Beckers Welt der Zelle (Inhaltsverzeichnis)
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Jeff HardinGregory BertoniLewis Kleinsmith
Beckers Welt der Zelle
Deutsche Bearbeitung von Wolf-Michael Weber
8., aktualisierte Auflage
Beckers Welt der Zelle - PDF
Inhaltsverzeichnis
Beckers Welt der Zelle
InhaltsübersichtVorwort
Vowort zur deutschen Ausgabe
Kapitel 1 - Ein Überblick über die Zelle 7
Kapitel 2 - Die Chemie der Zelle 33
Kapitel 3 - Die Makromoleküle der Zelle 67
Kapitel 4 - Zellen und Organellen 115
Kapitel 5 - Bioenergetik: Der Energiefluss in der Zelle 161
Enzyme: Kapitel 6 - Katalysatoren des Lebens 197
Kapitel 7 - Membranen: Struktur, Funktion und Chemie 237
Kapitel 8 - Transport durch Membranen: Überwindung der Permeabilitätsbarriere289
Kapitel 9 -Chemotropher Energiemetabolismus I: Glykolyse und Fermentation 335
Kapitel 10 - Chemotropher Energiemetabolismus II: aerobe Atmung 375
Kapitel 11 - Phototropher Energiemetabolismus: Photosynthese 433
Kapitel 12 - Das Endomembransystem und Peroxisomen 477
Kapitel 13 - Signaltransduktionsmechanismen I: elektrische und synaptischeSignale in Neuronen 535
Kapitel 14 - Signaltransduktionsmechanismen II: Botenstoffe und Rezeptoren 573
Kapitel 15 - Das Cytoskelett 615
Kapitel 16 - Zellbewegung: Motilität und Kontraktilität 653
Kapitel 17 - Jenseits der Zelle: Zelladhäsionen, Zellverbindungen undextrazelluläre Strukturen 693
Kapitel 18 - Die strukturelle Basis der zellulären Information: DNA,Chromosomen und der Zellkern 731
Kapitel 19 - Zellzyklus, DNA-Replikation und Mitose 791
Kapitel 20 - Geschlechtliche Vermehrung, Meiose und genetische Rekombination 863
Kapitel 21 - Genexpression I: Genetischer Code und Transkription 925
Kapitel 22 - Genexpression II: Proteinsynthese und Sortierung 975
Kapitel 23 - Die Regulation der Genexpression 1019
Kapitel 24 - Krebs 1087
Glossar 1141
Bildnachweis 1218
Stichwortverzeichnis 1221
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Vorwort zur deutschen Ausgabe
Kapitel 1 - Ein Überblick über die Zelle 71.1 Die Zelltheorie: Kurzer historischer Exkurs 8
1.2 Die Entwicklung der modernen Zellbiologie 12
1.2.1 Die Zytologie befasst sich mit der Zellstruktur 14
1.2.2 Die Biochemie beschäftigt sich mit der Chemie der biologischen Struktur
und ihrer Funktion 17
1.2.3 Die Genetik beschäftigt sich mit dem Informationsfluss 19
1.3 „Fakten“ und die wissenschaftliche Arbeitsweise 22
Kapitel 2 - Die Chemie der Zelle 332.1 Die Bedeutung des Kohlenstoffs 35
2.1.1 Kohlenstoffhaltige Moleküle sind stabil 36
2.1.2 Kohlenstoffhaltige Moleküle sind vielfältig 37
2.1.3 Kohlenstoffhaltige Moleküle können Stereoisomere bilden 39
2.2 Die Bedeutung von Wasser 40
2.2.1 Wassermoleküle sind polar 40
2.2.2 Wassermoleküle sind kohäsiv 40
2.2.3 Wasser besitzt eine starke temperaturstabilisierende Fähigkeit 41
2.2.4 Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel 42
2.3 Die Bedeutung der selektiven Permeabilität von Membranen 43
2.3.1 Eine Membran ist eine Lipiddoppelschicht, in die Proteine eingebettet sind
44
2.3.2 Membranen sind selektiv permeabel 46
2.4 Die Bedeutung der Synthese durch Polymerisation 46
2.4.1 Makromoleküle sind für Form und Funktion lebender Systeme von
maßgeblicher Bedeutung 47
2.4.2 Zellen enthalten verschiedene Arten von Makromolekülen 49
2.4.3 Makromoleküle werden schrittweise durch Polymerisation von Monomeren
synthetisiert 51
2.5 Die Bedeutung der Selbstorganisation 53
2.5.1 Viele Proteine setzen sich selbst zusammen 53
2.5.2 Molekulare Chaperone unterstützen die Faltung einiger Proteine 55
2.5.3 Nicht-kovalente Bindungen und Wechselwirkungen sind wichtig für die
Faltung von Makromolekülen 56
2.5.4 Selbstorganisation findet auch in anderen Zellstrukturen statt 57
2.5.5 Das Tabakmosaikvirus als Fallstudie der Selbstorganisation 57
2.5.6 Grenzen der Selbstorganisation 59
2.5.7 Der hierarchische Zusammenbau bringt der Zelle Vorteile 59
Kapitel 3 - Die Makromoleküle der Zelle 673.1 Proteine 68
3.1.1 Die Monomere der Proteine sind Aminosäuren 68
3.1.2 Die Polymere sind Polypeptide und Proteine 72
3.1.3 Mehrere Arten von Bindungen und Wechselwirkungen sind für Faltung und
Stabilität von Proteinen von Bedeutung 74
3.1.4 Die Proteinstruktur hängt von der Aminosäuresequenz und verschiedenen
Inhaltsverzeichnis
Wechselwirkungen ab 763.2 Nucleinsäuren 86
3.2.1 Nucleotide sind die Monomere 87
3.2.2 DNA und RNA sind die Polymere 89
3.2.3 Ein DNA-Molekül ist eine Doppelstrang-Helix 89
3.3 Polysaccharide 95
3.3.1 Monosaccharide sind die Monomere 95
3.3.2 Speicher- und Strukturpolysaccharide sind die Polysaccharide 98
3.3.3 Die Struktur des Polysaccharids hängt von den jeweiligen glykosidischen
Bindungen ab 100
3.4 Lipide 100
3.4.1 Fettsäuren sind die Bausteine der verschiedenen Klassen von Lipiden 102
3.4.2 Die Triacylglycerine sind Speicherlipide 104
3.4.3 Phospholipide sind wichtig für die Membranstruktur 104
3.4.4 Glykolipide sind spezialisierte Membranbestandteile 106
3.4.5 Steroide sind Lipide mit vielfältigen Funktionen 106
3.4.6 Terpene werden aus Isopren gebildet 107
Kapitel 4 - Zellen und Organellen 1154.1 Merkmale und Strategien von Zellen 116
4.1.1 Alle Organismen sind Bakterien, Archaea oder Eukaryoten 116
4.1.2 Grenzen der Zellgröße 118
4.1.3 Eukaryotische Zellen nutzen Organellen zur Kompartimentierung zellulärer
Funktionen 120
4.1.4 Bakterien, Archaea und Eukaryoten unterscheiden sich in vielen Aspekten
120
4.1.5 Die Zellspezialisierung beweist die Einheit und die Vielfalt in der
Biologie 124
4.2 Die eukaryotische Zelle im Überblick: Ein Rundgang durch die Zelle 125
4.2.1 Die Plasmamembran definiert die Grenzen der Zelle und umschließt den
Inhalt 126
4.2.2 Der Zellkern ist das Informationszentrum der Zelle 127
4.2.3 Intrazelluläre Membranen und Organellen definieren funktionelle
Kompartimente 128
4.2.4 Die extrazelluläre Matrix und die Zellwand liegen „außerhalb“ der
Zelle 147
4.3 Viren, Viroide und Prionen: Partikel, die in Zellen eindringen 149
4.3.1 Ein Virus besteht aus einem DNA- oder RNA-Kern, der von einer
Proteinhülle umgeben ist 149
4.3.2 Viroide sind kleine ringförmige RNA-Moleküle 151
4.3.3 Prionen sind „infektiöse Proteine“ 152
Kapitel 5 - Bioenergetik: Der Energiefluss in der Zelle 1615.1 Die Bedeutung der Energie 162
5.1.1 Zellen benötigen Energie für sechs verschiedene Arten der Veränderung
162
5.1.2 Organismen erhalten ihre Energie entweder durch Sonnenlicht oder durch
Oxidation chemischer Verbindungen 165
5.1.3 Energie fließt unablässig durch die Biosphäre 166
Inhaltsverzeichnis
5.1.4 Der Energiefluss durch die Biosphäre wird vom Fluss der Materie begleitet
168
5.2 Bioenergetik 168
5.2.1 Zum Verständnis des Energieflusses müssen wir die Systeme, Wärme und
Arbeit verstehen 169
5.2.2 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie konserviert
wird 171
5.2.3 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Reaktionen gerichtet
verlaufen 172
5.2.4 Entropie und freie Energie als zwei alternative Hilfsmittel zur Ermittlung
der thermodynamischen Spontanität 173
5.3 Was ist DG? 180
5.3.1 Die Gleichgewichtskonstante ist ein Maß für die Richtung einer Reaktion
(Direktionalität) 181
5.3.2 DG kann leicht berechnet werden 182
5.3.3 Die Standardveränderung der freien Energie entspricht der Messung von DG
unter Standardbedingungen 184
5.3.4 Zusammenfassung: Die Bedeutung von DG ’ und DG °’ 185
5.3.5 Die Veränderung der freien Energie: Beispielrechnungen 186
5.4 Leben und das Fließgleichgewicht: Reaktionen, die zum Gleichgewicht
fortschreiten, ohne jemals dort anzukommen 187
Kapitel 6 - Enzyme: Katalysatoren des Lebens 1976.1 Aktivierungsenergie und der metastabile Zustand 198
6.1.1 Bevor eine chemische Reaktion ablaufen kann, muss die Grenze der
Aktivierungsenergie überwunden werden 199
6.1.2 Der metastabile Zustand ist eine Folge der Aktivierungsgrenze 200
6.1.3 Katalysatoren überwinden die Aktivierungsenergiegrenze 200
6.2 Enzyme als biologische Katalysatoren 201
6.2.1 Die meisten Enzyme sind Proteine 202
6.2.2 Substratbindung, Aktivierung und Katalyse laufen am aktiven Zentrum ab 207
6.3 Enzymkinetik 210
6.3.1 Die meisten Enzyme verhalten sich entsprechend der
Michaelis-Menten-Gleichung 213
6.3.2 Was bedeuten Vmax und Km? 214
6.3.3 Warum sind Km und Vmax für Zellbiologen von Bedeutung? 215
6.3.4 Der doppelt reziproke Graph ist ein nützliches Hilfsmittel, kinetische
Daten in linearer Form aufzutragen 216
6.3.5 Die Berechnung von Km und Vmax : ein Beispiel 217
6.3.6 Jeder Enzyminhibitor wirkt entweder irreversibel oder reversibel 219
6.4 Enzymregulierung 220
6.4.1 Allosterische Enzyme werden von anderen Molekülen als Reaktanten und
Produkten reguliert 221
6.4.2 Allosterische Enzyme zeichnen sich durch kooperative Wechselwirkungen
zwischen Untereinheiten aus 224
6.4.3 Enzyme können auch durch Anfügen oder Entfernen chemischer Gruppen
reguliert werden 224
6.5 RNA-Moleküle als Enzyme: Ribozyme 226
Kapitel 7 - Membranen: Struktur, Funktion und Chemie 237
Inhaltsverzeichnis
7.1 Die Funktion von Membranen 238
7.1.1 Membranen definieren Grenzen und dienen als Permeabilitätsbarriere 239
7.1.2 Membranen tragen spezifische Proteine und erfüllen daher spezifische
Funktionen 239
7.1.3 Membranproteine regulieren den Transport löslicher Substanzen 240
7.1.4 Membranproteine nehmen elektrische und chemische Signale auf und
übertragen diese 240
7.1.5 Membranproteine vermitteln Zelladhäsion und Zell-Zell-Kommunikation 240
7.2 Modelle der Membranstruktur: Eine experimentelle Herangehensweise 241
7.2.1 Overton und Langmuir: Lipide sind wichtige Bausteine von Membranen 241
7.2.2 Gorter und Grendel: Die Grundlage der Membranstruktur ist eine
Lipiddoppelschicht 242
7.2.3 Davson und Danielli: Membranen enthalten auch Proteine 242
7.2.4 Robertson: Alle Membranen haben eine gemeinsame Grundstruktur 243
7.2.5 Weitere Forschungsergebnisse deckten größere Unzulänglichkeiten des
Davson-Danielli-Modells auf 244
7.2.6 Singer und Nicolson: Eine Membran besteht aus einem Mosaik von Proteinen
in einer flüssigen Lipiddoppelschicht 244
7.2.7 Unwin und Henderson: Die meisten Membranproteine enthalten
Transmembransegmente 247
7.2.8 Neueste Erkenntnisse verfeinern unser Verständnis der Membranstruktur 247
7.3 Membranlipide: Der „flüssige“ Teil des Modells 248
7.3.1 Membranen enthalten mehrere wichtige Lipidklassen 248
7.3.2 Die Dünnschichtchromatographie ist eine wichtige Technik zur Analyse von
Lipiden 251
7.3.3 Fettsäuren sind essenziell für Struktur und Funktion der Membran 253
7.3.4 Membranasymmetrie: die meisten Lipide sind ungleich in den Monoschichten
verteilt 253
7.3.5 Die Lipiddoppelschicht ist flüssig 254
7.3.6 Membranen arbeiten nur im flüssigen Zustand optimal 255
7.3.7 Die meisten Organismen können die Membranfluidität regulieren 258
7.3.8 Lipidflöße sind spezialisierte Regionen von Membranlipiden, die an der
Signaltransduktion mitwirken 259
7.4 Membranproteine: Der „Mosaikteil“ des Modells 260
7.4.1 Die Membran besteht aus einem Mosaik aus Proteinen: Beweis durch
Gefrierbruchmikroskopie 260
7.4.2 Membranen enthalten integrale, periphere und lipidverankerte Proteine 262
7.4.3 Proteine können durch SDS-Polyacrylamid-Gel-Elektrophorese (PAGE)
getrennt werden 266
7.4.4 Die Aufklärung der dreidimensionalen Struktur von Membranproteinen wird
zunehmend einfacher 268
7.4.5 Der große Beitrag der Molekularbiologie zum Verständnis der
Membranproteine 270
7.4.6 Membranproteine üben eine Vielzahl von Funktionen aus 273
7.4.7 Membranproteine sind asymmetrisch über die Lipiddoppelschicht verteilt
274
7.4.8 Viele Membranproteine sind glykosyliert 275
7.4.9 Membranproteine unterscheiden sich in ihrer Beweglichkeit 278
Kapitel 8 - Transport durch Membranen: Überwindung der Permeabilitätsbarriere
Inhaltsverzeichnis
2898.1 Zellen und Transportvorgänge 290
8.1.1 Gelöste Substanzen passieren Membranen durch einfache Diffusion,
erleichterte Diffusion und aktiven Transport 292
8.1.2 Die Bewegung eines gelösten Stoffs durch eine Membran in Abhängigkeit
vom Konzentrationsgradienten oder vom
elektrochemi
8.1.3 Transportmechanismen am Beispiel der Plasmamembran des Erythrocyten 293
8.2 Die einfache Diffusion: Die einfache Bewegung entlang eines Gradienten 293
8.2.1 Diffusion bewegt gelöste Stoffe immer in Richtung eines Gleichgewichts
295
8.2.2 Osmose ist die Diffusion von Wasser durch eine selektiv permeable Membran
296
8.2.3 Die einfache Diffusion ist auf kleine nicht-polare Moleküle begrenzt 298
8.2.4 Die Geschwindigkeit der einfachen Diffusion ist direkt proportional zum
Konzentrationsgradienten 299
8.3 Die erleichterte Diffusion: Die proteinvermittelte Bewegung entlang des
Gradienten 300
8.3.1 Carrierproteine und Kanalproteine erleichtern durch verschiedene
Mechanismen die Diffusion 301
8.3.2 Carrierproteine wechseln zwischen zwei Konformationszuständen 301
8.3.3 Carrierproteine sind im Hinblick auf Spezifität und Kinetik den Enzymen
ähnlich 301
8.3.4 Carrierproteine transportieren entweder eine oder mehrere gelöste
Substanzen 302
8.3.5 Der Glucosetransporter und der Anionenaustauscher des Erythrocyten als
Beispiele für Carrierproteine 303
8.3.6 Kanalproteine erleichtern die Diffusion durch Bildung hydrophiler
Transmembrankanäle 305
8.4 Aktiver Transport: Der proteinvermittelte „Bergauf“-Transport 311
8.4.1 Die Kopplung des aktiven Transports an eine Energiequelle kann direkt oder
indirekt sein 312
8.4.2 Der direkt aktive Transport hängt von vier Typen von Transport-ATPasen ab
313
8.4.3 Der indirekt aktive Transport wird von Ionengradienten angetrieben 316
8.5 Beispiele für aktiven Transport 317
8.5.1 Der primär aktive Transport: Die Na+/K+-Pumpe hält den elektrochemischen
Ionengradienten aufrecht 317
8.5.2 Sekundär aktiver Transport: Natriumsymport als Antrieb der
Glucoseaufnahme 319
8.5.3 Bacteriorhodopsin als Protonenpumpe nutzt Lichtenergie für den
Protonentransport 321
8.6 Die Energetik des Transports 323
8.6.1 Bei nicht-geladenen Substanzen hängt DG des Transports nur vom
Konzentrationsgradienten ab 323
8.6.2 Für geladene Substanzen hängt DG des Transports vom elektrochemischen
Potenzial ab 325
Kapitel 9 - Chemotropher Energiemetabolismus I: Glykolyse und Fermentation 3359.1 Metabolische Wege 336
Inhaltsverzeichnis
9.2 ATP: Der universale Energiekoppler 337
9.2.1 ATP enthält zwei energiereiche Phosphoanhydridbindungen 337
9.2.2 Die ATP-Hydrolyse ist auf Grund der Ladungsabstoßung und der
Resonanzstabilisierung stark exergonisch 338
9.2.3 ATP ist ein wichtiges Zwischenprodukt des zellulären Energiemetabolismus
340
9.3 Chemotropher Energiemetabolismus 342
9.3.1 Biologische Oxidationen laufen im Allgemeinen durch Abgabe von Elektronen
und Protonen ab und sind stark exergonisch 342
9.3.2 Coenzyme wie NAD+ dienen bei biologischen Oxidationen als
Elektronenakzeptoren 343
9.3.3 Die meisten Chemotrophen decken ihre Energiebedürfnisse durch Oxidation
organischer Nährstoffmoleküle 344
9.3.4 Glucose ist eines der wichtigsten oxidierbaren Substrate des
Energiemetabolismus 344
9.3.5 Die Oxidation von Glucose ist stark exergonisch 345
9.3.6 Beim Katabolismus von Glucose wird in Anwesenheit von Sauerstoff
wesentlich mehr Energie freigesetzt als ohne Sauerstoff
9.3.7 Entsprechend ihres Sauerstoffbedarfs teilt man die Organismen in aerobe,
anaerobe und fakultative Organismen ein 345
9.4 Glykolyse und Fermentation: ATP-Bildung ohne Sauerstoff 346
9.4.1 Die Glykolyse erzeugt ATP durch Katabolisierung von Glucose zu Pyruvat 346
9.4.2 Das weitere Schicksal von Pyruvat hängt von der Verfügbarkeit von
Sauerstoff ab 351
9.4.3 Ohne Sauerstoff durchläuft Pyruvat eine Fermentation zur Wiedergewinnung
von NAD+ 352
9.4.4 Fermentation verwertet nur einen Bruchteil der freien Energie der Glucose,
speichert diese Energie aber effizient als AT
9.5 Alternative Substrate der Glykolyse 354
9.5.1 Andere Zucker und Glycerin werden auch durch Glykolyse katabolysiert 354
9.5.2 Polysaccharide werden gespalten und bilden Zuckerphosphate, die auch die
Glykolyse durchlaufen 355
9.6 Gluconeogenese 356
9.7 Die Regulation der Glykolyse und der Gluconeogenese 362
9.7.1 Schlüsselenzyme der Glykolyse und der Gluconeogenese sind von der
allosterischen Regulation abhängig 362
9.7.2 Fructose-2,6-Bisphosphat ist ein wichtiger Regulator der Glykolyse und der
Gluconeogenese 364
9.8 Neue Aufgaben für glykolytische Enzyme 364
Kapitel 10 - Chemotropher Energiemetabolismus II: Aerobe Atmung 37510.1 Zellatmung: Maximierung der ATP-Erträge 376
10.1.1 Aerobe Atmung erzeugt mehr Energie als Gärung 377
10.1.2 Zur aeroben Atmung gehören Glykolyse, Pyruvatoxidation, der TCA-Zyklus,
Elektronentransport und ATP-Synthese 378
10.2 Das Mitochondrium: Mittelpunkt der Handlung 378
10.2.1 Mitochondrien kommen dort vor, wo viel ATP gebraucht wird 379
10.2.2 Sind Mitochondrien untereinander verbundene Netzwerke oder einzelne
Organellen? 379
Inhaltsverzeichnis
10.2.3 Die äußere und die innere Membran eines Mitochondriums definieren zwei
getrennte Kompartimente und drei Regionen 380
10.2.4 Das Mitochondrium führt seine Aufgaben an spezifischen Membranen oder in
spezifischen Kompartimenten durch 382
10.2.5 Bei Bakterien sind die Funktionen der Zellatmung in der Plasmamembran und
im Cytoplasma lokalisiert 384
10.3 Der Tricarbonsäurezyklus: Die zyklische Oxidation 384
10.3.1 Durch oxidative Decarboxylierung wird Pyruvat in Acetylcoenzym A
umgewandelt 385
10.3.2 Der TCA-Zyklus beginnt mit dem Eintritt von Acetat als Acetyl-CoA 386
10.3.3 Durch zwei oxidative Decarboxylierungen entsteht NADH und CO2 wird
freigesetzt 388
10.3.4 Die direkte Bildung von GTP (oder ATP) erfolgt in einem Schritt des
TCA-Zyklus 388
10.3.5 Die letzten oxidativen Reaktionen des TCA-Zyklus führen zur Bildung von
FADH2 und NADH 388
10.3.6 Zusammenfassung: Die Produkte des TCA-Zyklus sind CO2, ATP, NADH und
FADH2 389
10.3.7 Mehrere TCA-Enzyme unterliegen der allosterischen Regulation 390
10.3.8 Der TCA-Zyklus spielt auch beim Katabolismus der Fette und Proteine eine
wichtige Rolle 392
10.3.9 Der TCA-Zyklus bildet Vorläufer für anabolische Stoffwechselwege 395
10.3.10 Der Glyoxylat-Kreislauf wandelt Acetyl-CoA in Kohlenhydrate um 396
10.4 Elektronentransport: Elektronenfluss von Coenzymen zum Sauerstoff 398
10.4.1 Das Elektronentransportsystem überträgt Elektronen von reduzierten
Coenzymen zum Sauerstoff 399
10.4.2 Das Elektronentransportsystem besteht aus fünf Arten von Überträgern
399
10.4.3 Die Elektronenüberträger arbeiten in einer Sequenz, die durch ihre
Reduktionspotenziale bestimmt wird 401
10.4.4 Die meisten Elektronenüberträger gehören vier großen Atmungskomplexen
an 405
10.4.5 Die Atmungskomplexe bewegen sich frei in der inneren Mitochondrienmembran
407
10.5 Der elektrochemische Protonengradient: Schlüssel der Energiekopplung 408
10.5.1 Elektronentransport und ATP-Synthese sind gekoppelte Reaktionen 408
10.5.2 Die Oxidation von Coenzymen pumpt genügend Protonen zur Bildung von drei
ATP pro NADH und zwei ATP pro FADH2 409
10.5.3 Experimentelle Beweise für das chemiosmotische Modell 410
10.6 ATP-Synthese: Wir setzen alle Puzzleteile zusammen 413
10.6.1 F1-Partikel besitzen ATP-Syntheseaktivität 413
10.6.2 Der FoF1-Komplex: Die Protonentranslokation durch Fo treibt die
ATP-Synthese durch F1 an 413
10.6.3 Die physikalische Rotation der g-Untereinheit vermittelt die ATP-Synthese
durch FoF1 416
10.6.4 Das chemiosmotische Modell läuft über dynamischen transmembranen
Protonentransport ab 418
10.7 Die aerobe Atmung: Zusammenfassung 419
10.7.1 Der maximale ATP-Ertrag der aeroben Atmung liegt bei 38 ATP pro Glucose
Inhaltsverzeichnis
42010.7.2 Die aerobe Atmung ist ein höchst effizienter Vorgang 423
Kapitel 11 - Phototropher Energiemetabolismus: Photosynthese 43311.1 Ein Überblick über die Photosynthese 434
11.1.1 Energietransduktionsreaktionen wandeln Sonnenenergie in chemische Energie
um 436
11.1.2 Kohlenstoffassimilierungsreaktionen fixieren Kohlenstoff durch Reduktion
von Kohlendioxid 436
11.1.3 Der Chloroplast ist das photosynthetische Organell der eukaryotischen
Zellen 437
11.1.4 Chloroplasten bestehen aus drei Membransystemen 438
11.2 Photosynthetische Energietransduktion I: Lichtabsorption 441
11.2.1 Chlorophyll ist die wichtigste Verbindung zwischen der Sonnenenergie und
dem Leben auf der Erde 442
11.2.2 Akzessorische Pigmente steigern die Absorption von Sonnenlicht 443
11.2.3 Licht absorbierende Moleküle sind in Fotosystemen und Lichtabsorptions-
komplexen organisiert 444
11.2.4 Oxygene Phototrophe haben zwei Arten von Fotosystemen 446
11.3 Photosynthetische Energietransduktion II: NADPH-Synthese 447
11.3.1 Das Fotosystem II überträgt Elektronen von Wasser zu einem Plastochinon
448
11.3.2 Der Cytochrom-b6/f-Komplex überträgt Elektronen von einem Plastochinol
zum Plastocyanin 450
11.3.3 Das Fotosystem I überträgt Elektronen vom Plastocyanin zum Ferredoxin
451
11.3.4 Ferredoxin-NADP+-Reduktase katalysiert die Reduktion von NADP+ 451
11.4 Photosynthetische Energietransduktion III: ATP-Synthese 452
11.4.1 Der ATP-Synthasekomplex koppelt den Transport von Protonen durch die
Thylakoidmembran an die ATP-Synthese 453
11.4.2 Durch zyklische Photophosphorylierung kann eine photosynthetische Zelle
NADPH-Synthese und ATP-Synthese im
Gleichgewich
11.4.3 Zusammenfassung des vollständigen Energietransduktionssystems 455
11.5 Photosynthetische Kohlenstoffassimilierung I: Der Calvin-Zyklus 456
11.5.1 Kohlendioxid tritt durch Carboxylierung von Ribulose-1,5-Bisphosphat in
den Calvin-Zyklus ein 458
11.5.2 3-Phosphoglycerat wird zu Glycerinaldehyd-3-Phosphat reduziert 458
11.5.3 Die Bildung von Ribulose-1,5-Bisphosphat ermöglicht kontinuierliche
Kohlenstoffassimilierung 459
11.5.4 Der vollständige Calvin-Zyklus und dessen Zusammenhang mit der
photosynthetischen Energietransduktion 459
11.6 Die Regulation des Calvin-Zyklus 460
11.6.1 Der Calvin-Zyklus wird stark reguliert, um maximale Effizienz zu
garantieren 460
11.6.2 Die Rubiscoaktivase reguliert die Kohlenstofffixierung durch Rubisco 461
11.7 Photosynthetische Kohlenstoffassimilierung II: Kohlenhydratsynthese 462
11.7.1 Glucose-1-Phosphat wird aus Triosephosphaten synthetisiert 462
11.7.2 Die Biosynthese von Saccharose läuft im Cytosol ab 463
Inhaltsverzeichnis
11.7.3 Die Biosynthese von Stärke läuft im Chloroplastenstroma ab 464
11.7.4 Die Photosynthese bildet auch reduzierten Stickstoff und
Schwefelverbindungen 464
11.8 Die Oxygenaseaktivität von Rubisco mindert die Effizienz der Photosynthese
464
11.8.1 Der Glykolatstoffwechselweg bringt reduzierten Kohlenstoff aus
Phosphoglykolat wieder in den Calvin-Zyklus 465
11.8.2 C4-Pflanzen minimieren die Photorespiration, indem sie Rubisco auf Zellen
mit hohen CO2-Konzentrationen beschränken 467
11.8.3 CAM-Pflanzen verringern Photorespiration und Wasserverlust, indem sie
ihre Stomata nur in der Nacht öffnen 470
Kapitel 12 - Das Endomembransystem und Peroxisomen 47712.1 Das endoplasmatische Reticulum 479
12.1.1 Die beiden Grundformen des endoplasmatischen Reticulums unterscheiden
sich in Struktur und Funktion 479
12.1.2 Das raue ER wirkt an der Biosynthese und der Prozessierung von Proteinen
mit 485
12.1.3 Das glatte ER ist an der Detoxifikation, dem Kohlenhydratmetabolismus,
der Calciumspeicherung und der
Steroidbiosynthes
12.1.4 Das ER spielt eine zentrale Rolle bei der Biosynthese von Membranen 488
12.2 Der Golgi-Komplex 489
12.2.1 Der Golgi-Komplex besteht aus einer Reihe membranumhüllter Zisternen 489
12.2.2 Zwei Modelle beschreiben den Weg von Lipiden und Proteinen durch den
Golgi-Komplex 490
12.3 Die Aufgaben des ER und des Golgi-Komplexes bei der Proteinglykosylierung
492
12.3.1 Die initiale Glykosylierung findet im ER statt 492
12.3.2 Die weitere Glykosylierung erfolgt im Golgi-Komplex 494
12.4 Die Aufgaben des ER und des Golgi-Komplexes beim Proteintransport 494
12.4.1 ER-spezifische Proteine enthalten Markierungen zum Zurückhalten und
Wiederauffinden 496
12.4.2 Die Proteine des Golgi-Komplexes können entsprechend der Länge ihrer
Transmembrandomänen sortiert werden 496
12.4.3 Der gezielte Transport löslicher lysosomaler Proteine zu Endosomen und
Lysosomen als Modell der Proteinsortierung im TG
12.4.4 Sekretorische Stoffwechselwege transportieren Moleküle aus der Zelle 499
12.5 Exocytose und Endocytose: Der Materialtransport durch die Plasmamembran 501
12.5.1 Durch Exocytose werden intrazelluläre Moleküle in den Extrazellularraum
abgegeben 501
12.5.2 Durch Endocytose werden extrazelluläre Moleküle importiert, indem sich
Vesikel von der Plasmamembran abschnüren 502
