Biochemie und Molekularbiologie hoch2:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Weitere Verfasser: | , |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Elsevier
2023
|
| Ausgabe: | 2. Auflage |
| Schriftenreihe: | hoch2
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXVI, 832 Seiten Illustrationen, Diagramme |
| ISBN: | 9783437434327 3437434322 |
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|---|---|
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INHALT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
BIOCHEMIE:
BASIS
ALLER
LEBEWESEN
PROTEINE:
ARBEITER
DER
ZELLE
ENZYME:
KATALYSATOREN
DES
LEBENS
VON
DER
DNA
ZUR
RNA:
SPEICHERUNG
UND
AUSLESEN
VON
INFORMATION
TRANSLATION:
VON
DER
RNA
ZUM
PROTEIN
KOMPARTIMENTE,
PROTEINSORTIERUNG
UND
-MODIFIKATIONEN:
DER
RICHTIGE
ARBEITER
AM
RICHTIGEN
PLATZ
PROTEINABBAU:
ENTSORGUNG
VON
DEFEKTEN
UND
NICHT
MEHR
BENOETIGTEN
PROTEINEN
ANALYSE
VON
PROTEINEN:
WOHER
WEISS
MAN
DAS
ALLES?
WIRKUNGSWEISE
VON
HORMONEN:
WIE
WIRD
DAS
ALLES
KONTROLLIERT?
ZELLZYKLUS
UND
APOPTOSE:
NICHT
ZU
VIEL
UND
NICHT
ZU
WENIG
DNA-REPLIKATION
UND
-REPARATUR:
INFORMATIONSSICHERHEIT
KANZEROGENESE:
EINE
ZELLE
GEGEN
DEN
GANZEN
MENSCHEN
EPIGENETIK:
INFORMATION
UND
VERERBUNG
JENSEITS
DER
DNA
VIREN
UND
BAKTERIEN:
WIE
FUNKTIONIEREN
KRANKHEITSERREGER?
GENTECHNOLOGIE:
INDIVIDUALISIERTE
THERAPIE
IMMUNSYSTEM:
ABWEHR
VON
BEDROHUNGEN
PRINZIPIEN
DES
STOFFWECHSELS:
WAS
GEHT
REIN
UND
WAS
GEHT
RAUS?
MITOCHONDRIEN:
DIE
KRAFTWERKE
DER
ZELLE
KOHLENHYDRATE:
SCHNELLE
ENERGIE
UND
MEHR
LIPIDE:
NICHT
NUR
ENERGIESPEICHER
STICKSTOFFVERBINDUNGEN:
MOLEKUELE
MIT
VIELEN
FUNKTIONEN
BIOTRANSFORMATION:
ENTGIFTUNG
UND
GIFTUNG
VITAMINE,
MINERALSTOFFE
UND
SPURENELEMENTE:
KLEINE
MENGEN
MIT
GROSSER
WIRKUNG
STOFFWECHSELINTEGRATION:
WIE
PASST
DAS
ALLES
ZUSAMMEN?
BLUT:
EIN
GANZ
BESONDERER
SAFT
STRUKTURPROTEINE:
STABILITAET
VON
ZELLEN
UND
GEWEBEN
NERVEN,
SINNE,
MUSKELN:
INFORMATIONSUEBERTRAGUNG
ENTWICKLUNG
UND
ALTER:
AUF
DER
SUCHE
NACH
DER
UNSTERBLICHKEIT
WISSENSCHAFTLICHES
ARBEITEN:
WOHER
KOMMT
WISSEN?
INHALTSVERZEICHNIS
1
BIOCHEMIE:
BASIS
ALLER
LEBEWESEN
.
1
1.1
DIE
CHEMISCHE
EVOLUTION.
1
1.1.1
ELEMENTE
DES
LEBENS
.
1
1.1.2
WASSER
ALS
URSPRUNG
DES
LEBENS
.
2
1.1.3
ABGRENZUNG
VON
DER
UMGEBUNG
DURCH
LIPIDMEMBRANEN
.
5
1.1.4
KOHLENHYDRATE
ALS
ENERGIELIEFERANTEN
.
9
1.1.5
INFORMATIONSSPEICHERUNG
UND
KATALYSE
DURCH
RNA
.
12
1.1.6
KATALYSE,
TRANSPORT
UND
INFORMATIONS
AUSTAUSCH:
PROTEINE
.
14
1.1.7
VERBESSERTE
INFORMATIONSSPEICHERUNG:
DNA
.
15
1.1.8
DIE
URZELLE
.
16
1.2
EVOLUTION
DER
PROKARYOTEN
.
17
1.2.1
PROKARYOTEN
.
17
1.2.2
BAKTERIEN
UND
ARCHAEEN
.
17
1.2.3
DIE
SAUERSTOFFKATASTROPHE
.
18
1.3
EVOLUTION
DER
EUKARYOTEN
.
19
1.3.1
DIE
ENDOSYMBIONTENTHEORIE
.
19
1.3.2
KOMPARTIMENTE:
ARBEITSTEILUNG
UND
PROZESSOPTIMIERUNG
.
20
1.3.3
AUFBAU
DER
EUKARYOTISCHEN
ZELLE
.
20
1.4
ENTWICKLUNG
DER
ARTEN
.
23
1.4.1
ENTSTEHUNG
MEHRZELLIGER
LEBEWESEN
.
23
1.4.2
DIE
EVOLUTION
EINZELNER
GENE
UND
PROTEINE
.
24
2
PROTEINE:
ARBEITER
DER
ZELLE
.
27
2.1
AMINOSAEUREN
UND
PEPTIDBINDUNG
.
27
2.1.1
PROTEINE
ENTHALTEN
AMINOSAEUREN
.
27
2.1.2
AMINOSAEUREN
SIND
SCHWACHE
SAEUREN
.
28
2.1.3
DIE
PROTEINOGENEN
AMINOSAEUREN
.
29
2.1.4
PEPTIDBINDUNG
.
32
2.2
PROTEINSTRUKTUR
.
33
2.2.1
PRIMAERSTRUKTUR
.
33
2.2.2
SEKUNDAERSTRUKTUR
.
34
2.2.3
TERTIAERSTRUKTUR
.
36
2.2.4
QUARTAERSTRUKTUR
.
39
2.3
PROTEINFALTUNG
.
40
2.3.1
NATIVE
PROTEINE
.
40
2.3.2
FALTUNGSTRICHTER
.
40
2.3.3
CHAPERONE
.
41
2.4
MEMBRANPROTEINE
.
43
2.5
BINDUNG
VON
LIGANDEN
AN
PROTEINE
.
44
2.5.1
FUNKTIONEN
VON
PROTEINEN
.
44
2.5.2
COFAKTOREN
.
45
2.5.3
REZEPTOREN
.
45
2.5.4
TRANSPORTPROTEINE
.
46
3
ENZYME:
KATALYSATOREN
DES
LEBENS
.
49
3.1
CHEMISCHE
REAKTIONEN
IM
MENSCHEN
.
49
3.1.1
RICHTUNG
CHEMISCHER
REAKTIONEN
.
49
3.1.2
ENTHALPIE
.
50
3.1.3
ENTROPIE
.
50
3.1.4
FREIE
ENTHALPIE
.
51
3.1.5
KONZENTRATIONSABHAENGIGKEIT
DER
REAKTIONSRICHTUNG
.
51
3.2
ENZYME
ALS
BIOKATALYSATOREN
.
52
3.2.1
REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT
.
52
3.2.2
AUFBAU
VON
ENZYMEN
.
53
3.2.3
ENZYMATISCHE
KATALYSE
.
55
3.2.4
REAKTIONSMECHANISMUS
DER
SERINPROTEASEN
.
57
3.2.5
ENZYMKLASSIFIZIERUNG
.
59
3.2.6
COSUBSTRATE
.
60
3.3
ENZYMTESTS
.
63
3.3.1
FOTOMETRIE
.
63
3.3.2
BESTIMMUNG
DER
KONZENTRATION
VON
STOFFEN
IN
BLUT
ODER
URIN
.
64
3.3.3
BESTIMMUNG
VON
ENZYMEN
IM
BLUT
.
64
3.3.4
ELISA.
65
3.4
ENZYMKINETIK
.
65
3.4.1
GESCHWINDIGKEIT
ENZYMATISCHER
REAKTIONEN
.
65
3.4.2
MICHAELIS-MENTEN-KINETIK
.
65
3.4.3
ENZYMINHIBITOREN
.
68
3.5
ISOENZYME
.
70
3.6
REGULATION
DER
ENZYMAKTIVITAET
.
70
3.6.1
REGULATIONSMECHANISMEN
.
70
3.6.2
ALLOSTERIE
.
71
3.6.3
KOOPERATIVITAET
.
71
3.6.4
PHOSPHORYLIERUNG
.
72
3.6.5
ZYMOGENAKTIVIERUNG
.
72
4
VON
DER
DNA
ZUR
RNA:
SPEICHERUNG
UND
AUSLESEN
VON
INFORMATION
.
75
4.1
ZENTRALES
DOGMA
DER
MOLEKULARBIOLOGIE
.
75
4.2
NUKLEOTIDE
UND
NUKLEINSAEUREN.
76
4.2.1
NUKLEOTIDE
.
76
4.2.2
NUKLEINSAEUREN
.
78
4.2.3
INFORMATIONSFLUSS
ZWISCHEN
NUKLEINSAEUREN
.
81
4.3
CHROMATIN:
DIE
DNA-VERPACKUNG
.
82
4.4
DAS
MENSCHLICHE
GENOM
.
84
4.4.1
AUFBAU
MENSCHLICHER
CHROMOSOMEN
.
84
4.4.2
DER
GEN-BEGRIFF
.
85
4.4.3
ALLELE
.
86
4.4.4
REPETITIVE
DNA-SEQUENZEN
.
87
4.5
GENEXPRESSION
.
90
4.5.1
VOM
GENOTYP
ZUM
PHAENOTYP
.
90
4.5.2
TRANSKRIPTION
.
91
4.5.3
REGULATION
DER
TRANSKRIPTION
.
98
4.5.4
RNA-PROZESSIERUNG
.
101
5
TRANSLATION:
VON
DER
RNA
ZUM
PROTEIN
.
109
5.1
ABLAUF
DER
TRANSLATION
.
109
5.2
DIE
TRNA:
DER
ADAPTER
.
111
5.2.1
STRUKTUR
DER
TRNA
.
111
5.2.2
AKTIVIERUNG
DER
AMINOSAEURE
.
112
5.2.3
VERESTERUNG
DER
TRNA
MIT
DER
AMINOSAEURE
.
112
5.3
DER
GENETISCHE
CODE
.
114
5.4
DIE
RIBOSOMEN:
MASCHINEN
DER
TRANSLATION
.
115
5.4.1
EINTEILUNG
DER
RIBOSOMEN
.
115
5.4.2
AUFBAU
DES
PROKARYOTISCHEN
RIBOSOMS
.
115
5.4.3
AUFBAU
DES
EUKARYOTISCHEN
RIBOSOMS
.
115
5.5
PHASEN
DER
EUKARYOTISCHEN
TRANSLATION
.
117
5.5.1
INITIATION
.
117
5.5.2
ELONGATION
.
119
5.5.3
TERMINATION
.
122
5.6
DIE
AMINOSAEURE
SELENOCYSTEIN
.
123
5.7
REGULATION
DER
TRANSLATION
.
124
5.7.1
REGULATION
DURCH
RNA-INTERFERENZ
.
124
5.7.2
REGULATION
IN
DER
NICHT-TRANSLATIERTEN
REGION
AM
5
'
-ENDE
(5
'
-UTR)
.
124
INHALTSVERZEICHNIS
5.7.3
WEITERE
REGULATIONSMECHANISMEN
.
125
5.8
TRANSLATION
IN
PROKARYOTEN
.
126
6
KOMPARTIMENTE,
PROTEINSORTIERUNG
UND
-MODIFIKATIONEN:
DER
RICHTIGE
ARBEITER
AM
RICHTIGEN
PLATZ
.
127
6.1
LIPIDZUSAMMENSETZUNG
ZELLULAERER
MEMBRANEN
.
127
6.1.1
MEMBRANLIPIDE
.
127
6.1.2
GLYCEROPHOSPHOLIPIDE
.
128
6.1.3
SPHINGOPHOSPHOLIPIDE
.
129
6.1.4
GLYKOSPHINGOLIPIDE
.
130
6.1.5
CHOLESTERIN
.
130
6.1.6
ASYMMETRISCHE
LIPIDVERTEILUNG
.
130
6.2
EIGENSCHAFTEN
ZELLULAERER
MEMBRANEN
.
132
6.2.1
DYNAMIK
DER
MEMBRANLIPIDE
.
132
6.2.2
FLUIDITAET
.
132
6.2.3
MIKRODOMAENEN
.
133
6.3
PROTEINSORTIERUNG
.
133
6.3.1
MECHANISMENDESPROTEINTRANSPORTS
.
133
6.3.2
PROTEINTRANSPORT
ZWISCHEN
ZELLKERN
UND
ZYTOPLASMA
.
134
6.3.3
PROTEINTRANSPORT
IN
DAS
MITOCHONDRIUM
.
138
6.3.4
PROTEINTRANSPORT
IN
DAS
PEROXISOM
.
140
6.3.5
PROTEINTRANSPORT
IM
SEKRETORISCHEN
WEG
.
140
6.4
CO
UND
POSTTRANSLATIONALE
MODIFIKATIONEN
.
153
6.4.1
KOVALENTE
PROTEINMODIFIKATIONEN
.
153
6.4.2
GLYKOSYLIERUNG
.
154
6.4.3
PHOSPHORYLIERUNG
.
158
6.4.4
CARBOXYLIERUNG
.
159
6.4.5
HYDROXYLIERUNG
.
160
6.4.6
SULFATIERUNG
.
160
6.4.7
LIMITIERTE
PROTEOLYSE
.
161
6.4.8
LIPIDMODIFIKATIONEN
.
162
6.4.9
ADP-RIBOSYLIERUNG
.
163
7
PROTEINABBAU:
ENTSORGUNG
VON
DEFEKTEN
UND
NICHT
MEHR
BENOETIGTEN
PROTEINEN
.
