
ZELLEN
IN
IHRE
BESTANDTEILE
ZERLEGEN
KANN
.
135
7.1
TECHNIKEN
ZUR
ISOLIERUNG
VON
ORGANELLEN
.
136
7.2
ISOLIERUNG
VON
MOLEKUELEN
.
140
ZITIERTE
LITERATUR
.
142
8
BIOGENESE
VERSCHIEDENER
ZELLORGANELLEN
.
145
8.1
DAS
ENDOPLASMATISCHE RETIKULUM:
PROTEINSYNTHESE UND
ENTGIFTUNGSFUNKTION
.
146
8.2
APPARATE
RETICOLARE
INTERNO
-
DER
GOLGI-APPARAT:
EIN
SCHWIERIGES
OBJEKT
BIS
IN
DIE
GEGENWART
.
149
8.3
MITOCHONDRIEN
UND
PLASTIDEN
(CHLOROPLASTEN)
.
151
8.4
PEROXISOMEN
.
158
8.5
SPAETE
EINSICHTEN
IN
SONDERFAELLE:
FETTTROPFEN
UND
BIOGENESE
DES
GOLGI-APPARATES
BEI
DER
ZELLTEILUNG
.
162
8.6
CILIEN
UND
FLAGELLEN
.
163
ZITIERTE
LITERATUR
.
165
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
9
DYNAMIK
INTRAZELLULAERER
PROZESSE:
GLEITSCHIENEN,
ZUGSTRAENGE
UND
GEZIELTE
YYPAKETZUSTELLUNG"
.
1
67
9.1
SIGNALE
FUER
DIE
ZIELGEBUNG
UND
LOKALISIERUNG
VON
PROTEINEN
.
169
9.2
POSTTRANSLATIONALE
MODIFIKATIONEN
ZUR
ZIELFINDUNG
.
171
9.3
QUALITAETSKONTROLLE
UND
EINBAU
VON
PROTEINEN
IN
DIE
MEMBRAN
.
172
9.4
ZIELFINDUNG
VON
PROTEINEN
AUF
DER
SCHIENE
RAUES
ENDOPLASMATISCHES
RETIKULUM-*GOLGI-APPARAT
UND
DARUEBER
HINAUS
.
175
9.5
REISE
VOM
UND
ZUM
MITTELPUNKT
DER
ZELLE:
EIN
SYSTEM
VON
GLEITSCHIENEN
AN
DIE
PERIPHERIE
.
181
9.6
EXOCYTOSE-PAKETLIEFERUNG
AN
DIE
ZELLMEMBRAN
.
187
9.7
DAS
LANGE
RAETSELRATEN
UEBER
DEN
MECHANISMUS
DER
MEMBRANFUSION
-
EIN
LANGES
VORSPIEL
.
195
9.8
DOCK
UND
FUSIONSPROTEINE
.
196
9.9
ENDOCYTOSE
.
199
9.10
EXOCYTOSE-ENDOCYTOSE-KOPPLUNG
.
200
9.11
MOLEKULARE
FILTER
.
202
9.12
PHAGOCYTOSE
.
204
9.13
GPI-VERANKERTE
PROTEINE
ALS
SPEZIALFALL
.
205
9.14
INTRAZELLULAERE
FILAMENTE
.
206
9.15
WANDERUNG
IMMER
DER
NASE
NACH:
CHEMOTAXIS
.
208
ZITIERTE
LITERATUR
.
212
10
EXTRA
UND
INTRAZELLULAERE
SIGNALGEBUNG:
WAHRNEHMUNG,
VERSTAERKUNG
UND
UMSETZUNG
.
215
10.1
ELEKTRISCHE
SIGNALE
MIT
UND
OHNE
ZWEITBOTEN
UND
CA
2+
ALS
ZWEITBOTE
.
219
10.2
KLEINE
ORGANISCHE
MOLEKUELE
(METABOLITEN)
ALS
ZWEITBOTEN
.
222
10.3
FLEXIBLE
CA
2+
-SIGNALGEBUNG
UND
NACHWEISMETHODEN
.