12.6 Coated Vesikel bei zellulären Transportvorgängen 510
12.6.1 Clathrin-Coated Vesikel sind von Gittern aus Clathrin und Adaptorprotein
umgeben 511
12.6.2 Der Zusammenbau von Clathrinhüllen fördert die Bildung von Vesikeln aus
der Plasmamembran und dem TGN 512
12.6.3 COPI- und COPII-Coated Vesikel pendeln zwischen dem ER und dem
Inhaltsverzeichnis
Golgi-Komplex 51312.6.4 SNARE-Proteine vermitteln die Verschmelzung zwischen Vesikeln und
Zielmembranen 514
12.7 Lysosomen und zelluläre Verdauung 516
12.7.1 Lysosomen trennen Verdauungsenzyme vom Rest der Zelle 516
12.7.2 Lysosomen entwickeln sich aus Endosomen 517
12.7.3 Lysosomale Enzyme sind für verschiedene Abbauvorgänge von Bedeutung 518
12.7.4 Lysosomale Speichererkrankungen als Folge der Anhäufung nicht abbaubaren
Materials 520
12.8 Die Pflanzenvakuole: Ein multifunktionales Organell 521
12.9 Peroxisomen 521
12.9.1 Die Entdeckung der Peroxisomen und die Weiterentwicklung der
Gleichgewichts- Gradienten-Zentrifugation 522
12.9.2 Die meisten Funktionen der Peroxisomen sind mit dem Wasserstoffperoxid-
Metabolismus verknüpft 523
12.9.3 Pflanzenzellen enthalten Peroxisomen, die nicht in tierischen Zellen
vorkommen 525
12.9.4 Peroxisomen entstehen durch Teilung bereits existierender Peroxisomen 526
Kapitel 13 - Signaltransduktionsmechanismen I: elektrische und synaptischeSignale in Neuronen 535
13.1 Neuronen 536
13.1.1 Neuronen eignen sich besonders gut für die Übertragung elektrischer
Signale 537
13.2 Das Membranpotenzial 538
13.2.1 Das Ruhemembranpotenzial hängt von den unterschiedlichen Ionenkonzentra-
tionen innerhalb und außerhalb des Neurons
und
13.2.2 Die Nernst-Gleichung beschreibt das Verhältnis zwischen Membranpotenzial
und Ionenkonzentration 541
13.2.3 Auswirkung der Fließgleichgewichtskonzentrationen von Ionen auf das
Ruhemembranpotenzial 542
13.2.4 Die Goldman-Gleichung beschreibt den Einfluss aller Ionen auf das
Membranpotenzial 543
13.3 Elektrische Erregbarkeit 545
13.3.1 Ionenkanäle sind Tore für den Ionentransport durch die Membran 545
13.3.2 Patch Clamp und molekularbiologische Techniken ermöglichen die
Beobachtung der Aktivität einzelner Ionenkanäle 545
13.3.3 Spezielle Domänen der spannungsgesteuerten Kanäle fungieren als
Sensoren und Inaktivatoren 547
13.4 Das Aktionspotenzial 549
13.4.1 Aktionspotenziale laufen als elektrische Signale am Axon entlang 549
13.4.2 Aktionspotenziale beruhen auf schnellen Veränderungen des
Membranpotenzials des Axons 550
13.4.3 Aktionspotenziale beruhen auf dem schnellen Strom von Ionen durch axonale
Ionenkanäle 550
13.4.4 Aktionspotenziale werden ohne Kraftverlust über das Axon weitergeleitet
553
13.4.5 Die Myelinscheide um das Axon übernimmt die Funktion einer elektrischen
Inhaltsverzeichnis
Isolierung 55413.5 Die Übertragung an Synapsen 556
13.5.1 Neurotransmitter übertragen Signale an Nervensynapsen 559
13.5.2 Calcium regt die Sekretion von Neurotransmittern aus präsynaptischen
Neuronen an 561
13.5.3 Die Sekretion der Neurotransmitter erfolgt über Andocken und Fusion von
Vesikeln mit der Plasmamembran 562
13.5.4 Neurotransmitter werden von spezifischen Rezeptoren in postsynaptischen
Membranen erkannt 563
13.5.5 Neurotransmitter müssen bald nach ihrer Freisetzung schnell inaktiviert
werden 566
13.6 Integration und Prozessierung von Nervensignalen 566
13.6.1 Neuronen können Signale von anderen Neuronen durch zeitliche und
räumliche Summation integrieren 566
13.6.2 Neuronen können sowohl erregende als auch hemmende Signale von anderen
Neuronen integrieren 567
Kapitel 14 - Signaltransduktionsmechanismen II: Botenstoffe und Rezeptoren 57314.1 Chemische Signale und zelluläre Rezeptoren 574
14.1.1 Zellen können verschiedene Typen chemischer Signale empfangen 574
14.1.2 Die Rezeptorbindung erfolgt über spezifische Wechselwirkungen zwischen
Liganden und deren Rezeptoren 576
14.1.3 Die Rezeptorbindung aktiviert eine Signalkaskade in der Zelle 577
14.2 G-Protein-gekoppelte Rezeptoren 579
14.2.1 Viele Rezeptoren mit sieben Transmembrandomänen wirken über G-Proteine
579
14.2.2 Einige G-Proteine regulieren die Bildung des Second Messengers zyklisches
AMP 583
14.2.3 Mehrere schwere menschliche Erkrankungen beruhen auf der Unterbrechung
von G-Protein-Signalkaskaden 586
14.2.4 Viele G-Proteine nutzen Inositoltrisphosphat und Diacylglycerin als
Second Messenger 586
14.2.5 Die Freisetzung von Calciumionen ist ein Schlüsselereignis vieler
Signalkaskaden 588
14.2.6 Die bg-Untereinheiten der G-Proteine können auch Signale weiterleiten
592
14.2.7 Weitere Signalkaskaden, die G-Proteine aktivieren 593
14.3 Proteinkinase-assoziierte Rezeptoren 593
14.3.1 Wachstumsfaktoren binden oft an Kinase-assoziierte Rezeptoren 593
14.3.2 Rezeptor-Tyrosinkinasen sammeln sich und durchlaufen eine
Autophosphorylierung 595
14.3.3 Rezeptor-Tyrosinkinasen leiten eine Signalkaskade ein, an der Ras und
MAP- Kinase mitwirken 596
14.3.4 Rezeptor-Tyrosinkinasen aktivieren eine Vielzahl weiterer Signalwege 599
14.3.5 Gerüstkomplexe können die Zellsignalisierung erleichtern 600
14.3.6 Dominant negative Mutantenrezeptoren sind wichtige Hilfsmittel zur
Untersuchung der Rezeptorfunktion 601
14.3.7 Andere Wachstumsfaktoren übertragen ihre Signale über
Serin/Threoninkinasen- Rezeptoren 602
14.3.8 Unterbrechung der Wachstumsfaktorsignalkaskaden kann zu Krebsentstehung
Inhaltsverzeichnis
führen 60314.3.9 Wachstumsfaktor-Signalkaskaden haben gemeinsame Merkmale 603
14.4 Hormonsignalisierung 604
14.4.1 Hormone können je nach zurückgelegter Entfernung und nach ihren
chemischen Eigenschaften klassifiziert werden 605
14.4.2 Die Steuerung des Glucosemetabolismus ist ein gutes Beispiel für
endokrine Regulierung 606
14.4.3 Steroidhormonrezeptoren wirken in erster Linie im Zellkern, nicht an der
Zelloberfläche 609
Kapitel 15 - Das Cytoskelett 61515.1 Die wichtigsten Strukturelemente des Cytoskeletts 616
15.1.1 Bei den Eukaryoten unterscheidet man drei Grundbausteine des Cytoskeletts
616
15.1.2 Strukturelle Ähnlichkeit des bakteriellen und eukaryotischen
Cytoskeletts 618
15.1.3 Das Cytoskelett wird andauernd dynamisch auf- und abgebaut 619
15.2 Mikrotubuli 619
15.2.1 Zwei Typen von Mikrotubuli sind für viele Funktionen in der Zelle
verantwortlich 619
15.2.2 Tubulinheterodimere sind die Proteinbausteine der Mikrotubuli 621
15.2.3 Mikrotubuli können Singletts, Dubletten und Tripletten bilden 622
15.2.4 Mikrotubuli entstehen durch Anlagerung von Tubulindimeren an den Enden
622
15.2.5 Die Anlagerung von Tubulindimeren läuft schneller an den Plusenden der
Mikrotubuli ab 623
15.2.6 Wirkstoffe können die Bildung von Mikrotubuli beeinflussen 624
15.2.7 Die GTP-Hydrolyse trägt zur dynamischen Instabilität von Mikrotubuli
bei 625
15.2.8 Mikrotubuli gehen aus Mikrotubuli-Organisationszentren in der Zelle
hervor 627
15.2.9 MTOCs organisieren und polarisieren die Mikrotubuli in Zellen 628
15.2.10 Die Stabilität von Mikrotubuli wird in den Zellen von einer Reihe von
Mikrotubuli-Bindeproteinen streng reguliert 629
15.3 Mikrofilamente 631
15.3.1 Actin ist der Proteinbaustein der Mikrofilamente 632
15.3.2 Zellen enthalten verschiedene Typen von Actin 632
15.3.3 G-Actinmonomere polymerisieren zu F-Actinmikrofilamenten 632
15.3.4 Spezifische Substanzen beeinflussen die Polymerisation von
Mikrofilamenten 634
15.3.5 Zellen können Actin dynamisch in eine Reihe von Strukturen einbauen 634
15.3.6 Actin-bindende Proteine regulieren Polymerisation, Länge und
Organisation von Mikrofilamenten 635
15.3.7 Die Zellsignalisierung reguliert, wo und wann Strukturen auf Actinbasis
zusammengesetzt werden 641
15.4 Intermediäre Filamente 642
15.4.1 Intermediäre Filamentproteine sind gewebespezifisch 643
15.4.2 Intermediäre Filamente setzen sich aus fibrösen Untereinheiten zusammen
644
15.4.3 Intermediäre Filamente verleihen Geweben mechanische Belastbarkeit 645
Inhaltsverzeichnis
15.4.4 Das Cytoskelett ist eine mechanisch hoch integrierte Struktur 645
Kapitel 16 - Zellbewegung: Motilität und Kontraktilität 65316.1 Bewegliche Systeme 654
16.2 Intrazelluläre Bewegung durch Mikrotubuli: Kinesin und Dynein 655
16.2.1 Motorproteine transportieren Organellen während des axonalen Transports
auf Mikrotubuli 656
16.2.2 Die Bewegung von Motorproteinen auf Mikrotubuli erfolgt durch Hydrolyse
von ATP 657
16.2.3 Die Kinesine bilden eine sehr große Familie von Proteinen mit
unterschiedlichen Strukturen und Funktionen 658
16.2.4 Dyneine können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden: axonemale und
cytoplasmatische Dyneine 658
16.2.5 Mikrotubulimotoren wirken an der Formgebung des Endomembransystems und
dem Vesikeltransport mit 659
16.3 Motilität durch Mikrotubuli: Cilien und Flagellen 660
16.3.1 Cilien und Flagellen sind weit verbreitete bewegliche Zellfortsätze
eukaryotischer Zellen 660
16.3.2 Cilien und Flagellen bestehen aus einem mit dem Basalkörper verbundenen
Axonem 661
16.3.3 Das Gleiten der Mikrotubuli im Axonem führt zur Krümmung der Cilien und
Flagellen 666
16.4 Zellbewegung auf Actinbasis: die Myosine 667
16.4.1 Myosine bilden eine große Familie von Motoren auf Actinbasis, die
verschiedene Rollen bei der Zellmotilität übernehmen
16.4.2 Viele Myosine bewegen sich mit kurzen Schritten an Actinfilamenten
entlang 668
16.5 Muskelkontraktion durch Filamente 668
16.5.1 Skelettmuskelzellen enthalten dünne und dicke Filamente 668
16.5.2 In den Sarkomeren sind Actin, Myosin und akzessorischen Proteine
angeordnet 670
16.5.3 Der Gleitfilament-Theorie beschreibt die Muskelkontraktion 673
16.5.4 Querbrücken halten die Filamente zusammen und ATP liefert Energie für
deren Bewegung 674
16.5.5 Die Regulation der Muskelkontraktion hängt von Calcium ab 676
16.5.6 Die koordinierte Kontraktion der Herzmuskelzellen erfolgt durch
elektrische Kopplung 679
16.5.7 Der glatte Muskel ist den Nicht-Muskelzellen ähnlicher als dem
Skelettmuskel 680
16.6 Bewegung in Nicht-Muskelzellen durch Actin 682
16.6.1 Zellmigration durch Lamellipodien erfolgt über Zyklen von Ausstülpung,
Anheftung, Translokation und Ablösung 682
16.6.2 Die Chemotaxis ist eine gerichtete Bewegung als Antwort auf den
Gradienten eines chemischen Signalstoffes 685
16.6.3 Die amöboide Bewegung beruht auf Zyklen von Verfestigung und
Verflüssigung des Actincytoskeletts 685
16.6.4 Molekulare Motoren auf Actin-Basis bewegen Substrate im Cytoplasma
einiger Zellen 686
Kapitel 17 - Jenseits der Zelle: Zelladhäsionen, Zellverbindungen und
Inhaltsverzeichnis
extrazelluläre Strukturen 69317.1 Zell-Zell-Erkennung und Adhäsion 695
17.1.1 Transmembranproteine vermitteln Zell-Zell-Kontakte 695
17.1.2 Kohlenhydratgruppen sind für die Zell-Zell-Erkennung und die Adhäsion
wichtig 698
17.2 Zell-Zell-Verbindungen 699
17.2.1 Polaritäts-Proteine regulieren die Positionierung von
Zell-Zell-Verbindungen 700
17.2.2 Adhäsionsverbindungen verknüpfen benachbarte Zellen miteinander 700
17.2.3 Tight Junctions verhindern die Passage von Molekülen 704
17.2.4 Claudine bilden eine Abdichtung an den Tight Junctions 706
17.2.5 Gap Junctions ermöglichen direkte elektrische und chemische
Kommunikation zwischen Zellen 707
17.3 Die extrazelluläre Matrix tierischer Zellen 708
17.3.1 Kollagene sind für die Festigkeit der extrazellulären Matrix
verantwortlich 710
17.3.2 Ein Vorläufer namens Prokollagen bildet viele Typen gewebsspezifischer
Kollagene 710
17.3.3 Elastine verleihen der extrazellulären Matrix Elastizität und
Flexibilität 712
17.3.4 Kollagen- und Elastinfasern sind in eine Matrix aus Proteoglykanen
eingebettet 713
17.3.5 Freie Hyaluronsäure schmiert die Gelenke und erleichtert die
Zellmigration 714
17.3.6 Adhäsive Glykoproteine verankern Zellen an der extrazellulären Matrix
714
17.3.7 Fibronectine verbinden Zellen mit der ECM und steuern die Zellbewegung
714
17.3.8 Laminine binden Zellen an die Basallamina 716
17.3.9 Integrine sind Zelloberflächenrezeptoren, die ECM-Bausteine binden 717
17.3.10 Der Dystrophin/Dystroglykan-Komplex stabilisiert die Anheftung von
Muskelzellen an die extrazelluläre Matrix 721
17.3.11 Die Glykocalyx ist eine polysaccharidreiche Zone an der Peripherie
tierischer Zellen 721
17.4 Die Oberfläche der Pflanzenzelle 721
17.4.1 Zellwände bilden einen strukturellen Rahmen und dienen als
Permeabilitätsbarriere 721
17.4.2 Die pflanzliche Zellwand ist ein Netzwerk aus Cellulosemikrofibrillen,
Polysacchariden und Glykoproteinen 722
17.4.3 Zellwände werden in mehreren getrennten Stufen synthetisiert 723
17.4.4 Plasmodesmen ermöglichten die direkte Zell-Zell-Kommunikation durch die
Zellwand 725
Kapitel 18 - Die strukturelle Basis der zellulären Information: DNA,Chromosomen und der Zellkern 731
18.1 Die chemische Natur des genetischen Materials 733
18.1.1 Mieschers Entdeckung der DNA führte zu widersprüchlichen Vorschlägen
über die chemische Beschaffenheit von Genen 733
18.1.2 Avery wies nach, dass die DNA das genetische Material der Bakterien ist
734
Inhaltsverzeichnis
18.1.3 Hershey und Chase wiesen nach, dass DNA das genetische Material von Viren
ist 735
18.1.4 Chargaffs Regeln zeigen, dass A = T und G = C 740
18.2 Die DNA-Struktur 741
18.2.1 Watson und Crick entdeckten, dass die DNA eine Doppelhelix ist 741
18.2.2 Die DNA kann zwischen relaxiertem und überspiralisiertem Zustand
wechseln 744
18.2.3 Die beiden Stränge der DNA-Doppelhelix können experimentell durch
Denaturierung getrennt und durch Renaturierung
wieder
18.3 Die Organisation der DNA in Genomen 748
18.3.1 Die Größe des Genoms nimmt mit der Komplexität des Organismus zu 748
18.3.2 Restriktionsendonucleasen schneiden die DNA an spezifischen Stellen 749
18.3.3 Schnelle Verfahren zur DNA-Sequenzierung 753
18.3.4 Die kompletten Genome vieler Organismen wurden bereits sequenziert 755
18.3.5 Die neue Wissenschaft der Bioinformatik entschlüsselt Genome,
Transkriptome und Proteome 756
18.3.6 Geringfügige Unterschiede in der Genomsequenz unterscheiden Menschen
voneinander 758
18.3.7 Repetitive DNA-Sequenzen erklären zum Teil die Größe eukaryotischer
Genome 759
18.4 Das Packen von DNA 762
18.4.1 Die bakterielle DNA liegt in Bakterienchromosom und Plasmiden vor 765
18.4.2 Eukaryotische Zellen packen DNA in Chromatin und Chromosomen 766
18.4.3 Nucleosomen sind die Basiseinheit der Chromatinstruktur 767
18.4.4 Ein Histon-Octamer bildet den Nucleosomenkern 768
18.4.5 Nucleosomen werden gepackt und bilden Chromatinfasern und Chromosomen 769
18.4.6 Eukaryoten verpacken einen Teil ihrer DNA in Mitochondrien und
Chloroplasten 772
18.5 Der Zellkern 773
18.5.1 Der Zellkern ist von einer Doppelmembran umgeben 774
18.5.2 Kernporen ermöglichen das Ein- und Ausschleusen von Molekülen in den
bzw. aus dem Zellkern 776
18.5.3 Die Kernmatrix und die Kernlamina sind Stützstrukturen des Zellkerns 780
18.5.4 Chromatinfasern liegen im Zellkern auf nicht-zufällige Weise verteilt
vor 781
18.5.5 Der Zellkern ist an der Ribosomenbildung beteiligt 782
Kapitel 19 - Zellzyklus, DNA-Replikation und Mitose 79119.1 Ein Überblick über den Zellzyklus 792
19.2 DNA-Replikation 794
19.2.1 Die DNA-Replikation verläuft im Allgemeinen bidirektional 796
19.2.2 Die eukaryotische Replikation erfolgt durch multiple Replikons 798
19.2.3 Replikationslizenzierung stellt sicher, dass DNA-Moleküle nur einmal vor
jeder Zellteilung verdoppelt werden 800
19.2.4 DNA-Polymerasen katalysieren die Elongation von DNA-Ketten 801
19.2.5 Die DNA wird in diskontinuierlichen Segmenten synthetisiert, die von der
DNA-Ligase verbunden werden 806
19.2.6 Das Korrekturlesen erfolgt durch die 3¢®5¢-Exonucleaseaktivität der
Inhaltsverzeichnis
DNA- Polymerase 80719.2.7 RNA-Primer initiieren die DNA-Replikation 808
19.2.8 Zur Entspiralisierung der DNA-Doppelhelix werden DNA-Helicasen,
Topoisomerasen und Einzelstrang-DNA-Bindeproteine benöt
19.2.9 Zusammenfassung der DNA-Replikation 810
19.2.10 Telomere lösen das Problem der Beendigung der DNA-Replikation 813
19.3 DNA-Schäden und DNA-Reparatur 815
19.3.1 DNA-Schäden können spontan oder als Antwort auf Mutagene auftreten 816
19.3.2 Transläsionssynthese und Exzisionsreparatur korrigieren Mutationen mit
anormalen Nucleotiden 817
19.3.3 Die Fehlpaarungsreparatur korrigiert Mutationen mit nicht-komplementären
Basenpaaren 819
19.3.4 Die Schadensreparatur erklärt, warum die DNA Thymin und nicht Uracil
enthält 819
19.3.5 DNA-Doppelstrangbrüche werden durch nicht-homologe Verknüpfung der
Enden oder homologe Rekombination repariert 820
19.4 Kernteilung und Zellteilung 820
19.4.1 Die Mitose gliedert sich in Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase
und Telophase 822
19.4.2 Die mitotische Spindel ist für die Bewegung der Chromosomen während der
Mitose verantwortlich 825
19.4.3 Teilung des Cytoplasmas während der Cytokinese 830
19.4.4 Manchmal verläuft die Zellteilung asymmetrisch 832
19.5 Regulation des Zellzyklus 833
19.5.1 Die Dauer eines Zellzyklus unterscheidet sich bei den verschiedenen
Zelltypen 833
19.5.2 Die Progression durch den Zellzyklus wird an mehreren zentralen Kontroll-
punkten überwacht 834
19.5.3 Untersuchungen über Zellfusion und Zellzyklusmutanten führten zur
Identifizierung von Molekülen, die den Zellzyklus
kon
19.5.4 Die Progression durch den Zellzyklus wird von Cyclin-abhängigen Kinasen
(Cdks) kontrolliert 837
19.5.5 Mitotisches Cdk-Cyclin treibt die Progression in den G2-M-Übergang durch
Phosphorylierung von Schlüsselproteinen an,
di
19.5.6 Der Anaphase-Förder-Komplex koordiniert mitotische Schlüsselereignisse
durch gezielten Abbau spezifischer Proteine 840
19.5.7 G1-Cdk-Cyclin reguliert die Progression durch den Restriktionspunkt durch
Phosphorylierung von Rb-Protein 841
19.5.8 Kontrollpunkt-Mechanismen überwachen die Anheftung der Chromosomen an
die Spindel, den Durchlauf der DNA-Replikation
un
19.5.9 Setzen wir das Puzzle zusammen: Die Maschinerie zur Regulation des
Zellzyklus 844
19.6 Wachstumsfaktoren und Zellwachstum und -vermehrung 845
19.6.1 Stimulierende Wachstumsfaktoren aktivieren den Ras-Weg 845
19.6.2 Stimulierende Wachstumsfaktoren können auch den PI3K-Akt-Weg aktivieren
847
19.6.3 Inhibitorische Wachstumsfaktoren wirken durch Cdk-Inhibitoren 848
Inhaltsverzeichnis
19.7 Apoptose 848
19.7.1 Die Apoptose wird durch „Todessignale“ oder Rückzug der
Wachstumsfaktoren ausgelöst 851
Kapitel 20 - Geschlechtliche Vermehrung, Meiose und genetische Rekombination 86320.1 Geschlechtliche Vermehrung 864
20.1.1 Geschlechtliche Vermehrung führt zu genetischer Vielfalt, indem
Chromosomen von zwei unterschiedlichen
Elternorganismen
20.1.2 Diploide Zellen können für jedes Gen homozygot oder heterozygot sein
865
20.1.3 Gameten sind haploide, auf geschlechtliche Vermehrung spezialisierte
Zellen 866
20.2 Meiose 867
20.2.1 Die Lebenszyklen geschlechtlicher Organismen haben diploide und haploide
Phasen 868
20.3 Die Meiose verwandelt eine diploide Zelle in vier haploide Zellen 869
20.3.1 Die Meiose I bildet zwei haploide Zellen, deren Chromosomen aus
Schwesterchromatiden bestehen 872
20.3.2 Die Meiose II ähnelt einer mitotischen Teilung 876
20.3.3 Spermien und Eizellen entstehen durch Meiose und anschließende
Zelldifferenzierung 877
20.3.4 Die Meiose bringt genetische Vielfalt hervor 879
20.4 Genetische Vielfalt: Segregation und Anordnung der Allele 880
20.4.1 Die Information zur Spezifizierung rezessiver Merkmale kann vorhanden
sein, ohne dass sie erkennbar ist 880
20.4.2 Die Spaltungsregel besagt, dass sich die Allele jedes Gens während der
Gametenbildung trennen 882
20.4.3 Die Unabhängigkeitsregel besagt, dass sich die Allele jedes Gens
unabhängig von den Allelen anderer Gene trennen 883
20.4.4 Frühe mikroskopische Nachweise ließen vermuten, dass Chromosomen die
genetische Information tragen könnten 883
20.4.5 Das Verhalten der Chromosomen erklärt die Regeln der Segregation und der
unabhängigen Verteilung 884
20.4.6 Die DNA-Moleküle homologer Chromosomen haben ähnliche Basensequenzen
886
20.5 Genetische Variabilität: Rekombination und Crossing-over 887
20.5.1 Chromosomen enthalten Gruppen gekoppelter Gene, die im Allgemeinen
zusammen vererbt werden 888
20.5.2 Homologe Chromosomen tauschen während des Crossing-over Segmente aus 888
20.5.3 Genloci können durch Messung der Rekombinationshäufigkeiten kartiert
werden 889
20.6 Genetische Rekombination bei Bakterien und Viren 890
20.6.1 Co-Infektion bakterieller Zellen mit verwandten Bakteriophagen kann zu
genetischer Rekombination führen 890
20.6.2 Transformation und Transduktion erfolgen durch Rekombination mit freier
DNA oder mit DNA, die von Bakteriophagen in
Bak
20.6.3 Konjugation ist eine modifizierte geschlechtliche Aktivität, die
genetische Rekombination bei Bakterien erleichtert 892
Inhaltsverzeichnis
20.7 Molekulare Mechanismen der homologen Rekombination 894
20.7.1 DNA-Bruch und -Austausch sind die Grundlagen der homologen Rekombination
895
20.7.2 Homologe Rekombination kann zu Genkonversion führen 896
20.7.3 Homologe Rekombination wird durch Einzelstrang-DNA-Austausch
(Holliday-Junctions) initiiert 897
20.7.4 Der synaptische Komplex erleichtert die homologe Rekombination während
der Meiose 899
20.8 Rekombinante DNA-Technologie und Genklonierung 900
20.8.1 Die Entdeckung von Restriktionsenzymen ebnete den Weg für die
rekombinante DNA-Technologie 900
20.8.2 Mit den Techniken der DNA-Klonierung kann man große Mengen einzelner
Gensequenzen erzeugen 901
20.8.3 Genom- und cDNA-Datenbanken unterstützen die DNA-Klonierung 905
20.8.4 Große DNA-Segmente können mit YACs und BACs kloniert werden 907
20.8.5 Die PCR wird standardmäßig zur Klonierung von Genen aus sequenzierten
Genomen eingesetzt 909
20.9 Gentechnologie 909
20.9.1 Mit Hilfe der Gentechnologie kann man wertvolle Proteine herstellen, was
sonst nur unter schwierigen Bedingungen möglic
20.9.2 Das Ti-Plasmid ist ein nützlicher Vektor zur Insertion von Fremd-Genen
in Pflanzen 910
20.9.3 Durch genetische Manipulation kann man die Merkmale von Nutzpflanzen
verbessern 911
20.9.4 Es bestehen Sorgen im Hinblick auf Sicherheit und mögliche Umweltrisiken
durch gentechnologisch manipulierte Lebensmitt
20.9.5 Tiere können durch An- oder Abschalten spezifischer Gene genetisch
verändert werden 913
20.9.6 Gentherapien werden zur Behandlung menschlicher Krankheiten entwickelt
914
Kapitel 21 - Genexpression I: Genetischer Code und Transkription 92521.1 Der direktionale Fluss der genetischen Information 926
21.2 Der genetische Code 927
21.2.1 Experimente mit Neurospora führten zur Erkenntnis, dass Gene Enzyme
kodieren 928
21.2.2 Die meisten Gene kodieren Aminosäuresequenzen von Polypeptidketten 928
21.2.3 Der genetische Code ist ein Triplett-Code 933
21.2.4 Der genetische Code ist degeneriert und überlappt nicht 935
21.2.5 Messenger-RNA steuert die Synthese von Polypeptidketten 937
21.2.6 Das Codonwörterbuch wurde mit Hilfe synthetischer RNA-Polymere und
-Tripletts erstellt 938
21.2.7 Von den 64 möglichen Codons der Messenger-RNA kodieren 61 Aminosäuren
939
21.2.8 Der genetische Code ist (fast) universal 940
21.3 Transkription in Bakterienzellen 940
21.3.1 Die Transkription wird von der RNA-Polymerase katalysiert, die RNA an
einer DNA-Matrize synthetisiert 941
21.3.2 Die vier Schritte der Transkription: Bindung, Initiation, Elongation und
Inhaltsverzeichnis
Termination 94121.4 Transkription bei eukaryotischen Zellen 946
21.4.1 Die RNA-Polymerasen I, II und III führen die Transkription im
eukaryotischen Zellkern durch 947
21.4.2 Drei Klassen von Promotoren kommen in eukaryotischen Kerngenen vor, je
eine Klasse für einen Typ der RNA-Polymerase 948
21.4.3 Allgemeine Transkriptionsfaktoren wirken an der Transkription aller
Kerngene mit 950
21.4.4 Elongation, Termination und RNA-Spaltung sind an der Fertigstellung der
eukaryotischen RNA-Synthese beteiligt 952
21.5 RNA-Prozessierung 952
21.5.1 Zur ribosomalen RNA-Prozessierung gehört die Spaltung mehrerer RNAs aus
einer gemeinsamen Vorläufer-rRNA 953
21.5.2 Die Prozessierung der Transfer-RNA erfolgt durch Entfernen, Anfügen und
chemische Modifikation von Nucleotiden 955
21.5.3 Die Prozessierung von Messenger-RNA bei Eukaryoten erfolgt durch Capping,
Anfügen von Poly(A)-Schwänzen und Entfernen
21.5.4 Spleißosomen entfernen Introns aus der Prä-mRNA 960
21.5.5 Einige Introns sind selbstspleißend 963
21.5.6 Die Existenz von Introns ermöglicht alternatives Spleißen und
Exonvermischung (Exon-Shuffling) 963
21.5.7 Durch RNA-Bearbeitung können kodierende mRNA-Sequenzen verändert werden
965
21.6 Schlüsselaspekte des mRNA-Metabolismus 966
21.6.1 Die meisten mRNA-Moleküle haben eine relativ kurze Lebensspanne 966