165
7.1
KONZENTRATION
UND
HALBWERTSZEIT
VON
PROTEINEN
.
165
7.2
PROTEASEN
.
166
7.2.1
KLASSIFIKATION
.
166
7.2.2
SERIN-,
THREONIN
UND
CYSTEINPROTEASEN
.
166
7.2.3
ASPARTATPROTEASEN
.
167
7.2.4
METALLOPROTEASEN
.
167
7.2.5
INTRAMEMBRANPROTEASEN
.
167
7.3
DASPROTEASOM
.
168
7.3.1
AUFBAU
DES
PROTEASOMS
.
168
7.3.2
DAS
UBIQUITIN-SYSTEM
.
169
7.3.3
ABBAU
FEHLGEFALTETER
PROTEINE
DES
ER
.
170
7.4
LYSOSOMALER
ABBAU
.
172
7.5
AUTOPHAGOZYTOSE
.
172
7.6
SCHUTZ
VOR
UNKONTROLLIERTER
PROTEASEAKTIVITAET
.
173
8
ANALYSE
VON
PROTEINEN:
WOHER
WEISS
MAN
DASALLES?
.
175
8.1
AUFKLAERUNG
VON
PROTEINFUNKTION
UND
-STRUKTUR
.
175
8.2
CHROMATOGRAFISCHE
TRENNMETHODEN
.
176
8.2.1
PRINZIP
DER
CHROMATOGRAFIE
.
176
8.2.2
SAEULENCHROMATOGRAFIE
.
176
8.2.3
LONENAUSTAUSCHCHROMATOGRAFIE
.
177
8.2.4
HYDROPHOBE
INTERAKTIONSCHROMATOGRAFIE
(HIC)
.
177
8.2.5
AFFINITAETSCHROMATOGRAFIE
.
178
8.2.6
GELFILTRATION
.
179
8.3
ELEKTROPHORESE
.
180
8.3.1
TRENNUNG
IM
ELEKTRISCHEN
FELD
.
180
8.3.2
SDS-POLYACRYLAMID-GELELEKTROPHORESE
(SDS-PAGE)
.
180
8.3.3
SERUMELEKTROPHORESE
.
182
8.3.4
2-D-ELEKTROPHORESE
.
182
8.4
ELISA
(ENZYME-LINKED
IMMUNOSORBENT
ASSAY)
.
182
8.5
PROTEINSEQUENZIERUNG
.
184
8.5.1
EDMAN-ABBAU
.
184
8.5.2
MASSENSPEKTROMETRIE
.
184
8.6
STRUKTURBESTIMMUNG
VON
PROTEINEN
.
186
8.6.1
STRUKTURBIOLOGISCHE
METHODEN
.
186
8.6.2
ROENTGENKRISTALLOGRAFIE
.
186
8.6.3
KERNRESONANZSPEKTROSKOPIE
(NMR-SPEKTROSKOPIE)
.
188
8.6.4
KRYO-ELEKTRONENMIKROSKOPIE
.
188
8.6.5
IN-SILICO-STRUKTURVORHERSAGE
DURCH
KUENSTLICHE
INTELLIGENZ
.
189
8.7
PROTEOMIK
.
189
9
WIRKUNGSWEISE
VON
HORMONEN:
WIE
WIRD
DAS
ALLES
KONTROLLIERT?
.
191
9.1
ALLGEMEINE
PRINZIPIEN
DER
ZELLULAEREN
KOMMUNIKATION
.
192
9.1.1
KOMMUNIKATION
IM
BIOLOGISCHEN
SYSTEM
.
192
9.1.2
MECHANISMEN
DER
INTERZELLULAEREN
SIGNALVERMITTLUNG
.
192
9.2
HORMONE
UND
ANDERE
SIGNALMOLEKUELE
.
193
9.2.1
BOTENSTOFFGRUPPEN
.
193
9.2.2
EINTEILUNG
DER
HORMONE
.
194
9.2.3
EINTEILUNG
DER
ZYTOKINE
.
195
9.2.4
SECOND
MESSENGER
.
195
9.3
SPEICHERUNG
UND
FREISETZUNG
VON
BOTENSTOFFEN
.
197
9.4
REGULATION
DER
HORMONAUSSCHUETTUNG.
197
9.4.1
REGULATIONSMECHANISMEN
.
197
9.4.2
EINFACHE
REGELKREISE
.
197
9.4.3
HIERARCHISCHE
HORMONACHSEN
.
197
9.5
TRANSPORT
VON
HORMONEN
IM
BLUT
.
199
9.6
REZEPTORINITIIERTE
SIGNALKASKADEN
.
200
9.6.1
MECHANISMEN
DER
REZEPTORINITIIERTEN
SIGNALVERMITTLUNG
.
200
9.6.2
G-PROTEIN-GEKOPPELTE
REZEPTOREN
.
201
9.6.3
REZEPTOR-TYROSIN-KINASEN
.
205
9.6.4
REZEPTORASSOZIIERTE
TYROSIN-KINASEN
.
207
9.6.5
REZEPTOR-SERIN-/-THREONIN-KINASEN
.
208
9.6.6
LIGANDENAKTIVIERTE
LONENKANAELE
.
208
9.6.7
KERNREZEPTOREN
.
209
9.6.8
GUANYLAT-CYCLASEN
.
209
9.6.9
MODULATION
DER
SIGNALTRANSDUKTION
.
210
9.7
HORMONE
.
211
9.7.1
STOFFWECHSEL
UND
ENERGIEHAUSHALT
.
211
9.7.2
WASSER
UND
LONENHAUSHALT
.
224
9.7.3
CALCIUM
UND
PHOSPHATHAUSHALT
.
227
9.7.4
WACHSTUM,
ENTWICKLUNG
UND
FORTPFLANZUNG
.
230
9.7.5
REGULATION
DES
SCHLAF-WACH-RHYTHMUS
.
237
9.8
GEWEBSHORMONE
.
237
9.8.1
AGLANDULAERE
BILDUNG
.
237
9.8.2
EICOSANOIDE
.
238
INHALTSVERZEICHNIS
9.8.3
BIOGENE
AMINE
.
240
9.8.4
KININE
.
241
9.8.5
STICKSTOFFMONOXID
(NO)
.
242
9.9
ZYTOKINE
.
243
9.9.1
ZYTOKINREZEPTOREN
.
243
9.9.2
INTERLEUKINE
.
245
9.9.3
CHEMOKINE
.
248
9.9.4
INTERFERONE
.
249
9.9.5
WACHSTUMSFAKTOREN
.
250
10
ZELLZYKLUS
UND
APOPTOSE:
NICHT
ZU
VIEL
UND
NICHT
ZU
WENIG
.
253
10.1
DER
ZELLZYKLUS
.
253
10.2
M-PHASE:
MITOSE
UND
ZYTOKINESE
.
254
10.3
MEIOSE
.
255
10.3.1
ABLAUF
.
255
10.3.2
HOMOLOGE
REKOMBINATION
.
256
10.4
REGULATION
DER
PHASENUEBERGAENGE
IM
ZELLZYKLUS
.
258
10.4.1
CYCLINE
UND
CYCLIN-ABHAENGIGE
KINASEN
.
258
10.4.2
DER
UEBERGANG
VON
DER
G1
ZUR
S-PHASE
.
259
10.5
APOPTOSE:
PROGRAMMIERTER
ZELLTOD
.
260
10.5.1
APOPTOSE
VERSUS
NEKROSE
.
260
10.5.2
FUNKTIONEN
DER
APOPTOSE
.
261
10.5.3
CASPASEN:
ZENTRALE
ENZYME
DER
APOPTOSE
.
261
10.5.4
AUSLOESER
DER
APOPTOSE
.
262
10.5.5
DAS
UEBERLEBEN
DER
ZELLE
IST
EIN
BALANCEAKT
.
265
11
DNA-REPLIKATION
UND
-REPARATUR:
INFORMATIONSSICHERHEIT.
267
11.1
REPLIKATION
DER
DNA
.
267
11.1.1
PRINZIP
DER
DNA-REPLIKATION
.
267
11.1.2
ERKENNUNG
DER
REPLIKATIONSSTARTPUNKTE
.
268
11.1.3
HELIKASE:
TRENNUNG
DER
DNA-DOPPELHELIX
IN
ZWEI
EINZELSTRAENGE
269
11.1.4
TOPOISOMERASE:
VERMINDERUNG
DER
TORSIONSSPANNUNG
.
269
11.1.5
SYNTHESE
DER
PRIMER
.
272
11.1.6
SYNTHESE
DER
TOCHTERSTRAENGE
.
272
11.1.7
GENAUIGKEIT
DER
REPLIKATION
.
274
11.1.8
ENTFERNEN
DER
PRIMER
UND
AUFFUELLEN
DER
EINZELSTRAENGIGEN
DNA-ABSCHNITTE
.
275
11.1.9
VERKNUEPFEN
DER
EINZELSTRANGBRUECHE
(LIGATION)
.
276
11.1.10
TELOMERASE:
ERHALT
DER
CHROMOSOMENENDEN
.
276
11.1.11
VERGLEICH
VON
PRO
UND
EUKARYOTISCHER
REPLIKATION
.
278
11.2
DNA-MUTATIONEN
.
279
11.2.1
MUTATIONSFORMEN
.
279
11.2.2
URSACHEN
UND
ENTSTEHUNG
VON
MUTATIONEN
.
280
11.3
DNA-REPARATUR
.
284
11.3.1
PRINZIP
DER
DNA-REPARATUR
.
284
11.3.2
BASEN-EXZISIONSREPARATUR
.
285
11.3.3
NUKLEOTID-EXZISIONSREPARATUR
.
286
11.3.4
MISMATCH-REPARATUR
.
287
11.3.5
REPARATUR
VON
DNA-DOPPELSTRANGBRUECHEN
.
288
11.3.6
DIREKTE
REPARATUR
.
290
12
KANZEROGENESE:
EINE
ZELLE
GEGEN
DEN
GANZEN
MENSCHEN
.
291
12.1
TUMOREN
.
292
12.2
KANZEROGENESE
.
293
12.2.1
VIELSCHRITTPROZESS
.
293
12.2.2
UNABHAENGIGKEIT
VON
WACHSTUMSSIGNALEN
.
293
12.2.3
UMGEHEN
VON
WACHSTUMSINHIBITOREN
.
294
12.2.4
VERMEIDUNG
VON
APOPTOSE
.
295
12.2.5
UMGEHEN
DES
IMMUNSYSTEMS
.
295
12.2.6
UNBEGRENZTE
TEILUNGSFAEHIGKEIT
.
295
12.2.7
ANGIOGENESE
UND
ANPASSUNGEN
DES
STOFFWECHSELS
.
295
12.2.8
INVASIVES
WACHSTUM
UND
METASTASIERUNG
.
295
12.3
PROTOONKOGENE,
ONKOGENE
UND
TUMORSUPPRESSOREN
.
296
12.3.1
ANTREIBER
UND
BREMSEN
DES
ZELLZYKLUS
.
296
12.3.2
AUS
PROTOONKOGENEN
WERDEN
ONKOGENE
.
298
12.3.3
TUMORSUPPRESSOREN
.
301
12.4
VIREN
UND
BAKTERIEN
ALS
KARZINOGENE
.
305
12.4.1
TUMORVIREN
.
305
12.4.2
BAKTERIEN
ALS
AUSLOESER
VON
KREBS
.
307
12.5
TUMORDIAGNOSTIK
.
307
12.5.1
TUMORMARKER:
BIOCHEMISCHE
FRUEHERKENNUNG
.
307
12.5.2
BILDGEBENDEVERFAHREN
.
308
12.5.3
HISTOLOGISCHE
UND
MOLEKULARBIOLOGISCHE
CHARAKTERISIERUNG
NACH
BIOPSIE
UND
OPERATION
.
309
12.6
TUMORTHERAPIE
.
309
12.6.1
DREI
SAEULEN
DER
KREBSTHERAPIE
.
309
12.6.2
BESTRAHLUNG
.
311
12.6.3
CHEMOTHERAPIE
.
311
12.6.4
ZIELGERICHTETE
MEDIKAMENTOESE
THERAPIE
.
312
12.6.5
PERSONALISIERTE
MEDIZIN
.
314
12.6.6
RESISTENZENTWICKLUNGEN
.
314
13
EPIGENETIK:
INFORMATION
UND
VERERBUNG
JENSEITS
DER
DNA
.
315
13.1
MOLEKULARE
EPIGENETIK
.
315
13.1.1
DEFINITIONEN
.
315
13.1.2
DNA-METHYLIERUNG:
EPIGENETIK
DURCH
DNA-MODIFIKATION
.
316
13.1.3
CHROMATIN:
DIE
EPIGENETISCHE
INFORMATIONSPLATTFORM
.
316
13.1.4
TRANSKRIPTIONSFAKTORNETZWERKE:
MASTERREGULATOREN
DER
GENEXPRESSION
.
320
13.1.5
MONOALLELISCHE
EXPRESSION:
X-CHROMOSOM-INAKTIVIERUNG
.
320
13.2
REVERSIBILITAET:
NEUE
THERAPIEN
.
321
13.3
PRAEGUNG
DURCH
UMWELTEINFLUESSE
.
322
14
VIREN
UND
BAKTERIEN:
WIE
FUNKTIONIEREN
KRANKHEITSERREGER?.
323
14.1
MIKROORGANISMEN
.
323
14.2
VIREN:
AUFBAU
UND
VERMEHRUNG
.
324
14.2.1
GROESSE
UND
STRUKTUR
.
324
14.2.2
ERBINFORMATION
.
324
14.2.3
AUFBAU
.
324
14.2.4
VERMEHRUNGSZYKLUS
.
325
14.2.5
INFLUENZAVIREN
.
325
14.2.6
RETROVIREN:
HUMANES
IMMUNDEFIZIENZVIRUS
(HIV)
.
330
14.2.7
CORONAVIREN:
SARS-COV-2
.
335
14.3
BAKTERIEN
.
340
14.3.1
AUFBAU
UND
EIGENSCHAFTEN
.
340
14.3.2
DAS
MIKROBIOM
DES
MENSCHLICHEN
KOERPERS
.
341
14.3.3
BAKTERIEN
ALS
KRANKHEITSERREGER
.