224
10.4
CALCIUMSENSOREN
DIENEN
DER
SIGNALVERMITTLUNG,
ALS
EFFEKTOREN
UND ZUR
BEENDIGUNG
DER
STIMULATION
.
229
10.5
STEROIDHORMONE
UND
WEITERE
PRIMAERBOTEN
.
233
10.6
WEITERE
NIEDERMOLEKULARE
VERBINDUNGEN
ALS
NEURONALE
PRIMAERBOTEN
.
237
10.7
PROTEINE
UND
PEPTIDE
ALS
PRIMAERBOTEN
UND
SIGNALTRANSDUKTION
UEBER
G-PROTEIN-GEKOPPELTE
REZEPTOREN
(GPCRS)
-
EINE
VERTIEFTE
UEBERSICHT
.
241
10.8
MAN
GLAUBTE
ES
ANFANGS
NICHT:
HORMONE
ZUR
STEUERUNG
UND
FREISETZUNG
VON
HORMONEN
.
247
10.9
DIE
FOKALE
ADHAESIONSKINASE
-
SIGNALGEBER
AUCH
AN
UNERWARTETER
STELLE
.
249
10.10
STICKOXID
(NO)
ALS
SIGNALMOLEKUEL
-
EINE
ERSTAUNLICHE
GESCHICHTE
.
251
ZITIERTE
LITERATUR
.
254
11
ENERGIEVERSORGUNG
DER
ZELLE:
FRUEHE
ERFINDUNG
VON
TURBINE
UND
ATP
ALS
EINHEITSWAEHRUNG
.
257
11.1
PRINZIPIELLE
VORAUSSETZUNGEN:
OFFENE
SYSTEME
IM
FLIESSGLEICHGEWICHT
UND
DIE
GESETZE
DER
THERMODYNAMIK
.
258
11.2
EINE
KURZE
UEBERSICHT:
WOHER
BEZIEHT
DIE
ZELLE
IHRE
ENERGIE?
.
260
11.3
EINE
LANGE
VORGESCHICHTE:
EINSICHTEN
IN
KLEINEN
PORTIONEN
.
262
11.4
TIEFERE
EINSICHTEN
KAMEN
ERST
IM
20.
JAHRHUNDERT
.
265
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
11.5
ERGEBNISSE
AUS
NEUERER
ZEIT
.
272
11.6
NACHLAUF
IN
JUENGSTER
ZEIT
UND
RUECKBLICK
.
275
ZITIERTE
LITERATUR
.
277
12
SELBSTREPRODUKTION:
ZELLTEILUNG,
KREBS,
STAMMZELLEN
UND
EPIGENETIK
.
279
12.1
DER
ZELLZYKLUS
AUS
HISTORISCHER
SICHT:
FRUEHE
EINSICHTEN
IN
EIN
KOMPLEXES
GESCHEHEN
.
281
12.2
ABLAUF
DER
MITOSE:
ALTE
UND
NEUE
ERKENNTNISSE
IM
EINKLANG
.
283
12.3
REDUKTIONSTEILUNG:
AUCH
HIERZU
GIBT
ES
REZENTE
ERKENNTNISSE
.
285
12.4
NEUE
ANSAETZE
AUS
DER
MOLEKULARBIOLOGIE-EIN
KURZER
UEBERBLICK
.
286
12.5
EIN
ERSTER
BLICK
AUF
STAMMZELLEN
.
287
12.6
STAMMZELLEN
UND
VORLAEUFERZELLEN:
ERSATZTEILLAGER
UND
MATERIAL
FUER
GENTECHNISCHE
MEDIZIN
.
290
12.7
EINIGE
BEMERKUNGEN
ZUM
PHAENOMEN
KREBS
.
295
12.8
ES
MUSS
NICHT
IMMER
KREBS
SEIN:
EVOLUTIVE
UMPROGRAMMIERUNG
AM
BEISPIEL
VON
GIFTDRUESEN
.
298
12.9
EPIGENETIK
-
EIN
NEUES
FELD
DER
ZELLBIOLOGIE
.
300
ZITIERTE
LITERATUR
.