21.6.2 Die Existenz der mRNA ermöglicht die Amplifikation der genetischen
Information 966
Kapitel 22 - Genexpression II: Proteinsynthese und Sortierung 97522.1 Translation: Die Rollenbesetzung 976
22.1.1 Ribosomen synthetisieren Polypeptide 976
22.1.2 Transfer-RNA-Moleküle bringen Aminosäuren zum Ribosom 978
22.1.3 Aminoacyl-tRNA-Synthetasen verbinden Aminosäuren mit den richtigen
Transfer-RNAs 981
22.1.4 Messenger-RNA bringt Information über die Polypeptide zum Ribosom 982
22.1.5 Zur Initiation, Elongation und Termination von Polypeptidketten werden
Proteinfaktoren benötigt 983
22.2 Der Mechanismus der Translation 983
22.2.1 Zur Initiation der Translation werden Initiationsfaktoren, ribosomale
Untereinheiten, mRNA und Initiator-tRNA benötigt
22.2.2 Kettenverlängerung durch sequenzielle Zyklen von Aminoacyl-tRNA-Bindung,
Bildung von Peptidbindungen und Translokation
22.2.3 Die Termination der Polypeptidsynthese wird durch Freisetzungsfaktoren
ausgelöst, die Stoppcodons erkennen 990
22.2.4 Die Proteinfaltung wird durch molekulare Chaperone unterstützt 990
22.2.5 Für die Proteinsynthese ist ein erheblicher Teil der Zellenergie
erforderlich 993
22.2.6 Zusammenfassung der Translation 994
22.3 Mutationen und Translation 994
Inhaltsverzeichnis
22.3.1 Suppressor-tRNAs beseitigen die Wirkung einiger Mutationen 996
22.3.2 Nonsense-vermittelter Abbau und Nonstopp-Abbau fördern die Zerstörung
von defekten mRNAs 997
22.4 Posttranslationale Prozessierung 998
22.5 Proteinerkennung und -sortierung 999
22.5.1 Der cotranslationale Import ermöglicht einigen Proteinen während ihrer
Synthese den Eintritt in das ER 1001
22.5.2 Die Signalerkennungspartikel (SRP) binden den Ribosom-mRNA-Polypeptid-
Komplex an die ER-Membran 1002
22.5.3 Proteinfaltung und Qualitätskontrolle finden im ER statt 1004
22.5.4 In das ER-Lumen freigesetzte Proteine werden zum Golgi-Komplex, zu
sekretorischen Vesikeln, zu Lysosomen oder zurück
in
22.5.5 Stopp-Transfersequenzen vermitteln die Insertion integraler
Membranproteine 1005
22.5.6 Durch posttranslationalen Import können einige Polypeptide nach der
Synthese in Organellen gelangen 1007
Kapitel 23 - Die Regulation der Genexpression 101923.1 Die bakterielle Genexpression 1020
23.1.1 Katabolische und anabolische Wege werden durch Induktion und Repression
reguliert 1020
23.1.2 Die am Lactosekatabolismus mitwirkenden Gene sind in einem induzierbaren
Operon organisiert 1022
23.1.3 Das lac-Operon wird vom lac-Repressor negativ reguliert 1022
23.1.4 Untersuchungen zur Organisation des lac-Operons mit Hilfe von Bakterien-
Mutanten 1025
23.1.5 Positive Regulation des lac-Operons durch das Katabolitaktivatorprotein
(CAP) 1028
23.1.6 Das lac -Operon ist ein Beispiel für die doppelte Kontrolle der
Genexpression 1029
23.1.7 Die Struktur des lac-Repressor/Operator-Komplexes bestätigt das
Operonmodell 1029
23.1.8 Die an der Tryptophansynthese mitwirkenden Gene sind in einem
reprimierbaren Operon organisiert 1030
23.1.9 Sigma-Faktoren bestimmen, welche Gen-Sätze exprimiert werden 1031
23.1.10 Durch Dämpfung kann die Transkription nach dem Initiationsschritt
reguliert werden 1032
23.1.11 Riboswitches sorgen dafür, dass Transkription und Translation von
Wechselwirkungen kleiner Moleküle mit der RNA
kontro
23.2 Eukaryotische Genregulation: genomische Kontrolle 1036
23.2.1 Vielzellige Eukaryoten bestehen aus zahlreichen spezialisierten Zelltypen
1036
23.2.2 Die eukaryotische Genexpression wird auf fünf Hauptebenen reguliert 1036
23.2.3 Zellen vielzelliger Organismen enthalten in der Regel alle den gleichen
Gensatz 1037
23.2.4 Genamplifikation und Gendeletion können das Genom verändern 1041
23.2.5 DNA-Neuanordnungen können das Genom verändern 1042
23.2.6 Chromosomenpuffs liefern den sichtbaren Nachweis, dass genomische
Inhaltsverzeichnis
Kontrolle durch Chromatinauflockerung erfolgt 104423.2.7 Die Sensitivität der DNase I liefert einen weiteren Beweis für die
Rolle der Chromatindekondensation bei der
genomische
23.2.8 DNA-Methylierung ist mit inaktiven Regionen des Genoms assoziiert 1047
23.2.9 Veränderungen in Histonen und Chromatin-Remodellierungsproteine können
die Genomaktivität ändern 1049
23.3 Eukaryotische Genregulation: Transkriptionskontrolle 1050
23.3.1 In den verschiedenen Zellen werden unterschiedliche Gensätze
transkribiert 1050
23.3.2 DNA-Microarrays ermöglichen die simultane Kontrolle der Expression
Tausender Gene 1052
23.3.3 Proximale Kontrollelemente liegen nahe am Promotor 1053
23.3.4 Enhancer und Silencer liegen unterschiedlich weit vom Promotor entfernt
1054
23.3.5 Coaktivatoren vermitteln die Interaktion zwischen regulatorischen
Transkriptions- faktoren und dem RNA-Polymerasekomple
23.3.6 Verschiedene DNA-Kontrollelemente und Transkriptionsfaktoren wirken
miteinander 1057
23.3.7 Mehrere häufig vorkommende Strukturmotive ermöglichen die Bindung
regulatorischer Transkriptionsfaktoren an die DNA
und
23.3.8 DNA-Response-Elemente koordinieren die Expression nicht-benachbarter Gene
1062
23.3.9 Steroidhormonrezeptoren agieren als Transkriptionsfaktoren, die an
Hormon- Response-Elemente binden 1062
23.3.10 CREBs und STATs sind Beispiele für Transkriptionsfaktoren, die durch
Phosphorylierung aktiviert werden 1064
23.3.11 Das Hitzeschock-Response-Element koordiniert die Expression von Genen,
die durch erhöhte Temperaturen aktiviert werden
23.3.12 Homöotische Gene kodieren Transkriptionsfaktoren, welche die embryonale
Entwicklung regulieren 1066
23.4 Eukaryotische Genregulation: Posttranskriptionale Kontrolle 1068
23.4.1 Kontrolle von RNA-Prozessierung und -Export aus dem Zellkern nach der
Transkription 1068
23.4.2 Die Translationsgeschwindigkeit kann durch Initiationsfaktoren und
Translationsrepressoren kontrolliert werden 1069
23.4.3 Die Translation kann auch durch Regulation des mRNA-Abbaus kontrolliert
werden 1071
23.4.4 Die RNA-Interferenz nutzt kleine RNAs zur Hemmung der Expression von
Genen mit komplementären Basensequenzen 1072
23.4.5 Von normalen Zellgenen gebildete MikroRNAs hemmen die Translation von
mRNAs, die für die Entwicklung eine wichtige
Roll
23.4.6 Zur posttranslationalen Kontrolle gehören Abbau und Modifikationen der
Struktur und Funktion von Proteinen 1075
23.4.7 Ubiquitin markiert Proteine für den Abbau durch Proteosomen 1076
23.4.8 Zusammenfassung der eukaryotischen Genregulation 1078
Kapitel 24 - Krebs 108724.1 Unkontrolliertes Zellwachstum und Überleben 1088
Inhaltsverzeichnis
24.1.1 Tumore entstehen, wenn das Gleichgewicht zwischen Zellteilung und
Zelldifferenzierung oder Zelltod gestört ist 1088
24.1.2 Die Krebszelle wächst unabhängig von einer Verankerung und ist
unempfindlich für die Zell-Populationsdichte 1090
24.1.3 Krebszellen werden durch Mechanismen unsterblich, welche die
Telomerlänge aufrechterhalten 1091
24.1.4 Defekte in Signalwegen, Zellzyklus-Kontrollen und bei der Apoptose tragen
zu unkontrolliertem Zellwachstum bei 1091
24.2 Wie sich Krebs verbreitet 1092
24.2.1 Angiogenese ist notwendig, damit Tumore größer als wenige Millimeter im
Durchmesser werden können 1092
24.2.2 Das Wachstum der Blutgefäße wird von einem Gleichgewicht zwischen
Angiogenese-Aktivatoren und -Inhibitoren kontrolliert
24.2.3 Krebszellen streuen durch Invasion und Metastasierung 1094
24.2.4 Änderung der Zelladhäsion, Motilität und Proteasebildung ermöglichen
Krebszellen die Invasion umliegender Gewebe und Ge ?
24.2.5 Relativ wenige Krebszellen überleben die Reise durch den Blutkreislauf
1096
24.2.6 Blutflussmuster und organspezifische Faktoren bestimmen die Orte der
Metastasenbildung 1096
24.2.7 Das Immunsystem beeinflusst Wachstum und Ausbreitung von Krebszellen 1097
24.2.8 Die Mikroumgebung des Tumors beeinflusst Tumorwachstum, Invasion und
Metastasenbildung 1098
24.3 Was verursacht Krebs? 1099
24.3.1 Epidemiologische Daten helfen viele Krebsursachen zu identifizieren 1099
24.3.2 Viele chemische Substanzen verursachen nach metabolischer Aktivierung in
der Leber Krebserkrankungen 1101
24.3.3 Von chemischen Karzinogenen ausgelöste DNA-Mutationen führen zu Krebs
1101
24.3.4 Krebs entsteht durch einen dreistufigen Prozess: Initiation, Promotion
und Tumorwachstum 1103
24.3.5 Ionisierende und ultraviolette Strahlung können auch krebserzeugende
DNA-Mutationen hervorrufen 1104
24.3.6 Viren und andere infektiöse Wirkstoffe lösen die Entwicklung einiger
Krebsarten aus 1106
24.4 Onkogene und Tumorsuppressorgene 1107
24.4.1 Onkogene sind Gene, deren Produkte die Entwicklung von Krebs auslösen
können 1108
24.4.2 Proto-Onkogene werden über mehrere verschiedene Mechanismen in Onkogene
umgewandelt 1108
24.4.3 Die meisten Onkogene kodieren Komponenten der
Wachstumssignalisierungswege 1111
24.4.4 Tumorsuppressorgene sind Gene, deren Verlust oder Inaktivierung Krebs
erzeugen kann 1115
24.4.5 Das RB-Tumorsuppressorgen wurde durch Untersuchung von Familien mit
erblichem Retinoblastom entdeckt 1117
24.4.6 Das p53-Tumorsuppressorgen ist das bei Krebsarten des Menschen am
häufigsten mutierte Gen 1118
24.4.7 Das APC-Tumorsuppressorgen kodiert ein Protein, das den
Wnt-Signalisierungsweg hemmt 1119
Inhaltsverzeichnis
24.4.8 Die Inaktivierung einiger Tumorsuppressorgene führt zu genetischer
Instabilität 1120
24.4.9 Krebs entsteht durch schrittweise Anhäufung von Mutationen in Onkogenen
und Tumorsuppressorgenen 1123
24.4.10 Epigenetische Veränderungen der Genexpression beeinflussen die Merkmale
von Krebszellen 1124
24.4.11 Zusammenfassung: Karzinogenese und die entscheidenden Merkmale von Krebs
1125
24.5 Diagnose, Vorsorgeuntersuchungen und Behandlung 1127
24.5.1 Krebsdiagnose mit Hilfe mikroskopischer Untersuchung von Gewebeproben
1127
24.5.2 Vorsorgeuntersuchungen zur Früherkennung kann Tod durch Krebs verhindern
1129
24.5.3 Chirurgie, Bestrahlung und Chemotherapie als Standardbehandlungsmethoden
gegen Krebs 1129
24.5.4 Bekämpfen von Krebszellen mit Hilfe des Immunsystems 1131
24.5.5 Herceptin und Gleevec greifen Krebszellen auf molekularer Ebene an 1133
24.5.6 Anti-angiogene Therapien greifen die Blutzufuhr des Tumors an 1134
24.5.7 Die Krebstherapie kann auf den einzelnen Patienten abgestimmt werden 1134
Glossar 1141
Bildnachweis 1218
Stichwortverzeichnis 1221
VorwortTechniken und Methoden
Unser Fundament sind die Stärken vorheriger Ausgaben
Danksagungen
Über die Autoren
Vorwort zus deutschen AusgabeÜber den Bearbeiter der deutschen Ausgabe
Kapitel 1 - Ein Überblick über die Zelle1.1 Die Zelltheorie: Kurzer historischer Exkurs
1.2 Die Entwicklung der modernen Zellbiologie1.2.1 Die Zytologie befasst sich mit der Zellstruktur
1.2.2 Die Biochemie beschäftigt sich mit der Chemie der biologischen Struktur
und ihrer Funktion
1.2.3 Die Genetik beschäftigt sich mit dem Informationsfluss
1.3 Fakten und die wissenschaftliche Arbeitsweise
Kapitel 2 - Die Chemie der Zelle2.1 Die Bedeutung des Kohlenstoffs
2.1.1 Kohlenstoffhaltige Moleküle sind stabil
2.1.2 Kohlenstoffhaltige Moleküle sind vielfältig
2.1.3 Kohlenstoffhaltige Moleküle können Stereoisomere bilden
Inhaltsverzeichnis
2.2 Die Bedeutung von Wasser2.2.1 Wassermoleküle sind polar
2.2.2 Wassermoleküle sind kohäsiv
2.2.3 Wasser besitzt eine starke temperaturstabilisierende Fähigkeit
2.2.4 Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel
2.3 Die Bedeutung der selektiven Permeabilität von Membranen2.3.1 Eine Membran ist eine Lipiddoppelschicht, in die Proteine eingebettet sind
2.3.2 Membranen sind selektiv permeabel
2.4 Die Bedeutung der Synthese durch Polymerisation2.4.1 Makromoleküle sind für Form und Funktion lebender Systeme von
maßgeblicher Bedeutung
2.4.2 Zellen enthalten verschiedene Arten von Makromolekülen
2.4.3 Makromoleküle werden schrittweise durch Polymerisation von Monomeren
synthetisiert
2.5 Die Bedeutung der Selbstorganisation2.5.1 Viele Proteine setzen sich selbst zusammen
2.5.2 Molekulare Chaperone unterstützen die Faltung einiger Proteine
2.5.3 Nicht-kovalente Bindungen und Wechselwirkungen sind wichtig für die
Faltung von Makromolekülen
2.5.4 Selbstorganisation findet auch in anderen Zellstrukturen statt
2.5.5 Das Tabakmosaikvirus als Fallstudie der Selbstorganisation
2.5.6 Grenzen der Selbstorganisation
2.5.7 Der hierarchische Zusammenbau bringt der Zelle Vorteile
Kapitel 3 - Die Makromoleküle der Zelle3.1 Proteine
3.1.1 Die Monomere der Proteine sind Aminosäuren
3.1.2 Die Polymere sind Polypeptide und Proteine
3.1.3 Mehrere Arten von Bindungen und Wechselwirkungen sind für Faltung und
Stabilität von Proteinen von Bedeutung
3.1.4 Die Proteinstruktur hängt von der Aminosäuresequenz und verschiedenen
Wechselwirkungen ab
3.2 Nucleinsäuren3.2.1 Nucleotide sind die Monomere
3.2.2 DNA und RNA sind die Polymere
3.2.3 Ein DNA-Molekül ist eine Doppelstrang-Helix
3.3 Polysaccharide3.3.1 Monosaccharide sind die Monomere
3.3.2 Speicher- und Strukturpolysaccharide sind die Polysaccharide
3.3.3 Die Struktur des Polysaccharids hängt von den jeweiligen glykosidischen
Bindungen ab
3.4 Lipide
Inhaltsverzeichnis
3.4.1 Fettsäuren sind die Bausteine der verschiedenen Klassen von Lipiden
3.4.2 Die Triacylglycerine sind Speicherlipide
3.4.3 Phospholipide sind wichtig für die Membranstruktur
3.4.4 Glykolipide sind spezialisierte Membranbestandteile
3.4.5 Steroide sind Lipide mit vielfältigen Funktionen
3.4.6 Terpene werden aus Isopren gebildet
Kapitel 4 - Zellen und Organellen4.1 Merkmale und Strategien von Zellen
4.1.1 Alle Organismen sind Bakterien, Archaea oder Eukaryoten
4.1.2 Grenzen der Zellgröße
4.1.3 Eukaryotische Zellen nutzen Organellen zur Kompartimentierung zellulärer
Funktionen
4.1.4 Bakterien, Archaea und Eukaryoten unterscheiden sich in vielen Aspekten
4.1.5 Die Zellspezialisierung beweist die Einheit und die Vielfalt in der
Biologie
4.2 Die eukaryotische Zelle im Überblick: Ein Rundgang durch die Zelle4.2.1 Die Plasmamembran definiert die Grenzen der Zelle und umschließt den
Inhalt
4.2.2 Der Zellkern ist das Informationszentrum der Zelle
4.2.3 Intrazelluläre Membranen und Organellen definieren funktionelle
Kompartimente
4.2.4 Die extrazelluläre Matrix und die Zellwand liegen „außerhalb“ der
Zelle
4.3 Viren, Viroide und Prionen: Partikel, die in Zellen eindringen4.3.1 Ein Virus besteht aus einem DNA- oder RNA-Kern, der von einer
Proteinhülle umgeben ist
4.3.2 Viroide sind kleine ringförmige RNA-Moleküle
4.3.3 Prionen sind „infektiöse Proteine“
Kapitel 5 - Bioenergetik: Der Energiefluss in der Zelle5.1 Die Bedeutung der Energie
5.1.1 Zellen benötigen Energie für sechs verschiedene Arten der Veränderung
5.1.2 Organismen erhalten ihre Energie entweder durch Sonnenlicht oder durch
Oxidation chemischer Verbindungen
5.1.3 Energie fließt unablässig durch die Biosphäre
5.1.4 Der Energiefluss durch die Biosphäre wird vom Fluss der Materie begleitet
5.2 Bioenergetik5.2.1 Zum Verständnis des Energieflusses müssen wir die Systeme, Wärme und
Arbeit verstehen
5.2.2 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie konserviert
wird
5.2.3 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Reaktionen gerichtet
verlaufen
Inhaltsverzeichnis
5.2.4 Entropie und freie Energie als zwei alternative Hilfsmittel zur Ermittlung
der thermodynamischen Spontanität
5.3 Was ist DG?5.3.1 Die Gleichgewichtskonstante ist ein Maß für die Richtung einer Reaktion
(Direktionalität)
5.3.2 DG kann leicht berechnet werden
5.3.3 Die Standardveränderung der freien Energie entspricht der Messung von DG
unter Standardbedingungen
5.3.4 Zusammenfassung: Die Bedeutung von DG ’ und DG °’
5.3.5 Die Veränderung der freien Energie: Beispielrechnungen
5.4 Leben und das Fließgleichgewicht: Reaktionen, die zum Gleichgewichtfortschreiten, ohne jemals dort anzukommen
Kapitel 6 - Enzyme: Katalysatoren des Lebens6.1 Aktivierungsenergie und der metastabile Zustand
6.1.1 Bevor eine chemische Reaktion ablaufen kann, muss die Grenze der
Aktivierungsenergie überwunden werden
6.1.2 Der metastabile Zustand ist eine Folge der Aktivierungsgrenze
6.1.3 Katalysatoren überwinden die Aktivierungsenergiegrenze
6.2 Enzyme als biologische Katalysatoren6.2.1 Die meisten Enzyme sind Proteine
6.2.2 Substratbindung, Aktivierung und Katalyse laufen am aktiven Zentrum ab
6.3 Enzymkinetik6.3.1 Die meisten Enzyme verhalten sich entsprechend der Michaelis-Menten-
Gleichung
6.3.2 Was bedeuten Vmax und Km?
6.3.3 Warum sind Km und Vmax für Zellbiologen von Bedeutung?
6.3.4 Der doppelt reziproke Graph ist ein nützliches Hilfsmittel, kinetische
Daten in linearer Form aufzutragen
6.3.5 Die Berechnung von Km und Vmax : ein Beispiel
6.3.6 Jeder Enzyminhibitor wirkt entweder irreversibel oder reversibel
6.4 Enzymregulierung6.4.1 Allosterische Enzyme werden von anderen Molekülen als Reaktanten und
Produkten reguliert
6.4.2 Allosterische Enzyme zeichnen sich durch kooperative Wechselwirkungen
zwischen Untereinheiten aus
6.4.3 Enzyme können auch durch Anfügen oder Entfernen chemischer Gruppen
reguliert werden
6.5 RNA-Moleküle als Enzyme: Ribozyme
Kapitel 7 - Membranen: Struktur, Funktion und Chemie7.1 Die Funktion von Membranen
7.1.1 Membranen definieren Grenzen und dienen als Permeabilitätsbarriere
Inhaltsverzeichnis
7.1.2 Membranen tragen spezifische Proteine und erfüllen daher spezifische
Funktionen
7.1.3 Membranproteine regulieren den Transport löslicher Substanzen
7.1.4 Membranproteine nehmen elektrische und chemische Signale auf und
übertragen diese
7.1.5 Membranproteine vermitteln Zelladhäsion und Zell-Zell-Kommunikation
7.2 Modelle der Membranstruktur: Eine experimentelle Herangehensweise7.2.1 Overton und Langmuir: Lipide sind wichtige Bausteine von Membranen
7.2.2 Gorter und Grendel: Die Grundlage der Membranstruktur ist eine
Lipiddoppelschicht
7.2.3 Davson und Danielli: Membranen enthalten auch Proteine
7.2.4 Robertson: Alle Membranen haben eine gemeinsame Grundstruktur
7.2.5 Weitere Forschungsergebnisse deckten größere Unzulänglichkeiten des
Davson-Danielli-Modells auf
7.2.6 Singer und Nicolson: Eine Membran besteht aus einem Mosaik von Proteinen
in einer flüssigen Lipiddoppelschicht
7.2.7 Unwin und Henderson: Die meisten Membranproteine enthalten
Transmembransegmente
7.2.8 Neueste Erkenntnisse verfeinern unser Verständnis der Membranstruktur
7.3 Membranlipide: Der flüssige Teil des Modells7.3.1 Membranen enthalten mehrere wichtige Lipidklassen
7.3.2 Die Dünnschichtchromatographie ist eine wichtige Technik zur Analyse von
Lipiden
7.3.3 Fettsäuren sind essenziell für Struktur und Funktion der Membran
7.3.4 Membranasymmetrie: die meisten Lipide sind ungleich in den Monoschichten
verteilt
7.3.5 Die Lipiddoppelschicht ist flüssig
7.3.6 Membranen arbeiten nur im flüssigen Zustand optimal
7.3.7 Die meisten Organismen können die Membranfluidität regulieren
7.3.8 Lipidflöße sind spezialisierte Regionen von Membranlipiden, die an der
Signaltransduktion mitwirken
7.4 Membranproteine: Der Mosaikteil des Modells7.4.1 Die Membran besteht aus einem Mosaik aus Proteinen: Beweis durch
Gefrierbruchmikroskopie
7.4.2 Membranen enthalten integrale, periphere und lipidverankerte Proteine
7.4.3 Proteine können durch SDS-Polyacrylamid-Gel-Elektrophorese (PAGE)
getrennt werden
7.4.4 Die Aufklärung der dreidimensionalen Struktur von Membranproteinen wird
zunehmend einfacher
7.4.5 Der große Beitrag der Molekularbiologie zum Verständnis der
Membranproteine
7.4.6 Membranproteine üben eine Vielzahl von Funktionen aus
7.4.7 Membranproteine sind asymmetrisch über die Lipiddoppelschicht verteilt
Inhaltsverzeichnis
7.4.8 Viele Membranproteine sind glykosyliert
7.4.9 Membranproteine unterscheiden sich in ihrer Beweglichkeit
Kapitel 8 - Transport durch Membranen: Überwindung der Permeabilitätsbarriere8.1 Zellen und Transportvorgänge
8.1.1 Gelöste Substanzen passieren Membranen durch einfache Diffusion,
erleichterte Diffusion und aktiven Transport
8.1.2 Die Bewegung eines gelösten Stoffs durch eine Membran in Abhängigkeit
vom Konzentrationsgradienten oder vom
elektrochemi
8.1.3 Transportmechanismen am Beispiel der Plasmamembran des Erythrocyten
8.2 Die einfache Diffusion: Die einfache Bewegung entlang eines Gradienten8.2.1 Diffusion bewegt gelöste Stoffe immer in Richtung eines Gleichgewichts
8.2.2 Osmose ist die Diffusion von Wasser durch eine selektiv permeable Membran
8.2.3 Die einfache Diffusion ist auf kleine nicht-polare Moleküle begrenzt
8.2.4 Die Geschwindigkeit der einfachen Diffusion ist direkt proportional zum
Konzentrationsgradienten
8.3 Die erleichterte Diffusion: Die proteinvermittelte Bewegung entlang desGradienten
8.3.1 Carrierproteine und Kanalproteine erleichtern durch verschiedene
Mechanismen die Diffusion
8.3.2 Carrierproteine wechseln zwischen zwei Konformationszuständen
8.3.3 Carrierproteine sind im Hinblick auf Spezifität und Kinetik den Enzymen
ähnlich
8.3.4 Carrierproteine transportieren entweder eine oder mehrere gelöste
Substanzen
8.3.5 Der Glucosetransporter und der Anionenaustauscher des Erythrocyten als
Beispiele für Carrierproteine
8.3.6 Kanalproteine erleichtern die Diffusion durch Bildung hydrophiler
Transmembrankanäle
8.4 Aktiver Transport: Der proteinvermittelte Bergauf-Transport8.4.1 Die Kopplung des aktiven Transports an eine Energiequelle kann direkt oder
indirekt sein
8.4.2 Der direkt aktive Transport hängt von vier Typen von Transport-ATPasen ab
8.4.3 Der indirekt aktive Transport wird von Ionengradienten angetrieben
8.5 Beispiele für aktiven Transport8.5.1 Der primär aktive Transport: Die Na+/K+-Pumpe hält den elektrochemischen
Ionengradienten aufrecht
8.5.2 Sekundär aktiver Transport: Natriumsymport als Antrieb der
Glucoseaufnahme
8.5.3 Bacteriorhodopsin als Protonenpumpe nutzt Lichtenergie für den
Protonentransport
8.6 Die Energetik des Transports
Inhaltsverzeichnis
8.6.1 Bei nicht-geladenen Substanzen hängt DG des Transports nur vom
Konzentrationsgradienten ab
8.6.2 Für geladene Substanzen hängt DG des Transports vom elektrochemischen
Potenzial ab
Kapitel 9 - Chemotropher Energiemetabolismus I: Glykolyse und Fermentation9.1 Metabolische Wege
9.2 ATP: Der universale Energiekoppler9.2.1 ATP enthält zwei energiereiche Phosphoanhydridbindungen
9.2.2 Die ATP-Hydrolyse ist auf Grund der Ladungsabstoßung und der
Resonanzstabilisierung stark exergonisch
9.2.3 ATP ist ein wichtiges Zwischenprodukt des zellulären Energiemetabolismus
9.3 Chemotropher Energiemetabolismus9.3.1 Biologische Oxidationen laufen im Allgemeinen durch Abgabe von Elektronen
und Protonen ab und sind stark exergonisch
9.3.2 Coenzyme wie NAD+ dienen bei biologischen Oxidationen als
Elektronenakzeptoren
9.3.3 Die meisten Chemotrophen decken ihre Energiebedürfnisse durch Oxidation
organischer Nährstoffmoleküle
9.3.4 Glucose ist eines der wichtigsten oxidierbaren Substrate des
Energiemetabolismus
9.3.5 Die Oxidation von Glucose ist stark exergonisch
9.3.6 Beim Katabolismus von Glucose wird in Anwesenheit von Sauerstoff
wesentlich mehr Energie freigesetzt als ohne Sauerstoff
9.3.7 Entsprechend ihres Sauerstoffbedarfs teilt man die Organismen in aerobe,
anaerobe und fakultative Organismen ein
9.4 Glykolyse und Fermentation: ATP-Bildung ohne Sauerstoff9.4.1 Die Glykolyse erzeugt ATP durch Katabolisierung von Glucose zu Pyruvat
9.4.2 Das weitere Schicksal von Pyruvat hängt von der Verfügbarkeit von
Sauerstoff ab
9.4.3 Ohne Sauerstoff durchläuft Pyruvat eine Fermentation zur Wiedergewinnung
von NAD+
9.4.4 Fermentation verwertet nur einen Bruchteil der freien Energie der Glucose,
speichert diese Energie aber effizient als AT
9.5 Alternative Substrate der Glykolyse9.5.1 Andere Zucker und Glycerin werden auch durch Glykolyse katabolysiert
9.5.2 Polysaccharide werden gespalten und bilden Zuckerphosphate, die auch die
Glykolyse durchlaufen
9.6 Gluconeogenese
9.7 Die Regulation der Glykolyse und der Gluconeogenese9.7.1 Schlüsselenzyme der Glykolyse und der Gluconeogenese sind von der
allosterischen Regulation abhängig
9.7.2 Fructose-2,6-Bisphosphat ist ein wichtiger Regulator der Glykolyse und der
Gluconeogenese
Inhaltsverzeichnis
9.8 Neue Aufgaben für glykolytische Enzyme
Kapitel 10 - Chemotropher Energiemetabolismus II: Aerobe Atmung10.1 Zellatmung: Maximierung der ATP-Erträge
10.1.1 Aerobe Atmung erzeugt mehr Energie als Gärung
10.1.2 Zur aeroben Atmung gehören Glykolyse, Pyruvatoxidation, der TCA-Zyklus,
Elektronentransport und ATP-Synthese
10.2 Das Mitochondrium: Mittelpunkt der Handlung10.2.1 Mitochondrien kommen dort vor, wo viel ATP gebraucht wird
10.2.2 Sind Mitochondrien untereinander verbundene Netzwerke oder einzelne
Organellen?