341
14.3.4
ANTIBIOTIKA
.
341
14.3.5
ENTEROHAEMORRHAGISCHE
ESCHERICHIA
COLI
(EHEC)
.
344
INHALTSVERZEICHNIS
15
GENTECHNOLOGIE:
INDIVIDUALISIERTE
THERAPIE
.
347
15.1
GENTECHNOLOGIE
IN
DIAGNOSTIK
UND
THERAPIE
.
347
15.2
POLYMERASE-KETTENREAKTION
(PCR)
.
348
15.2.1
ABLAUF
DER
PCR
.
348
15.2.2
AMPLIFIKATION
.
348
15.3
GELELEKTROPHORESE
VON
NUKLEINSAEUREN
.
350
15.4
SEQUENZIERUNG
VON
DNA
.
351
15.5
NEXT
GENERATION
SEQUENCING
.
352
15.6
DNA-CHIP-TECHNOLOGIEN
.
354
15.7
DER
GENETISCHE
FINGERABDRUCK
.
355
15.8
DIE
URSPRUENGE
DER
GENTECHNIK
.
356
15.8.1
PLASMIDE
.
356
15.8.2
KLONIERUNG
MIT
RESTRIKTIONSENDONUKLEASEN
.
357
15.8.3
PRODUKTION
VON
PROTEINEN
.
359
15.9
VIRALE
VEKTOREN
.
360
15.10
TRANSGENE
UND
KNOCK-OUT-MAEUSE
.
362
15.11
RNA-INTERFERENZ
.
363
15.12
GENOME
EDITING
.
364
15.13
BIOMEDIZINISCHE
DATENBANKEN
.
366
16
IMMUNSYSTEM:
ABWEHR
VON
BEDROHUNGEN
.
367
16.1
KOMPONENTEN
DES
IMMUNSYSTEMS
.
367
16.2
ORGANE
UND
ZELLEN
DES
IMMUNSYSTEMS
.
368
16.3
ANGEBORENE
IMMUNITAET
.
368
16.3.1
KOMPONENTEN
DER
ANGEBORENEN
IMMUNITAET
.
368
16.3.2
BARRIEREN:
MECHANISCHE
UND
CHEMISCHE
ABWEHR
.
369
16.3.3
PROTEINE
UND
ANDERE
LOESLICHE
MOLEKUELE:
BIOLOGISCHE
ABWEHR
.
370
16.3.4
MUSTERERKENNUNG:
WAS
UNTERSCHEIDET
FREUND
VON
FEIND?
.
372
16.3.5
ZELLEN
DER
ANGEBORENEN
IMMUNITAET
.
373
16.3.6
ENTZUENDUNG
.
374
16.3.7
KOMPLEMENTSYSTEM:
VIELSEITIGER
HELFER
.
377
16.4
ADAPTIVE
IMMUNITAET:
MASSGESCHNEIDERTE
ABWEHR
.
379
16.4.1
KOMPONENTEN
DER
ADAPTIVEN
IMMUNITAET
.
379
16.4.2
ANTIGENE:
VIELSEITIGE
PROVOKATEURE
.
380
16.4.3
ANTIGENPRAESENTATION
.
381
16.4.4
ANTIGENERKENNUNG
DURCH
T-LYMPHOZYTEN
.
384
16.4.5
T-ZELL-ANTWORT
.
386
16.4.6
ANTIKOERPER
.
393
16.4.7
ANTIGENERKENNUNG
DURCH
B-LYMPHOZYTEN
.
396
16.4.8
B-ZELL-ANTWORT
.
399
16.4.9
IMMUNOLOGISCHES
GEDAECHTNIS
.
404
16.4.10
MONOKLONALE
ANTIKOERPER
FUER
DIAGNOSTIK
UND
THERAPIE
.
405
16.5
IMMUNSYSTEM
DES
DARMS:
DAUERNDE
WACHSAMKEIT
.
406
16.5.1
ORGANISATION
DES
IMMUNSYSTEMS
DES
DARMS
.
406
16.5.2
ANGEBORENE
IMMUNITAET
DES
DARMS
.
408
16.5.3
ADAPTIVE
IMMUNITAET
DES
DARMS
.
408
16.6
DAS
UEBEREMPFINDLICHE
IMMUNSYSTEM:
AUTOIMMUNITAET
UND
ALLERGIEN
.
410
16.6.1
AUTOIMMUNITAET:
GESTOERTE
TOLERANZ
.
410
16.6.2
ALLERGIEN:
HARMLOS
WIRD
GEFAEHRLICH
.
411
16.6.3
HYPOSENSIBILISIERUNG
.
415
16.7
IMMUNTHERAPIE
BEI
TUMORERKRANKUNGEN
.
415
16.7.1
TUMORESCAPE
.
415
16.7.2
UNSPEZIFISCHE
IMMUNSTIMULATION
.
416
16.7.3
IMMUNISIERUNG
.
416
17
PRINZIPIEN
DES
STOFFWECHSELS:
WAS
GEHT
REIN
UND
WAS
GEHT
RAUS?
.
419
17.1
DER
MENSCHLICHE
STOFFWECHSEL
.
419
17.2
KATABOLISMUS
.
420
17.3
ANABOLISMUS
.
421
17.4
REDOXAEQUIVALENTE:
UEBERTRAGUNG
VON
ELEKTRONEN
.
422
17.4.1
NAD
+
/NADH
UND
NADP
+
/NADPH
.
422
17.4.2
FAD/FADH
2
.
423
17.5
ENERGIEREICHE
BINDUNGEN
.
425
17.6
GRUNDSAETZE
DER
STOFFWECHSELREGULATION
.
426
17.7
REGULATION
DER
NAHRUNGSAUFNAHME
.
427
17.7.1
ENERGIEUMSATZ
.
427
17.7.2
APPETITREGULATION
.
428
17.7.3
PEPTIDHORMONE
DES
MAGEN-DARM-TRAKTS
.
430
18
MITOCHONDRIEN:
KRAFTWERKE
DER
ZELLE
.
431
18.1
FUNKTION
UND
AUFBAU
DER
MITOCHONDRIEN
.
431
18.2
CITRATZYKLUS:
DIE
ZENTRALE
DREHSCHEIBE
.
432
18.2.1
CITRATZYKLUS
IM
KATABOLEN
UND
ANABOLEN
STOFFWECHSEL
.
432
18.2.2
FUNKTION
DES
CITRATZYKLUS
IM
KATABOLEN
STOFFWECHSEL
.
432
18.2.3
EINZELREAKTIONEN
DES
CITRATZYKLUS
.
433
18.2.4
BILANZ
DES
CITRATZYKLUS
.
438
18.2.5
FUNKTION
DES
CITRATZYKLUS
IM
ANABOLEN
STOFFWECHSEL
.
440
18.3
REGULATION
DES
CITRATZYKLUS
.
440
18.3.1
REGULATION
DURCH
DIE
ENERGIELADUNG
.
440
18.3.2
REGULATION
DURCH
SUBSTRATANGEBOT
.
441
18.3.3
HORMONELLE
REGULATION
.
441
18.3.4
PRODUKTHEMMUNG
.
441
18.3.5
REGULATION
DURCH
CALCIUM
.
441
18.4
ATMUNGSKETTE:
SO
ENTSTEHT
NUTZBARE
ENERGIE
.
442
18.4.1
PRINZIP
DER
ATMUNGSKETTE
.
442
18.4.2
REDOXSYSTEME
DER
ATMUNGSKETTE
.
444
18.4.3
ATP-SYNTHASE
.
451
18.5
STOFFTRANSPORT
ZWISCHEN
MITOCHONDRIUM
UND
ZYTOPLASMA
.
452
18.5.1
CARRIER
UND
SHUTTLE
.
452
18.5.2
ATP/ADP-TRANSLOKATOR
UND
PHOSPHAT
CARRIER
.
453
18.5.3
TRANSPORT
DER
REDOXAEQUIVALENTE
.
454
18.6
ENERGIEAUSBEUTE
DER
ATMUNGSKETTE
.
456
18.7
REGULATION
DER
ATMUNGSKETTE
.
456
18.7.1
PHYSIOLOGISCHE
REGULATION
DER
ATMUNGSKETTE
.
456
18.7.2
KURZSCHLUSS:
ENTKOPPLUNG
DER
ATMUNGSKETTE
.
457
19
KOHLENHYDRATE:
SCHNELLE
ENERGIE
UND
MEHR
.
459
19.1
FUNKTIONELLE
VIELFALT
DER
KOHLENHYDRATE
.
459
19.2
STRUKTURELLE
VIELFALT
DER
KOHLENHYDRATE
.
460
19.2.1
EINTEILUNG
DER
KOHLENHYDRATE
.
460
19.2.2
MONOSACCHARIDE
.
460
19.2.3
DISACCHARIDE
UND
OLIGOSACCHARIDE
.
466
19.2.4
POLYSACCHARIDE
.
467
19.3
AUFNAHME
VON
KOHLENHYDRATEN
AUS
DER
NAHRUNG
.
468
19.3.1
VERDAUUNG
DER
KOHLENHYDRATE
IM
MAGEN-DARM-TRAKT
.
468
19.3.2
ABSORPTION
DER
KOHLENHYDRATE
AUS
DEM
MAGEN-DARM-TRAKT
.
470
INHALTSVERZEICHNIS
19.4
GLYKOLYSE:
SCHNELLE
ENERGIE
AUS
GLUKOSE
.
473
19.4.1
PRINZIPIEN
DER
GLYKOLYSE
.
473
19.4.2
REAKTIONEN
DER
GLYKOLYSE
.
473
19.4.3
REGENERATION
DES
NAD
+
UND
DAS
SCHICKSAL
DES
PYRUVATS
477
19.4.4
EINSCHLEUSUNG
DER
ANDEREN
MONOSACCHARIDE
IN
DIE
GLYKOLYSE
480
19.4.5
REGULATION
DER
GLYKOLYSE
UND
DES
PYRUVAT
DEHYDROGENASE-KOMPLEXES
.
483
19.5
AUFRECHTERHALTUNG
DER
BLUTGLUKOSEKONZENTRATION
.
489
19.5.1
GLUKOSE
IM
BLUT
.
489
19.5.2
GLUKONEOGENESE
.
489
19.5.3
GLYKOGEN
.
496
19.6
GLUKOSE
ALS
AUSGANGSPUNKT
FUER
SYNTHESEN
.
504
19.6.1
GLYKOLYSEZWISCHENPRODUKTE
FUER
SYNTHESEN
.
504
19.6.2
PENTOSEPHOSPHATWEG
.
505
19.6.3
POLYOLWEG
.
509
20
LIPIDE:
NICHT
NUR
ENERGIESPEICHER
.
511
20.1
LIPIDE
ALS
ENERGIESPEICHER
.
511
20.1.1
FUNKTIONEN
UND
EIGENSCHAFTEN
DER
LIPIDE
.
511
20.1.2
TRIACYLGLYCERINE
ALS
SPEICHERFORM
DER
LIPIDE
.
512
20.1.3
VERDAUUNG
UND
ABSORPTION
DER
TRIACYLGLYCERINE
.
515
20.1.4
SYNTHESE
DER
TRIACYLGLYCERINE
.
522
20.1.5
TRANSPORT
DER
TAG
MITTELS
LIPOPROTEINEN
.
524
20.1.6
SPEICHERUNG
VON
TAG
IN
ADIPOZYTEN
.
531
20.1.7
FETTSAEUREBIOSYNTHESE
.
532
20.1.8
MOBILISIERUNG
DER
LIPIDSPEICHER
.
537
20.1.9
KETONKOERPER
.
546
20.2
LIPIDE
ALS
SIGNALMOLEKUELE
.
548
20.2.1
CHOLESTERIN
UND
SEIN
STOFFWECHSEL
.
548
20.2.2
FUNKTION
UND
SYNTHESE
DER
FETTSAEUREDERIVATE
.
557
20.3
LIPIDE
ALS
BAUSTEINE
VON
MEMBRANEN
.
561
20.3.1
MEMBRANBIOSYNTHESE
.
561
20.3.2
ABSORPTION
UND
ABBAU
VON
MEMBRANLIPIDEN
.
565
21
STICKSTOFFVERBINDUNGEN:
MOLEKUELE
MIT
VIELEN
FUNKTIONEN
.
569
21.1
STICKSTOFF
IM
MENSCHEN:
STICKSTOFFBILANZ
.
570
21.2
AMINOSAEURESTOFFWECHSEL
.
571
21.2.1
PROTEINVERDAUUNG
UND
AMINOSAEUREABSORPTION
.
571
21.2.2
PYRIDOXALPHOSPHAT
.
574
21.3
ABBAU
DER
AMINOSAEUREN
.
575
21.3.1
ENTSORGUNG
DER
AMINOGRUPPE
.
575
21.3.2
REAKTIONEN
DES
HARNSTOFFZYKLUS
.
579
21.3.3
AUSSCHEIDUNG
VON
AMINOGRUPPEN
DURCH
DIE
NIERE
.
583
21.3.4
ABBAU
DER
C-GERUESTE
DER
AMINOSAEUREN
.
584
21.4
AMINOSAEURESYNTHESE
.
592
21.4.1
ESSENZIELLE
AMINOSAEUREN
.
592
21.4.2
BEDINGT
ESSENZIELLE
AMINOSAEUREN
.
593
21.4.3
BIOSYNTHESE
DER
NICHT-ESSENZIELLEN
AMINOSAEUREN
.
593
21.5
ORGANSPEZIFISCHER
AMINOSAEURESTOFFWECHSEL
.
595
21.5.1
HORMONELLE
REGULATION
DES
AMINOSAEURESTOFFWECHSELS
.
595
21.5.2
DUENNDARM
.
595
21.5.3
LEBER
.
596
21.5.4
NIERE
.
596
21.5.5
SKELETTMUSKEL
.
596
21.5.6
GEHIRN
.
597
21.6
BIOGENE
AMINE
.
597
21.6.1
BILDUNG
UND
FUNKTION
BIOGENER
AMINE
.
597
21.6.2
KATECHOLAMINE
.
597
21.6.3
TRYPTAMINE
.
598
21.6.4
HISTAMIN
.
599
21.6.5
GLUTAMAT
UND
GABA
.