310
13
ABBAU
VON
ZELLBESTANDTEILEN:
KLEINE
UND
GROSSE
YYMUELLVERBRENNUNGSANLAGEN"
.
313
13.1
DASYYFALSCHE"
ENTDECKT
UND
MIT
DEM
NOBELPREIS
GEEHRT:
DIE
UNGEWOLLTE
ENTDECKUNG
DER
LYSOSOMEN
.
314
13.2
ABBAU
EXTRAZELLULAERER
PROTEINE
.
319
13.3
REZENTE
EINSICHTEN
IN
DIE
AUTOPHAGIE
.
320
13.4
PROTEASOMALER
ABBAU
UND
BESEITIGUNG
NORMALER
UND
PATHOGENER
PROTEINE
.
326
13.5
APOPTOSE
(PROGRAMMIERTER
ZELLTOD)
.
327
ZITIERTE
LITERATUR
.
329
14
ERKENNTNISSE
ZU
UND
AUS
KRANKHEITEN.
EUKARYOTENGIFTE
ALS
IMPULSGEBER
FUER
DIE
ZELLBIOLOGIE
.
333
14.1
CHROMOSOMENANOMALIEN
BZW.
ANEUPLOIDIEN
UND
GENSCHAEDEN
.
335
14.2
STOERUNGEN
AN
CILIEN
UND
FLAGELLEN
-
MIT
FOLGEN
FUER
EMBRYONALENTWICKLUNG
UND
GESUNDHEIT
.
339
14.3
WEITERE
GENETISCHE STOERUNGEN
DURCH
MUTATIONEN,
DELETION
ODER
GENVERLAENGERUNG
.
343
14.4
STOERUNGEN
IN
DEN
(SEMI-)AUTONOMEN
ORGANELLEN
.
353
14.5
REZENTE
VOLKSKRANKHEITEN
.
354
14.6
PROTOONKOGENE
UND
ONKOGENE
VIREN
.
357
14.7
LOBPREISUNG
VON
EUKARYOTENGIFTEN
-
GESCHENKE
FUER
DIE
ZELLBIOLOGEN
.
358
14.8
AUS
DER
NATUR
INS
ZELLLABOR:
KANALHEMMER,
PFEILGIFTE
UND
WEITERE
GABEN
DER
NATUR
.
364
14.9
SPAETERE
ANLAEUFE
ZU
VERTIEFTEM
VERSTAENDNIS
VON
YYGABEN"
DER
NATUR
IN
DER
ZELLBIOLOGIE
.
367
14.10
TOXINE,
ZIVILISATION
UND
ZELLBIOLOGIE
.
372
ZITIERTE
LITERATUR
.
376
INHALTSVERZEICHNIS
XV
15
INFEKTIOESE
AGENZIEN:
VIREN,
BAKTERIEN,
NIEDERE
PILZE
UND
PROTOZOEN
.
379
15.1
DIE
VIELFALT
VON
VIREN
UND
VIREN
ALS
PATHOGENE
.
381
15.2
CYTOPATHOLOGISCHE
EFFEKTE
VON
VIREN
.
390
15.3
VIREN
ALS
WERKZEUGE
IN
DER
ZELLBIOLOGIE
.
392
15.4
PATHOGENE
BAKTERIEN
UND
BAKTERIENPATHOGENE
.
394
15.5
PATHOGENE
PROTOZOEN:
PLASMODIEN
UND
TRYPANOSOMEN
IM
FOKUS
.
402
15.6
MIKROBIELLE
ANTIBIOTIKA
-
EINE
FUNDGRUBE
FUER
ZELLBIOLOGIE
UND
MEDIZIN
.
405
15.7
ANTIHELMINTHIKA
-
DROGEN
GEGEN
WURMINFEKTIONEN
.
410
15.8
VON
MENSCHEN
ERFUNDENE
TOXINE
UND WIRKUNGSLOSE
PHARMAKA
.
411
ZITIERTE
LITERATUR
.
412
16
DIE
ENERGETISCH
AUTONOME
PFLANZENZELLE.
AEHNLICHE
PROBLEME
MIT
UNTERSCHIEDLICHEN
LOESUNGEN
BEI
TIEREN
UND
PFLANZEN
.