10.2.3 Die äußere und die innere Membran eines Mitochondriums definieren zwei
getrennte Kompartimente und drei Regionen
10.2.4 Das Mitochondrium führt seine Aufgaben an spezifischen Membranen oder in
spezifischen Kompartimenten durch
10.2.5 Bei Bakterien sind die Funktionen der Zellatmung in der Plasmamembran und
im Cytoplasma lokalisiert
10 .3 Der Tricarbonsäurezyklus: Die zyklische Oxidation10.3.1 Durch oxidative Decarboxylierung wird Pyruvat in Acetylcoenzym A
umgewandelt
10.3.2 Der TCA-Zyklus beginnt mit dem Eintritt von Acetat als Acetyl-CoA
10.3.3 Durch zwei oxidative Decarboxylierungen entsteht NADH und CO2 wird
freigesetzt
10.3.4 Die direkte Bildung von GTP (oder ATP) erfolgt in einem Schritt des
TCA-Zyklus
10.3.5 Die letzten oxidativen Reaktionen des TCA-Zyklus führen zur Bildung von
FADH2 und NADH
10.3.6 Zusammenfassung: Die Produkte des TCA-Zyklus sind CO2, ATP, NADH und
FADH2
10.3.7 Mehrere TCA-Enzyme unterliegen der allosterischen Regulation
10.3.8 Der TCA-Zyklus spielt auch beim Katabolismus der Fette und Proteine eine
wichtige Rolle
10.3.9 Der TCA-Zyklus bildet Vorläufer für anabolische Stoffwechselwege
10.3.10 Der Glyoxylat-Kreislauf wandelt Acetyl-CoA in Kohlenhydrate um
10.4 Elektronentransport: Elektronenfluss von Coenzymen zum Sauerstoff10.4.1 Das Elektronentransportsystem überträgt Elektronen von reduzierten
Coenzymen zum Sauerstoff
10.4.2 Das Elektronentransportsystem besteht aus fünf Arten von Überträgern
10.4.3 Die Elektronenüberträger arbeiten in einer Sequenz, die durch ihre
Reduktionspotenziale bestimmt wird
10.4.4 Die meisten Elektronenüberträger gehören vier großen Atmungskomplexen
an
10.4.5 Die Atmungskomplexe bewegen sich frei in der inneren Mitochondrienmembran
10.5 Der elektrochemische Protonengradient: Schlüssel der Energiekopplung
Inhaltsverzeichnis
10.5.1 Elektronentransport und ATP- Synthese sind gekoppelte Reaktionen
10.5.2 Die Oxidation von Coenzymen pumpt genügend Protonen zur Bildung von drei
ATP pro NADH und zwei ATP pro FADH2
10.5.3 Experimentelle Beweise für das chemiosmotische Modell
10.6 ATP-Synthese: Wir setzen alle Puzzleteile zusammen10.6.1 F1-Partikel besitzen ATP-Syntheseaktivität
10.6.2 Der FoF1-Komplex: Die Protonentranslokation durch Fo treibt die ATP-
Synthese durch F1 an
10.6.3 Die physikalische Rotation der g - Untereinheit vermittelt die
ATP-Synthese durch FoF1
10.6.4 Das chemiosmotische Modell läuft über dynamischen transmembranen
Protonentransport ab
10.7 Die aerobe Atmung: Zusammenfassung10.7.1 Der maximale ATP-Ertrag der aeroben Atmung liegt bei 38 ATP pro Glucose
10.7.2 Die aerobe Atmung ist ein höchst effizienter Vorgang
Kapitel 11 - Phototropher Energiemetabolismus: Photosynthese11.1 Ein Überblick über die Photosynthese
11.1.1 Energietransduktionsreaktionen wandeln Sonnenenergie in chemische Energie
um
11.1.2 Kohlenstoffassimilierungsreaktionen fixieren Kohlenstoff durch Reduktion
von Kohlendioxid
11.1.3 Der Chloroplast ist das photosynthetische Organell der eukaryotischen
Zellen
11.1.4 Chloroplasten bestehen aus drei Membransystemen
11.2 Photosynthetische Energietransduktion I: Lichtabsorption11.2.1 Chlorophyll ist die wichtigste Verbindung zwischen der Sonnenenergie und
dem Leben auf der Erde
11.2.2 Akzessorische Pigmente steigern die Absorption von Sonnenlicht
11.2.3 Licht absorbierende Moleküle sind in Fotosystemen und
Lichtabsorptionskomplexen organisiert
11.2.4 Oxygene Phototrophe haben zwei Arten von Fotosystemen
11.3 Photosynthetische Energietransduktion II: NADPH-Synthese11.3.1 Das Fotosystem II überträgt Elektronen von Wasser zu einem Plastochinon
11.3.2 Der Cytochrom-b6/f-Komplex überträgt Elektronen von einem Plastochinol
zum Plastocyanin
11.3.3 Das Fotosystem I überträgt Elektronen vom Plastocyanin zum Ferredoxin
11.3.4 Ferredoxin-NADP+-Reduktase katalysiert die Reduktion von NADP+
11.4 Photosynthetische Energietransduktion III: ATP-Synthese11.4.1 Der ATP-Synthasekomplex koppelt den Transport von Protonen durch die
Thylakoidmembran an die ATP-Synthese
11.4.2 Durch zyklische Photophosphorylierung kann eine photosynthetische Zelle
NADPH-Synthese und ATP-Synthese im Gleichgewich
Inhaltsverzeichnis
11.4.3 Zusammenfassung des vollständigen Energietransduktionssystems
11.5 Photosynthetische Kohlenstoffassimilierung I: Der Calvin-Zyklus11.5.1 Kohlendioxid tritt durch Carboxylierung von Ribulose-1,5- Bisphosphat in
den Calvin-Zyklus ein
11.5.2 3-Phosphoglycerat wird zu Glycerinaldehyd-3-Phosphat reduziert
11.5.3 Die Bildung von Ribulose-1,5- Bisphosphat ermöglicht kontinuierliche
Kohlenstoffassimilierung
11.5.4 Der vollständige Calvin-Zyklus und dessen Zusammenhang mit der
photosynthetischen Energietransduktion
11.6 Die Regulation des Calvin-Zyklus11.6.1 Der Calvin-Zyklus wird stark reguliert, um maximale Effizienz zu
garantieren
11.6.2 Die Rubiscoaktivase reguliert die Kohlenstofffixierung durch Rubisco
11.7 Photosynthetische Kohlenstoffassimilierung II: Kohlenhydratsynthese11.7.1 Glucose-1-Phosphat wird aus Triosephosphaten synthetisiert
11.7.2 Die Biosynthese von Saccharose läuft im Cytosol ab
11.7.3 Die Biosynthese von Stärke läuft im Chloroplastenstroma ab
11.7.4 Die Photosynthese bildet auch reduzierten Stickstoff und
Schwefelverbindungen
11.8 Die Oxygenaseaktivität von Rubisco mindert die Effizienz der Photosynthese11.8.1 Der Glykolatstoffwechselweg bringt reduzierten Kohlenstoff aus
Phosphoglykolat wieder in den Calvin-Zyklus
11.8.2 C4-Pflanzen minimieren die Photorespiration, indem sie Rubisco auf Zellen
mit hohen CO2-Konzentrationen beschränken
11.8.3 CAM-Pflanzen verringern Photorespiration und Wasserverlust, indem sie
ihre Stomata nur in der Nacht öffnen
Kapitel 12 - Das Endomembransystem und Peroxisomen12.1 Das endoplasmatische Reticulum
12.1.1 Die beiden Grundformen des endoplasmatischen Reticulums unterscheiden
sich in Struktur und Funktion
12.1.2 Das raue ER wirkt an der Biosynthese und der Prozessierung von Proteinen
mit
12.1.3 Das glatte ER ist an der Detoxifikation, dem Kohlenhydratmetabolismus,
der Calciumspeicherung und der Steroidbiosynthes
12.1.4 Das ER spielt eine zentrale Rolle bei der Biosynthese von Membranen
12.2 Der Golgi-Komplex12.2.1 Der Golgi-Komplex besteht aus einer Reihe membranumhüllter Zisternen
12.2.2 Zwei Modelle beschreiben den Weg von Lipiden und Proteinen durch den
Golgi-Komplex
12.3 Die Aufgaben des ER und des Golgi-Komplexes bei der Proteinglykosylierung12.3.1 Die initiale Glykosylierung findet im ER statt
12.3.2 Die weitere Glykosylierung erfolgt im Golgi-Komplex
Inhaltsverzeichnis
12.4 Die Aufgaben des ER und des Golgi-Komplexes beim Proteintransport12.4.1 ER-spezifische Proteine enthalten Markierungen zum Zurückhalten und
Wiederauffinden
12.4.2 Die Proteine des Golgi-Komplexes können entsprechend der Länge ihrer
Transmembrandomänen sortiert werden
12.4.3 Der gezielte Transport löslicher lysosomaler Proteine zu Endosomen und
Lysosomen als Modell der Proteinsortierung im TG
12.4.4 Sekretorische Stoffwechselwege transportieren Moleküle aus der Zelle
12.5 Exocytose und Endocytose: Der Materialtransport durch die Plasmamembran12.5.1 Durch Exocytose werden intrazelluläre Moleküle in den Extrazellularraum
abgegeben
12.5.2 Durch Endocytose werden extrazelluläre Moleküle importiert, indem sich
Vesikel von der Plasmamembran abschnüren
12.6 Coated Vesikel bei zellulären Transportvorgängen12.6.1 Clathrin-Coated Vesikel sind von Gittern aus Clathrin und Adaptorprotein
umgeben
12.6.2 Der Zusammenbau von Clathrinhüllen fördert die Bildung von Vesikeln aus
der Plasmamembran und dem TGN
12.6.3 COPI- und COPII-Coated Vesikel pendeln zwischen dem ER und dem
Golgi-Komplex
12.6.4 SNARE-Proteine vermitteln die Verschmelzung zwischen Vesikeln und
Zielmembranen
12.7 Lysosomen und zelluläre Verdauung12.7.1 Lysosomen trennen Verdauungsenzyme vom Rest der Zelle
12.7.2 Lysosomen entwickeln sich aus Endosomen
12.7.3 Lysosomale Enzyme sind für verschiedene Abbauvorgänge von Bedeutung
12.7.4 Lysosomale Speichererkrankungen als Folge der Anhäufung nicht abbaubaren
Materials
12.8 Die Pflanzenvakuole: Ein multifunktionales Organell
12.9 Peroxisomen12.9.1 Die Entdeckung der Peroxisomen und die Weiterentwicklung der
Gleichgewichts-Gradienten-Zentrifugation
12.9.2 Die meisten Funktionen der Peroxisomen sind mit dem
Wasserstoffperoxid-Metabolismus verknüpft
12.9.3 Pflanzenzellen enthalten Peroxisomen, die nicht in tierischen Zellen
vorkommen
12.9.4 Peroxisomen entstehen durch Teilung bereits existierender Peroxisomen
Kapitel 13 - Signaltransduktionsmechanismen I: elektrische und synaptischeSignale in Neuronen
13.1 Neuronen13.1.1 Neuronen eignen sich besonders gut für die Übertragung elektrischer
Signale
Inhaltsverzeichnis
13.2 Das Membranpotenzial13.2.1 Das Ruhemembranpotenzial hängt von den unterschiedlichen
Ionenkonzentrationen innerhalb und außerhalb des Neurons und
d
13.2.2 Die Nernst-Gleichung beschreibt das Verhältnis zwischen Membranpotenzial
und Ionenkonzentration
13.2.3 Auswirkung der Fließgleichgewichtskonzentrationen von Ionen auf das
Ruhemembranpotenzial
13.2.4 Die Goldman-Gleichung beschreibt den Einfluss aller Ionen auf das
Membranpotenzial
13.3 Elektrische Erregbarkeit13.3.1 Ionenkanäle sind Tore für den Ionentransport durch die Membran
13.3.2 Patch Clamp und molekularbiologische Techniken ermöglichen die
Beobachtung der Aktivität einzelner Ionenkanäle
13.3.3 Spezielle Domänen der spannungsgesteuerten Kanäle fungieren als
Sensoren und Inaktivatoren
13.4 Das Aktionspotenzial13.4.1 Aktionspotenziale laufen als elektrische Signale am Axon entlang
13.4.2 Aktionspotenziale beruhen auf schnellen Veränderungen des
Membranpotenzials des Axons
13.4.3 Aktionspotenziale beruhen auf dem schnellen Strom von Ionen durch axonale
Ionenkanäle
13.4.4 Aktionspotenziale werden ohne Kraftverlust über das Axon weitergeleitet
13.4.5 Die Myelinscheide um das Axon übernimmt die Funktion einer elektrischen
Isolierung
13.5 Die Übertragung an Synapsen13.5.1 Neurotransmitter übertragen Signale an Nervensynapsen
13.5.2 Calcium regt die Sekretion von Neurotransmittern aus präsynaptischen
Neuronen an
13.5.3 Die Sekretion der Neurotransmitter erfolgt über Andocken und Fusion von
Vesikeln mit der Plasmamembran
13.5.4 Neurotransmitter werden von spezifischen Rezeptoren in postsynaptischen
Membranen erkannt
13.5.5 Neurotransmitter müssen bald nach ihrer Freisetzung schnell inaktiviert
werden
13.6 Integration und Prozessierung von Nervensignalen13.6.1 Neuronen können Signale von anderen Neuronen durch zeitliche und
räumliche Summation integrieren
13.6.2 Neuronen können sowohl erregende als auch hemmende Signale von anderen
Neuronen integrieren
Kapitel 14 - Signaltransduktionsmechanismen II: Botenstoffe und Rezeptoren14.1 Chemische Signale und zelluläre Rezeptoren
14.1.1 Zellen können verschiedene Typen chemischer Signale empfangen
Inhaltsverzeichnis
14.1.2 Die Rezeptorbindung erfolgt über spezifische Wechselwirkungen zwischen
Liganden und deren Rezeptoren
14.1.3 Die Rezeptorbindung aktiviert eine Signalkaskade in der Zelle
14.2 G-Protein-gekoppelte Rezeptoren14.2.1 Viele Rezeptoren mit sieben Transmembrandomänen wirken über G-Proteine
14.2.2 Einige G-Proteine regulieren die Bildung des Second Messengers zyklisches
AMP
14.2.3 Mehrere schwere menschliche Erkrankungen beruhen auf der Unterbrechung
von G-Protein-Signalkaskaden
14.2.4 Viele G-Proteine nutzen Inositoltrisphosphat und Diacylglycerin als
Second Messenger
14.2.5 Die Freisetzung von Calciumionen ist ein Schlüsselereignis vieler
Signalkaskaden
14.2.6 Die b g -Untereinheiten der G- Proteine können auch Signale weiterleiten
14.2.7 Weitere Signalkaskaden, die G-Proteine aktivieren
14.3 Proteinkinase-assoziierte Rezeptoren14.3.1 Wachstumsfaktoren binden oft an Kinase-assoziierte Rezeptoren
14.3.2 Rezeptor-Tyrosinkinasen sammeln sich und durchlaufen eine
Autophosphorylierung
14.3.3 Rezeptor-Tyrosinkinasen leiten eine Signalkaskade ein, an der Ras und
MAP-Kinase mitwirken
14.3.4 Rezeptor-Tyrosinkinasen aktivieren eine Vielzahl weiterer Signalwege
14.3.5 Gerüstkomplexe können die Zellsignalisierung erleichtern
14.3.6 Dominant negative Mutantenrezeptoren sind wichtige Hilfsmittel zur
Untersuchung der Rezeptorfunktion
14.3.7 Andere Wachstumsfaktoren übertragen ihre Signale über Serin/
Threoninkinasen-Rezeptoren
14.3.8 Unterbrechung der Wachstumsfaktorsignalkaskaden kann zu Krebsentstehung
führen
14.3.9 Wachstumsfaktor-Signalkaskaden haben gemeinsame Merkmale
14.4 Hormonsignalisierung14.4.1 Hormone können je nach zurückgelegter Entfernung und nach ihren
chemischen Eigenschaften klassifiziert werden
14.4.2 Die Steuerung des Glucosemetabolismus ist ein gutes Beispiel für
endokrine Regulierung
14.4.3 Steroidhormonrezeptoren wirken in erster Linie im Zellkern, nicht an der
Zelloberfläche
Kapitel 15 - Das Cytoskelett15.1 Die wichtigsten Strukturelemente des Cytoskeletts
15.1.1 Bei den Eukaryoten unterscheidet man drei Grundbausteine des Cytoskeletts
15.1.2 Strukturelle Ähnlichkeit des bakteriellen und eukaryotischen
Cytoskeletts
15.1.3 Das Cytoskelett wird andauernd dynamisch auf- und abgebaut
Inhaltsverzeichnis
15.2 Mikrotubuli15.2.1 Zwei Typen von Mikrotubuli sind für viele Funktionen in der Zelle
verantwortlich
15.2.2 Tubulinheterodimere sind die Proteinbausteine der Mikrotubuli
15.2.3 Mikrotubuli können Singletts, Dubletten und Tripletten bilden
15.2.4 Mikrotubuli entstehen durch Anlagerung von Tubulindimeren an den Enden
15.2.5 Die Anlagerung von Tubulindimeren läuft schneller an den Plusenden der
Mikrotubuli ab
15.2.6 Wirkstoffe können die Bildung von Mikrotubuli beeinflussen
15.2.7 Die GTP-Hydrolyse trägt zur dynamischen Instabilität von Mikrotubuli
bei
15.2.8 Mikrotubuli gehen aus Mikrotubuli- Organisationszentren in der Zelle
hervor
15.2.9 MTOCs organisieren und polarisieren die Mikrotubuli in Zellen
15.2.10 Die Stabilität von Mikrotubuli wird in den Zellen von einer Reihe von
Mikrotubuli-Bindeproteinen streng reguliert
15.3 Mikrofilamente15.3.1 Actin ist der Proteinbaustein der Mikrofilamente
15.3.2 Zellen enthalten verschiedene Typen von Actin
15.3.3 G-Actinmonomere polymerisieren zu F-Actinmikrofilamenten
15.3.4 Spezifische Substanzen beeinflussen die Polymerisation von
Mikrofilamenten
15.3.5 Zellen können Actin dynamisch in eine Reihe von Strukturen einbauen
15.3.6 Actin-bindende Proteine regulieren Polymerisation, Länge und
Organisation von Mikrofilamenten
15.3.7 Die Zellsignalisierung reguliert, wo und wann Strukturen auf Actinbasis
zusammengesetzt werden
15.4 Intermediäre Filamente15.4.1 Intermediäre Filamentproteine sind gewebespezifisch
15.4.2 Intermediäre Filamente setzen sich aus fibrösen Untereinheiten zusammen
15.4.3 Intermediäre Filamente verleihen Geweben mechanische Belastbarkeit
15.4.4 Das Cytoskelett ist eine mechanisch hoch integrierte Struktur
Kapitel 16 - Zellbewegung: Motilität und Kontraktilität16.1 Bewegliche Systeme
16.2 Intrazelluläre Bewegung durch Mikrotubuli: Kinesin und Dynein16.2.1 Motorproteine transportieren Organellen während des axonalen Transports
auf Mikrotubuli
16.2.2 Die Bewegung von Motorproteinen auf Mikrotubuli erfolgt durch Hydrolyse
von ATP
16.2.3 Die Kinesine bilden eine sehr große Familie von Proteinen mit
unterschiedlichen Strukturen und Funktionen
16.2.4 Dyneine können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden: axonemale und
Inhaltsverzeichnis
cytoplasmatische Dyneine16.2.5 Mikrotubulimotoren wirken an der Formgebung des Endomembransystems und
dem Vesikeltransport mit
16.3 Motilität durch Mikrotubuli: Cilien und Flagellen16.3.1 Cilien und Flagellen sind weit verbreitete bewegliche Zellfortsätze
eukaryotischer Zellen
16.3.2 Cilien und Flagellen bestehen aus einem mit dem Basalkörper verbundenen
Axonem
16.3.3 Das Gleiten der Mikrotubuli im Axonem führt zur Krümmung der Cilien und
Flagellen
16.4 Zellbewegung auf Actinbasis: die Myosine16.4.1 Myosine bilden eine große Familie von Motoren auf Actinbasis, die
verschiedene Rollen bei der Zellmotilität übernehmen
16.4.2 Viele Myosine bewegen sich mit kurzen Schritten an Actinfilamenten
entlang
16.5 Muskelkontraktion durch Filamente16.5.1 Skelettmuskelzellen enthalten dünne und dicke Filamente
16.5.2 In den Sarkomeren sind Actin, Myosin und akzessorischen Proteine
angeordnet
16.5.3 Der Gleitfilament-Theorie beschreibt die Muskelkontraktion
16.5.4 Querbrücken halten die Filamente zusammen und ATP liefert Energie für
deren Bewegung
16.5.5 Die Regulation der Muskelkontraktion hängt von Calcium ab
16.5.6 Die koordinierte Kontraktion der Herzmuskelzellen erfolgt durch
elektrische Kopplung
16.5.7 Der glatte Muskel ist den Nicht- Muskelzellen ähnlicher als dem
Skelettmuskel
16.6 Bewegung in Nicht- Muskelzellen durch Actin16.6.1 Zellmigration durch Lamellipodien erfolgt über Zyklen von Ausstülpung,
Anheftung, Translokation und Ablösung
16.6.2 Die Chemotaxis ist eine gerichtete Bewegung als Antwort auf den
Gradienten eines chemischen Signalstoffes
16.6.3 Die amöboide Bewegung beruht auf Zyklen von Verfestigung und
Verflüssigung des Actincytoskeletts
16.6.4 Molekulare Motoren auf Actin- Basis bewegen Substrate im Cytoplasma
einiger Zellen
Kapitel 17 - Jenseits der Zelle: Zelladhäsionen, Zellverbindungen undextrazelluläre Strukturen
17.1 Zell-Zell-Erkennung und Adhäsion17.1.1 Transmembranproteine vermitteln Zell-Zell-Kontakte
17.1.2 Kohlenhydratgruppen sind für die Zell-Zell-Erkennung und die Adhäsion
wichtig
17.2 Zell-Zell-Verbindungen
Inhaltsverzeichnis
17.2.1 Polaritäts-Proteine regulieren die Positionierung von
Zell-Zell-Verbindungen
17.2.2 Adhäsionsverbindungen verknüpfen benachbarte Zellen miteinander
17.2.3 Tight Junctions verhindern die Passage von Molekülen
17.2.4 Claudine bilden eine Abdichtung an den Tight Junctions
17.2.5 Gap Junctions ermöglichen direkte elektrische und chemische
Kommunikation zwischen Zellen
17.3 Die extrazelluläre Matrix tierischer Zellen17.3.1 Kollagene sind für die Festigkeit der extrazellulären Matrix
verantwortlich
17.3.2 Ein Vorläufer namens Prokollagen bildet viele Typen gewebsspezifischer
Kollagene
17.3.3 Elastine verleihen der extrazellulären Matrix Elastizität und
Flexibilität
17.3.4 Kollagen- und Elastinfasern sind in eine Matrix aus Proteoglykanen
eingebettet
17.3.5 Freie Hyaluronsäure schmiert die Gelenke und erleichtert die
Zellmigration
17.3.6 Adhäsive Glykoproteine verankern Zellen an der extrazellulären Matrix
17.3.7 Fibronectine verbinden Zellen mit der ECM und steuern die Zellbewegung
17.3.8 Laminine binden Zellen an die Basallamina
17.3.9 Integrine sind Zelloberflächenrezeptoren, die ECM-Bausteine binden
17.3.10 Der Dystrophin/Dystroglykan- Komplex stabilisiert die Anheftung von
Muskelzellen an die extrazelluläre Matrix
17.3.11 Die Glykocalyx ist eine polysaccharidreiche Zone an der Peripherie
tierischer Zellen
17.4 Die Oberfläche der Pflanzenzelle17.4.1 Zellwände bilden einen strukturellen Rahmen und dienen als
Permeabilitätsbarriere
17.4.2 Die pflanzliche Zellwand ist ein Netzwerk aus Cellulosemikrofibrillen,
Polysacchariden und Glykoproteinen
17.4.3 Zellwände werden in mehreren getrennten Stufen synthetisiert
17.4.4 Plasmodesmen ermöglichten die direkte Zell-Zell-Kommunikation durch die
Zellwand
Kapitel 18 - Die strukturelle Basis der zellulären Information: DNA,Chromosomen und der Zellkern
18.1 Die chemische Natur des genetischen Materials18.1.1 Mieschers Entdeckung der DNA führte zu widersprüchlichen Vorschlägen
über die chemische Beschaffenheit von Genen
18.1.2 Avery wies nach, dass die DNA das genetische Material der Bakterien ist
18.1.3 Hershey und Chase wiesen nach, dass DNA das genetische Material von Viren
ist
18.1.4 Chargaffs Regeln zeigen, dass A = T und G = C
Inhaltsverzeichnis
18.2 Die DNA-Struktur18.2.1 Watson und Crick entdeckten, dass die DNA eine Doppelhelix ist
18.2.2 Die DNA kann zwischen relaxiertem und überspiralisiertem Zustand
wechseln
18.2.3 Die beiden Stränge der DNA- Doppelhelix können experimentell durch
Denaturierung getrennt und durch Renaturierung
wiede
18.3 Die Organisation der DNA in Genomen18.3.1 Die Größe des Genoms nimmt mit der Komplexität des Organismus zu
18.3.2 Restriktionsendonucleasen schneiden die DNA an spezifischen Stellen
18.3.3 Schnelle Verfahren zur DNA-Sequenzierung
18.3.4 Die kompletten Genome vieler Organismen wurden bereits sequenziert
18.3.5 Die neue Wissenschaft der Bioinformatik entschlüsselt Genome,
Transkriptome und Proteome
18.3.6 Geringfügige Unterschiede in der Genomsequenz unterscheiden Menschen
voneinander
18.3.7 Repetitive DNA-Sequenzen erklären zum Teil die Größe eukaryotischer
Genome
18.4 Das Packen von DNA18.4.1 Die bakterielle DNA liegt in Bakterienchromosom und Plasmiden vor
18.4.2 Eukaryotische Zellen packen DNA in Chromatin und Chromosomen
18.4.3 Nucleosomen sind die Basiseinheit der Chromatinstruktur
18.4.4 Ein Histon-Octamer bildet den Nucleosomenkern
18.4.5 Nucleosomen werden gepackt und bilden Chromatinfasern und Chromosomen
18.4.6 Eukaryoten verpacken einen Teil ihrer DNA in Mitochondrien und
Chloroplasten
18.5 Der Zellkern18.5.1 Der Zellkern ist von einer Doppelmembran umgeben
18.5.2 Kernporen ermöglichen das Ein- und Ausschleusen von Molekülen in den
bzw. aus dem Zellkern
18.5.3 Die Kernmatrix und die Kernlamina sind Stützstrukturen des Zellkerns
18.5.4 Chromatinfasern liegen im Zellkern auf nicht-zufällige Weise verteilt
vor
18.5.5 Der Zellkern ist an der Ribosomenbildung beteiligt
Kapitel 19 - Zellzyklus, DNA-Replikation und Mitose19.1 Ein Überblick über den Zellzyklus
19.2 DNA-Replikation19.2.1 Die DNA-Replikation verläuft im Allgemeinen bidirektional
19.2.2 Die eukaryotische Replikation erfolgt durch multiple Replikons
19.2.3 Replikationslizenzierung stellt sicher, dass DNA-Moleküle nur einmal vor
jeder Zellteilung verdoppelt werden
19.2.4 DNA-Polymerasen katalysieren die Elongation von DNA-Ketten
Inhaltsverzeichnis
19.2.5 Die DNA wird in diskontinuierlichen Segmenten synthetisiert, die von der
DNA-Ligase verbunden werden
19.2.6 Das Korrekturlesen erfolgt durch die 3¢ ®5¢ -Exonucleaseaktivität der
DNA- Polymerase
19.2.7 RNA-Primer initiieren die DNA- Replikation
19.2.8 Zur Entspiralisierung der DNA- Doppelhelix werden DNA-Helicasen,
Topoisomerasen und Einzelstrang-DNA- Bindeproteine ben
19.2.9 Zusammenfassung der DNA-Replikation
19.2.10 Telomere lösen das Problem der Beendigung der DNA-Replikation
19.3 DNA-Schäden und DNA-Reparatur19.3.1 DNA-Schäden können spontan oder als Antwort auf Mutagene auftreten
19.3.2 Transläsionssynthese und Exzisionsreparatur korrigieren Mutationen mit