599
21.6.6
ABBAU
DER
BIOGENEN
AMINE
.
600
21.7
NUKLEOTIDE:
MEHR
ALS
NUR
BAUSTEINE
DER
NUKLEINSAEUREN
.
602
21.7.1
HERKUNFT
DER
NUKLEOTIDE
.
602
21.7.2
HYDROLYSE
VON
NUKLEINSAEUREN
UND
ABSORPTION
DER
BAUSTEINE
.
602
21.7.3
WIEDERVERWERTUNG
.
604
21.7.4
ABBAU
DER
NUKLEOTIDE
.
605
21.7.5
NEUSYNTHESE
VON
RIBONUKLEOTIDEN
.
610
21.7.6
SYNTHESE
VON
DESOXYRIBONUKLEOTIDEN
.
616
21.8
STOFFWECHSEL
DER
NITROVERBINDUNGEN
.
620
21.9
HAEMSTOFFWECHSEL
.
621
21.9.1
HAEMVARIANTEN
.
621
21.9.2
HAEMBIOSYNTHESE
.
621
21.9.3
HAEMABBAU
.
623
21.10
KREATIN
.
626
21.11
WEITERE
WICHTIGE
AMINE
.
626
21.11.1
CHOLIN
.
626
21.11.2
BETAIN
.
627
21.11.3
CARNITIN
.
627
22
BIOTRANSFORMATION:
ENTGIFTUNG
UND
GIFTUNG
.
629
22.1
METABOLISIERUNG
VON
EIGEN
UND
FREMDSTOFFEN
.
629
22.2
PHASE-L-REAKTION
(UMWANDLUNGSPHASE)
.
630
22.2.1
CYTOCHROM-P450-ENZYME
.
630
22.2.2
WEITERE
BEISPIELE
FUER
PHASE-I-ENZYME
.
631
22.3
PHASE-LL-REAKTIONEN
(KONJUGATIONSPHASE)
.
632
22.3.1
KONJUGATION
MIT
GLUKURONSAEURE
.
632
22.3.2
KONJUGATION
MIT
GLUTATHION
.
633
22.3.3
KONJUGATION
MIT
SULFATGRUPPEN
.
634
22.3.4
N-ACETYLIERUNG,
METHYLIERUNG
UND
KONJUGATION
MIT
GLYCIN
635
22.4
INDUZIERBARKEIT
VON
PHASE-I
UND
PHASE-IL
ENZYMEN.
635
23
VITAMINE,
MINERALSTOFFE
UND
SPURENELEMENTE:
KLEINE
MENGEN
MIT
GROSSER
WIRKUNG
.
637
23.1
VITAMINE
.
637
23.2
FETTLOESLICHE
VITAMINE
.
638
23.2.1
ABSORPTION
UND
TRANSPORT
.
638
23.2.2
VITAMIN
A:
RETINOIDE
.
638
23.2.3
VITAMIN
D:
CALCIFEROLE
.
641
23.2.4
VITAMIN
E:
TOCOPHEROL
.
643
23.2.5
VITAMIN
K:
PHYLLOCHINONE
.
644
23.3
WASSERLOESLICHE
VITAMINE
.
644
23.3.1
TRANSPORT
.
644
23.3.2
VITAMIN
B,
(THIAMIN)
.
644
23.3.3
VITAMIN
B
2
(RIBOFLAVIN)
.
646
23.3.4
NIACIN
.
647
23.3.5
VITAMIN
B
5
(PANTOTHENSAEURE)
.
648
23.3.6
VITAMIN
B,
(PYRIDOXIN)
.
649
23.3.7
VITAMIN
B
7
(BIOTIN)
.
649
23.3.8
VITAMIN
B
9
(FOLSAEURE)
.
650
23.3.9
VITAMIN
B,2
(COBALAMIN)
.
652
23.3.10
VITAMIN
C
(ASCORBINSAEURE)
.
654
INHALTSVERZEICHNIS
23.4
MINERALSTOFFE
UND
ELEKTROLYTE
.
656
23.4.1
ELEKTROLYT
UND
WASSERHAUSHALT
.
656
23.4.2
CALCIUM
.
657
23.4.3
PHOSPHOR
.
657
23.4.4
NATRIUM
.
658
23.4.5
KALIUM
.
659
23.4.6
CHLOR
.
659
23.4.7
SCHWEFEL
.
659
23.4.8
HYDROGENCARBONAT
.
660
23.4.9
MAGNESIUM
.
660
23.5
SPURENELEMENTE
.
660
23.5.1
ESSENZIELLE
UND
NICHT-ESSENZIELLE
SPURENELEMENTE
.
660
23.5.2
EISEN
.
662
23.5.3
IOD
.
665
23.5.4
ZINK
.
666
23.5.5
KUPFER
.
667
23.5.6
SELEN
.
667
23.5.7
COBALT,
MANGAN,
MOLYBDAEN
.
668
24
STOFFWECHSELINTEGRATION:
WIE
PASST
DAS
ALLES
ZUSAMMEN?
.
669
24.1
ENERGIESPEICHERUNG
.
669
24.2
EIN
METABOLISCHER
TAG
.
670
24.2.1
SPEICHERUNG
AM
TAG,
SPEICHERABBAU
IN
DER
NACHT
670
24.2.2
POSTABSORPTIVER
STOFFWECHSEL:
GLUKOSE
FUERS
GEHIRN,
FETTSAEUREN
FUER
DIE
PERIPHERIE
.
670
24.2.3
POSTPRANDIALER
STOFFWECHSEL:
AUFFUELLEN
DER
SPEICHER,
ENERGIE
AUS
GLUKOSE
.
673
24.2.4
NAEHRSTOFFE
IM
BLUT:
EIN
TAGESPROFIL
.
676
24.3
UEBERERNAEHRUNG:
TAG-SPEICHERUNG
.
677
24.4
HUNGERSTOFFWECHSEL:
KETONKOERPER
UND
GLUKOSE
FUERS
GEHIRN,
FETTSAEUREN
FUER
LEBER
UND
PERIPHERIE
.
678
24.4.1
UMSTELLUNG
AUF
DEN
ADAPTIERTEN
HUNGERSTOFFWECHSEL
.
678
24.4.2
STOFFWECHSEL
BEI
EINGESCHRAENKTER
KOHLENHYDRAT-ODER
LIPIDZUFUHR
.
681
24.5
INSULINMANGEL
.
682
24.5.1
DIABETES
MELLITUS
.
682
24.5.2
DIABETES
TYP
1:
ABSOLUTER
INSULINMANGEL
.
682
24.5.3
DIABETES
MELLITUS
TYP
2:
INSULINRESISTENZ
.
687
24.5.4
LANGZEITSCHAEDEN
BEI
DIABETES
MELLITUS
.
691
24.6
MUSKELAKTIVITAET
.
692
24.6.1
ENERGIEQUELLEN
DES
MUSKELS
.
692
24.6.2 100-M-SPRINT:
KREATINPHOSPHAT
.
693
24.6.3 400-M-LAUF:
ANAEROBE
GLYKOLYSE
.
694
24.6.4
1000-10
000-M-LAUF:
AEROBE
GLUKOSEOXIDATION
.
695
24.6.5
AUSDAUERLEISTUNG:
AEROBE
GLUKOSE
UND
FETTSAEUREOXIDATION
.
696
24.7
ETHANOLSTOFFWECHSEL
.
698
24.7.1
ETHANOLABBAU
.
698
24.7.2
AKUTE
ALKOHOLINTOXIKATION
.
700
24.7.3
CHRONISCH
ERHOEHTE
ALKOHOLZUFUHR
.
701
25
BLUT:
EIN
GANZ
BESONDERER
SAFT
.
705
25.1
BESTANDTEILE
DES
BLUTS
.
705
25.2
FUNKTIONEN
DES
BLUTS
.
706
25.2.1
PUFFERSYSTEM
.
706
25.2.2
TRANSPORTSYSTEM
.
706
25.2.3
IMMUNABWEHR
.
706
25.2.4
TEMPERATURREGULATION
.
706
25.2.5
HAEMOSTASE
.
706
25.3
PLASMA
UND
PLASMAPROTEINE.
706
25.3.1
BLUTPLASMA
.
706
25.3.2
PLASMAPROTEINE
.
707
25.4
ZELLULAERE
BESTANDTEILE
.
709
25.5
GASTRANSPORT
IM
BLUT
.
710
25.5.1
SAUERSTOFFTRANSPORT
.
710
25.5.2
TRANSPORT
VON
KOHLENDIOXID
.
715
25.6
HAEMOSTASE:
BEENDIGUNG
EINER
BLUTUNG
.
715
25.6.1
PHASEN
DER
HAEMOSTASE
.
715
25.6.2
PRIMAERE
HAEMOSTASE
.
716
25.6.3
SEKUNDAERE
HAEMOSTASE:
BLUTGERINNUNG
.
718
25.6.4
FIBRINOLYSE
.
724
26
STRUKTURPROTEINE:
STABILITAET
VON
ZELLEN
UND
GEWEBEN
.
727
26.1
ZYTOSKELETT
UND
EXTRAZELLULAERE
MATRIX
.
727
26.2
ZYTOSKELETT:
STABILITAET
IN
DER
ZELLE
.
7T7
26.2.1
AKTINFILAMENTE:
MIKROFILAMENTE
.
728
26.2.2
MIKROTUBULI:
MAKROFILAMENTE
.
729
26.2.3
INTERMEDIAERFILAMENTE
.
730
26.3
EXTRAZELLULAERE
MATRIX:
STABILITAET
UND
ELASTIZITAET
.
731
26.3.1
KOMPONENTEN
DER
EXTRAZELLULAEREN
MATRIX
.
731
26.3.2
KOLLAGEN:
ZUGSTABILITAET
.
731
26.3.3
ELASTIN:
ZUGELASTIZITAET
.
733
26.3.4 GLYKOSAMINOGLYKANE:
DRUCKELASTIZITAET
.
733
26.3.5
HYDROXYLAPATIT:
DRUCKSTABILITAET
.
735
26.4
ZELLINTERAKTIONEN:
STABILITAET
VON
ZELLVERBAENDEN
.
736
26.4.1
ZELL-ZELL-INTERAKTIONEN
.
736
26.4.2
ZELL-MATRIX-INTERAKTIONEN
.
739
26.5
BLUT-HIRN
UND
BLUT-LIQUOR-SCHRANKE
.
740
26.5.1
BLUT-HIRN-SCHRANKE
.
740
26.5.2
BLUT-LIQUOR-SCHRANKE
.
743
27
NERVEN,
SINNE,
MUSKELN:
INFORMATIONSUEBERTRAGUNG.
745
27.1
NERVENREIZLEITUNG:
SCHNELLE
INFORMATIONSWEITERLEITUNG
.
745
27.1.1
AFFERENTE
UND
EFFERENTE
SIGNALUEBERTRAGUNG
.
745
27.1.2
NERVENZELLEN
(NEURONE)
.
745
27.1.3
INFORMATIONSWEITERLEITUNG
INNERHALB
EINER
NERVENZELLE
.
746
27.1.4
ZELL-ZELL-KOMMUNIKATION
UEBER
SYNAPSEN
.
748
27.2
SEHEN,
RIECHEN,
SCHMECKEN:
WIE
NEHMEN
WIR
UMWELTREIZE
WAHR?
.
750
27.2.1
SINNESMODALITAETEN
.
750
27.2.2
SEHEN
.
750
27.2.3
RIECHEN
.
753
27.2.4
SCHMECKEN
.
754
27.3
MUSKULATUR
.
754
27.3.1
AUFBAU
DER
MUSKULATUR
.
754
27.3.2
KONTRAKTION
DER
MUSKULATUR
.
756
27.3.3
NEUROMUSKULAERE
ERREGUNGSUEBERTRAGUNG
AN
DER
SKELETTMUSKULATUR
.
757
28
ENTWICKLUNG
UND
ALTER:
AUF
DER
SUCHE
NACH
DER
UNSTERBLICHKEIT
.
759
28.1
ZELLULAERE
GRUNDLAGEN
DER
ENTWICKLUNG
.
759
28.1.1
GRUNDZUEGE
DER
EMBRYONALENTWICKLUNG
.
759
28.1.2
REGULATION
DER
ZELLPROLIFERATION
UND
-DIFFERENZIERUNG
.
762
28.2
ALTERN
.
764
28.2.1
MECHANISMEN
DES
ALTERNS
.
764
28.2.2
NEURODEGENERATIVE
ERKRANKUNGEN
.
769
28.2.3
KALORIENRESTRIKTION:
EINE
STRATEGIE
ZUR
LEBENSVERLAENGERUNG?
.
775
29
WISSENSCHAFTLICHES
ARBEITEN:
WOHER
KOMMT
WISSEN?
.
779
29.1
PRINZIPIEN
.
779
29.1.1
DIE
NATURWISSENSCHAFTLICHE
METHODE
.
779
29.1.2
EXPERIMENT
UND
BEOBACHTUNG
.
780
29.1.3
KORRELATION
UND
KAUSALITAET
.
780
29.1.4
OBJEKTIVITAET,
KONSISTENZ
UND
UNIVERSALITAET
.
781
29.1.5
HYPOTHESEN,
THEORIEN
UND
BEWEISE
.
781
29.1.6
PARADIGMEN,
WISSENSCHAFTSGEMEINSCHAFT
UND
REDLICHKEIT
.
782
29.1.7
FORSCHUNGS
UND
LEHRBUCHWISSEN
.
782
29.1.8
GESELLSCHAFT
UND
VERANTWORTUNG
.
783
29.2
PRAXIS
.
783
29.2.1
MESSEN
.
783
29.2.2
GUTE
WISSENSCHAFTLICHE
PRAXIS
.
787
29.3
PUBLIZIEREN
.
788
29.3.1
WISSENSCHAFTLICHKEIT
DURCH
PUBLIKATION
.
788
29.3.2
PEER-REVIEW
.
788
29.3.3
TYPISCHER
AUFBAU
WISSENSCHAFTLICHER
PUBLIKATIONEN
.
789
29.3.4
GUTE
PRAXIS
DES
WISSENSCHAFTLICHEN
PUBLIZIERENS
.
791
29.3.5
GLANZ
UND
ELEND
WISSENSCHAFTLICHER
VEROEFFENTLICHUNGEN
.