415
16.1
VESIKELTRANSPORT
UEBER
DEN
GOLGI-APPARAT
UND
DARUEBER
HINAUS
.
417
16.2
DIE
MODERNE
ZELLBIOLOGIE
DER
PFLANZEN
PROFITIERTE
VON
ERKENNTNISSEN
AN
TIERISCHEN
ZELLEN
.
418
16.3
DIE
ZELLWAND
.
421
16.4
FETTTROPFEN
UND
OLEOSOMEN
.
424
16.5
ALTERNATIVE
ZU
TIERISCHEN
GAP
JUNCTIONS
(PLASMODESMEN)
UND
PARASITAERE
INTERAKTIONEN
.
424
16.6
LONENHOMOEOSTASE
UND
ENTWICKLUNG
VON
KULTURPFLANZEN
.
425
16.7
WEITERE
BESONDERHEITEN
DER
PFLANZENZELLE
.
433
ZITIERTE
LITERATUR
.
437
17
ANSICHTEN
ZUR
EVOLUTION
DER
ZELLE
IM
WANDEL
DER
ZEIT
-
VOM
URSPRUNG
ZUR
VIELFALT
.
441
17.1
ANSICHTEN
ZUR
PRAEBIOTISCHEN
EVOLUTION
UND
ZUR
BILDUNG
DER
ERSTEN
ZELLEN
.
443
17.2
EVOLUTION
DER
EUKARYOTENZELLE
UND
IHRE
ENTFALTUNG
.
448
17.3
SEXUALITAET
-
EINE
ALTE
ERFINDUNG
.
456
17.4
WAS
DIE
EUKARYOTENZELLE
SONST
NOCH
ERFUNDEN
HAT
.
458
17.5
SAUERSTOFF
IN
DER
ATMOSPHAERE
-
GEFAHR
UND
CHANCE
.
463
17.6
EVOLUTION
VON
MITOCHONDRIEN
UND
CHLOROPLASTEN
-
ALTE
HYPOTHESEN
GLAENZEND
BESTAETIGT
.
466
17.7
EVOLUTION
WEITERER
ORGANELLEN,
ORGANELLKOMPONENTEN
UND
MOTORPROTEINE
.
472
17.8
DIE
KOMPLEXE
GESCHICHTE
VOM
CALCIUM
-
WIEDER
EINE
UMMUENZUNG
EINES
NACHTEILS
ZUM
VORTEIL
.
476
17.9
WAS
HABEN
HUMANBIOLOGIE
UND
EVOLUTION
DES
MENSCHEN
MIT
ZELLBIOLOGIE
ZU
TUN?
.
477
17.10
EVOLUTION
HOEHERER
GEISTIGER
UND
EMOTIONALER
FAEHIGKEITEN:
DIE
ZELLBIOLOGISCHE
PERSPEKTIVE
.
479
17.11
NEUE
METHODEN,
NEUE
DATEN
UND
NEUES
DENKEN
UEBER
DAS
DENKEN
.
488
ZITIERTE
LITERATUR
.
497
XVI
INHALTSVERZEICHNIS
18
RUNDUMBLICK
AUS
DER
WARTE
DER
ZELLBIOLOGEN
.
501
18.1
PRAKTISCHE
NUTZBARKEIT
-
EIN
ERFOLGSKRITERIUM?
SIND
MODELLSYSTEME
PASSE?
.
502
18.2
FALSCHE
PROPHETEN:
KRITIK
AN
PHARMAFIRMEN
UND
AUFTRAGSGUTACHTEN
.
505
18.3
SEITENBLICKE-DER
WERT
HOCHDOTIERTER
FORSCHUNGSPREISE
.
507
18.4
UNSCHAERFE
ALS
PRINZIP:
PRAKTISCHE
ERWARTUNGEN
UND
FORDERUNGEN
.
513
ZITIERTE
LITERATUR
.
518
SERVICETEIL
GLOSSAR
.
520
PERSONENVERZEICHNIS
.
543
STICHWORTVERZEICHNIS
.
555 |
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