anormalen Nucleotiden
19.3.3 Die Fehlpaarungsreparatur korrigiert Mutationen mit nicht-
komplementären Basenpaaren
19.3.4 Die Schadensreparatur erklärt, warum die DNA Thymin und nicht Uracil
enthält
19.3.5 DNA-Doppelstrangbrüche werden durch nicht-homologe Verknüpfung der
Enden oder homologe Rekombination repariert
19.4 Kernteilung und Zellteilung19.4.1 Die Mitose gliedert sich in Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase
und Telophase
19.4.2 Die mitotische Spindel ist für die Bewegung der Chromosomen während der
Mitose verantwortlich
19.4.3 Teilung des Cytoplasmas während der Cytokinese
19.4.4 Manchmal verläuft die Zellteilung asymmetrisch
19.5 Regulation des Zellzyklus19.5.1 Die Dauer eines Zellzyklus unterscheidet sich bei den verschiedenen
Zelltypen
19.5.2 Die Progression durch den Zellzyklus wird an mehreren zentralen
Kontrollpunkten überwacht
19.5.3 Untersuchungen über Zellfusion und Zellzyklusmutanten führten zur
Identifizierung von Molekülen, die den Zellzyklus
kon
19.5.4 Die Progression durch den Zellzyklus wird von Cyclin-abhängigen Kinasen
(Cdks) kontrolliert
19.5.5 Mitotisches Cdk-Cyclin treibt die Progression in den G2-M-Übergang durch
Phosphorylierung von Schlüsselproteinen an,
di
19.5.6 Der Anaphase-Förder-Komplex koordiniert mitotische Schlüsselereignisse
durch gezielten Abbau spezifischer Proteine
19.5.7 G1-Cdk-Cyclin reguliert die Progression durch den Restriktionspunkt durch
Phosphorylierung von Rb-Protein
19.5.8 Kontrollpunkt-Mechanismen überwachen die Anheftung der Chromosomen an
Inhaltsverzeichnis
die Spindel, den Durchlauf der DNA- Replikationu 19.5.9 Setzen wir das Puzzle zusammen: Die Maschinerie zur Regulation des
Zellzyklus
19.6 Wachstumsfaktoren und Zellwachstum und -vermehrung19.6.1 Stimulierende Wachstumsfaktoren aktivieren den Ras-Weg
19.6.2 Stimulierende Wachstumsfaktoren können auch den PI3K-Akt-Weg aktivieren
19.6.3 Inhibitorische Wachstumsfaktoren wirken durch Cdk-Inhibitoren
19.7 Apoptose19.7.1 Die Apoptose wird durch „Todessignale“ oder Rückzug der
Wachstumsfaktoren ausgelöst
Kapitel 20 - Geschlechtliche Vermehrung, Meiose und genetische Rekombination20.1 Geschlechtliche Vermehrung
20.1.1 Geschlechtliche Vermehrung führt zu genetischer Vielfalt, indem
Chromosomen von zwei unterschiedlichen
Elternorganismen
20.1.2 Diploide Zellen können für jedes Gen homozygot oder heterozygot sein
20.1.3 Gameten sind haploide, auf geschlechtliche Vermehrung spezialisierte
Zellen
20.2 Meiose20.2.1 Die Lebenszyklen geschlechtlicher Organismen haben diploide und haploide
Phasen
20.3 Die Meiose verwandelt eine diploide Zelle in vier haploide Zellen20.3.1 Die Meiose I bildet zwei haploide Zellen, deren Chromosomen aus
Schwesterchromatiden bestehen
20.3.2 Die Meiose II ähnelt einer mitotischen Teilung
20.3.3 Spermien und Eizellen entstehen durch Meiose und anschließende
Zelldifferenzierung
20.3.4 Die Meiose bringt genetische Vielfalt hervor
20.4 Genetische Vielfalt: Segregation und Anordnung der Allele20.4.1 Die Information zur Spezifizierung rezessiver Merkmale kann vorhanden
sein, ohne dass sie erkennbar ist
20.4.2 Die Spaltungsregel besagt, dass sich die Allele jedes Gens während der
Gametenbildung trennen
20.4.3 Die Unabhängigkeitsregel besagt, dass sich die Allele jedes Gens
unabhängig von den Allelen anderer Gene trennen
20.4.4 Frühe mikroskopische Nachweise ließen vermuten, dass Chromosomen die
genetische Information tragen könnten
20.4.5 Das Verhalten der Chromosomen erklärt die Regeln der Segregation und der
unabhängigen Verteilung
20.4.6 Die DNA-Moleküle homologer Chromosomen haben ähnliche Basensequenzen
20.5 Genetische Variabilität: Rekombination und Crossing-over
Inhaltsverzeichnis
20.5.1 Chromosomen enthalten Gruppen gekoppelter Gene, die im Allgemeinen
zusammen vererbt werden
20.5.2 Homologe Chromosomen tauschen während des Crossing-over Segmente aus
20.5.3 Genloci können durch Messung der Rekombinationshäufigkeiten kartiert
werden
20.6 Genetische Rekombination bei Bakterien und Viren20.6.1 Co-Infektion bakterieller Zellen mit verwandten Bakteriophagen kann zu
genetischer Rekombination führen
20.6.2 Transformation und Transduktion erfolgen durch Rekombination mit freier
DNA oder mit DNA, die von Bakteriophagen in
Bak
20.6.3 Konjugation ist eine modifizierte geschlechtliche Aktivität, die
genetische Rekombination bei Bakterien erleichtert
20.7 Molekulare Mechanismen der homologen Rekombination20.7.1 DNA-Bruch und -Austausch sind die Grundlagen der homologen Rekombination
20.7.2 Homologe Rekombination kann zu Genkonversion führen
20.7.3 Homologe Rekombination wird durch Einzelstrang-DNA-Austausch
(Holliday-Junctions) initiiert
20.7.4 Der synaptische Komplex erleichtert die homologe Rekombination während
der Meiose
20.8 Rekombinante DNA-Technologie und Genklonierung20.8.1 Die Entdeckung von Restriktionsenzymen ebnete den Weg für die
rekombinante DNA-Technologie
20.8.2 Mit den Techniken der DNA- Klonierung kann man große Mengen einzelner
Gensequenzen erzeugen
20.8.3 Genom- und cDNA-Datenbanken unterstützen die DNA-Klonierung
20.8.4 Große DNA-Segmente können mit YACs und BACs kloniert werden
20.8.5 Die PCR wird standardmäßig zur Klonierung von Genen aus sequenzierten
Genomen eingesetzt
20.9 Gentechnologie20.9.1 Mit Hilfe der Gentechnologie kann man wertvolle Proteine herstellen, was
sonst nur unter schwierigen Bedingungen möglic
20.9.2 Das Ti-Plasmid ist ein nützlicher Vektor zur Insertion von Fremd-Genen
in Pflanzen
20.9.3 Durch genetische Manipulation kann man die Merkmale von Nutzpflanzen
verbessern
20.9.4 Es bestehen Sorgen im Hinblick auf Sicherheit und mögliche Umweltrisiken
durch gentechnologisch manipulierte Lebensmitt
20.9.5 Tiere können durch An- oder Abschalten spezifischer Gene genetisch
verändert werden
20.9.6 Gentherapien werden zur Behandlung menschlicher Krankheiten entwickelt
Kapitel 21 - Genexpression I: Genetischer Code und Transkription21.1 Der direktionale Fluss der genetischen Information
Inhaltsverzeichnis
21.2 Der genetische Code21.2.1 Experimente mit Neurospora führten zur Erkenntnis, dass Gene Enzyme
kodieren
21.2.2 Die meisten Gene kodieren Aminosäuresequenzen von Polypeptidketten
21.2.3 Der genetische Code ist ein Triplett-Code
21.2.4 Der genetische Code ist degeneriert und überlappt nicht
21.2.5 Messenger-RNA steuert die Synthese von Polypeptidketten
21.2.6 Das Codonwörterbuch wurde mit Hilfe synthetischer RNA-Polymere und
-Tripletts erstellt
21.2.7 Von den 64 möglichen Codons der Messenger-RNA kodieren 61 Aminosäuren
21.2.8 Der genetische Code ist (fast) universal
21.3 Transkription in Bakterienzellen21.3.1 Die Transkription wird von der RNA-Polymerase katalysiert, die RNA an
einer DNA-Matrize synthetisiert
21.3.2 Die vier Schritte der Transkription: Bindung, Initiation, Elongation und
Termination
21.4 Transkription bei eukaryotischen Zellen21.4.1 Die RNA-Polymerasen I, II und III führen die Transkription im
eukaryotischen Zellkern durch
21.4.2 Drei Klassen von Promotoren kommen in eukaryotischen Kerngenen vor, je
eine Klasse für einen Typ der RNA-Polymerase
21.4.3 Allgemeine Transkriptionsfaktoren wirken an der Transkription aller
Kerngene mit
21.4.4 Elongation, Termination und RNA- Spaltung sind an der Fertigstellung der
eukaryotischen RNA-Synthese beteiligt
21.5 RNA-Prozessierung21.5.1 Zur ribosomalen RNA-Prozessierung gehört die Spaltung mehrerer RNAs aus
einer gemeinsamen Vorläufer-rRNA
21.5.2 Die Prozessierung der Transfer-RNA erfolgt durch Entfernen, Anfügen und
chemische Modifikation von Nucleotiden
21.5.3 Die Prozessierung von Messenger- RNA bei Eukaryoten erfolgt durch
Capping, Anfügen von Poly(A)-Schwänzen und
Entfernen
21.5.4 Spleißosomen entfernen Introns aus der Prä-mRNA
21.5.5 Einige Introns sind selbstspleißend
21.5.6 Die Existenz von Introns ermöglicht alternatives Spleißen und
Exonvermischung (Exon-Shuffling)
21.5.7 Durch RNA-Bearbeitung können kodierende mRNA-Sequenzen verändert werden
21.6 Schlüsselaspekte des mRNA-Metabolismus21.6.1 Die meisten mRNA-Moleküle haben eine relativ kurze Lebensspanne
21.6.2 Die Existenz der mRNA ermöglicht die Amplifikation der genetischen
Information
Kapitel 22 - Genexpression II: Proteinsynthese und Sortierung
Inhaltsverzeichnis
22.1 Translation: Die Rollenbesetzung22.1.1 Ribosomen synthetisieren Polypeptide
22.1.2 Transfer-RNA-Moleküle bringen Aminosäuren zum Ribosom
22.1.3 Aminoacyl-tRNA-Synthetasen verbinden Aminosäuren mit den richtigen
Transfer-RNAs
22.1.4 Messenger-RNA bringt Information über die Polypeptide zum Ribosom
22.1.5 Zur Initiation, Elongation und Termination von Polypeptidketten werden
Proteinfaktoren benötigt
22.2 Der Mechanismus der Translation22.2.1 Zur Initiation der Translation werden Initiationsfaktoren, ribosomale
Untereinheiten, mRNA und Initiator-tRNA benötigt
22.2.2 Kettenverlängerung durch sequenzielle Zyklen von Aminoacyl-tRNA-Bindung,
Bildung von Peptidbindungen und Translokation
22.2.3 Die Termination der Polypeptidsynthese wird durch Freisetzungsfaktoren
ausgelöst, die Stoppcodons erkennen
22.2.4 Die Proteinfaltung wird durch molekulare Chaperone unterstützt
22.2.5 Für die Proteinsynthese ist ein erheblicher Teil der Zellenergie
erforderlich
22.2.6 Zusammenfassung der Translation
22.3 Mutationen und Translation22.3.1 Suppressor-tRNAs beseitigen die Wirkung einiger Mutationen
22.3.2 Nonsense-vermittelter Abbau und Nonstopp-Abbau fördern die Zerstörung
von defekten mRNAs
22.4 Posttranslationale Prozessierung
22.5 Proteinerkennung und -sortierung22.5.1 Der cotranslationale Import ermöglicht einigen Proteinen während ihrer
Synthese den Eintritt in das ER
22.5.2 Die Signalerkennungspartikel (SRP) binden den Ribosom-mRNA-Polypeptid-
Komplex an die ER-Membran
22.5.3 Proteinfaltung und Qualitätskontrolle finden im ER statt
22.5.4 In das ER-Lumen freigesetzte Proteine werden zum Golgi-Komplex, zu
sekretorischen Vesikeln, zu Lysosomen oder zurück
in
22.5.5 Stopp-Transfersequenzen vermitteln die Insertion integraler
Membranproteine
22.5.6 Durch posttranslationalen Import können einige Polypeptide nach der
Synthese in Organellen gelangen
Kapitel 23 - Die Regulation der Genexpression23.1 Die bakterielle Genexpression
23.1.1 Katabolische und anabolische Wege werden durch Induktion und Repression
reguliert
23.1.2 Die am Lactosekatabolismus mitwirkenden Gene sind in einem induzierbaren
Operon organisiert
Inhaltsverzeichnis
23.1.3 Das lac-Operon wird vom lac- Repressor negativ reguliert
23.1.4 Untersuchungen zur Organisation des lac-Operons mit Hilfe von Bakterien-
Mutanten
23.1.5 Positive Regulation des lac-Operons durch das Katabolitaktivatorprotein
(CAP)
23.1.6 Das lac -Operon ist ein Beispiel für die doppelte Kontrolle der
Genexpression
23.1.7 Die Struktur des lac -Repressor/ Operator-Komplexes bestätigt das
Operonmodell
23.1.8 Die an der Tryptophansynthese mitwirkenden Gene sind in einem
reprimierbaren Operon organisiert
23.1.9 Sigma-Faktoren bestimmen, welche Gen-Sätze exprimiert werden
23.1.10 Durch Dämpfung kann die Transkription nach dem Initiationsschritt
reguliert werden
23.1.11 Riboswitches sorgen dafür, dass Transkription und Translation von
Wechselwirkungen kleiner Moleküle mit der RNA
kontro
23.2 Eukaryotische Genregulation: genomische Kontrolle23.2.1 Vielzellige Eukaryoten bestehen aus zahlreichen spezialisierten Zelltypen
23.2.2 Die eukaryotische Genexpression wird auf fünf Hauptebenen reguliert
23.2.3 Zellen vielzelliger Organismen enthalten in der Regel alle den gleichen
Gensatz
23.2.4 Genamplifikation und Gendeletion können das Genom verändern
23.2.5 DNA-Neuanordnungen können das Genom verändern
23.2.6 Chromosomenpuffs liefern den sichtbaren Nachweis, dass genomische
Kontrolle durch Chromatinauflockerung erfolgt
23.2.7 Die Sensitivität der DNase I liefert einen weiteren Beweis für die
Rolle der Chromatindekondensation bei der
genomische
23.2.8 DNA-Methylierung ist mit inaktiven Regionen des Genoms assoziiert
23.2.9 Veränderungen in Histonen und Chromatin-Remodellierungsproteine können
die Genomaktivität ändern
23.3 Eukaryotische Genregulation: Transkriptionskontrolle23.3.1 In den verschiedenen Zellen werden unterschiedliche Gensätze
transkribiert
23.3.2 DNA-Microarrays ermöglichen die simultane Kontrolle der Expression
Tausender Gene
23.3.3 Proximale Kontrollelemente liegen nahe am Promotor
23.3.4 Enhancer und Silencer liegen unterschiedlich weit vom Promotor entfernt
23.3.5 Coaktivatoren vermitteln die Interaktion zwischen regulatorischen
Transkriptionsfaktoren und dem RNA- Polymerasekomplex
23.3.6 Verschiedene DNA-Kontrollelemente und Transkriptionsfaktoren wirken
miteinander
23.3.7 Mehrere häufig vorkommende Strukturmotive ermöglichen die Bindung
Inhaltsverzeichnis
regulatorischer Transkriptionsfaktoren an die DNAund 23.3.8 DNA-Response-Elemente koordinieren die Expression nicht-benachbarter Gene
23.3.9 Steroidhormonrezeptoren agieren als Transkriptionsfaktoren, die an
Hormon-Response-Elemente binden
23.3.10 CREBs und STATs sind Beispiele für Transkriptionsfaktoren, die durch
Phosphorylierung aktiviert werden
23.3.11 Das Hitzeschock-Response- Element koordiniert die Expression von Genen,
die durch erhöhte Temperaturen aktiviert werde
23.3.12 Homöotische Gene kodieren Transkriptionsfaktoren, welche die embryonale
Entwicklung regulieren
23.4 Eukaryotische Genregulation: Posttranskriptionale Kontrolle23.4.1 Kontrolle von RNA-Prozessierung und -Export aus dem Zellkern nach der
Transkription
23.4.2 Die Translationsgeschwindigkeit kann durch Initiationsfaktoren und
Translationsrepressoren kontrolliert werden
23.4.3 Die Translation kann auch durch Regulation des mRNA-Abbaus kontrolliert
werden
23.4.4 Die RNA-Interferenz nutzt kleine RNAs zur Hemmung der Expression von
Genen mit komplementären Basensequenzen
23.4.5 Von normalen Zellgenen gebildete MikroRNAs hemmen die Translation von
mRNAs, die für die Entwicklung eine wichtige Roll
23.4.6 Zur posttranslationalen Kontrolle gehören Abbau und Modifikationen der
Struktur und Funktion von Proteinen
23.4.7 Ubiquitin markiert Proteine für den Abbau durch Proteosomen
23.4.8 Zusammenfassung der eukaryotischen Genregulation
Kapitel 24 - Krebs24.1 Unkontrolliertes Zellwachstum und Überleben
24.1.1 Tumore entstehen, wenn das Gleichgewicht zwischen Zellteilung und
Zelldifferenzierung oder Zelltod gestört ist
24.1.2 Die Krebszelle wächst unabhängig von einer Verankerung und ist
unempfindlich für die Zell- Populationsdichte
24.1.3 Krebszellen werden durch Mechanismen unsterblich, welche die
Telomerlänge aufrechterhalten
24.1.4 Defekte in Signalwegen, Zellzyklus-Kontrollen und bei der Apoptose tragen
zu unkontrolliertem Zellwachstum bei
24.2 Wie sich Krebs verbreitet24.2.1 Angiogenese ist notwendig, damit Tumore größer als wenige Millimeter im
Durchmesser werden können
24.2.2 Das Wachstum der Blutgefäße wird von einem Gleichgewicht zwischen
Angiogenese-Aktivatoren und -Inhibitoren kontrolliert
24.2.3 Krebszellen streuen durch Invasion und Metastasierung
24.2.4 Änderung der Zelladhäsion, Motilität und Proteasebildung ermöglichen
Inhaltsverzeichnis
Krebszellen die Invasion umliegender Gewebe und Ge ?24.2.5 Relativ wenige Krebszellen überleben die Reise durch den Blutkreislauf
24.2.6 Blutflussmuster und organspezifische Faktoren bestimmen die Orte der
Metastasenbildung
24.2.7 Das Immunsystem beeinflusst Wachstum und Ausbreitung von Krebszellen
24.2.8 Die Mikroumgebung des Tumors beeinflusst Tumorwachstum, Invasion und
Metastasenbildung
24.3 Was verursacht Krebs?24.3.1 Epidemiologische Daten helfen viele Krebsursachen zu identifizieren
24.3.2 Viele chemische Substanzen verursachen nach metabolischer Aktivierung in
der Leber Krebserkrankungen
24.3.3 Von chemischen Karzinogenen ausgelöste DNA-Mutationen führen zu Krebs
24.3.4 Krebs entsteht durch einen dreistufigen Prozess: Initiation, Promotion
und Tumorwachstum
24.3.5 Ionisierende und ultraviolette Strahlung können auch krebserzeugende
DNA-Mutationen hervorrufen
24.3.6 Viren und andere infektiöse Wirkstoffe lösen die Entwicklung einiger
Krebsarten aus
24.4 Onkogene und Tumorsuppressorgene24.4.1 Onkogene sind Gene, deren Produkte die Entwicklung von Krebs auslösen
können
24.4.2 Proto-Onkogene werden über mehrere verschiedene Mechanismen in Onkogene
umgewandelt
24.4.3 Die meisten Onkogene kodieren Komponenten der
Wachstumssignalisierungswege
24.4.4 Tumorsuppressorgene sind Gene, deren Verlust oder Inaktivierung Krebs
erzeugen kann
24.4.5 Das RB-Tumorsuppressorgen wurde durch Untersuchung von Familien mit
erblichem Retinoblastom entdeckt
24.4.6 Das p53-Tumorsuppressorgen ist das bei Krebsarten des Menschen am
häufigsten mutierte Gen
24.4.7 Das APC-Tumorsuppressorgen kodiert ein Protein, das den
Wnt-Signalisierungsweg hemmt
24.4.8 Die Inaktivierung einiger Tumorsuppressorgene führt zu genetischer
Instabilität
24.4.9 Krebs entsteht durch schrittweise Anhäufung von Mutationen in Onkogenen
und Tumorsuppressorgenen
24.4.10 Epigenetische Veränderungen der Genexpression beeinflussen die Merkmale
von Krebszellen
24.4.11 Zusammenfassung: Karzinogenese und die entscheidenden Merkmale von Krebs
24.5 Diagnose, Vorsorgeuntersuchungen und Behandlung24.5.1 Krebsdiagnose mit Hilfe mikroskopischer Untersuchung von Gewebeproben
24.5.2 Vorsorgeuntersuchungen zur Früherkennung kann Tod durch Krebs verhindern
Inhaltsverzeichnis
24.5.3 Chirurgie, Bestrahlung und Chemotherapie als Standardbehandlungsmethoden
gegen Krebs
24.5.4 Bekämpfen von Krebszellen mit Hilfe des Immunsystems
24.5.5 Herceptin und Gleevec greifen Krebszellen auf molekularer Ebene an
24.5.6 Anti-angiogene Therapien greifen die Blutzufuhr des Tumors an
24.5.7 Die Krebstherapie kann auf den einzelnen Patienten abgestimmt werden
Glossar
Bildnachweis
StichwortverzeichnisSymbols
+-TIP-Proteine 630
Numerics1,3-Bisphosphoglycerat 340, 403
-10-Sequenz 942
2-Naphthylamin 1101
3'®5'-Abbauweg 1072
3‘,5‘-Phosphodiesterbindung 89
3’®5’-Exonucleaseaktivität 807, 808
30-nm-Chromatinfaser 769
30S-Initiationskomplex 986
-35-Sequenz 942
3-Phophoglycerat 466
3-Phosphoglycerat 403, 456, 457, 458, 465, 466, 467
5'-Kappe 957, 958
5’®3’-Abbauweg 1072
70S-Initiationskomplex 986
9+2-Muster 661
Aa-Actinin 635, 636, 672, 718
AB0-Blutgruppensystem 699
ABC-Transporter 315
ABC-Typ-ATPasen 314, 315
ab-Heterodimer 621
Absorptionsspektren 442
a-Bungarotoxin 564, 565
Acetaldehyd 353, 403
Acetat 403
Acetylcholin 559, 560, 563, 565, 582, 587, 677
Acetylcholinesterase 216, 219, 565, 566
Acetylcholinesterase-Inhibitoren 565
Acetylcholinrezeptor 564, 593
Inhaltsverzeichnis
Acetyl-CoA 351, 362, 363, 377, 378, 384, 385, 386, 387, 389, 393
Acetyl-CoA-Bildung 392
Acetyl-Coenzym A 351, 378
Acetylierung 1049
Acker-Schmalwand 25
Acridine 933
ActA 640
Actin 616, 618, 632, 669, 671, 672
filamentöses 632
globuläres 632
Nichtmuskelzellen 682
Polarität 633
Actin-bindende Proteine 632, 635, 638
Actinbündel 635
Actine
a-Actine 632
b-Actine 632
g-Actine 632
muskelspezifische 632
Nichtmuskelactine 632
Actinfilamente 646
Actinmonomere 146
Actinnetzwerke 639
Actinpolymerisation 639, 640, 684
Adapterproteine 720
adaptive Enzymsynthese 1020
Adaptorprotein 505, 511
Adenin 70, 87, 88, 338
Adenin-Thymin-Paar 94
Adeno-assoziiertes Virus 915
Adenohypophyse 604
Adenosin 88, 338
Adenosindiphosphat 88, 337
Adenosindiphosphat Siehe ADP
Adenosinmonophosphat 88, 337
Adenosinmonophosphat Siehe AMP
Adenosintriphosphat 18, 88, 337, 340
Adenosintriphosphat Siehe ATP
Adenylatcyclase 579
Adenylylcyclase 579, 582, 583, 584
ADF/Cofilin 635
a-D-Glucose 97
Adhärenzverbindungen 696, 700, 701
Inhaltsverzeichnis
Adhäsionsproteine 695
Adhäsionsverbindung 241, 700, 701
adhäsiver Glykoproteine 714
Adhäsivität
verminderte 1127
Adhesive Junctions 149
A-DNA 92
ADP 88, 337, 338, 341, 342, 377
ADP-Glucose 464
ADP-Ribosylierungsfaktor 513
Adrenalin 559, 579, 584, 604, 606, 607
Adrenalinrezeptor 579
adrenerge Hormone 606
adrenerge Rezeptoren 606
adrenerge Synapsen 559
aerobe Atmung 345, 347, 360, 376, 377, 419
aerobe Bedingungen 337
Affinitätsmarkierung 270
Agarose-Gel 266
a-glykosidische Bindung 97, 100
Agonisten 565, 577
a-Helix 77, 78, 79, 80
AIDS 151
a-Keratin 81, 82
a-Ketoglutarat 388, 395, 403
a-Ketoglutaratdehydrogenase 388
a-Ketosäuren 395
a-Kohlenstoff 69, 71
Akt 608
Aktionspotenzial 539, 545, 549, 550, 551, 552, 553, 554, 556, 677
Aktivator 1054
allosterischer 223
aktive Zone 563
aktiver Transport 292, 311, 378
aktives Zentrum 202, 207, 209, 223
aktivierte Monomere 51
Aktivierungsdomäne 1058
Aktivierungsenergie 199
Aktivierungsenergiegrenze 177
akzessorische Pigmente 443
Ala 72
Alanin 39, 72, 395
Inhaltsverzeichnis
Aldehydgruppe 38
Aldolase 349, 459
Aldosteron 106, 107
Aldozucker 95, 96
Algen 116, 436
a-L-Iduronidase 520
Alkoholdehydrogenase 205, 353
Alkoholfermentation 353
alkoholische Fermentation 345
alkoholische Gärung 345, 353
Allele 865
allosterische Aktivierung 223, 363
allosterische Enzyme 222
allosterische Hemmung 223, 363
allosterische Regulation 221, 222, 362, 390
allosterische Regulatoren 391
allosterischer Aktivator 223
allosterischer Effektor 219, 222
allosterischer Inhibitor 223, 363
allosterisches Enzym 223, 224
allosterisches Protein 318, 1023
allosterisches Zentrum 223
ALS 645
alternatives Spleißen 930, 964
Eukaryoten 1068, 1069
Alu-Sequenzen 762
Alzheimer-Krankheit 991
Amanita phalloides 621, 634
Ames-Test 1101, 1102
Aminoacyl-tRNA 979, 987
Aminoacyl-tRNA-Synthetase 981
Aminogruppe 38
Aminosäureaktivierung 981
Aminosäuren 47, 50, 68, 70, 71, 395
Abkürzungen 69, 72
D-Aminosäuren 69, 70
L-Aminosäuren 69, 70
Neurotransmitter 559
Aminosäurereste 74
Aminosäuresequenz 50, 55, 69, 76, 77, 271
Aminoterminus 73
Aminotransferase 466, 525
Inhaltsverzeichnis
Amöbe 504
amöboide Bewegung 146, 685
AMP 88, 337, 362
amphibolischer Stoffwechselweg 395
amphipathisch 100, 105, 106, 126, 264
amphipathisches Molekül 44, 126
Amplifikation 804, 805
Phagenvektoren 904
Plasmidvektor 904
ampR-Gen 903
AMPs 239
Amylopektin 98, 99
Amyloplasten 98, 135, 437
Amylose 98, 99
Amyotrophe Lateralsklerose 645
Anabaena azollae 439
anabolische Wege 336
anaerobe Atmung 345, 376
anaerobe Bedingungen 337
Anandamid 560
Anaphase 825
Anaphase I 871, 876
Anaphase II 871, 876
Anaphase-Förderkomplex 840, 841
andere Lipide 489
Androgen 106, 604
Aneuploidie 842, 877, 1122
Anfangsreaktionsgeschwindigkeit 213
Angelman-Syndrom 1048
Angiogenese 1092, 1127
Angiogenese-Aktivatoren 1094
Angiogenese-Inhibitoren 1094
Angiostatin 1094
Ångström 10
Anionenaustauscher 305
Anionenaustauscher 1 264
Anker 126
Ankyrin 241, 263, 265, 273, 638