791
ANHANG
.
793
LOESUNGEN
.
795
REGISTER
.
807 |
| adam_txt |
INHALT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
BIOCHEMIE:
BASIS
ALLER
LEBEWESEN
PROTEINE:
ARBEITER
DER
ZELLE
ENZYME:
KATALYSATOREN
DES
LEBENS
VON
DER
DNA
ZUR
RNA:
SPEICHERUNG
UND
AUSLESEN
VON
INFORMATION
TRANSLATION:
VON
DER
RNA
ZUM
PROTEIN
KOMPARTIMENTE,
PROTEINSORTIERUNG
UND
-MODIFIKATIONEN:
DER
RICHTIGE
ARBEITER
AM
RICHTIGEN
PLATZ
PROTEINABBAU:
ENTSORGUNG
VON
DEFEKTEN
UND
NICHT
MEHR
BENOETIGTEN
PROTEINEN
ANALYSE
VON
PROTEINEN:
WOHER
WEISS
MAN
DAS
ALLES?
WIRKUNGSWEISE
VON
HORMONEN:
WIE
WIRD
DAS
ALLES
KONTROLLIERT?
ZELLZYKLUS
UND
APOPTOSE:
NICHT
ZU
VIEL
UND
NICHT
ZU
WENIG
DNA-REPLIKATION
UND
-REPARATUR:
INFORMATIONSSICHERHEIT
KANZEROGENESE:
EINE
ZELLE
GEGEN
DEN
GANZEN
MENSCHEN
EPIGENETIK:
INFORMATION
UND
VERERBUNG
JENSEITS
DER
DNA
VIREN
UND
BAKTERIEN:
WIE
FUNKTIONIEREN
KRANKHEITSERREGER?
GENTECHNOLOGIE:
INDIVIDUALISIERTE
THERAPIE
IMMUNSYSTEM:
ABWEHR
VON
BEDROHUNGEN
PRINZIPIEN
DES
STOFFWECHSELS:
WAS
GEHT
REIN
UND
WAS
GEHT
RAUS?
MITOCHONDRIEN:
DIE
KRAFTWERKE
DER
ZELLE
KOHLENHYDRATE:
SCHNELLE
ENERGIE
UND
MEHR
LIPIDE:
NICHT
NUR
ENERGIESPEICHER
STICKSTOFFVERBINDUNGEN:
MOLEKUELE
MIT
VIELEN
FUNKTIONEN
BIOTRANSFORMATION:
ENTGIFTUNG
UND
GIFTUNG
VITAMINE,
MINERALSTOFFE
UND
SPURENELEMENTE:
KLEINE
MENGEN
MIT
GROSSER
WIRKUNG
STOFFWECHSELINTEGRATION:
WIE
PASST
DAS
ALLES
ZUSAMMEN?
BLUT:
EIN
GANZ
BESONDERER
SAFT
STRUKTURPROTEINE:
STABILITAET
VON
ZELLEN
UND
GEWEBEN
NERVEN,
SINNE,
MUSKELN:
INFORMATIONSUEBERTRAGUNG
ENTWICKLUNG
UND
ALTER:
AUF
DER
SUCHE
NACH
DER
UNSTERBLICHKEIT
WISSENSCHAFTLICHES
ARBEITEN:
WOHER
KOMMT
WISSEN?
INHALTSVERZEICHNIS
1
BIOCHEMIE:
BASIS
ALLER
LEBEWESEN
.
1
1.1
DIE
CHEMISCHE
EVOLUTION.
1
1.1.1
ELEMENTE
DES
LEBENS
.
1
1.1.2
WASSER
ALS
URSPRUNG
DES
LEBENS
.
2
1.1.3
ABGRENZUNG
VON
DER
UMGEBUNG
DURCH
LIPIDMEMBRANEN
.
5
1.1.4
KOHLENHYDRATE
ALS
ENERGIELIEFERANTEN
.
9
1.1.5
INFORMATIONSSPEICHERUNG
UND
KATALYSE
DURCH
RNA
.
12
1.1.6
KATALYSE,
TRANSPORT
UND
INFORMATIONS
AUSTAUSCH:
PROTEINE
.
14
1.1.7
VERBESSERTE
INFORMATIONSSPEICHERUNG:
DNA
.
15
1.1.8
DIE
URZELLE
.
16
1.2
EVOLUTION
DER
PROKARYOTEN
.
17
1.2.1
PROKARYOTEN
.
17
1.2.2
BAKTERIEN
UND
ARCHAEEN
.
17
1.2.3
DIE
SAUERSTOFFKATASTROPHE
.
18
1.3
EVOLUTION
DER
EUKARYOTEN
.
19
1.3.1
DIE
ENDOSYMBIONTENTHEORIE
.
19
1.3.2
KOMPARTIMENTE:
ARBEITSTEILUNG
UND
PROZESSOPTIMIERUNG
.
20
1.3.3
AUFBAU
DER
EUKARYOTISCHEN
ZELLE
.
20
1.4
ENTWICKLUNG
DER
ARTEN
.
23
1.4.1
ENTSTEHUNG
MEHRZELLIGER
LEBEWESEN
.
23
1.4.2
DIE
EVOLUTION
EINZELNER
GENE
UND
PROTEINE
.
24
2
PROTEINE:
ARBEITER
DER
ZELLE
.
27
2.1
AMINOSAEUREN
UND
PEPTIDBINDUNG
.
27
2.1.1
PROTEINE
ENTHALTEN
AMINOSAEUREN
.
27
2.1.2
AMINOSAEUREN
SIND
SCHWACHE
SAEUREN
.
28
2.1.3
DIE
PROTEINOGENEN
AMINOSAEUREN
.
29
2.1.4
PEPTIDBINDUNG
.
32
2.2
PROTEINSTRUKTUR
.
33
2.2.1
PRIMAERSTRUKTUR
.
33
2.2.2
SEKUNDAERSTRUKTUR
.
34
2.2.3
TERTIAERSTRUKTUR
.
36
2.2.4
QUARTAERSTRUKTUR
.
39
2.3
PROTEINFALTUNG
.
40
2.3.1
NATIVE
PROTEINE
.
40
2.3.2
FALTUNGSTRICHTER
.
40
2.3.3
CHAPERONE
.
41
2.4
MEMBRANPROTEINE
.
43
2.5
BINDUNG
VON
LIGANDEN
AN
PROTEINE
.
44
2.5.1
FUNKTIONEN
VON
PROTEINEN
.
44
2.5.2
COFAKTOREN
.
45
2.5.3
REZEPTOREN
.
45
2.5.4
TRANSPORTPROTEINE
.
46
3
ENZYME:
KATALYSATOREN
DES
LEBENS
.
49
3.1
CHEMISCHE
REAKTIONEN
IM
MENSCHEN
.
49
3.1.1
RICHTUNG
CHEMISCHER
REAKTIONEN
.
49
3.1.2
ENTHALPIE
.
50
3.1.3
ENTROPIE
.
50
3.1.4
FREIE
ENTHALPIE
.
51
3.1.5
KONZENTRATIONSABHAENGIGKEIT
DER
REAKTIONSRICHTUNG
.
51
3.2
ENZYME
ALS
BIOKATALYSATOREN
.
52
3.2.1
REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT
.
52
3.2.2
AUFBAU
VON
ENZYMEN
.
53
3.2.3
ENZYMATISCHE
KATALYSE
.
55
3.2.4
REAKTIONSMECHANISMUS
DER
SERINPROTEASEN
.
57
3.2.5
ENZYMKLASSIFIZIERUNG
.
59
3.2.6
COSUBSTRATE
.
60
3.3
ENZYMTESTS
.
63
3.3.1
FOTOMETRIE
.
63
3.3.2
BESTIMMUNG
DER
KONZENTRATION
VON
STOFFEN
IN
BLUT
ODER
URIN
.
64
3.3.3
BESTIMMUNG
VON
ENZYMEN
IM
BLUT
.
64
3.3.4
ELISA.
65
3.4
ENZYMKINETIK
.
65
3.4.1
GESCHWINDIGKEIT
ENZYMATISCHER
REAKTIONEN
.
65
3.4.2
MICHAELIS-MENTEN-KINETIK
.
65
3.4.3
ENZYMINHIBITOREN
.
68
3.5
ISOENZYME
.
70
3.6
REGULATION
DER
ENZYMAKTIVITAET
.
70
3.6.1
REGULATIONSMECHANISMEN
.
70
3.6.2
ALLOSTERIE
.
71
3.6.3
KOOPERATIVITAET
.
71
3.6.4
PHOSPHORYLIERUNG
.
72
3.6.5
ZYMOGENAKTIVIERUNG
.
72
4
VON
DER
DNA
ZUR
RNA:
SPEICHERUNG
UND
AUSLESEN
VON
INFORMATION
.
75
4.1
ZENTRALES
DOGMA
DER
MOLEKULARBIOLOGIE
.
75
4.2
NUKLEOTIDE
UND
NUKLEINSAEUREN.
76
4.2.1
NUKLEOTIDE
.
76
4.2.2
NUKLEINSAEUREN
.
78
4.2.3
INFORMATIONSFLUSS
ZWISCHEN
NUKLEINSAEUREN
.
81
4.3
CHROMATIN:
DIE
DNA-VERPACKUNG
.
82
4.4
DAS
MENSCHLICHE
GENOM
.
84
4.4.1
AUFBAU
MENSCHLICHER
CHROMOSOMEN
.
84
4.4.2
DER
GEN-BEGRIFF
.
85
4.4.3
ALLELE
.
86
4.4.4
REPETITIVE
DNA-SEQUENZEN
.
87
4.5
GENEXPRESSION
.
90
4.5.1
VOM
GENOTYP
ZUM
PHAENOTYP
.
90
4.5.2
TRANSKRIPTION
.
91
4.5.3
REGULATION
DER
TRANSKRIPTION
.
98
4.5.4
RNA-PROZESSIERUNG
.
101
5
TRANSLATION:
VON
DER
RNA
ZUM
PROTEIN
.
109
5.1
ABLAUF
DER
TRANSLATION
.
109
5.2
DIE
TRNA:
DER
ADAPTER
.
111
5.2.1
STRUKTUR
DER
TRNA
.
111
5.2.2
AKTIVIERUNG
DER
AMINOSAEURE
.
112
5.2.3
VERESTERUNG
DER
TRNA
MIT
DER
AMINOSAEURE
.
112
5.3
DER
GENETISCHE
CODE
.
114
5.4
DIE
RIBOSOMEN:
MASCHINEN
DER
TRANSLATION
.
115
5.4.1
EINTEILUNG
DER
RIBOSOMEN
.
115
5.4.2
AUFBAU
DES
PROKARYOTISCHEN
RIBOSOMS
.
115
5.4.3
AUFBAU
DES
EUKARYOTISCHEN
RIBOSOMS
.
115
5.5
PHASEN
DER
EUKARYOTISCHEN
TRANSLATION
.
117
5.5.1
INITIATION
.
117
5.5.2
ELONGATION
.
119
5.5.3
TERMINATION
.
122
5.6
DIE
AMINOSAEURE
SELENOCYSTEIN
.
123
5.7
REGULATION
DER
TRANSLATION
.
124
5.7.1
REGULATION
DURCH
RNA-INTERFERENZ
.
124
5.7.2
REGULATION
IN
DER
NICHT-TRANSLATIERTEN
REGION
AM
5
'
-ENDE
(5
'
-UTR)
.
124
INHALTSVERZEICHNIS
5.7.3
WEITERE
REGULATIONSMECHANISMEN
.
125
5.8
TRANSLATION
IN
PROKARYOTEN
.
126
6
KOMPARTIMENTE,
PROTEINSORTIERUNG
UND
-MODIFIKATIONEN:
DER
RICHTIGE
ARBEITER
AM
RICHTIGEN
PLATZ
.
127
6.1
LIPIDZUSAMMENSETZUNG
ZELLULAERER
MEMBRANEN
.
127
6.1.1
MEMBRANLIPIDE
.
127
6.1.2
GLYCEROPHOSPHOLIPIDE
.
128
6.1.3
SPHINGOPHOSPHOLIPIDE
.
129
6.1.4
GLYKOSPHINGOLIPIDE
.
130
6.1.5
CHOLESTERIN
.
130
6.1.6
ASYMMETRISCHE
LIPIDVERTEILUNG
.
130
6.2
EIGENSCHAFTEN
ZELLULAERER
MEMBRANEN
.
132
6.2.1
DYNAMIK
DER
MEMBRANLIPIDE
.
132
6.2.2
FLUIDITAET
.
132
6.2.3
MIKRODOMAENEN
.
133
6.3
PROTEINSORTIERUNG
.
133
6.3.1
MECHANISMENDESPROTEINTRANSPORTS
.
133
6.3.2
PROTEINTRANSPORT
ZWISCHEN
ZELLKERN
UND
ZYTOPLASMA
.
134
6.3.3
PROTEINTRANSPORT
IN
DAS
MITOCHONDRIUM
.
138
6.3.4
PROTEINTRANSPORT
IN
DAS
PEROXISOM
.
140
6.3.5
PROTEINTRANSPORT
IM
SEKRETORISCHEN
WEG
.
140
6.4
CO
UND
POSTTRANSLATIONALE
MODIFIKATIONEN
.
153
6.4.1
KOVALENTE
PROTEINMODIFIKATIONEN
.
153
6.4.2
GLYKOSYLIERUNG
.
154
6.4.3
PHOSPHORYLIERUNG
.
158
6.4.4
CARBOXYLIERUNG
.
159
6.4.5
HYDROXYLIERUNG
.
160
6.4.6
SULFATIERUNG
.
160
6.4.7
LIMITIERTE
PROTEOLYSE
.
161
6.4.8
LIPIDMODIFIKATIONEN
.
162
6.4.9
ADP-RIBOSYLIERUNG
.
163
7
PROTEINABBAU:
ENTSORGUNG
VON
DEFEKTEN
UND
NICHT
MEHR
BENOETIGTEN
PROTEINEN
.
165
7.1
KONZENTRATION
UND
HALBWERTSZEIT
VON
PROTEINEN
.
165
7.2
PROTEASEN
.
166
7.2.1
KLASSIFIKATION
.
166
7.2.2
SERIN-,
THREONIN
UND
CYSTEINPROTEASEN
.
166
7.2.3
ASPARTATPROTEASEN
.
167
7.2.4
METALLOPROTEASEN
.
167
7.2.5
INTRAMEMBRANPROTEASEN
.
167
7.3
DASPROTEASOM
.
168
7.3.1
AUFBAU
DES
PROTEASOMS
.
168
7.3.2
DAS
UBIQUITIN-SYSTEM
.
169
7.3.3
ABBAU
FEHLGEFALTETER
PROTEINE
DES
ER
.
170
7.4
LYSOSOMALER
ABBAU
.
172
7.5
AUTOPHAGOZYTOSE
.
172
7.6
SCHUTZ
VOR
UNKONTROLLIERTER
PROTEASEAKTIVITAET
.
173
8
ANALYSE
VON
PROTEINEN:
WOHER
WEISS
MAN
DASALLES?
.
175
8.1
AUFKLAERUNG
VON
PROTEINFUNKTION
UND
-STRUKTUR
.
175
8.2
CHROMATOGRAFISCHE
TRENNMETHODEN
.
176
8.2.1
PRINZIP
DER
CHROMATOGRAFIE
.
176
8.2.2
SAEULENCHROMATOGRAFIE
.
176
8.2.3
LONENAUSTAUSCHCHROMATOGRAFIE
.
177
8.2.4
HYDROPHOBE
INTERAKTIONSCHROMATOGRAFIE
(HIC)
.
177
8.2.5
AFFINITAETSCHROMATOGRAFIE
.
178
8.2.6
GELFILTRATION
.
179
8.3
ELEKTROPHORESE
.
180
8.3.1
TRENNUNG
IM
ELEKTRISCHEN
FELD
.
180
8.3.2
SDS-POLYACRYLAMID-GELELEKTROPHORESE
(SDS-PAGE)
.
180
8.3.3
SERUMELEKTROPHORESE
.
182
8.3.4
2-D-ELEKTROPHORESE
.
182
8.4
ELISA
(ENZYME-LINKED
IMMUNOSORBENT
ASSAY)
.
182
8.5
PROTEINSEQUENZIERUNG
.
184
8.5.1
EDMAN-ABBAU
.
184
8.5.2
MASSENSPEKTROMETRIE
.
184
8.6
STRUKTURBESTIMMUNG
VON
PROTEINEN
.
186
8.6.1
STRUKTURBIOLOGISCHE
METHODEN
.
186
8.6.2
ROENTGENKRISTALLOGRAFIE
.
186
8.6.3
KERNRESONANZSPEKTROSKOPIE
(NMR-SPEKTROSKOPIE)
.
188
8.6.4
KRYO-ELEKTRONENMIKROSKOPIE
.
188
8.6.5
IN-SILICO-STRUKTURVORHERSAGE
DURCH
KUENSTLICHE
INTELLIGENZ
.
189
8.7
PROTEOMIK
.
189
9
WIRKUNGSWEISE
VON
HORMONEN:
WIE
WIRD
DAS
ALLES
KONTROLLIERT?
.
191
9.1
ALLGEMEINE
PRINZIPIEN
DER
ZELLULAEREN
KOMMUNIKATION
.
192
9.1.1
KOMMUNIKATION
IM
BIOLOGISCHEN
SYSTEM
.
192
9.1.2
MECHANISMEN
DER
INTERZELLULAEREN
SIGNALVERMITTLUNG
.
192
9.2
HORMONE
UND
ANDERE
SIGNALMOLEKUELE
.
193
9.2.1
BOTENSTOFFGRUPPEN
.
193
9.2.2
EINTEILUNG
DER
HORMONE
.
194
9.2.3
EINTEILUNG
DER
ZYTOKINE
.
195
9.2.4
SECOND
MESSENGER
.
195
9.3
SPEICHERUNG
UND
FREISETZUNG
VON
BOTENSTOFFEN
.
197
9.4
REGULATION
DER
HORMONAUSSCHUETTUNG.
197
9.4.1
REGULATIONSMECHANISMEN
.
197
9.4.2
EINFACHE
REGELKREISE
.
197
9.4.3
HIERARCHISCHE
HORMONACHSEN
.
197
9.5
TRANSPORT
VON
HORMONEN
IM
BLUT
.
199
9.6
REZEPTORINITIIERTE
SIGNALKASKADEN
.
200
9.6.1
MECHANISMEN
DER
REZEPTORINITIIERTEN
SIGNALVERMITTLUNG
.
200
9.6.2
G-PROTEIN-GEKOPPELTE
REZEPTOREN
.
201
9.6.3
REZEPTOR-TYROSIN-KINASEN
.
205
9.6.4
REZEPTORASSOZIIERTE
TYROSIN-KINASEN
.
207
9.6.5
REZEPTOR-SERIN-/-THREONIN-KINASEN
.
208
9.6.6
LIGANDENAKTIVIERTE
LONENKANAELE
.
208
9.6.7
KERNREZEPTOREN
.
209
9.6.8
GUANYLAT-CYCLASEN
.
209
9.6.9
MODULATION
DER
SIGNALTRANSDUKTION
.
210
9.7
HORMONE
.
211
9.7.1
STOFFWECHSEL
UND
ENERGIEHAUSHALT
.
211
9.7.2
WASSER
UND
LONENHAUSHALT
.
224
9.7.3
CALCIUM
UND
PHOSPHATHAUSHALT
.
227
9.7.4
WACHSTUM,
ENTWICKLUNG
UND
FORTPFLANZUNG
.
230
9.7.5
REGULATION
DES
SCHLAF-WACH-RHYTHMUS
.
237
9.8
GEWEBSHORMONE
.
237
9.8.1
AGLANDULAERE
BILDUNG
.
237
9.8.2
EICOSANOIDE
.
238
INHALTSVERZEICHNIS
9.8.3
BIOGENE
AMINE
.
240
9.8.4
KININE
.
241
9.8.5
STICKSTOFFMONOXID
(NO)
.
242
9.9
ZYTOKINE
.
243
9.9.1
ZYTOKINREZEPTOREN
.
243
9.9.2
INTERLEUKINE
.
245
9.9.3
CHEMOKINE
.
248
9.9.4
INTERFERONE
.
249
9.9.5
WACHSTUMSFAKTOREN
.
250
10
ZELLZYKLUS
UND
APOPTOSE:
NICHT
ZU
VIEL
UND
NICHT
ZU
WENIG
.
253
10.1
DER
ZELLZYKLUS
.
253
10.2
M-PHASE:
MITOSE
UND
ZYTOKINESE
.
254
10.3
MEIOSE
.
255
10.3.1
ABLAUF
.
255
10.3.2
HOMOLOGE
REKOMBINATION
.
256
10.4
REGULATION
DER
PHASENUEBERGAENGE
IM
ZELLZYKLUS
.
258
10.4.1
CYCLINE
UND
CYCLIN-ABHAENGIGE
KINASEN
.
258
10.4.2
DER
UEBERGANG
VON
DER
G1
ZUR
S-PHASE
.
259
10.5
APOPTOSE:
PROGRAMMIERTER
ZELLTOD
.
260
10.5.1
APOPTOSE
VERSUS
NEKROSE
.
260
10.5.2
FUNKTIONEN
DER
APOPTOSE
.
261
10.5.3
CASPASEN:
ZENTRALE
ENZYME
DER
APOPTOSE
.
261
10.5.4
AUSLOESER
DER
APOPTOSE
.
262
10.5.5
DAS
UEBERLEBEN
DER
ZELLE
IST
EIN
BALANCEAKT
.
265
11
DNA-REPLIKATION
UND
-REPARATUR:
INFORMATIONSSICHERHEIT.
267
11.1
REPLIKATION
DER
DNA
.
267
11.1.1
PRINZIP
DER
DNA-REPLIKATION
.
267
11.1.2
ERKENNUNG
DER
REPLIKATIONSSTARTPUNKTE
.
268
11.1.3
HELIKASE:
TRENNUNG
DER
DNA-DOPPELHELIX
IN
ZWEI
EINZELSTRAENGE
269
11.1.4
TOPOISOMERASE:
VERMINDERUNG
DER
TORSIONSSPANNUNG
.
269
11.1.5
SYNTHESE
DER
PRIMER
.
272
11.1.6
SYNTHESE
DER
TOCHTERSTRAENGE
.
272
11.1.7
GENAUIGKEIT
DER
REPLIKATION
.
274
11.1.8
ENTFERNEN
DER
PRIMER
UND
AUFFUELLEN
DER
EINZELSTRAENGIGEN
DNA-ABSCHNITTE
.
275
11.1.9
VERKNUEPFEN
DER
EINZELSTRANGBRUECHE
(LIGATION)
.
276
11.1.10
TELOMERASE:
ERHALT
DER
CHROMOSOMENENDEN
.
276
11.1.11
VERGLEICH
VON
PRO
UND
EUKARYOTISCHER
REPLIKATION
.
278
11.2
DNA-MUTATIONEN
.
279
11.2.1
MUTATIONSFORMEN
.
279
11.2.2
URSACHEN
UND
ENTSTEHUNG
VON
MUTATIONEN
.
280
11.3
DNA-REPARATUR
.
284
11.3.1
PRINZIP
DER
DNA-REPARATUR
.
284
11.3.2
BASEN-EXZISIONSREPARATUR
.
285
11.3.3
NUKLEOTID-EXZISIONSREPARATUR
.
286
11.3.4
MISMATCH-REPARATUR
.
287
11.3.5
REPARATUR
VON
DNA-DOPPELSTRANGBRUECHEN
.
288
11.3.6
DIREKTE
REPARATUR
.
290
12
KANZEROGENESE:
EINE
ZELLE
GEGEN
DEN
GANZEN
MENSCHEN
.
291
12.1
TUMOREN
.
292
12.2
KANZEROGENESE
.
293
12.2.1
VIELSCHRITTPROZESS
.
293
12.2.2
UNABHAENGIGKEIT
VON
WACHSTUMSSIGNALEN
.
293
12.2.3
UMGEHEN
VON
WACHSTUMSINHIBITOREN
.
294
12.2.4
VERMEIDUNG
VON
APOPTOSE
.
295
12.2.5
UMGEHEN
DES
IMMUNSYSTEMS
.
295
12.2.6
UNBEGRENZTE
TEILUNGSFAEHIGKEIT
.
295
12.2.7
ANGIOGENESE
UND
ANPASSUNGEN
DES
STOFFWECHSELS
.
295
12.2.8
INVASIVES
WACHSTUM
UND
METASTASIERUNG
.
295
12.3
PROTOONKOGENE,
ONKOGENE
UND
TUMORSUPPRESSOREN
.
296
12.3.1
ANTREIBER
UND
BREMSEN
DES
ZELLZYKLUS
.
296
12.3.2
AUS
PROTOONKOGENEN
WERDEN
ONKOGENE
.
298
12.3.3
TUMORSUPPRESSOREN
.
301
12.4
VIREN
UND
BAKTERIEN
ALS
KARZINOGENE
.
305
12.4.1
TUMORVIREN
.
305
12.4.2
BAKTERIEN
ALS
AUSLOESER
VON
KREBS
.
307
12.5
TUMORDIAGNOSTIK
.
307
12.5.1
TUMORMARKER:
BIOCHEMISCHE
FRUEHERKENNUNG
.
307
12.5.2
BILDGEBENDEVERFAHREN
.
308
12.5.3
HISTOLOGISCHE
UND
MOLEKULARBIOLOGISCHE
CHARAKTERISIERUNG
NACH
BIOPSIE
UND
OPERATION
.
309
12.6
TUMORTHERAPIE
.
309
12.6.1
DREI
SAEULEN
DER
KREBSTHERAPIE
.
309
12.6.2
BESTRAHLUNG
.
311
12.6.3
CHEMOTHERAPIE
.
311
12.6.4
ZIELGERICHTETE
MEDIKAMENTOESE
THERAPIE
.
312
12.6.5
PERSONALISIERTE
MEDIZIN
.
314
12.6.6
RESISTENZENTWICKLUNGEN
.
314
13
EPIGENETIK:
INFORMATION
UND
VERERBUNG
JENSEITS
DER
DNA
.
315
13.1
MOLEKULARE
EPIGENETIK
.
315
13.1.1
DEFINITIONEN
.
315
13.1.2
DNA-METHYLIERUNG:
EPIGENETIK
DURCH
DNA-MODIFIKATION
.
316
13.1.3
CHROMATIN:
DIE
EPIGENETISCHE
INFORMATIONSPLATTFORM
.
316
13.1.4
TRANSKRIPTIONSFAKTORNETZWERKE:
MASTERREGULATOREN
DER
GENEXPRESSION
.
320
13.1.5
MONOALLELISCHE
EXPRESSION:
X-CHROMOSOM-INAKTIVIERUNG
.
320
13.2
REVERSIBILITAET:
NEUE
THERAPIEN
.
321
13.3
PRAEGUNG
DURCH
UMWELTEINFLUESSE
.
322
14
VIREN
UND
BAKTERIEN:
WIE
FUNKTIONIEREN
KRANKHEITSERREGER?.
323
14.1
MIKROORGANISMEN
.
323
14.2
VIREN:
AUFBAU
UND
VERMEHRUNG
.
324
14.2.1
GROESSE
UND
STRUKTUR
.
324
14.2.2
ERBINFORMATION
.
324
14.2.3
AUFBAU
.
324
14.2.4
VERMEHRUNGSZYKLUS
.
325
14.2.5
INFLUENZAVIREN
.
325
14.2.6
RETROVIREN:
HUMANES
IMMUNDEFIZIENZVIRUS
(HIV)
.
330
14.2.7
CORONAVIREN:
SARS-COV-2
.
335
14.3
BAKTERIEN
.
340
14.3.1
AUFBAU
UND
EIGENSCHAFTEN
.
340
14.3.2
DAS
MIKROBIOM
DES
MENSCHLICHEN
KOERPERS
.
341
14.3.3
BAKTERIEN
ALS
KRANKHEITSERREGER
.
341
14.3.4
ANTIBIOTIKA
.
341
14.3.5
ENTEROHAEMORRHAGISCHE
ESCHERICHIA
COLI
(EHEC)
.