Annulus 725, 726
Antagonisten 565, 577
Antennenpigmente 444
anterograder Transport 491
Inhaltsverzeichnis
anti-angiogene Therapie 1134
anti-apoptotische Proteine 851
Anticodon 979
antidiuretisches Hormon 584, 587, 604, 605
Antigene 1132
Antikörper 1132
monoklonale 1132
antimikrobielle Peptide 239
antimitotische Substanzen 625
Antiport 303
Antiportsystem 462
Antiterminator-Haarnadelschleife 1034
Antiwachstumssignale
Unempfindlichkeit 1126
AP 511
Apaf-1 852
APC-Tumorsuppressorgen 1119
Äpfelsäure 389
apikale Zellseite 694
APOBEC3G 965
apoE 992
Apolipoprotein E 992
Apoptose 365, 849
Caenorhabditis elegans 850
Induktion 851, 852
Umgehung 1126
Apoptoseregulatoren
Onkogene 1114
Apoptosom 852
apoptotische Körperchen 850
AQP 310
Aquaporin 240, 310
Aquaporinkanalproteine 310
Arabidopsis thaliana 25
Arachidonsäure 103
Arachinsäure 103
Arbeit 162, 170, 176
Archaea 116, 117, 120
Merkmale 117
Archaebakterien 117
ARF 513
Arg 72
Arginase 1076
Inhaltsverzeichnis
Arginin 72
Aromatische Basen 70
Arp2/3-Komplex 638
ARS 798
Aryl-Kohlenwasserstoffhydroxylase 486
Asn 72
Asp 72
Asparagin 72
Aspartat 72, 395
Astern 823
Astralmikrotubuli 823
Astrocyten 536
asymmetrische Zellteilung 832
asymmetrisches Kohlenstoffatom 39
ATM-Proteinkinase 843
Atmung 376
aerobe 345, 376, 377, 419
anaerobe 345, 376
Atmungskomplexe 404, 405, 406, 407
Atmungskontrolle 408
ATP 18, 51, 88, 337, 338, 340, 341, 342, 347, 348, 362, 385, 387, 390, 454, 459,
584
Hydrolyse 338
Synthese 338
Weichmachereffekt 676
AT-Paar 91
ATP-abhängigen Calcium-ATPasen 487
ATP-ADP-Carrier 422
ATPase-Pumpe 312
ATP-Bildung 377, 388
ATP-Ertrag 376, 388
aerobe Atmung 420, 422
ATP-Synthase 315, 383, 384, 409, 413
ATP-Synthasekomplex 453, 455
ATP-Synthese 349, 350, 384, 408, 409, 411, 412, 413, 414, 416, 418, 419, 436,
453, 454
ATR 843
Attenuation 1032, 1033
Attraktanten 685
a-Tubulin 621, 622
A-Tubulus 622, 662
Auflösung 8, 14
autokrine Signale 574
Inhaltsverzeichnis
autonom replizierende Sequenz 798
autophage Lysosomen 518
autophage Vakuole 519
Autophagie 273, 517, 519
Autophagosom 519
Autophosphorylierung 596
Autoradiographie 499, 750
autotrophe Organismen 165
Avastin 1134
Avery, Oswald 20
Axon 537
der Wirbeltiere 554
myelinisiertes 554, 555, 556
nicht-myelinisiertes 554
Tintenfisch 542
axonaler Transport auf Mikrotubuli 656
Axonbündel 537
Axonem 133, 146, 661, 663
axonemales Dynein 658, 666
Axonhügel 537, 553
Axonterminale 558, 561
Axoplasma 537
Bb-a-b-Motiv 80
BAC 909
Bacillus Calmette-Guérin 1131
Bäckerhefe 24
Bacteriochlorophyll 443, 445, 446
Bacteriophäophytin 446
Bacteriorhodopsin 247, 264, 321, 322
Bad 851
bakterielle DNA 123
bakterielles künstliches Chromosom 909
Bakterienchromosom 765
Bakterienplasmide 766
Bakterienzelle 120
Bakteriophagen 149, 150, 736
Bakterium 116, 117, 120
Merkmale 117
Bande-3-Protein 263, 264, 273
Bande-4.1-Protein 263, 265, 273, 638
Bande-4.2-Protein 263, 273
Inhaltsverzeichnis
Banden 670
Bandenmuster 670
Bardet-Biedl-Syndrom 664
Barr-Körperchen 1048
basale Zellseite 694
Basalkörper 622, 623, 661
Basallamina 694, 708, 716, 1095
Eigenschaften 716
Basenanaloga 816
Basenexzisionsreparatur 818
Basenpaare 91, 94
Basenpaarsubstitution 995
Basenpaarung 89
Basensequenz 94
basische Cytokeratine 644
basolaterale Zellseite 694
Bauchspeicheldrüse 226, 499, 501, 502, 503
Bauchspeicheldrüsenzelle 381
b-barrel 310
b-Carotin 443
b-Catenin 701
BCG 1131
Bcl-2 844
b-D-Glucose 97
B-DNA 92
Beadle, George 20
Befruchtung 590, 591, 867
behüllte Viren 151
benigne 1090
Benzodiazepin 564
Beschattung 17
besonderes Paar 444
Bewegung 163
b-Faltblatt 77, 78, 79, 80, 264
antiparalleles 80
paralleles 80
b-Fassstruktur 84, 264, 310
b-Fructofuranosidase 209
b-glykosidische Bindung 97, 100
bidirektional 797
bifunktionales Enzym 364
Bilayer 126
Inhaltsverzeichnis
bimetallisches Eisen-Kupfer-Zentrum 400
binäre Teilung 798
Bindetasche 576
Bindungsenergie 36
Biochemie 12, 35
Bioenergetik 161, 168
biogene Amine 560
Bioinformatik 21, 756
biologische Arbeit 163
biologische Chemie 35
biologische Katalysatoren 201
biologische Makromoleküle 47
biologische Membran 44, 45, 252
biologisches System 170
Bioluminiszenz 164, 165
Biopsie 1127
Biosphäre
Energiefluss 166, 167
Biosynthese 163
BiP 1004
Bivalent 870
b-Lactamase 216
BLAST 757
Blastochloris viridis 445
Blattperoxisom 141, 142, 465, 525, 526
Blending Inheritance 882
Blutflussmuster 1096
Blutglucosespiegel 361
Blutgruppensystem 699
Blut-Hirn-Schranke 536
Blutkörperchen
rotes 11
weißes 11
Blutplasma 594
Blutplättchen 11
Blutplättchen-abgeleiteter Wachstumsfaktor 594
Blutplättchen-Wachstumsfaktor 845
Blutserum 594
b-N-Acetylhexosaminidase 521
Bordetella pertussis 586
Boten-RNA 926
Botenstoffe 574, 576
Inhaltsverzeichnis
Botox 515
Botulinumtoxin 515, 563
Bouquet 873
Boveri, Theodor 20
b-Oxidation 377, 392, 393, 397, 398, 524, 525
BPAG 720
Brauereihefe 24
BRCA-Mutationen 1122
BRE 949
Bridges, Calvin 20
Brown, Robert 10
Bruch-und-Austausch-Modell 895
Bt-Gen 911
b-Tubulin 621, 622
b-Tubulinringkomplexe 628
B-Tubulus 622, 662
Bub-Proteine 843
Buchner, Eduard 18
Buchner, Hans 18
bullöses Pemphigoid 720
Burkitt-Lymphom 1106, 1110
Butandiolfermentation 353
Buttersäure 353
CC3-Pflanzen 467, 468
C4-Pflanzen 467, 468, 469
Ca2+-ATPase 672
Cadang-cadang-Krankheit 151
Cadherine 241, 695, 696, 700, 701
Embryonalentwicklung 697, 698
Struktur 696
Caenorhabditis elegans 24, 25, 598
Cajalkörper 784
Cajalkörper-Gemini 784
Calcium-ATPase 589, 679
Calciumbindeprotein 591
Calcium-Calmodulin-Komplex 592, 682
Calciumindikatoren 588
Calcium-induzierte Calciumfreisetzung 590
Calciumionen 588, 589, 590
Calciumkanäle 561, 562
Calciumkonzentration Skelettmuskel 677
Inhaltsverzeichnis
Calciumregulation 589
Calciumspeicherung 487
Calcium-vermittelte Signaltransduktion 590
Calmodulin 582, 591, 592, 637
Calvin, Melvin 18, 456
Calvin-Zyklus 18, 434, 435, 456, 457, 459, 468, 471
Regulation 460
Überblick 456
CAM 470
CAM-Pflanzen 470
cAMP 364, 579, 582, 583, 584
cAMP-Response-Elemente 1064
cAMP-Response-Protein 1028
CAM-Verzögerung 471
Cannabis sativa 561
CAP 1028, 1029
CAP-Bindungsstelle 1028
Capsid 151
CapZ 635, 636, 672
Carbamoylester 565
Carboanhydrase 216
Carbonylgruppe 38
Carboxylase 464
Carboxylgruppe 38
Carboxylierung 458, 468
Carboxylterminus 73
Carboxypeptidase 226
Carboxypeptidase A 203, 205, 209
Cardiomyopathie 645
Caretaker-Gene 1122
Carotinoide 443
Carotinoid-Pigmente 107
Carrier 46
Carrierproteine 301, 303
Kinetik 302
Spezifität 302
Caspase-3 851
Caspasen 851
Catastrophine 630, 655
Catecholamine 559, 560
Caulobacter 618
Caveolae 260, 511
Inhaltsverzeichnis
Caveolin 510, 511
CD95 851
Cdc20-Protein 843
cdc2-Gen 837
Cdc42 641, 642
Cdk 800
Cdk-Cyclin 837, 838
Regulation 839
Cdks 837
mitotische 837
cDNA 906, 907
cDNA-Bank 906
ced-Mutanten 850
Cellulose 47, 51, 95, 98, 100, 148, 722
Cellulosemakrofibrillen 723
Cellulosemikrofibrillen 147, 722, 723, 724
CENP-A 823
CEN-Sequenzen 823
Centriolen 622, 627, 823
Centromer 761, 823
Centromerprotein A 823
Centrosom 627, 629, 782, 823
Ceramid 105
Cerebrosid 248, 249
CF 306
CF0CF1-ATP-Synthasekomplex 449
CF0CF1-Komplex 453, 455
CFTR 306, 307, 308, 316
CFTR-Gen 308
cGMP 582
CGN 489, 490
CGN-Zisternen 491
CG-Paar 91
Chaperone 55, 990, 991
Chaperonmoleküle 53
Chaperonproteine 1009
Chargaffs Regeln 740
Chase, Martha 20
Chemie der Zelle 33
chemiosmotisches Kopplungsmodell 409
chemiosmotisches Modell 23, 410
chemische Synapse 557, 558
Inhaltsverzeichnis
chemisches Gleichgewicht 182
Chemoattraktanten 1095
Chemoautotrophe 165
Chemoheterotrophe 165
Chemotaxis 685
Chemotherapie 1130
Chemotrophe 165, 166, 167, 168, 179, 344
chemotrophe Organismen 165
Chiasma 872
chimäre Proteine 496
Chinone 446
ChIP-Technik 944
Chitin 51, 99, 101
Chlamydomonas reinhardtii 25
Chlorella 446, 458
Chlorid-Hydrogencarbonat-Austauscher 305
Chloridionen 542, 543
Aufnahme 325
Chlorophyll 434, 436, 442
Chlorophyll a 442–444, 446
Chlorophyll b 442, 443
Chlorophyll c 443
Chlorophyll d 443
Chlorophyllbindeproteine 444
Chloroplast 120, 122, 133, 134, 141, 238, 435, 437, 439, 441
Endosymbiontentheorie 135
Membransysteme 438
Struktur 438
Chloroplasten-DNA 773
Chloroplastenmembran 261
Chloroplastenribosomen 134
Cholera 321, 586
Cholesterin 44, 249, 250, 257, 258, 259, 487, 489, 507
Cholesterol Siehe Cholesterin
Cholin 70
cholinerge Synapsen 559
cholinergene Synapsen 565
Chondroitinsulfat 713
Chorea Huntington 761
Chromatiden 771
Chromatidentrennung 827
Chromatin 121, 128, 766
Inhaltsverzeichnis
Chromatinfasern 769
Verteilung 781
Chromatin-Immunpräzipitation 944
Chromatinpackung 769, 770
Chromatin-Remodellierungsproteine 812, 1050
Chromatographie 19
Chromoplasten 135, 437
Chromosom 19, 121, 123, 128, 766, 792, 883
homologes 886
Chromosomen 121
Chromosomenaufreihung 827
Chromosomenbewegung 828
Chromosomenbindung 825
Chromosomenpuff 1045
Chromosomensatz 824
Chromosomenterritorien 781, 782
Chromosomentheorie der Vererbung 884
Chromosomentransfer
bakterieller 894
Chromosomentranslokation 1109, 1110
Chromosomentrennung 827
chronic wasting disease 152
Chronische Auszehrungskrankheit 152
Chymotrypsin 226
Chymotrypsinogen 226
Cilien 163, 619, 622, 660, 661
Struktur 662
Ciliopathien 664
Cimetidin 577
cis/trans-Test 1026
cis-Element 1027
cis-Golgi-Netzwerk 489, 490
cis-Seite 489, 490
Citrat 363, 384, 385, 387, 388, 389, 395
Citratzyklus 384
Clamp-Protein 812
Clathrin 505, 510
clathrinabhängige Endocytose 504
Clathrin-Coated Vesikel 510, 511
Clathringitter 513
Clathrinhülle 512
Clathrinkörbe 513
Inhaltsverzeichnis
Clathrintriskelione 512
clathrinumhüllte Vesikel 505, 506
Claudine 706
Struktur 706
Clostridium botulinum 515
CMP 88
CNS 536
CO2 385, 387, 456, 457, 458
CoA 386
Coaktivatoren 1056
Coaktivatorproteine 951
Coated Pit 505, 506, 509, 512
Coated Vesikel 510
Cobratoxin 564, 565
Codons 938
Codonzuordnungen 939
Coenzym A 384, 386, 388, 392
Coenzym Q 107, 376, 401, 404, 406, 407
Coenzyme 203, 343, 376
Coenzymoxidation 399
Coenzym-Q-Cytochrom-c-Oxidoreduktase 405
Coenzym-Q-Cytochrom-c-Oxidoreduktasekomplex 406
Cofaktor 203
COG-Komplex 516
Cohäsine 840
Coiled-coil-Proteine 515
Coiled-coil-Struktur 644
Colcemid 621
Colchicin 621, 624
Colchicum autumnale 621, 624
col-Faktoren 766
colicinogene Faktoren 766
Condensin 840
Connexin 269, 557, 707
Connexon 273, 557, 707
COP 510
COPI 510
COPI-Coated Vesikel 510, 513
COPII 510
COPII-Coated Vesikel 510, 513
COPII-Hüllen 514
Copy-choice-Modell 895
Inhaltsverzeichnis
CoQ 401, 403
CoQH2 403
Corepressor 1030
Corey, Robert 79
Corezeptoren 576
Cori-Zyklus 361
Correns, Carl 20
Cortex 634
Corticosteroide 604, 605
Cortisol 106, 487, 609
Cortison 107
Costamere 668, 721
cotranslationaler Import 999, 1001
Signalmechanismus 1003
Cotransport 302
Cotyledon 396, 525
Crassulaceen-Säurestoffwechsel 470
CREB-Protein 1064
Crescentin-Protein 618
Creutzfeld-Jakob-Krankheit 993
Crick, Francis 21, 89, 93
Crista Junctions 381
Cristae 133, 380
Cristae-Struktur 381
Crossing-over 872, 887, 888, 889
Crotonöl 1103
C-Terminus 73, 983
C-Tubulus 622
C-Wert 877
Cyanobakterium 121, 436, 439, 440, 441
Cyclin 837
mitotisches 837
Cyclin-abhängige Kinase 800, 837
Cyclose 119, 686
Cys 72
Cystein 72
Cytidin 88
Cytidinmonophosphat 88
Cytochalasin D 621
Cytochalasine 634
Cytochrom 400, 445
kupferhaltiges 400
Inhaltsverzeichnis
Cytochrom a 403
Cytochrom a3 403
Cytochrom b 403
Cytochrom c 403, 404, 406, 407, 446, 851
Cytochrom-b/c1-Komplex 406, 446
Cytochrom-b6/f-Komplex 447, 448, 449, 450, 454, 455
Cytochrom-c-Oxidase 405, 406, 407
Cytokinese 124, 792, 825, 830, 876
pflanzliche Zelle 831, 832
tierische Zelle 830
Cytoplasma 128, 144
Cytoplasmaströmung 119
Cytoplasmateilung 830
cytoplasmatische Strömung 146, 686
cytoplasmatisches Dynein 658, 828
Cytosin 70, 87, 88
Cytoskelett 121, 125, 144, 145, 616, 645, 646
bakterielles 618
eukaryotisches 618
Sichtbarmachung 620
Cytosol 125, 128, 144
cytosolischer pH-Wert 521
DDAB 523
DAB-Reaktion 523
DAG 586, 587, 588
dAMP 88
Dämpfung 1032, 1033
Darmepithelzellen 277, 317
Darmkrebs 1124
Darmspiegelung 1129
Darmzellen 11
Davson-Danielli-Modell 244
DC 251
dCMP 88
D-Desoxyribose 87
De Duve, Christian 138, 139
De Vries, Hugo 20
Decarboxylase 466
Decarboxylierung 385, 389
degenerierter Code 935
Degrons 1077
Inhaltsverzeichnis
Dehydrogenasen 343
Dehydrogenierung 342
Dekonvolutionsmikroskopie 16
Deletionen 996
Denaturierung 53, 206
Dendrit 537
dense bodies 680, 681
Dephosphorylierung 224
Depolarisation 677, 679
passive Ausbreitung 553
unterschwellige 550
Depolarisationsphase 551
Depolarisations-Repolarisations-Ereignisse 556
Depolarisierung 550
Depurination 816, 817
Desaminierung 816, 817
Desaturase 259
Desensitivierung 577
Designermäuse 916
Desmin 643, 644
Desmocollin 696, 703
Desmoglein 696, 703
Desmoplakin 703
Desmosomen 679, 700, 701, 703
Struktur 704
Desmotubulus 725, 726
Desoxyadenosin 88
Desoxyadenosinmonophosphat 88
Desoxycytidin 88
Desoxycytidinmonophosphat 88
Desoxyguanosin 88
Desoxyguanosinmonophosphat 88
Desoxynucleosid 88
Desoxynucleosidtriphosphate 801
Desoxynucleotid 88
Desoxyribonucleinsäure 86
Desoxyribonucleinsäure Siehe DNA
Desoxyribonukleinsäure Siehe DNA
Desoxyribose 70, 86, 90
Desoxythymidin 88
Desoxythymidinmonophosphat 88
Detoxifikation 485, 524
Inhaltsverzeichnis
DGDG 248, 250
D-Glucosamin 98
D-Glucose 96, 97, 208
dGMP 88
Diabetes 607
Diacylglycerin 586, 587
Diakinese 872
Diaminobenzidin 523
Diaminobenzidinreaktion 523
Dicarboxylatcarrier 422
Dicer 1073
dichteabhängige Wachstumshemmung 1090
Dichtegradienten-Zentrifugation 18, 483, 484, 795
dicke Filamente 669, 670, 671
Didesoxynucleotide 753
Differenzialscanningkalorimetrie 255
Differenzialzentrifugation 18
differenzielle Interferenzkontrastmikroskopie 16
differenzielle Zentrifugation 139, 482, 483
Diffusion 119, 292, 295, 296
einfache 292, 293, 295, 298, 300
erleichterte 292, 300
Geschwindigkeit 299
Kinetik 300
Diffusionsgeschwindigkeit 119
Digalactosyldiacylglycerin 248
Digitale Videomikroskopie 16
Dihydrochinon 401
Dihydroxyacetonphosphat 349, 392, 463
Dimer 73
Dinitrophenol 411
diploid 865
Diploidanalyse 1027
diploide Phase 868
Diplotän 872
Dipole 75
Direktionalität 51, 181
Direktionalität DNA-Synthese 802
Disaccharide 97
diskontinuierliche DNA-Synthese 806
distale Kontrollelemente 1054
Disulfidbindungen 74
Inhaltsverzeichnis
DNA 12, 49, 86, 87, 88, 89, 90
A-DNA 92
alternative Formen 743
Archaea 123
bakterielle 123
B-DNA 92
Doppelhelixmodell 21
eingestreute repetitive 760, 761
Eukaryoten 123
eukaryotische 123
Expression 124
gerichteter Informationsfluss 926
Organisation 123
Packung 762
relaxierte 744, 745
Struktur 89, 92, 93
tandemartig repetitive 760
Überspiralisierung 744, 745
Z-DNA 92
DNA-Addukte 816
DNA-Amplifikation 804, 805
DNA-Analyse
Dichtegradienten-Zentrifugation 795
DNA-Austausch 895
DNA-Bindedomäne 1058
DNA-Bruch 895
DNA-Clamp-Protein 812
DNA-Denaturierung 745, 746, 747
DNA-Diminution 1042
DNA-Doppelhelix 742
DNA-Doppelstrangbruch
Reparatur 820
DNA-Entspiralisierung 809, 810
DNA-Fingerabdruck 761
DNA-Fingerprinting 761, 763
DNA-Footprinting 943, 944
DNA-Fragmente 767
DNA-Glykosylasen 818
DNA-Gyrase 745, 803, 810
DNA-Helicase 803
DNA-Helicasen 810
DNA-Homologie 886
DNA-Klonierung 900, 901
Überblick 902
Inhaltsverzeichnis
DNA-Ligase 803, 806, 901
DNA-Menge 877
DNA-Methylierung 1047, 1048
DNA-Microarray 1052
DNA-Neuanordnung 1042
Lymphocyten 1043
DNA-Packungsverhältnis 771
DNA-Polymerase 21, 801
DNA-Polymerase a 803
DNA-Polymerase d 803
DNA-Polymerase e 803
DNA-Polymerase g 803
DNA-Polymerase I 801, 803
DNA-Polymerase III 801, 803
DNA-Polymerase-Reaktion 801
DNA-Primer 804
DNA-Renaturierung 745, 747, 759
DNA-Reparatur 817, 818
DNA-Replikation 794, 796, 797
Mechanismus 807
Zusammenfassung 810, 811
DNA-Replikations-Kontrollpunkt 843
DNA-Replikationsproteine 803
DNA-Response-Elemente 1062
DNA-Schäden 815, 817
DNA-Schadens-Kontrollpunkt 843
DNA-Schmelztemperatur 746, 747
DNase 849
DNase I
Sensitivität 1045, 1046
DNase-I-Hypersensitivitätsstellen 1047
DNA-Sequenzierung 21, 270, 753, 754, 755
chemische Methode 753
Kettenabbruchmethode 753, 754
DNA-Sequenzwiederholung 759
einfache 760
DNA-Sonde 271
DNA-Struktur 741
DNA-Synthese 807
Direktionalität 802
diskontinuierliche 806
kontinuierliche 806
DNA-Topoisomerase 803
Inhaltsverzeichnis
DNP 411
Dolichole 107
Dolly 1038, 1039
Domäne 84, 116
dominant 865
Dopamin 559, 560
Doppelbindung 36
Doppelhelix 89, 92, 93, 741
linkshändige 744
Doppelmikrotubuli 622
Doppelstrangbruch
Reparatur 820
Downstream-Promotorelement 949
Down-Syndrom 877
DPE 949
Dreifachbindung 36
Dreifachmikrotubuli 622
D-Ribose 87
Drosophila 598
Drosophila melanogaster 20, 24, 598
dTMP 88
Dubletten 622
Dublettengleitbewegung 666
Duchenne-Muskeldystrophie 721
dünne Filamente 669, 671
Dünnschichtchromatographie 251
Durchflusszytometrie 794
Dynactin 658
Dynamin 505, 512
dynamische Instabilität 625
Dynein 655, 657, 658
axonemales 658, 666
cytoplasmatisches 658, 828
Dyneinarme 663, 666
Dystrobrevine 721
Dystroglykan 721
Dystrophin 721
Dystrophin/Dystroglykan-Komplex 721
EE2F-Transkriptionsfaktor 842
Eadie-Hofstee-Diagramm 217
Eadie-Hofstee-Gleichung 217
Inhaltsverzeichnis
EBS 645
EC 204
E-Cadherin 695, 697, 1095, 1127
Ecdyson 1045
ECM 147, 148, 708
EcoRI 751
EC-System 204
Effektoren 1021
Effektormoleküle 1021
EGF 597, 846
eIF 986
Eigenbewegung 146
Einfachbindung 36
einfache Sequenzwiederholung der DNA 760
Ein-Gen-Ein-Enzym-Hypothese 928
Ein-Gen-Ein-Polypeptid-Theorie 929
Ein-Gen-Viele-Polypeptide-Theorie 930
eingestreute repetitive DNA 760, 761
Einheitsmembran 243
Einzelnucleotidpolymorphismen 758
Einzelstrang-DNA-Bindeprotein 803, 810
Eisen-Protoporphyrin IX 400
Eisen-Response-Element 1070
Eisen-Schwefel-Proteine 400
Eisen-Schwefel-Zentrum 400
Eizelle 590, 591
Aktivierung 590
Befruchtung 590
Eizellen Siehe Oocyten
Eizellenbildung 877
EJC 962
Ektodomänen 696
Elaioplasten 437
Elastin 81, 709, 712
Electrophoretic Mobility Shift Assay 944
Electrophorus electricus 164
elektrische Arbeit 164
elektrische Erregbarkeit 539, 545
elektrische Synapse 556, 557
elektrisches Potenzial 164, 540
elektrochemischer Gradient 300, 419
elektrochemisches Gleichgewicht 540
Inhaltsverzeichnis
elektrochemisches Potenzial 325
elektromagnetische Strahlung 37
Elektronenakzeptor 343, 344, 376, 377, 402
Elektronendonor 402, 436
Elektronenfluss
nichtzyklischer 452
zyklischer 454
Elektronenkonfigurationen 35
Elektronenmikroskop 16
Auflösungsgrenze 16
Auflösungsvermögen 14
Elektronenshuttlesystem 420
Elektronentransport 378, 399, 411
Elektronentransportproteine 273
Elektronentransportsystem 399, 448
Elektronenüberträger
Anordnung 404
Elektroneutralität 540
Elektrophorese 19, 266, 928
Elektroplaxen 563
Elongation 623, 801, 988
RNA-Synthese 944
Elongationsfaktoren 987
Elongationsphase 623
Embden-Meyerhof-Weg 346
embryonale Stammzellen 1040
Emerson-Effekt 446
EMSA 944
ENA 22
endergonisch 178, 323, 336
Endocannabinoide 560, 561
endocytische Vesikel 502
Endocytose 123, 501, 502, 503
clathrinabhängige 504
clathrinunabhängige 509
kompensatorische 563
rezeptorvermittelte 504, 505, 506, 507, 577
endokrine Hormone 604, 605
endokrine Regulierung 606
endokrine Signale 574
Endomembransystem 478, 479, 495
Endopeptidasen 394
endoplasmatisches Reticulum 135, 136, 479
Inhaltsverzeichnis
endoplasmatisches Reticulum Siehe ER
Endorphin 560
Endosomen 495, 498, 517
frühe 495, 497, 504
späte 495, 497, 504
Endosperm 525, 830
Endostatin 1094
Endosymbiontentheorie 135, 439, 440
Endosymbiose 441
Endothel 582
Endothel-Wachstumsfaktor 1094
Endothelzellen 582
endotherm 206
Endotherme 164
Endprodukt-Repression 1021
Energie 162
Definition 162
Einheiten 170
Erhaltung 171
freie 173, 174, 175, 177, 178, 179, 182
Energiefluss 161, 166, 167, 169
Energieformen 169
Energiemetabolismus
chemotropher 342
Energiereserven 525
Energiespeicherung 101
Energietransduktion 435
Energietransduktionsreaktionen 434
Enhanceosom 1056
Enhancer 1054, 1055
Wirkung 1056
Enkephaline 561
Enolase 350, 365
Entactin 717
Enterokinase 226
enteropathogene Bakterien 702
Entgiftung 485
Enthalpie 171, 174, 179
Entkoppler 408, 411
Entropie 173, 175, 177, 179
Entspiralisierung 809, 810
Enzyme 18, 46, 68, 69, 126, 177, 201, 202, 211, 273
aktives Zentrum 207
Inhaltsverzeichnis
allosterische 222, 224
anabolische 1021
Empfindlichkeit 207
hydrolytische 516
induzierbare 1021
katabolische 1020
katalytischer Kreislauf 210
Kooperativität 224
lysosomale 138, 497
Nomenklatur 204
pH-Sensitivität 207
proteolytische 226
Substrataktivierung 209
Substratbindung 207
Temperatursensitivität 206
Enzyme Commission 204
Enzyminhibitor 219
Enzymkinetik 210, 211
Enzymklassen 205
Enzymregulierung 220
Enzymstruktur 208
Enzymsynthese
adaptive 1020
anabolischer Weg 1020
Bakterien 1020
katabolischer Weg 1020
epidermaler Wachstumsfaktor 594, 597, 846
Epidermolyse bullosa simplex 645
epigenetische Reprogrammierung 1039
epigenetische Veränderungen 1047, 1124
Epinephrin 559, 584, 604
Epithel-Mesenchym-Transition 697
Epithelzelle 637, 694
funktionale Polarität 706
Epitop 275
Epitopmarkierung 909
EPSP 566
Epstein-Barr-Virus 1106
ER 135, 136, 238, 479, 489
glattes 136
peroxisomales 527
raues 135
spezifische Proteine 496
ERAD 485, 1004
ER-assoziierter Abbau 485, 1004
Inhaltsverzeichnis
Ergosterol 44, 250
Erkennungsschnittstelle 749
ER-Lumen 479
ER-Membran 489
ERM-Proteine 635
ER-Signalsequenz 1001
erster Hauptsatz der Thermodynamik 171
Erythrocyten 251, 263, 273, 317
Anionenaustauscher 305
Plasmamembran 261
Transporter 303
Transportvorgänge 294
Erythrocytenmembran 304, 638
ER-Zisternen 479
ES 1040
Escherichia coli 24, 123, 259, 290, 414, 415, 618
E-Seite 261
Eserin 565
Esterbindung 104
Estradiol 106
ES-Zellen 914
Ethanol 345, 351, 403
ETS 399, 448
Euchromatin 771
Eukarya 116
Eukaryoten 116, 117, 120
Merkmale 117
eukaryotische DNA 123
eukaryotische Zelle 121, 125
European Nucleotide Archive 22
Excinuclease 818
exergonisch 178, 323, 338, 342, 345
Exittunnel 990
Exocytose 123, 501, 502, 562
Kiss-and-run-Exocytose 563
Exon shuffling 964
Exon-Junction-Komplex 997
Exons 959
Exonucleasen 807
Exon-Verbindungskomplex 962
Exonvermischung 964
Exopeptidasen 394
Exosom 1072
Inhaltsverzeichnis
Expansine 724
Exporter 315
Exportine 780
Expression 124
Expressionsvektoren 906
Exteine 998
Extensine 722, 723
extrazelluläre Matrix 147, 694, 708, 709
extrazelluläre Strukturen 709
extrazellulärer Abbau 517
extrazelluläres Material 502
Exzisionsreparatur 818
Exzisionsreparaturwege 817
exzitatorischer Rezeptor 559
Ezrin 638
FF1-Generation 880
F1-Komplex 383, 414
F2,6BP 364, 366
F2-Generation 881
FACS-Verfahren 794
F-Actin 146, 631, 632, 634, 640
FAD 376, 388, 389, 390, 400, 403
FADH2 385, 388, 393, 399, 403, 404
FAK 720
Fakten 22