344
INHALTSVERZEICHNIS
15
GENTECHNOLOGIE:
INDIVIDUALISIERTE
THERAPIE
.
347
15.1
GENTECHNOLOGIE
IN
DIAGNOSTIK
UND
THERAPIE
.
347
15.2
POLYMERASE-KETTENREAKTION
(PCR)
.
348
15.2.1
ABLAUF
DER
PCR
.
348
15.2.2
AMPLIFIKATION
.
348
15.3
GELELEKTROPHORESE
VON
NUKLEINSAEUREN
.
350
15.4
SEQUENZIERUNG
VON
DNA
.
351
15.5
NEXT
GENERATION
SEQUENCING
.
352
15.6
DNA-CHIP-TECHNOLOGIEN
.
354
15.7
DER
GENETISCHE
FINGERABDRUCK
.
355
15.8
DIE
URSPRUENGE
DER
GENTECHNIK
.
356
15.8.1
PLASMIDE
.
356
15.8.2
KLONIERUNG
MIT
RESTRIKTIONSENDONUKLEASEN
.
357
15.8.3
PRODUKTION
VON
PROTEINEN
.
359
15.9
VIRALE
VEKTOREN
.
360
15.10
TRANSGENE
UND
KNOCK-OUT-MAEUSE
.
362
15.11
RNA-INTERFERENZ
.
363
15.12
GENOME
EDITING
.
364
15.13
BIOMEDIZINISCHE
DATENBANKEN
.
366
16
IMMUNSYSTEM:
ABWEHR
VON
BEDROHUNGEN
.
367
16.1
KOMPONENTEN
DES
IMMUNSYSTEMS
.
367
16.2
ORGANE
UND
ZELLEN
DES
IMMUNSYSTEMS
.
368
16.3
ANGEBORENE
IMMUNITAET
.
368
16.3.1
KOMPONENTEN
DER
ANGEBORENEN
IMMUNITAET
.
368
16.3.2
BARRIEREN:
MECHANISCHE
UND
CHEMISCHE
ABWEHR
.
369
16.3.3
PROTEINE
UND
ANDERE
LOESLICHE
MOLEKUELE:
BIOLOGISCHE
ABWEHR
.
370
16.3.4
MUSTERERKENNUNG:
WAS
UNTERSCHEIDET
FREUND
VON
FEIND?
.
372
16.3.5
ZELLEN
DER
ANGEBORENEN
IMMUNITAET
.
373
16.3.6
ENTZUENDUNG
.
374
16.3.7
KOMPLEMENTSYSTEM:
VIELSEITIGER
HELFER
.
377
16.4
ADAPTIVE
IMMUNITAET:
MASSGESCHNEIDERTE
ABWEHR
.
379
16.4.1
KOMPONENTEN
DER
ADAPTIVEN
IMMUNITAET
.
379
16.4.2
ANTIGENE:
VIELSEITIGE
PROVOKATEURE
.
380
16.4.3
ANTIGENPRAESENTATION
.
381
16.4.4
ANTIGENERKENNUNG
DURCH
T-LYMPHOZYTEN
.
384
16.4.5
T-ZELL-ANTWORT
.
386
16.4.6
ANTIKOERPER
.
393
16.4.7
ANTIGENERKENNUNG
DURCH
B-LYMPHOZYTEN
.
396
16.4.8
B-ZELL-ANTWORT
.
399
16.4.9
IMMUNOLOGISCHES
GEDAECHTNIS
.
404
16.4.10
MONOKLONALE
ANTIKOERPER
FUER
DIAGNOSTIK
UND
THERAPIE
.
405
16.5
IMMUNSYSTEM
DES
DARMS:
DAUERNDE
WACHSAMKEIT
.
406
16.5.1
ORGANISATION
DES
IMMUNSYSTEMS
DES
DARMS
.
406
16.5.2
ANGEBORENE
IMMUNITAET
DES
DARMS
.
408
16.5.3
ADAPTIVE
IMMUNITAET
DES
DARMS
.
408
16.6
DAS
UEBEREMPFINDLICHE
IMMUNSYSTEM:
AUTOIMMUNITAET
UND
ALLERGIEN
.
410
16.6.1
AUTOIMMUNITAET:
GESTOERTE
TOLERANZ
.
410
16.6.2
ALLERGIEN:
HARMLOS
WIRD
GEFAEHRLICH
.
411
16.6.3
HYPOSENSIBILISIERUNG
.
415
16.7
IMMUNTHERAPIE
BEI
TUMORERKRANKUNGEN
.
415
16.7.1
TUMORESCAPE
.
415
16.7.2
UNSPEZIFISCHE
IMMUNSTIMULATION
.
416
16.7.3
IMMUNISIERUNG
.
416
17
PRINZIPIEN
DES
STOFFWECHSELS:
WAS
GEHT
REIN
UND
WAS
GEHT
RAUS?
.
419
17.1
DER
MENSCHLICHE
STOFFWECHSEL
.
419
17.2
KATABOLISMUS
.
420
17.3
ANABOLISMUS
.
421
17.4
REDOXAEQUIVALENTE:
UEBERTRAGUNG
VON
ELEKTRONEN
.
422
17.4.1
NAD
+
/NADH
UND
NADP
+
/NADPH
.
422
17.4.2
FAD/FADH
2
.
423
17.5
ENERGIEREICHE
BINDUNGEN
.
425
17.6
GRUNDSAETZE
DER
STOFFWECHSELREGULATION
.
426
17.7
REGULATION
DER
NAHRUNGSAUFNAHME
.
427
17.7.1
ENERGIEUMSATZ
.
427
17.7.2
APPETITREGULATION
.
428
17.7.3
PEPTIDHORMONE
DES
MAGEN-DARM-TRAKTS
.
430
18
MITOCHONDRIEN:
KRAFTWERKE
DER
ZELLE
.
431
18.1
FUNKTION
UND
AUFBAU
DER
MITOCHONDRIEN
.
431
18.2
CITRATZYKLUS:
DIE
ZENTRALE
DREHSCHEIBE
.
432
18.2.1
CITRATZYKLUS
IM
KATABOLEN
UND
ANABOLEN
STOFFWECHSEL
.
432
18.2.2
FUNKTION
DES
CITRATZYKLUS
IM
KATABOLEN
STOFFWECHSEL
.
432
18.2.3
EINZELREAKTIONEN
DES
CITRATZYKLUS
.
433
18.2.4
BILANZ
DES
CITRATZYKLUS
.
438
18.2.5
FUNKTION
DES
CITRATZYKLUS
IM
ANABOLEN
STOFFWECHSEL
.
440
18.3
REGULATION
DES
CITRATZYKLUS
.
440
18.3.1
REGULATION
DURCH
DIE
ENERGIELADUNG
.
440
18.3.2
REGULATION
DURCH
SUBSTRATANGEBOT
.
441
18.3.3
HORMONELLE
REGULATION
.
441
18.3.4
PRODUKTHEMMUNG
.
441
18.3.5
REGULATION
DURCH
CALCIUM
.
441
18.4
ATMUNGSKETTE:
SO
ENTSTEHT
NUTZBARE
ENERGIE
.
442
18.4.1
PRINZIP
DER
ATMUNGSKETTE
.
442
18.4.2
REDOXSYSTEME
DER
ATMUNGSKETTE
.
444
18.4.3
ATP-SYNTHASE
.
451
18.5
STOFFTRANSPORT
ZWISCHEN
MITOCHONDRIUM
UND
ZYTOPLASMA
.
452
18.5.1
CARRIER
UND
SHUTTLE
.
452
18.5.2
ATP/ADP-TRANSLOKATOR
UND
PHOSPHAT
CARRIER
.
453
18.5.3
TRANSPORT
DER
REDOXAEQUIVALENTE
.
454
18.6
ENERGIEAUSBEUTE
DER
ATMUNGSKETTE
.
456
18.7
REGULATION
DER
ATMUNGSKETTE
.
456
18.7.1
PHYSIOLOGISCHE
REGULATION
DER
ATMUNGSKETTE
.
456
18.7.2
KURZSCHLUSS:
ENTKOPPLUNG
DER
ATMUNGSKETTE
.
457
19
KOHLENHYDRATE:
SCHNELLE
ENERGIE
UND
MEHR
.
459
19.1
FUNKTIONELLE
VIELFALT
DER
KOHLENHYDRATE
.
459
19.2
STRUKTURELLE
VIELFALT
DER
KOHLENHYDRATE
.
460
19.2.1
EINTEILUNG
DER
KOHLENHYDRATE
.
460
19.2.2
MONOSACCHARIDE
.
460
19.2.3
DISACCHARIDE
UND
OLIGOSACCHARIDE
.
466
19.2.4
POLYSACCHARIDE
.
467
19.3
AUFNAHME
VON
KOHLENHYDRATEN
AUS
DER
NAHRUNG
.
468
19.3.1
VERDAUUNG
DER
KOHLENHYDRATE
IM
MAGEN-DARM-TRAKT
.
468
19.3.2
ABSORPTION
DER
KOHLENHYDRATE
AUS
DEM
MAGEN-DARM-TRAKT
.
470
INHALTSVERZEICHNIS
19.4
GLYKOLYSE:
SCHNELLE
ENERGIE
AUS
GLUKOSE
.
473
19.4.1
PRINZIPIEN
DER
GLYKOLYSE
.
473
19.4.2
REAKTIONEN
DER
GLYKOLYSE
.
473
19.4.3
REGENERATION
DES
NAD
+
UND
DAS
SCHICKSAL
DES
PYRUVATS
477
19.4.4
EINSCHLEUSUNG
DER
ANDEREN
MONOSACCHARIDE
IN
DIE
GLYKOLYSE
480
19.4.5
REGULATION
DER
GLYKOLYSE
UND
DES
PYRUVAT
DEHYDROGENASE-KOMPLEXES
.
483
19.5
AUFRECHTERHALTUNG
DER
BLUTGLUKOSEKONZENTRATION
.
489
19.5.1
GLUKOSE
IM
BLUT
.
489
19.5.2
GLUKONEOGENESE
.
489
19.5.3
GLYKOGEN
.
496
19.6
GLUKOSE
ALS
AUSGANGSPUNKT
FUER
SYNTHESEN
.
504
19.6.1
GLYKOLYSEZWISCHENPRODUKTE
FUER
SYNTHESEN
.
504
19.6.2
PENTOSEPHOSPHATWEG
.
505
19.6.3
POLYOLWEG
.
509
20
LIPIDE:
NICHT
NUR
ENERGIESPEICHER
.
511
20.1
LIPIDE
ALS
ENERGIESPEICHER
.
511
20.1.1
FUNKTIONEN
UND
EIGENSCHAFTEN
DER
LIPIDE
.
511
20.1.2
TRIACYLGLYCERINE
ALS
SPEICHERFORM
DER
LIPIDE
.
512
20.1.3
VERDAUUNG
UND
ABSORPTION
DER
TRIACYLGLYCERINE
.
515
20.1.4
SYNTHESE
DER
TRIACYLGLYCERINE
.
522
20.1.5
TRANSPORT
DER
TAG
MITTELS
LIPOPROTEINEN
.
524
20.1.6
SPEICHERUNG
VON
TAG
IN
ADIPOZYTEN
.
531
20.1.7
FETTSAEUREBIOSYNTHESE
.
532
20.1.8
MOBILISIERUNG
DER
LIPIDSPEICHER
.
537
20.1.9
KETONKOERPER
.
546
20.2
LIPIDE
ALS
SIGNALMOLEKUELE
.
548
20.2.1
CHOLESTERIN
UND
SEIN
STOFFWECHSEL
.
548
20.2.2
FUNKTION
UND
SYNTHESE
DER
FETTSAEUREDERIVATE
.
557
20.3
LIPIDE
ALS
BAUSTEINE
VON
MEMBRANEN
.
561
20.3.1
MEMBRANBIOSYNTHESE
.
561
20.3.2
ABSORPTION
UND
ABBAU
VON
MEMBRANLIPIDEN
.
565
21
STICKSTOFFVERBINDUNGEN:
MOLEKUELE
MIT
VIELEN
FUNKTIONEN
.
569
21.1
STICKSTOFF
IM
MENSCHEN:
STICKSTOFFBILANZ
.
570
21.2
AMINOSAEURESTOFFWECHSEL
.
571
21.2.1
PROTEINVERDAUUNG
UND
AMINOSAEUREABSORPTION
.
571
21.2.2
PYRIDOXALPHOSPHAT
.
574
21.3
ABBAU
DER
AMINOSAEUREN
.
575
21.3.1
ENTSORGUNG
DER
AMINOGRUPPE
.
575
21.3.2
REAKTIONEN
DES
HARNSTOFFZYKLUS
.
579
21.3.3
AUSSCHEIDUNG
VON
AMINOGRUPPEN
DURCH
DIE
NIERE
.
583
21.3.4
ABBAU
DER
C-GERUESTE
DER
AMINOSAEUREN
.
584
21.4
AMINOSAEURESYNTHESE
.
592
21.4.1
ESSENZIELLE
AMINOSAEUREN
.
592
21.4.2
BEDINGT
ESSENZIELLE
AMINOSAEUREN
.
593
21.4.3
BIOSYNTHESE
DER
NICHT-ESSENZIELLEN
AMINOSAEUREN
.
593
21.5
ORGANSPEZIFISCHER
AMINOSAEURESTOFFWECHSEL
.
595
21.5.1
HORMONELLE
REGULATION
DES
AMINOSAEURESTOFFWECHSELS
.
595
21.5.2
DUENNDARM
.
595
21.5.3
LEBER
.
596
21.5.4
NIERE
.
596
21.5.5
SKELETTMUSKEL
.
596
21.5.6
GEHIRN
.
597
21.6
BIOGENE
AMINE
.
597
21.6.1
BILDUNG
UND
FUNKTION
BIOGENER
AMINE
.
597
21.6.2
KATECHOLAMINE
.
597
21.6.3
TRYPTAMINE
.
598
21.6.4
HISTAMIN
.
599
21.6.5
GLUTAMAT
UND
GABA
.
599
21.6.6
ABBAU
DER
BIOGENEN
AMINE
.
600
21.7
NUKLEOTIDE:
MEHR
ALS
NUR
BAUSTEINE
DER
NUKLEINSAEUREN
.