Fakultative Organismen 346
familiäre adenomatöse Polyposis 1119
familiäre Hypercholesterinämie 507
Famotidin 577
Färbetechniken 14
Farbstoffe 14
Fascin 635
Fd 451, 454
Fe-Cu-Zentrum 400
Fehlpaarungsreparatur 819
Fermentation 345, 347, 353
ATP-Ertrag 353
Fermentationsstoffwechselwege 353
Fermente 202
Ferredoxin 448, 451, 454, 461
Ferredoxin-NADP+-Reduktase 447, 452, 455
Inhaltsverzeichnis
Ferritin 509
Fertilitätsfaktoren 766
Festzurr-Proteine 515
Fe-S-Zentrum 400
Fette 104, 392, 396, 525
Fettsäure-Acyl-CoA 392, 393
Fettsäurebildung 584
Fettsäurekatabolismus 393
Fettsäuren 101, 102, 252, 253, 256, 377
Nomenklatur 103
Oxidation 524
ungesättigte 257
Feulgen, Robert 20
F-Faktor 766, 892
FGF 601, 602, 1094
FGFR 601
FH 507
FHHNC 707
Fibrillen 710
Fibrin 716
Fibroblasten 594, 710
Fibroblastenwachstumsfaktor 594, 601, 602, 1094
Fibroblastenwachstumsfaktorenrezeptoren 601
Fibroblastenzellen 144
Fibroin 81
Fibronectine 709, 714
Struktur 715
Wirkung auf die Blutgerinnung 716
Wirkung auf Zellform und Zellbewegung 715
Fibronectinrezeptor 718
fibröse Proteine 81
Filament-bündelnde Proteine 635
Filamente 616, 670
Filament-quervernetzende Proteine 635
Filament-verankernde Proteine 635
Filament-verkürzende Proteine 635
Filamin 635, 636
Filopodien 634, 635, 683
Fimbrin 635, 637
Fischerprojektion 96
Flagellen 619, 660, 661
Flavinadenindinucleotid 376, 388, 400
Flavinadenindinucleotid Siehe FAD
Inhaltsverzeichnis
Flavinadeninmononucleotid 400
Flavoproteine 400
Fleckfieber 641
Flemming, Walther 19
Fließgleichgewicht 176, 188
Flipflop 253, 254
Flippasen 253, 488
Fluoreszenzmikroskopie 16
Flüssigkeits-Endocytose 509
Flüssig-Mosaik-Modell 23, 241, 243, 246, 248, 260
fMet 986
FMN 400, 403
FMNH2 403
FNR 447, 452
FoF1-ATP-Synthase 410, 415
FoF1-Komplex 384, 413, 416
Fokaladhäsionen 718, 719
Fokaladhäsionskinase 720
fokale Kontakte 684, 700, 701
Fo-Komplex 383, 384, 414
Folgestrang 807
Footprinting 943
Formine 639
Fotosystem 444
Reaktionszentrum 444
Fotosystem I 446, 447, 449, 451
Fotosystem II 446, 447, 448, 449
Fotosystem-II-Komplex 455
Fotosystem-I-Komplex 455
Fotosystemkomplex 445
Fragiles-X-Syndrom 761
Fraktionierungssystem 140
freie Energie 173, 174, 175, 177, 178, 179, 182
Freisetzungsfaktoren 604, 990
Fremdantigene 587
Fruchtfliege 24
Fructose 97, 210, 354, 355, 359
Fructose-1,6-Bisphosphat 347
Fructose-1,6-Bisphosphatase 362
Fructose-2,6-Bisphosphat 364, 366
Fructose-6-Phosphat 172, 173
frühe Endosomen 495, 497, 504
Inhaltsverzeichnis
FtsZ-Protein 618
F-Typ-ATPasen 314, 315
Führungsstrang 807
Fumarase 216
Fumarat 387, 388, 389, 403
Fumarathydratase 389
funktionale Polarität 706
funktionales Protein 53
Furchung 830
Fusionsproteine 496
GG0-Phase 794
G1-Cdk-Cyclin 841
G1-Phase 793
G2-Phase 793
GABA 559, 560
GABA-Rezeptor 564
G-Actin 146, 631, 632, 633
GAG 713
Galactose 97, 354, 355, 359, 699
Galactoseoxidase 274
GalNAc 699
Gameten 866
Gametenbildung 877, 878
Gametogenese 866, 877, 878
Gametophyt 869
g-Aminobuttersäure 559, 560
Gamma-Tubulin-Ringproteine 628
Gangliosid 248, 249
GAP 581, 597, 642, 780
Gap Junction 149, 241, 273, 556, 557, 679, 700, 701, 707
Struktur 708
GARP-Komplex 516
Gärung 345, 347
Gatekeeper-Gene 1122
Gating 548, 549
Gaucher-Krankheit 131
GDI 642
GDP 580
GEF 596, 597, 642
Gefrierätztechnik 17
Gefrierätzung 381
Inhaltsverzeichnis
Gefrierbruch 260, 262
Gefrierbruchanalyse 261
Gefrierbruchtechnik 17, 262
Gegentransport 303
Geißelbewegung 660
Geißeln 163, 622, 660
Bakterium 164
gekoppelte Gene 888
gekoppelter Transport 302, 303
Gel 685
Gel Shift Assay 944
Gelation 685
Gelelektrophorese 750
Gelierung 685
gelöste Substanz
Größe 298
Ladung 299
Polarität 299
gelöster Stoff 42
Gelsolin 636, 685
Geminin 801
GEMS 784
Gen 19
homöotisches 1066, 1067
konstituives 1020
reguliertes 1020
Genamplifikation 1041, 1109
Genbank 22
Gendeletion 1042
Generationswechsel 869
Generationszeit 793
Genetik 12, 19
genetische Information 86
genetische Instabilität 1121, 1127
genetische Kartierung 890
genetische Manipulation
Nutzpflanzen 911
Sicherheit 912
Tiere 913
genetische Rekombination 872
genetische Terminologie 866
genetische Transformation 734, 735
genetische Variabilität 887
Inhaltsverzeichnis
genetische Vielfalt 864, 879
genetischer Code 927, 933, 935, 939
Genexpression
Bakterien 1020
doppelte Kontrolle 1029
Eukaryoten 1036, 1037
Genexpressionsprofil 1134
Genklonierung 21
Genkonversion 897
Genlocus 865
Genmodifizierung 909
Genom 21, 748
Genombank 905
Genomgröße 748, 755
genomische Kontrolle 1041
genomische Prägung 1048
Genomsequenzierung 21, 755
Genotyp 866
Genregulation
Bakterien 1020
Eukaryoten 1078
kombinatorisches Modell 1057
Gentechnologie 910
praktischer Nutzen 910
Gentherapie 306, 309, 915
Gentranskription
Aktivierung 609
Gerüstkomplexe 600
gesättigte Fettsäuren 103, 104
geschlechtliche Vermehrung 864
Geschlechtschromosomen 865
Geschlechtshormone 605
geschlossenes System 169, 170
Gesetz 23
Gesetz der thermodynamischen Spontanität 173
Gewebe 694
Gewebeinvasion 1127
GFA-Protein 643, 644
GFP 16
Glanzstreifen 679
glatte Muskeln 582
glatte Muskulatur 680
Kontraktion 680
Inhaltsverzeichnis
Regulation der Kontraktion 681
Struktur 680
glattes endoplasmatisches Reticulum 136, 480
glattes ER 136, 480, 487
GlcNAc 50, 51, 98, 101, 147
Gleevec 1133
Gleichgewicht 187
Gleichgewichts-Dichtegradienten-Zentrifugation 482, 484
Gleichgewichtsgradientenzentrifugation 18
Gleichgewichtskonstante 174, 181
Gleichgewichtspotenzial 541
Gleitfilament-Modell 673
Gleitfilament-Theorie 673
Gliazelle 536
Glivec 1133
Gln 72
globuläre Proteine 81, 82, 84
Glu 72
Glucagon 607
Glucocorticoid 106, 107
Glucocorticoidrezeptor 609
Glucokinase 349
Gluconeogenese 352, 356, 357, 360, 361, 362, 397
Regulation 363
Glucosamin 101
Glucose 39, 47, 70, 95, 98, 139, 210, 344, 347, 348, 354, 355, 358, 462, 486
erleichterte Diffusion 304
Katabolismus 345
Oxidation 344, 345, 377
Glucose-1-Phosphat 340, 462, 463, 464, 487
Glucose-6-Phosphat 172, 173, 304, 340, 356, 487
Glucose-6-Phosphatase 139, 239, 486
Glucoseabbau 336
Glucosemetabolismus 606
Glucose-Oxidation 166, 179
Glucosephosphorylierung 347
Glucosesynthese 179, 180, 337, 356
Glucosetransport 319
Glucosetransporter 303, 304, 487
Glucosidase II 494
GLUT 303
GLUT1 303, 304
Inhaltsverzeichnis
GLUT2 305, 487
Glutamat 72, 395, 559, 560
Glutamin 72
Gly 72
Glycerat 466
Glycerat-1,3-Bisphosphat 458
Glyceratkinase 466
Glycerin 70, 104, 355, 392
Glycerinaldehyd-3-Phosphat 349, 403, 456, 457, 458, 463
Glycerinaldehydphosphatdehydrogenase 84
Glycerinphosphat 340
Glycerin-Phosphat-Shuttle 421, 422
Glycerokinase 205
Glycin 72, 559, 560
Glykocalyx 276, 277, 721
Glykogen 50, 70, 95, 98, 99, 344, 355, 361, 437, 486, 487, 579
Glykogenabbau 584, 606, 607
Glykogenphosphorylase 224, 225, 579
Glykogenspeicherkrankheit 520
Glykolat 466
Glykolatstoffwechselweg 465, 466
Glykolipide 44, 101, 106, 248, 249, 250, 489
Glykolyse 345, 346, 347, 348, 350, 351, 354, 355, 356, 357, 361, 362, 377, 378
Regulation 363
Glykophorin 263, 265
Glykoproteine 126, 275, 276, 277, 492, 494
adhäsive 714
Glykosaminoglykane 520, 713
glykosidische Bindung 97, 100
Glykosomen 346
Glykosphingolipide 106, 259
Glykosphingoside 248
Glykosylierung 275, 492, 495
terminale 494
Glykosylphophatidylinositol 263
Glyoxylat 398
Glyoxylat-Kreislauf 396, 397, 398, 525
Glyoxysom 142, 396, 398, 525
GMP 88
GM-Pflanzen 911
GO 274
Goldman-Gleichung 544
Inhaltsverzeichnis
Golgi, Camillo 137, 489
Golgi-Apparat 137, 489
Golgi-Apparat Siehe Golgi-Komplex
Golgi-Komplex 137, 138, 489, 490
Proteine 496
Golgi-Stapel 489, 490
Golgi-Struktur 489
Golgi-Zisternen 491
GPI 263
GPI-verankerte Membranproteine 266
G-Proteine 580, 581, 582, 585, 592, 593
kleine monomere 596
G-Protein-gekoppelte Rezeptoren 579, 580, 581
G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinasen 580
G-Protein-Signalisierungs-Proteine 581
G-Protein-Signalkaskaden 586
GR 609
Grana 134, 438
GRiPs 628
Griscelli-Syndrom 686
GRK 580
gRNA 965
große Furche 743
große ribosomale Untereinheit 143
grüne photosynthetische Bakterien 436
Gruppe-II-Introns 963
Gruppe-I-Introns 963
GTP 337, 387, 388, 390, 580
GTPase 641
GTPase-aktivierendes Protein 642, 780
GTPase-Aktivierungsprotein 581, 597
GTP-Hydrolyse 625
GTP-Kappe 625, 626
g-Tubulin 628
g-Tubulinringkomplexe 628
g-TuRCs 628
Guanin 70, 87, 88
Guanin-Cytosin-Paar 94
Guanin-Nucleotid-Austauschfaktor 596, 642, 780
Guanin-Nucleotid-Austauschinhibitoren 642
Guanin-Nucleotid-Bindeprotein 579
Guanosin 88
Inhaltsverzeichnis
Guanosinmonophosphat 88
Guanosintriphosphat 337
Guanylylcyclase 582
HH2O2 524
Haar 82
Haarnadelschleife 80, 946, 955
Halobacterium 247, 264, 265, 321, 322
Häm 400
Hämoglobin 73, 85, 928, 930
Hämoglobinmolekül 85
Hämophilie 915
haploid 865
haploide Phase 868
haploide Sporen 869
Haplotypen 758
Harnstoffzyklus 395
HAT 1049
Hatch-Slack-Weg 467, 469, 470
HDAC 1049
HDL 508
Hefe 24, 592, 598, 600
Hefezellen 353
Hefe-Zwei-Hybridsystem 22, 1060, 1061
HeLa-Zellen 1091
helicase loading proteins 798
Helicobacter pylori 1106
Helix-Loop-Helix-Motiv 1062
Helix-Turn-Helix-Motiv 80, 1058, 1059
Hellfeldmikroskopie 15
Hemicellulose 100, 722, 723
Hemidesmosomen 700, 701, 719
Henker-Caspase 851
Hepatocyten 485
Heptosen 96
Herbstzeitlose 624
Herceptin 1133
Herpes-simplex-Virus 150
Hershey, Alfred 20
Hershey-Chase-Experiment 735, 739
Herzmuskel 679
Herzmuskelzellen 680
Inhaltsverzeichnis
Kontraktion 679
Heterochromatin 771
fakultatives 782
konstitutives 782
Heterodimere 645
Heteroduplexe 959
heterogene Kern-RNA 957
Heterokaryon 835
heterophage Lysosomen 518
heterophile Interaktionen 696
Heterotaxie 664
heterotrophe Organismen 165
heterozygot 865
Hexokinase 84, 208, 217, 218, 304, 349, 362, 365
Hexosen 96
Hfr-Zellen 894
hierarchischer Zusammenbau 59
His 72
His-Markierung 909
Histamin 559, 604
Histidin 72
Histonacetylierung 1050
Histonacetyltransferase 1049
Histoncode 1049
Histondeacetylase 1049
Histone 123, 766
Hitzeschock-Gene 1065
Hitzeschockprotein 55, 609
Hitzeschock-Response-Element 1065
HIV 151
HMG-CoA-Reduktase 487
HMM 633
hnRNA 957
Hodgkin-Kreislauf 550
Holliday-Junction 897
Holoenzym 941
Homogenat 481, 483
Homogenisierung 481
homologe Chromosomen 865, 886
Paarung 872
homologe Rekombination 820, 895
molekulares Modell 898
Homologensuche 899
Inhaltsverzeichnis
Homöobox 1066
Homöodomäne 1066
homöotische Gene 1066, 1067
homöoviskose Adaptation 258, 259
homophile Interaktionen 695
homozygot 865
Hooke, Robert 8
Hopanoide 250
Hormonale Proteine 68, 69
Hormone 575, 604
Hormon-Response-Elemente 1062, 1063
HPV 1106, 1117, 1118
HPV-Impfung 1106
Hsp 55, 609
Hsp60 991
Hsp70 991, 1065
Hüllprotein 57
Human Genome Project 21, 756
humanes Papillomvirus 1106, 1117, 1118
Hunter-Syndrom 520
Hurler-Syndrom 520
Hutchinson-Gilford-Syndrom 781
Hyaluronsäure 713, 714
Hybride 880
Hybridome 1132
Hydrogencarbonat 305
Hydrogenierung 203, 343
Hydrolasen 138, 205
saure 517
Hydrolyse 340
hydrolytische Enzyme 516
Hydropathieanalyse 269
Hydropathieindex 269
Hydropathieplot 269
hydrophil 42, 70
hydrophiler Kanal 46
hydrophob 42, 70, 100
hydrophobe Wechselwirkungen 56, 57, 74, 75
hydrophobes Sortierungssignal 1010
Hydrophobizitätsplot 269
Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA-Reduktase 487
Hydroxylgruppe 38
Inhaltsverzeichnis
Hydroxylierung 485
Hydroxylmethyltransferase 466
Hydroxylradikal 524
Hydroxypyruvat 466
Hypercholesterinämie 507
Hyperpolarisation 550
Hyperpolarisationsphase 552
hypertonische Lösung 296
hypertrophe Cardiomyophatie 129
hypothalamische Hormone 604
Hypothese 23
hypotonische Lösung 297
H-Zone 670
IIF 642
IF-Proteine 643, 644
Ile 72
ILK 720
Immunglobulin 84
Immunglobulin-Superfamilie 695, 696
immunochemisches Anfärben 490
Immunschwächevirus 151
Immuntherapie 1131
Immunüberwachsungstheorie 1097
Importer 315
Importin 778, 827
Inaktivierung 548
Inaktivierungsproteine 548
Inducer 1024
induzierbares Operon 1024
induzierte Anpassung 208
infantiles Refsum-Syndrom 130
Infrarotstrahlung 37
Inhibitor 219
allosterischer 223
kompetitiver 220
nicht-kompetitiver 220
inhibitorische Wachstumsfaktoren 848
inhibitorischer Rezeptor 559
Initiation
RNA-Synthese 943
Initiationsfaktoren 985
Inhaltsverzeichnis
eukaryotische 986
Initiator 948
Initiator-Procaspasen 851
Initiatorproteine 803
Initiator-tRNA 986
innere Energie 171
Innexine 707
Inositol-1,4,5-Trisphosphat 586
Inositolphospholipide 641
Inositoltrisphosphat 586, 587, 589
INSDC 22
Insektenexoskelette 101
insertionale Mutagenese 915, 1111
Insertionen 996
Insertionsmutagenese 1111
Inside-out-Signalisierung 720
Insulin 57, 77, 78, 594, 607
Aminosäuresequenz 77
Primärstruktur 78
insulinähnlicher Wachstumsfaktor-1 594
Insulinsignalkaskade 608
integrale Membranproteine 245, 246, 247, 263, 264, 265, 269
integrale monotopische Proteine 263
Integrine 684, 695, 717, 719
Funktion 720
Signalisierung 720
Struktur 718
Integrin-gekoppelte Kinase 720
Inteine 998
Interaktionen
heterophile 696
homophile 695
Interchromatingranulacluster 784
Interdublettenverbindungen 663
interkalierende Agenzien 816
intermediäre Filamente 121, 144, 145, 146, 616, 617, 642, 643, 646
Klassen 644
Typisierung 643
intermediäre Mikrofilamente 145
intermediäres Filament
Zusammenbau in vitro 645
Internalin 702
International Nucleotide Sequence Databank Collaboration 22
Inhaltsverzeichnis
Internationale Nukleotidsequenz-Datenbank-Zusammenarbeit 22
interne Ribosomen-Eingangs-Sequenz 987
Interneuron 536
Interphase 793
Interphase II 871
Interphasechromatinfasern 822
intraflagellarer Transport 666
intrazelluläre Anheftungsproteine 700
Intrazisternenraum 490
Introns 958, 959
selbstspleißende 963
Invasin 702
Invasion 1094
Inversion 996
Invertase 209
Ionenkanäle 301, 306, 545, 551, 558, 593
calciumspezifische 306
ligandengesteuerte 306, 545, 557
mechanosensitive 306
spannungsgesteuerte 306, 545, 548
Ionentransport 325
ionische Bindungen 56, 74, 75
ionisierende Strahlung 817, 1105
ionotropische Rezeptoren 557, 558
IP3 582, 586, 587, 588
IP3-Rezeptorkanal 586
IP3-Weg 607
IPSP 566
iPS-Zellen 1040, 1041
IRD 130
IRES 987
IRE-Sequenz 1070
Iressa 1134
Isocitrat 388, 403
Isocitratdehydrogenase 388
Isocitrat-Lyase 398
Isoform 365
Isoleucin 72
Isomerase 205, 459
Isopren 107
Isoprenoide 107
isoprenylierte Membranproteine 265
Inhaltsverzeichnis
Isoproterenol 577
isothermales System 170
isotonische Lösung 297
I-Zellenerkrankung 131, 497
JJacob, Francois 21
Jak-STAT-Signalweg 1065
JAM 706
Janus-Kinase 604
Joule 36, 171
junktionale Adhäsionsmoleküle 706
juxtakrine Signale 574
KKalabarbohne 565
Kalium 539
Kaliumgradient 540
Kaliumionen 543
Kaliumionengradient 542
Kaliumkanäle 540, 547, 548, 549
Kalorie 36, 171
Kanalproteine 273, 301, 305
Kanalsteuerung 548
Kappenstruktur 635, 636
Kartagener Syndrom 664
Kartierung
co-transduktionale 891
genetische 890
Karyokinese 792
Karyotyp 824
Karyotypisierung 824
Karzinogenaktivierung 1101
Karzinogene 1101
Karzinogenese 1125, 1126
Karzinome 1088
katabolische Wege 336
Katabolitaktivatorprotein 1028, 1029
Katabolitrepression 1028
Katalase 140, 141, 522, 523, 524, 527
Katalysator 119, 200, 201
Katalyse 199
katalytische Konstante 215
katalytische Untereinheit 223
Inhaltsverzeichnis
Katanine 631
Kcsa-Kanal 548
KDEL-Sequenz 1005
Keimlinge 396, 397
Keratansulfat 713
Keratin 81, 643, 1089
Kernäquivalent 765
Kernbildung 623
Kernexport 779
Kernexportsignale 780
Kernhülle 127, 128
Kernimport 776, 779
Kernlamina 781
Kernlokalisierungssequenzen 778
Kernmatrix 780, 781
Kernmembran 127, 774
Kernoligosaccharide 492, 493
Kernpartikel 769
Kernporen 86, 127, 775
aktiver Transport 778
Diffusion 777
Transport 776
Kernporenkomplex 128, 775
Kernpromotor 948
Kernregion 151
Kern-RNA
heterogene 957
Kernskelett 780
Ketoacidose 394
Ketozucker 95, 96
Kettenabbruchmethode 753, 754
Kettenverlängerung 987
Keuchhusten 586
Kinasen 260
Kindline 720
Kinesine 655, 657, 658, 828
Bewegung 657, 658
Kinesinmotoren 828
Kinesinproteine 630, 631
kinetische Parameter 216
Kinetochor 823, 827
Kinetochor-Mikrotubuli 823
Inhaltsverzeichnis
Kiss-and-run-Exocytose 563
klebrige Enden 752, 900
kleine Furche 743
kleine ribosomale Untereinheit 143
Klon 900, 1096
Klonen 1038
therapeutisches 1040
Klonierung 271
Klonierungsvektor 900, 902
Knockout-Mäuse 913, 914
Knollenblätterpilz 621, 634
Knospung 864
kodierender Strang 937
Koffein 584
kohäsive Enden 751, 900
Kohäsivität 41
Kohlendioxid 389, 434, 457, 458
Fixierung 436
Kohlendioxid Siehe CO2
Kohlendioxidfixierung 458
Kohlenhydrate 96
Kohlenhydratmetabolismus 486
Kohlenhydratsynthese 462
Kohlenstoff 34, 35, 168
Kohlenstoffassimilierung 434, 435, 457, 459, 462
Kohlenstofffixierung 166, 434, 456
kohlenstoffhaltige Moleküle 36
kohlenstoffhaltige Verbindungen 37
Kohlenwasserstoffe 38
Kollagen 81, 709, 710
Merkmale 710
Struktur 710
Kollagenfasern 147
Kollagentypen 712
Kollagenzusammensetzung 711
kombinatorisches Modell der Genregulation 1057
Kometenschwanz 640
Kompartimentierung 120, 776
kompensatorische Endocytose 563
kompetitiver Inhibitor 220
komplementär 743
komplementäre DNA 906, 907
Inhaltsverzeichnis
Komplex I 406
Komplex II 406
Komplex III 406
Komplex IV 406, 407
Kondensation 500
Kondensationsreaktion 51
kondensierende Vakuolen 499
Kondensierungsreaktion 52
Kondensierungsvakuolen 499
Konformation 53
Konformationsänderung 208
Kongression 823
Konjugation 892, 893
Konsensussequenzen 943
konstitutive Gene 1020
konstitutive Sekretion 499, 500
kontinuierliche DNA-Synthese 806
kontraktiler Ring 831
Kontraktionszyklus 674
Kontrollpunkt 834
Kontrollpunktkinasen 843
Kontrollpunkt-Mechanismen 842
Konzentrationsarbeit 164
Konzentrationsgradient 164, 293, 299, 300, 323
Kopienzahlvariationen 758
Kopplungsfaktoren 413
Kopplungsgruppen 888
Kornberg-Enzym 801
Korrekturlesen 807, 808
kovalente Bindung 36, 56
kovalente Modifikation 221, 224
Kozak-Sequenz 987
Krankheiten 129
KRAS-Onkogen 1123
Kreatinphosphat 337
Krebs 1088
Behandlung 1129
Diagnose 1127
Disposition 1116
Entstehung 1088
Entwicklungsstadien 1104
Initiation 1103
Invasion 1094
Inhaltsverzeichnis
Kennzeichen 1125
Metastasierung 1094
Promotion 1103
Ursachen 1099
Verbreitung 1092
Vorsorgeuntersuchungen 1129
Krebsmarker 1129
Krebsstammzellen 1130
Krebszelle
Wachstum 1090
Krebszellen 519
Krebs-Zyklus 384
Kriechbewegung der Zelle 682, 683, 684
kriechende Zellen 634
kritische Konzentration 623, 624
kryptische Plasmide 766
künstliches Hefechromosom 908
Kuru 152
kurze tandemartige Wiederholungen 764
LLabormaus 25
lac-Operon 1022, 1023
Organisation 1025
Regulation 1024
lac-Repressor 1022
lac-Repressor/Operator-Komplex 1030
Lactat 351, 352, 356, 403
Lactat-Dehydrogenase 352
Lactatfermentation 345, 352
Lactoperoxidase 274, 275
Lactose 97, 354, 355, 358
Aufnahme 323
Lactoseabbau 1021
Lactosefermentation 353
Lactoseintoleranz 359
Lactosekatabolismus 1022
Lactoseunverträglichkeit 97
lag-Phase 623
Lamellipodien 634, 635, 683
Lamine 644, 645
Laminine 709, 716
Eigenschaften 717
Struktur 717
Inhaltsverzeichnis
Langerhanssche Inseln 607
Langmuir, Irving 242
laterale Diffusion 253, 254, 255
Latrunculia magnifica 621, 634
Latrunculin A 621, 634
Laurinsäure 103
LDL 504, 508, 509
LDL-Rezeptor 508
Leader-Sequenz 1032
Lebenszyklus
geschlechtliche Organismen 868, 869
Leber 361, 486
Leberglykogen 487
Leberzellen 141, 485, 487, 489, 519, 522, 579
Leckkanäle 545
Lectine 276, 698
Leigh-Syndrom 129
Leitbündel-Scheidenzellen 467, 468
Leptotän 872
Leserastermutationen 995
Leserasterverschiebung 933
Leserasterverschiebungs-Mutationen 934
Leu 72
Leucin 72
Leucin-Reißverschluss-Motiv 1059, 1060
Leucin-Zipper 1060
Leukämie 1088
Leukocytenadhäsion 698
LHC 444
LHC II 448
LHCI 451
Librium 564
Licht 37
Lichtabsorption 435
Lichtmikroskop 14
Auflösungsgrenze 16
Auflösungsvermögen 14
Lichtsammelkomplex 444
Lichtsammelkomplex I 451
Lichtsammelkomplex II 448
Li-Fraumeni-Syndrom 1118
Ligand 575
Inhaltsverzeichnis
ligandengesteuerte Ionenkanäle 545, 557
Ligasen 205
Lignin 148, 723
LINEs 762
Lineweaver-Burk-Gleichung 216
Lineweaver-Burk-Graph 216
Linker-DNA 769
Linkerproteine 645, 696
Links-Rechts-Umkehr 664
Linolat 252, 253
Linolensäure 103
Linolsäure 103
Lipidanker 263
Lipid-Bilayer 126, 242, 245
Lipiddoppelschicht 45, 126, 242, 245, 252, 254, 258, 262
künstliche 261, 262
Lipide 70, 100, 495
Hauptklassen 101, 102
Lipidfloß 247, 259, 511
Lipidkörper 396
Lipidmikrodomänen 259
Lipidmonolayer 261
Lipidmonoschicht 253, 258
lipidverankerte Membranproteine 265, 266
lipidverankerte Proteine 245, 263
Lipoproteine mit geringer Dichte 504, 508
Lipoproteine mit geringer Dichte Siehe LDL
Lipoproteine mit hoher Dichte 508
Lipoproteine mit hoher Dichte Siehe HDL
Liposomen 298
Listeria monocytogenes 640, 702
Lizenzierung 800
LMM 633
lokale DNA-Neuanordnungen 1110
lokale Mediatoren 575
lösliche NSF-Bindeproteine 514
Lösungsmittel 42
LP 274, 275
L-Sequenz 1032
Lumen 135, 146
luminale Zellseite 694
Lutein 443
Inhaltsverzeichnis
Lyasen 205
Lymphom 1088
Lys 72
Lysin 72
lysogenes Stadium 738
Lysosom 131, 138, 139, 140, 495, 498, 504, 516, 517
Aufgaben 517, 518
autophages 518
Bildung 517
heterophages 518
lysosomale Enzyme 138, 497, 498, 516, 517, 518
lysosomale Erkrankungen 131
lysosomale Speichererkrankungen 129, 131, 520
Lysozym 202
lytisches Wachstum 737
L-Zellen 697
MMacLeod, Colin 20
Mad-Proteine 843
Makromer 832
Makromoleküle 34, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 68, 482
Abbau 52
Aufnahme 507
biologische 49
Biosynthese 52
Faltung 56
informationstragende 49
kleine Einheiten 70
Polymerisation 51
Makrophage 503, 519, 634, 635, 640
Makrophagie 519
Malat 389, 403, 468, 469, 521
Malat-Aspartat-Shuttle 420
Malathion 565
Malat-Synthase 398
Maleatisomerase 205
maligne 1090
Malignom 1088
Maltose 97, 355, 359
Malzzucker 97
Mammographie 1129
Mannose 354, 355
Mannose-6-Phosphat-Markierung 497, 498
Inhaltsverzeichnis
MAP 630
MAP2 630
MAPK 597, 846
MAP-Kinase 592, 597, 846
Marihuana 561
Massenspektrometrie 19, 757
Maßeinheiten 9
Materiefluss 168
MAT-Locus 1042
Matrix 133
nicht-cellulosehaltige 100
Matrix-Metalloproteinasen 717, 1094
Matrize 89, 743
Maxam-Gilbert-Methode 753
MCAK 630
McCarty, Maclyn 20
MCM 798
mechanische Arbeit 163
Mediator 575, 1056
Meiose 124, 867
Phasen 870, 871
Prinzip 868
Trennungsteilung 876
Vergleich mit Mitose 875
Meiose I 870
Meiose II 870, 876
meiotische Zellteilung 870
MEK 597
Membran 34, 45, 105
Poren 301
selektiv permeable 296
selektive Permeabilität 43, 46
Membranasymmetrie 253, 488
Membranbausteine 242
Membrandomäne 280
Membranen 238
Bewegung der Lipide 254
Bewegungen der Phospholipide 254
Biosynthese 488
eukaryotische Zellen 238
Fettsäurezusammensetzung 256
Funktionen 238, 239
Grundstruktur 243
Kohlenhydratgehalt 245
Inhaltsverzeichnis
Lipidgehalt 245