602
21.7.1
HERKUNFT
DER
NUKLEOTIDE
.
602
21.7.2
HYDROLYSE
VON
NUKLEINSAEUREN
UND
ABSORPTION
DER
BAUSTEINE
.
602
21.7.3
WIEDERVERWERTUNG
.
604
21.7.4
ABBAU
DER
NUKLEOTIDE
.
605
21.7.5
NEUSYNTHESE
VON
RIBONUKLEOTIDEN
.
610
21.7.6
SYNTHESE
VON
DESOXYRIBONUKLEOTIDEN
.
616
21.8
STOFFWECHSEL
DER
NITROVERBINDUNGEN
.
620
21.9
HAEMSTOFFWECHSEL
.
621
21.9.1
HAEMVARIANTEN
.
621
21.9.2
HAEMBIOSYNTHESE
.
621
21.9.3
HAEMABBAU
.
623
21.10
KREATIN
.
626
21.11
WEITERE
WICHTIGE
AMINE
.
626
21.11.1
CHOLIN
.
626
21.11.2
BETAIN
.
627
21.11.3
CARNITIN
.
627
22
BIOTRANSFORMATION:
ENTGIFTUNG
UND
GIFTUNG
.
629
22.1
METABOLISIERUNG
VON
EIGEN
UND
FREMDSTOFFEN
.
629
22.2
PHASE-L-REAKTION
(UMWANDLUNGSPHASE)
.
630
22.2.1
CYTOCHROM-P450-ENZYME
.
630
22.2.2
WEITERE
BEISPIELE
FUER
PHASE-I-ENZYME
.
631
22.3
PHASE-LL-REAKTIONEN
(KONJUGATIONSPHASE)
.
632
22.3.1
KONJUGATION
MIT
GLUKURONSAEURE
.
632
22.3.2
KONJUGATION
MIT
GLUTATHION
.
633
22.3.3
KONJUGATION
MIT
SULFATGRUPPEN
.
634
22.3.4
N-ACETYLIERUNG,
METHYLIERUNG
UND
KONJUGATION
MIT
GLYCIN
635
22.4
INDUZIERBARKEIT
VON
PHASE-I
UND
PHASE-IL
ENZYMEN.
635
23
VITAMINE,
MINERALSTOFFE
UND
SPURENELEMENTE:
KLEINE
MENGEN
MIT
GROSSER
WIRKUNG
.
637
23.1
VITAMINE
.
637
23.2
FETTLOESLICHE
VITAMINE
.
638
23.2.1
ABSORPTION
UND
TRANSPORT
.
638
23.2.2
VITAMIN
A:
RETINOIDE
.
638
23.2.3
VITAMIN
D:
CALCIFEROLE
.
641
23.2.4
VITAMIN
E:
TOCOPHEROL
.
643
23.2.5
VITAMIN
K:
PHYLLOCHINONE
.
644
23.3
WASSERLOESLICHE
VITAMINE
.
644
23.3.1
TRANSPORT
.
644
23.3.2
VITAMIN
B,
(THIAMIN)
.
644
23.3.3
VITAMIN
B
2
(RIBOFLAVIN)
.
646
23.3.4
NIACIN
.
647
23.3.5
VITAMIN
B
5
(PANTOTHENSAEURE)
.
648
23.3.6
VITAMIN
B,
(PYRIDOXIN)
.
649
23.3.7
VITAMIN
B
7
(BIOTIN)
.
649
23.3.8
VITAMIN
B
9
(FOLSAEURE)
.
650
23.3.9
VITAMIN
B,2
(COBALAMIN)
.
652
23.3.10
VITAMIN
C
(ASCORBINSAEURE)
.
654
INHALTSVERZEICHNIS
23.4
MINERALSTOFFE
UND
ELEKTROLYTE
.
656
23.4.1
ELEKTROLYT
UND
WASSERHAUSHALT
.
656
23.4.2
CALCIUM
.
657
23.4.3
PHOSPHOR
.
657
23.4.4
NATRIUM
.
658
23.4.5
KALIUM
.
659
23.4.6
CHLOR
.
659
23.4.7
SCHWEFEL
.
659
23.4.8
HYDROGENCARBONAT
.
660
23.4.9
MAGNESIUM
.
660
23.5
SPURENELEMENTE
.
660
23.5.1
ESSENZIELLE
UND
NICHT-ESSENZIELLE
SPURENELEMENTE
.
660
23.5.2
EISEN
.
662
23.5.3
IOD
.
665
23.5.4
ZINK
.
666
23.5.5
KUPFER
.
667
23.5.6
SELEN
.
667
23.5.7
COBALT,
MANGAN,
MOLYBDAEN
.
668
24
STOFFWECHSELINTEGRATION:
WIE
PASST
DAS
ALLES
ZUSAMMEN?
.
669
24.1
ENERGIESPEICHERUNG
.
669
24.2
EIN
METABOLISCHER
TAG
.
670
24.2.1
SPEICHERUNG
AM
TAG,
SPEICHERABBAU
IN
DER
NACHT
670
24.2.2
POSTABSORPTIVER
STOFFWECHSEL:
GLUKOSE
FUERS
GEHIRN,
FETTSAEUREN
FUER
DIE
PERIPHERIE
.
670
24.2.3
POSTPRANDIALER
STOFFWECHSEL:
AUFFUELLEN
DER
SPEICHER,
ENERGIE
AUS
GLUKOSE
.
673
24.2.4
NAEHRSTOFFE
IM
BLUT:
EIN
TAGESPROFIL
.
676
24.3
UEBERERNAEHRUNG:
TAG-SPEICHERUNG
.
677
24.4
HUNGERSTOFFWECHSEL:
KETONKOERPER
UND
GLUKOSE
FUERS
GEHIRN,
FETTSAEUREN
FUER
LEBER
UND
PERIPHERIE
.
678
24.4.1
UMSTELLUNG
AUF
DEN
ADAPTIERTEN
HUNGERSTOFFWECHSEL
.
678
24.4.2
STOFFWECHSEL
BEI
EINGESCHRAENKTER
KOHLENHYDRAT-ODER
LIPIDZUFUHR
.
681
24.5
INSULINMANGEL
.
682
24.5.1
DIABETES
MELLITUS
.
682
24.5.2
DIABETES
TYP
1:
ABSOLUTER
INSULINMANGEL
.
682
24.5.3
DIABETES
MELLITUS
TYP
2:
INSULINRESISTENZ
.
687
24.5.4
LANGZEITSCHAEDEN
BEI
DIABETES
MELLITUS
.
691
24.6
MUSKELAKTIVITAET
.
692
24.6.1
ENERGIEQUELLEN
DES
MUSKELS
.
692
24.6.2 100-M-SPRINT:
KREATINPHOSPHAT
.
693
24.6.3 400-M-LAUF:
ANAEROBE
GLYKOLYSE
.
694
24.6.4
1000-10
000-M-LAUF:
AEROBE
GLUKOSEOXIDATION
.
695
24.6.5
AUSDAUERLEISTUNG:
AEROBE
GLUKOSE
UND
FETTSAEUREOXIDATION
.
696
24.7
ETHANOLSTOFFWECHSEL
.
698
24.7.1
ETHANOLABBAU
.
698
24.7.2
AKUTE
ALKOHOLINTOXIKATION
.
700
24.7.3
CHRONISCH
ERHOEHTE
ALKOHOLZUFUHR
.
701
25
BLUT:
EIN
GANZ
BESONDERER
SAFT
.
705
25.1
BESTANDTEILE
DES
BLUTS
.
705
25.2
FUNKTIONEN
DES
BLUTS
.
706
25.2.1
PUFFERSYSTEM
.
706
25.2.2
TRANSPORTSYSTEM
.
706
25.2.3
IMMUNABWEHR
.
706
25.2.4
TEMPERATURREGULATION
.
706
25.2.5
HAEMOSTASE
.
706
25.3
PLASMA
UND
PLASMAPROTEINE.
706
25.3.1
BLUTPLASMA
.
706
25.3.2
PLASMAPROTEINE
.
707
25.4
ZELLULAERE
BESTANDTEILE
.
709
25.5
GASTRANSPORT
IM
BLUT
.
710
25.5.1
SAUERSTOFFTRANSPORT
.
710
25.5.2
TRANSPORT
VON
KOHLENDIOXID
.
715
25.6
HAEMOSTASE:
BEENDIGUNG
EINER
BLUTUNG
.
715
25.6.1
PHASEN
DER
HAEMOSTASE
.
715
25.6.2
PRIMAERE
HAEMOSTASE
.
716
25.6.3
SEKUNDAERE
HAEMOSTASE:
BLUTGERINNUNG
.
718
25.6.4
FIBRINOLYSE
.
724
26
STRUKTURPROTEINE:
STABILITAET
VON
ZELLEN
UND
GEWEBEN
.
727
26.1
ZYTOSKELETT
UND
EXTRAZELLULAERE
MATRIX
.
727
26.2
ZYTOSKELETT:
STABILITAET
IN
DER
ZELLE
.
7T7
26.2.1
AKTINFILAMENTE:
MIKROFILAMENTE
.
728
26.2.2
MIKROTUBULI:
MAKROFILAMENTE
.
729
26.2.3
INTERMEDIAERFILAMENTE
.
730
26.3
EXTRAZELLULAERE
MATRIX:
STABILITAET
UND
ELASTIZITAET
.
731
26.3.1
KOMPONENTEN
DER
EXTRAZELLULAEREN
MATRIX
.
731
26.3.2
KOLLAGEN:
ZUGSTABILITAET
.
731
26.3.3
ELASTIN:
ZUGELASTIZITAET
.
733
26.3.4 GLYKOSAMINOGLYKANE:
DRUCKELASTIZITAET
.
733
26.3.5
HYDROXYLAPATIT:
DRUCKSTABILITAET
.
735
26.4
ZELLINTERAKTIONEN:
STABILITAET
VON
ZELLVERBAENDEN
.
736
26.4.1
ZELL-ZELL-INTERAKTIONEN
.
736
26.4.2
ZELL-MATRIX-INTERAKTIONEN
.
739
26.5
BLUT-HIRN
UND
BLUT-LIQUOR-SCHRANKE
.
740
26.5.1
BLUT-HIRN-SCHRANKE
.
740
26.5.2
BLUT-LIQUOR-SCHRANKE
.
743
27
NERVEN,
SINNE,
MUSKELN:
INFORMATIONSUEBERTRAGUNG.
745
27.1
NERVENREIZLEITUNG:
SCHNELLE
INFORMATIONSWEITERLEITUNG
.
745
27.1.1
AFFERENTE
UND
EFFERENTE
SIGNALUEBERTRAGUNG
.
745
27.1.2
NERVENZELLEN
(NEURONE)
.
745
27.1.3
INFORMATIONSWEITERLEITUNG
INNERHALB
EINER
NERVENZELLE
.
746
27.1.4
ZELL-ZELL-KOMMUNIKATION
UEBER
SYNAPSEN
.
748
27.2
SEHEN,
RIECHEN,
SCHMECKEN:
WIE
NEHMEN
WIR
UMWELTREIZE
WAHR?
.
750
27.2.1
SINNESMODALITAETEN
.
750
27.2.2
SEHEN
.
750
27.2.3
RIECHEN
.
753
27.2.4
SCHMECKEN
.
754
27.3
MUSKULATUR
.
754
27.3.1
AUFBAU
DER
MUSKULATUR
.
754
27.3.2
KONTRAKTION
DER
MUSKULATUR
.
756
27.3.3
NEUROMUSKULAERE
ERREGUNGSUEBERTRAGUNG
AN
DER
SKELETTMUSKULATUR
.
757
28
ENTWICKLUNG
UND
ALTER:
AUF
DER
SUCHE
NACH
DER
UNSTERBLICHKEIT
.
759
28.1
ZELLULAERE
GRUNDLAGEN
DER
ENTWICKLUNG
.
759
28.1.1
GRUNDZUEGE
DER
EMBRYONALENTWICKLUNG
.
759
28.1.2
REGULATION
DER
ZELLPROLIFERATION
UND
-DIFFERENZIERUNG
.
762
28.2
ALTERN
.
764
28.2.1
MECHANISMEN
DES
ALTERNS
.
764
28.2.2
NEURODEGENERATIVE
ERKRANKUNGEN
.
769
28.2.3
KALORIENRESTRIKTION:
EINE
STRATEGIE
ZUR
LEBENSVERLAENGERUNG?
.
775
29
WISSENSCHAFTLICHES
ARBEITEN:
WOHER
KOMMT
WISSEN?
.
779
29.1
PRINZIPIEN
.
779
29.1.1
DIE
NATURWISSENSCHAFTLICHE
METHODE
.
779
29.1.2
EXPERIMENT
UND
BEOBACHTUNG
.
780
29.1.3
KORRELATION
UND
KAUSALITAET
.
780
29.1.4
OBJEKTIVITAET,
KONSISTENZ
UND
UNIVERSALITAET
.
781
29.1.5
HYPOTHESEN,
THEORIEN
UND
BEWEISE
.
781
29.1.6
PARADIGMEN,
WISSENSCHAFTSGEMEINSCHAFT
UND
REDLICHKEIT
.
782
29.1.7
FORSCHUNGS
UND
LEHRBUCHWISSEN
.
782
29.1.8
GESELLSCHAFT
UND
VERANTWORTUNG
.
783
29.2
PRAXIS
.
783
29.2.1
MESSEN
.
783
29.2.2
GUTE
WISSENSCHAFTLICHE
PRAXIS
.
787
29.3
PUBLIZIEREN
.
788
29.3.1
WISSENSCHAFTLICHKEIT
DURCH
PUBLIKATION
.
788
29.3.2
PEER-REVIEW
.
788
29.3.3
TYPISCHER
AUFBAU
WISSENSCHAFTLICHER
PUBLIKATIONEN
.
789
29.3.4
GUTE
PRAXIS
DES
WISSENSCHAFTLICHEN
PUBLIZIERENS
.
791
29.3.5
GLANZ
UND
ELEND
WISSENSCHAFTLICHER
VEROEFFENTLICHUNGEN
.
791
ANHANG
.
793
LOESUNGEN
.
795
REGISTER
.
807 |
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