Phospholipide 250
photosynthetische 439
Proteine 239
Proteingehalt 245
Transport 240
Membranfluidität 254, 256, 258, 259
Membrankomponenten 489
Membranlipide 248, 251, 253, 257, 489
Hauptklassen 249
Membranoberfläche 274, 275
Membranphospholipide 44
Membranpotenzial 164, 293, 538, 539, 540, 544
Membranproteine 44, 76, 126, 240, 242, 247, 260, 262, 271
asymmetrische Verteilung 274
Beweglichkeit 278, 279
Funktionen 273
Glykosylierung 275, 276
Hauptklassen 263
integrale 245, 246, 247
Isolierung 266
molekularbiologische Methoden 272
periphere 245
Trennung 267
Membranproteinkomplex 445
Membranrekonstitution 270
Membransterole 249
Membranstruktur 45, 241, 246
Membrantransport 290
Membranvesikel 274, 275, 411
Mendel, Gregor 12, 19
Mendel’sche Genetik 880
Mendel’sche Vererbung 20
Mendel’sche Vererbungsregeln 882
Meromyosin 633
Mesophyllzellen 456, 467, 468
Messenger-RNA 86, 124, 926, 937, 982, 983
Abbauwege 1072
Metabolismus 966
polycistronische 1022
Met 72
metabolisch erzeugte Wärme 167
metabolische Plasmide 766
Metabolismus 151, 336
Inhaltsverzeichnis
Metabolite 290, 336
metabotropische Rezeptoren 557, 558
Metallothionein 916
Metaphase 824
Metaphase I 871, 874
Metaphase II 871, 876
Metaphasenplatte 824
metastabiler Zustand 200
Metastasen 1090
Metastasierung 365, 697, 1094
Stadien 1095
Metastasis 365
Met-Enkephalin 560
Methan-Oxidation 166
Methionin 72
Methylxanthine 584
MF 631
MGDG 248, 250
Michaelis-Konstante 214
Michaelis-Menten-Gleichung 213, 214, 215
Michaelis-Menten-Graph 216
Michaelis-Menten-Kinetik 214
Micrococcus 258
Miescher, Johann Friedrich 20
Mikroautophagie 1078
Mikroelektroden 538
Mikrofibrillen 100, 148, 723
Mikrofilament 121, 144, 145, 146, 616, 617, 631
Minusende 633
Plusende 633
Polarität 633
Polymerisation 634, 635
Zusammenbau in vitro 631
Mikrogliazellen 536
Mikrokörperchen 522
Mikromer 832
Mikrometer 9
Mikrophagie 519
MikroRNA 1074
Mikrosatelliten-DNA 761
Mikroskop 8
Mikrosomen 480, 1001
Mikrotom 14
Inhaltsverzeichnis
Mikrotubuli 121, 144, 145, 146, 616, 617, 618, 619, 622, 646, 655, 656, 660
axonemale 620
cytoplasmatische 619
Depolymerisation 631
Dubletten 622
dynamische Instabilität 625, 626
Gleiten 666
Minusende 624
Plusende 624
Polarität 146, 623, 629
Seitenarme 663
Tripletten 622
Wachstum 623
Zusammenbau in vitro 623, 624
Mikrotubuli-assoziierte Motorproteine 655
Mikrotubuli-assoziierte Proteine 630
Mikrotubuli-Bündelungsproteine 630
Mikrotubuli-Gleitmodell 666
Mikrotubulimotoren 659
Mikrotubuli-Organisationszentrum 627, 629
Mikrotubuli-organisierendes Zentrum 823
Mikrotubuli-Stabilisierungsproteine 630
Mikrotubulus-abhängige Motilität 657
Mikrotubulus-Interaktionsproteine 630
Mikrotubuluskatastrophe 626
Mikrotubulusrettung 626
Mikrovilli 119, 277, 632, 636, 637
Milchsäure 351
Milchsäuregärung 345, 352
Milchzucker 97, 354
Mineralocorticoid 106
Minichromosomerhaltungsproteine 798
Minisatelliten-DNA 761
Minusende 624, 633
miRISC 1075
miRNA 1074
primäre 1074
Missense-Mutation 995
mitochondriale DNA 129
mitochondriale Encephalomyopathie 129
mitochondriale Erkrankungen 129
mitochondriale Fraktion 140
mitochondriale Matrix 380
Inhaltsverzeichnis
mitochondriale Membran 132
Mitochondrien 133, 238, 439, 440
Genom 772
Mitochondrien-DNA 772
Mitochondrium 129, 132, 133, 141, 376, 377, 378, 379, 381, 393, 411, 466
Außenmembran 380, 381
Christae 380
Endosymbiontentheorie 135
Innenmembran 380, 381, 407, 422
Intermembranraum 380
Kompartiment 411
Kompartimente 382
Lokalisierung 379
metabolische Funktionen 382
mitogen 597
mitogen-aktivierte Proteinkinase 597, 846
Mitogene 845
Mitose 19, 124, 625, 792, 820
Phasen 821, 822
Vergleich mit Meiose 875
Mitosedefekte 1122
Mitosespindel-Kontrollpunkt 843
mitotische Cdks 837
mitotische Motoren 829
mitotische Spindel 625, 792, 823, 824, 825, 826
Kontrollpunkt 841
mitotische Spindelfasern 146
mitotischer Index 794
mitotisches Cdk
Zyklus 840
mitotisches Cdk-Cyclin 837, 838
Regulation 839
mitotisches Cyclin 837
Mittellamelle 723, 724
M-Linie 670
MMP 717
MMPs 1094
MMR 819
Modell 23
Modellorganismus 20, 24, 25
Moesin 638
Molecular Targeting 1133
Molekularbiologie 270
molekulare Chaperone 53, 55, 991
Inhaltsverzeichnis
Molekulargenetik 22
Mondscheinkrankheit 1120
monocistronisch 983
Monod, Jacques 21
Monogalactosyldiacylglycerin 248
monoklonale Antikörper 1132
Monolayer 242
Monomeraktivierung 51
Monomer-bindende Proteine 635
Monomere 47, 49, 51
monomere Proteine 73
Monooxygenasen 486
Monosaccharide 95, 96
monotopische Proteine 264
Montageprotein 511
Morgan, Thomas Hunt 20
Morphin 579
Motilität 654
Motilitätsproteine 68, 69
Motoneuronen 677
motorische Endplatte 677
motorisches Neuron 536, 537, 542
Motorproteine 655, 657, 828
MPF 838
M-Phase 792, 793
MreB-Protein 618
mRNA 86, 926, 937
mRNA Siehe Messenger-RNA
mRNA-Prozessierungskörper 1072
mtDNA 129
MTOC 627, 628, 629, 823
Mukolipidose II 131, 497
Multidrug-Resistenztransportproteine 1130
Multienzymkomplex 85
Multifaktorkreuzungen 883
multimere Proteine 73, 85
Multi-pass-Protein 263–265
Multipass-Transmembranproteine 310
multiple Replikons 799
Multiproteinkomplex 85, 405
Multiuntereinheitskomplexe 515
MurNAc 50, 51, 98, 101, 147
Inhaltsverzeichnis
Mus musculus 25
Muskelfibrillen 133, 619
Muskelkontraktion 163, 668, 673, 675
Kontraktionszyklus 674
Regulation 676, 677
Muskeln
glatte 582
Muskelzelle 133
Mutagene 816, 933
mutagene Wirkung 1101
Mutagenität 1101
Mutationen 816, 864, 994
stumme 996
Mycoplasma 116, 250
Myelinscheide 536, 537, 554, 555
Myofibrillen 669
Myomesin 670, 672
Myopathien 129
Myosin 633, 655, 664, 667, 670, 672
Myosin I 637
Myosin II 633
Myosin XV 665
Myosin II 681
Myosin V 686
Myosin VII 665
Myosin-Leichtketten-Kinase 681
Myosin-Leichtketten-Phosphatase 682
Myosin-Leichtketten-Phosphorylierung 681, 682
Myosinsubfragment 1 633
myotonische Dystrophie 761
Myristinsäure 103
NNa+/Glucose-Cotransporter 319
Na+/Glucose-Symporter 317, 319
Na+/Glucose-Transporter 320
Na+/K+-ATPase 317, 318
Na+/K+-Pumpe 317, 318, 319, 320, 539, 542
N-Acetylgalactosamin 699
N-Acetylglucosamin 50, 51, 98, 101, 147
N-Acetylmuraminsäure 50, 51, 98, 101, 147
nAchR 563, 564
NAD+ 343, 344, 349, 387, 402, 403
Inhaltsverzeichnis
NADH 343, 347, 376, 385, 388, 393, 399, 402, 403, 404, 407, 435
NADH-Coenzym-Q-Oxidoreduktase 405
NADH-Coenzym-Q-Oxidoreduktasekomplex 406
NADH-Dehydrogenase 405
NADH-Dehydrogenasekomplex 406
NADH-Oxidation 406
NADP+ 448, 451, 454
NADP+-abhängiges Malatenzym 468
NADPH 447, 448, 454, 459
NADPH-abhängige Malatdehydrogenase 468
Nägeli, Karl 10
Nährstoffe 168, 518
Nahrungsmittelkalorie 171
NALD 130
Nanometer 10
Narkotische Medikamente 579
Natrium 539
natriumabhängiger Glucosetransporter 320
Natriumdodecylsulfat 266
Natriumionen 543
Natriumkanäle 547, 548
Natriumsymport 319
N-Cadherine 697
N-CAM 695, 696
Nebenniere 589
Nebulin 672
Negativfärbung 17
Nekrose 849
neonatale Adrenoleukodystrophie 129, 130
Neoplasma 1088
NER 818
NER-Endonuclease 818
Nernst-Gleichung 541
Nerv 537
Nervengase 565
Nervenimpuls 553, 554
Nervensignale
Integration 566, 567
Prozessierung 566
räumliche Summation 567
zeitliche Summation 567
Nervensystem
Inhaltsverzeichnis
peripheres 536
zentrales 536
Nervenwachstumsfaktor 594
NES 780, 982
Nestin 643, 644
N-Ethylmaleinimid-sensitive Faktor 514
Neukombinationsregel 883
Neurofilamentproteine 643, 644
neuromuskuläre Verbindung 677
Neuron 536
motorisches 536
postsynaptisches 556
präsynaptisches 556
Säugetier 543
sensorisches 536
Neuropeptide 559, 560
neurosekretorische Vesikel 562
Neurospora crassa 20
Neurotoxine 563
Neurotransmitter 558, 559, 563, 566
Sekretion 561, 562
Übersicht 560
Wiederaufnahme 566
Neurotransmitterrezeptoren 557
Neutrophile 503, 519
Nexin 663
N-Formylmethionin 986
N-Glykosylierung 492, 497
Nicht-Häm-Eisen-Proteine 400
Nicht-Histon-Proteine 766
nicht-homologe Verknüpfung von Enden 820
nicht-kompetitiver Inhibitor 220
nicht-kovalente Bindung 36, 56
nicht-repetitive DNA 759
Nicht-Rezeptorproteinkinasen 1114
nichtzyklischer Elektronenfluss 447, 452
Nicotinamid 344
Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid 343
Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid-Phosphat 448
Nidogen 717
Nierenzellen 141, 490
nikotinischer Acetylcholinrezeptor 563, 564
Nitroglycerin 583
Inhaltsverzeichnis
NLS 778
NO 582
Nocadazol 621
Nocodazol 625
Non-Disjunction 877
Nonsense-Mutation 995, 996, 997
Nonsense-vermittelter Abbau 997
Nonstopp-Abbau 998
NOR 783
Noradrenalin 559, 560, 604, 606
Norepinephrin 559, 560, 604
Northern Blot 1052
NO-Synthase 582
NSF 514, 515
N-Terminus 73, 983
NTF2 780
Nuclear Run-on Transcription 1051
nucleäre Exportsignale 982
Nuclease 767
Nucleinsäure 47, 49, 50, 70, 86, 87
Struktur 90, 91
Wasserstoffbrückenbindungen 91
Nucleinsäurehybridisierung 747
Nucleinsäuresonde 906
Nucleinsäuresynthese 89
Nucleoid 120, 121, 765
Nucleolus 121, 127, 782, 783
Nucleolus-Organisator-Region 783
Nucleoplasma 121, 775
nucleoplasmatisches Retikulum 775
Nucleoporine 776
Nucleosid 88
Nucleosidmonophosphat 88
Nucleosom 767
Nachweis 768
Struktur 768, 769
Nucleotid 47, 87, 88
Nucleotidbindedomäne 308
Nucleotidexzisionsreparatur 818
Nucleotidsequenz 86, 271
Nukleation 623
Nukleinsäurehybridisierung 21
Inhaltsverzeichnis
Nukleus 10
N-verknüpfte Glykosylierung 492, 493
Nystatin 250
OOberfläche-Volumen-Verhältnis 118, 119
obligate Aerobe 345
obligate Anaerobe 346
Occludin 706
Octamer 769
OEC 449
offenes System 169, 170
Okazaki-Fragmente 806, 808
Oleat 104, 252, 253
Oleinsäure 103
Oligodendrocyten 536, 554
Oligomere 623
Oligosaccharide 95
OMIM-Datenbank 22
Onkogene 1108
Entstehung 1108
Kategorien 1111, 1112
onkogene Viren 1106
Oocyte 11, 506, 833, 837, 867, 877
Wachstumsphase 878
Operatormutationen 1026
Operon 1022
induzierbares 1024
reprimierbares 1030
Operongene
Mutationen 1026
Opiatrezeptoren 579
Opioidrezeptoren 579
ORC 798
Organell 14, 120, 122, 125, 129, 139, 482, 483
semiautonomes 439
organische Chemie 35
organische Moleküle 47, 48
organische Peroxidkonjugate 524
Organismen
autotrophe 165
chemotrophe 165
fakultative 346
heterotrophe 165
Inhaltsverzeichnis
photoautotrophe 434
photoheterotrophe 434
phototrophe 165
poikilotherme 258
Organismus 8
Osmolarität 297
Osmose 295, 296
Östrogen 106, 487, 604
O-verknüpfte Glykosylierung 492
Overton, Charles Ernest 241
Ovum 867
Oxalacetat 358, 384, 385, 387, 389, 395, 403, 467, 468, 469
Oxalsuccinat 388
Oxidase 465, 522
Oxidation 166, 342, 385, 390
oxidative Decarboxylierung 385
oxidative Phosphorylierung 376, 378, 408, 411
oxidativer Stress 524
Oxidoreduktasen 205
Oxygenase 465
oxygene Phototrophe 447
Pp120Catenin, p120ctn 701
p15-Protein 848
P1-Generation 880
p21-Protein 843
p53-hochregulierter Modulator der Apoptose 843
p53-Mutationen 1105
p53-Protein 843, 844
p53-Tumorsuppressorgen 1118
P680 446, 447
P700 446, 447
Paarungsbrücke 892
Paarungsfaktor 600
Paarungsstellen 886
Paarungstyp 867
Paarungstyp-Neuanordnung 1042
Pachytän 872
Paclitaxel 625
PAGE 266
Palindrome 752
Palmitat 70, 104, 252, 253
Inhaltsverzeichnis
Palmitinsäure 103
Palmitoleinsäure 103
Pantothensäure 386
Pap-Abstrich 1129
Papilloma-Virus 150
Par3/Par6/atypische-Proteinkinase-C(aPKC)- Komplex 700
parakrine Hormone 604
parakrine Signale 574
Parathion 565
Parathormon 584
parazellulärer Transport 706
Par-Proteine 700
Parthenogenese 867
passiver Transport 292
Pasteur, Louis 18, 149
Patch-Clamp-Technik 545, 547
pathogene Bakterien 702
Pathogenese 702
Pauling, Linus 79
Paxillin 720
Pazifische Eibe 621, 625
PC 451, 454
PCNA 812
PCR 765, 804, 805, 909
PDGF 594, 845
PDH 385
PDH-Kinase 392
PDH-Phosphatase 392
Pectine 722, 723
Pektin 100
Pellet 483
Pemphigus vulgaris 703
Penicillin 219
Pentosen 96
Pentosephosphat-Stoffwechselweg 354
PEP 340, 350, 468
PEP-Carboxylase 468
PEP-Hydrolyse 350
Peptidbindung 73, 989
Peptidoglykan 147
Peptidyltransferase 989
pER 527
Inhaltsverzeichnis
Pericentriolarmaterial 627
perinukleärer Raum 774
periphere Membranproteine 245, 263, 265, 266
peripheres Nervensystem 536
Permeabilität von Membranen 34
Permeabilitätsbarriere 239, 290
Permeasen 301
Peroxidase 524
Peroxidasefunktion 524
Peroxine 526
Peroxisom 130, 140, 141, 393, 396, 465, 466, 521–524
Biogenese 527
tierisches 141
peroxisomale Enzyme 522
peroxisomale Erkrankungen 130, 525
peroxisomales ER 527
personalisierte Medizin 1134
Pertussistoxin 586
PFK-1 349, 362, 363
PFK-2 364, 366
Pflanzen 116, 436
Pflanzenöle 104
Pflanzenperoxisomen 523
Pflanzenvakuole 521
Pflanzenzelle 122, 141, 142
pflanzliche Zelle 148
PGI 365
Phagen 736
temperente 737
transduzierende 891
virulente 737
Phagenklonierungsvektoren 905
Phagenrekombination 890, 891
Phagenvektoren
Amplifikation 904
Phagocyten 503
phagocytische Vakuole 504, 518
Phagocytose 135, 142, 440, 503, 504, 517, 518
Phagosom 142, 504
Phalloidin 621, 634
Phänotyp 866
Phäophytin 448
Pharmakogenetik 486
Inhaltsverzeichnis
Pharmakogenomik 486
Phasenkontrastmikroskopie 16
Phe 72
Phenylalanin 72
Philadelphia-Chromosom 1110
Phophoenolpyruvat 468
Phosphat 38
Phosphatakzeptor 341
Phosphatase 459
saure 516
Phosphatcarrier 422
Phosphatdonor 341
Phosphatgruppe 38
Phosphatidsäure 105
Phosphatidylcholin 248, 489
Phosphatidylethanolamin 44, 248, 489
Phosphatidylinositol 248
Phosphatidylinositol-3-Kinase 599
Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphat 586, 587, 641
Phosphatidylserin 248, 489
Phosphattranslokator 462, 463
Phosphoanhydridbindung 88, 337
Phosphodiesterase 583, 584
Phosphoenolpyruvat 340, 350
Phosphoesterbindung 88, 337
Phosphofructokinase 461
Phosphofructokinase-1 349, 362
Phosphofructokinase-2 364, 366
Phosphoglucoisomerase 173, 365
Phosphogluconat-Stoffwechselweg, 354
Phosphoglyceratkinase 349
Phosphoglyceride 44, 105, 249
Phosphoglycerokinase 458
Phosphoglykolat 465, 466
Phosphogylceride 248
Phosphokreatin 340
Phospholipase C 266, 586, 587, 599
Phospholipiddoppelschicht 488
Phospholipide 44, 45, 70, 101, 104, 126, 242, 248, 249, 250, 254, 261
Phospholipidmolekül 44
Phospholipidtransferproteine 488
Phospholipidtranslokatoren 253, 488
Inhaltsverzeichnis
Phospholipidüberträgerproteine 488
Phosphoribulokinase 459
Phosphorolyse 356
Phosphorylase 224
Phosphorylasekinase 224
Phosphorylasephosphatase 225
Phosphorylierung 224, 225
Photoanregung 442
Photoautotrophe 165, 434
photochemische Reduktion 442
Photoexzitation 442, 446
Photoheterotrophe 165, 434
Photonen 441
Photophosphorylierung 436, 452
Photoreduktion 436
Photorespiration 141, 465
photorespiratorischer Stoffwechselweg 525
photorespiratorischer Weg 142
Photosynthese 134, 166, 434
Überblick 435
photosynthetische Bakterien 445
photosynthetische Membranen 439
photosynthetische Pigmente 442
photosynthetisches Reaktionszentrum 445
Phototrophe 165, 166, 167, 168
anoxygene 436
oxygene 436
phototrophe Organismen 165
phototrophe Purpurbakterien 321
Phragmoplast 831
pH-Wert 521
Phycobiline 443, 444
Phycobilisom 445
Phycocyanin 444
Phycoerythrin 444
Physostigmin 565
Phytolseitenkette 442
Phytosterole 44, 249, 257
PI-3-Kinase 599
PI-3-Kinase-Akt-Weg 847, 848
Pigment 442
Pigmente
Inhaltsverzeichnis
akzessorische 443
Pilze 116
Pilzzellen
filamentöse 11
Pinocytose 503, 509
PIP2 586, 587, 641
PKA 580
P-Körper 1072
Plakin 645, 719
Plakoglobin 703
Plaque 904
Plasma 594
Plasmafibronectin 716
Plasmamembran 125, 126, 127, 238, 239, 246, 251, 263, 489
Konzentrationsdifferenzen der Ionen 543
Plasmamembran-GTP-Bindeproteine 1114
Plasmide 766
kryptische 766
metabolische 766
Plasmidvektor 903
Amplifikation 904
Plasminogenaktivator 1095
Plasmodesmata 148, 241
Plasmodesmen 725, 726
Plasmolyse 297
Plastiden 135, 437
Plastochinol 448
Plastochinon 107, 448
Plastochinon-Pool 450
Plastocyanin 451, 454
Plateauphase 623
PLC 586
Plectin 645, 646, 719
pluripotent 1040
Plusende 624, 633
PMF 412, 422, 453
PML bodies 784
PNS 536, 554
poikilotherme Organismen 258
polarisierte Sekretion 502
Polarität 40, 146
Polarkörper 867, 877
Polarmikrotubuli 823
Inhaltsverzeichnis
Polio-Virus 150
Poly(A)-Schwanz 952, 957, 958
Polyacrylamid-Gel 266
polycistronisch 983
polycistronische mRNA 1022
Polyhistidinmarkierung 909
Polymerasekettenreaktion 765, 804, 805, 909
Polymere 46, 49
Polymerisation 34, 46, 47, 51
Polynucleotid 89, 90
Polynucleotidphosphorylase 937
Polypen 1119
Polypeptide 53, 72, 73
Bindungen 74
Disulfidbindungen 74
Faltung 74, 76
hydrophobe Wechselwirkung 74, 75
ionische Bindungen 74, 75
Konformation 74, 76
posttranslationaler Import 1010
Stabilität 74, 76
Strukturmotive 80
Van-der-Waals-Kräfte 74, 75
Wasserstoffbrückenbindungen 74
Wechselwirkungen 74
Zielsteuerung 1009
Polypeptidimport 1007
Polypeptidkette 55, 73
Polypeptidsynthese 86, 987
Polypeptiduntereinheiten 73
Polyribosom 994
Polysaccharide 50, 95
Polytänchromosomen 1045
polyzystische Nierenerkrankung 664
Porine 264, 301, 310, 380, 438
Porinproteine 310
Porphyrinring 203, 442
postsynaptisches Neuron 556
postsynaptisches Potenzial 566
exzitatorisches 566
inhibitorisches 566
posttranskriptionale Kontrolle
Eukaryoten 1068
posttranslationale Kontrolle 1075
Inhaltsverzeichnis
posttranslationale Modifikationen 998
posttranslationaler Import 1000
Prader-Willi-Syndrom 1048
Prägung 1048
Präinitiationskomplex 950
Präkarzinogene 1101
Prä-mRNA 957
Präproteine 1002
Prä-Replikationskomplex 798
Prä-rRNA 953
präsynaptisches Neuron 556
Prä-tRNA 955
pre-miRNA 1074
Pribnow-Box 942
Primärcilien 661
primäre Zellwand 148, 723, 724
primäres Transkript 952
Primärstruktur 76, 77
Primase 803, 808
pri-miRNA 1074
Primosom 808, 811
Prionen 152, 992
PRK 459
Pro 72
pro-apoptotische Proteine 851
Procarboxypeptidase 226
Procaspase-9 852
Procaspasen 851
Produkte 181, 185, 188, 199
Profilin 635
Proflavin 933
Prokaryoten 116, 117
Prokollagen 710
Prokollagenpeptidase 711
Proliferating-Cell-Nuclear-Antigen 812
Prolin 72
Prometaphase 823
Promotoren 941
Eukaryoten 946, 948, 949
Promotormutationen 1026
Promotorregion
Bakterien 942, 943
Inhaltsverzeichnis
promyelocytische Leukämiekörper 784
Propagation 550
Prophagen 738
Prophase 822
Prophase I 871, 872, 873
Prophase II 871, 876
Propionat 353
Propionatfermentation 353
Propionsäuregärung 353
Proplastiden 437
Propranolol 577
Prostaglandine 604
prosthetische Gruppe 203, 400
Proteasen 226, 394, 1095
Proteasomen 485, 1076
Protein 57
Proteinabbaugeschwindigkeit 1075
Proteinaggregate 500
proteinartige infektiöse Partikel 152
Proteinbildung 47
Proteindefekte 1122
Proteindisulfidisomerase 1004
Proteine 19, 50, 68, 70, 71, 72
Actin-bindende 638
chimäre 496
Denaturierung 53
des Immunsystems 68, 69
Disulfidbindungen 74
Domäne 84
Faltblattstrukturen 75
Faltung 54, 55
fibröse 81
globuläre 81, 82, 84
helikale Strukturen 75
hydrophobe Wechselwirkung 75
IF-Proteine 643
infektiöse 152
ionische Bindungen 75
Konformation 53, 74
Modifikation 492
native Konformation 81
Organisationsstufen 77
Primärstruktur 76, 77
Prozessierung 500
Inhaltsverzeichnis
Quartärstruktur 76, 77, 85
Renaturierungsvorgang 54
Rho-Familie 642
Sekundärstruktur 76, 78
Struktur 76
Strukturaufklärung 268
Tertiärstruktur 76, 77, 81
Van-der-Waals-Kräfte 75
Wasserstoffbrückenbindungen 74
Proteinerkennung 999
Proteinfaktoren 983
Proteinfaltung 1004
Protein-Hülle 151
Proteinkatabolismus 394
Proteinkinase 224, 837
Proteinkinase A 580, 585
Proteinkinase B 608
Proteinkinase C 588
Proteinkinase G 582
Proteinkinase K 227
Proteinklassen 69
Protein-Microarrays 757
Proteinoplasten 437
Proteinphosphatasen 224, 837
Proteinphosphorylierung 1064
Protein-Screeningmethoden 906
Proteinsortierung 999, 1000
Proteinstruktur 77
Proteinsynthese 55, 73, 143
Proteintransport 494, 495
Proteintransportkomplexe 1008
Proteoglykane 147, 709, 713
Struktur 713
Proteolyse 394
proteolytische Spaltung 226
Proteom 21, 757
Proteomik 19, 22
Protoeukaryoten 135, 440
Protofilament 82, 146, 621, 622, 644, 645
Protonengradient 377, 378, 408, 409, 411, 412, 450, 453
protonenmotorische Kraft 412, 453
Protonenpumpe 322, 406, 435
Protonentranslokator 453
Inhaltsverzeichnis
Proto-Onkogene 1108
Protozoen 11, 116
Provakuole 521
Provenge 1131
Provirus 931
proximale Kontrollelemente 1053
Prozessierung 124
Prozessivität 657
PSA-Test 1129
P-Seite 261
Pseudopodien 504, 685
Pseudo-Wildtyp 933
PSI 446, 447, 449, 451, 454
PSII 446, 447, 448, 449
PSP 566
PTEN 847
P-Typ-ATPase 313, 314, 317, 318
PubMed 22
pUC19 903
Pulse-Chase-Experimente 1071
Puma 843
Punktmutation 1109
Punnet-Quadrat 921
Purin 88
Purpurbakterien 436, 440
Pyrimidin 88
Pyrimidindimerbildung 816, 817, 1105
Pyrrolysin 940
Pyruvat 347, 348, 351, 352, 356, 377, 385, 387, 395, 403
Pyruvatcarrier 422
Pyruvatdecarboxylase 205, 353
Pyruvatdehydrogenase 391
Pyruvatdehydrogenasekomplex 85, 385
Pyruvatkinase 350, 362
Pyruvatkinase Siehe PFK-1
Pyruvat-Phosphat-Dikinase 469
QQB 448
QBH2 448
Q-Kreislauf 406, 449, 450
Quartärstruktur 76, 77, 85
Querbrücken 674
Inhaltsverzeichnis
Querbrückenbildung 674
quergestreifte Muskulatur 670
RRab-GTPase 514, 515
Rac 641, 642
Rad51-Protein 899
Radiärspeichen 663
Radiolarien 11
Radixin 638
Raf 597, 846
random coil 80
Ran-GTP 780
Ranvier-Schnürring 537, 555, 556
Ras 596, 597, 599
Rasterelektronenmikroskop 17
Ras-Weg 846, 847
raues endoplasmatisches Reticulum 135, 479, 480
raues ER 135, 136, 479, 480, 485
Rb-Protein 842
RB-Tumorsuppressorgen 1117
Reaktanten 119, 172, 181, 185, 188, 199
Reaktionsgeschwindigkeit 214
Reaktionsprodukte 172
Reaktionszentrum 444
reaktive Sauerstoffspezies 524
RecA-Protein 899
Recurrence-Score 1134
Redoxpaar 402, 403
Redoxreaktion 403
Reduktase 466
Reduktion 166, 343
Reduktions-Oxidations-Paar 402
Reduktionsteilung 870
Refraktärzeit 551, 552
absolute 552
relative 552
Regeneration 864
Regulatorgenmutationen 1026
regulatorische leichte Kette 681
regulatorische Proteine 68, 69
regulatorische Untereinheit 223
regulatorisches Zentrum 223
Inhaltsverzeichnis
regulierte Gene 1020
regulierte Sekretion 499, 500
Reifungsfaktor 838
Reizbarkeit 151
rekombinante DNA 21
rekombinante DNA-Technologie 270, 900
Rekombination 887, 888, 889
bei Bakterien und Viren 890
Rekombinationsknoten 874
Rekombinationsquadrat 921
REM Siehe Rasterelektronenmikroskop
Renaturierungsvorgang 54
Reparaturendonucleasen 817
Repellenten 685
repetitive DNA-Sequenzen 759
Replikationsblase 799
Replikationsfabriken 812
Replikationsgabel 797, 807
Replikationslizenzierung 800
Replikationspotenzial 1126
Replikationsursprung 798, 799
Replikons 798
multiple 799
Replisom 811, 812
Repolarisationsphase 552
Repolarisierung 550
Repressoren
eukaryotische 1055
reprimierbares Operon 1030
Reproduktion 11
Reproduktionsfähigkeit 151
Reproduktionsklone 1039
Resistenzfaktoren 766
Resonanzenergietransfer 442
Respirasomen 407
Response-Elemente 1062
Restriktionsendonucleasen 749, 751
Restriktionsenzyme 21, 749, 751, 752, 900, 901
Restriktionsfragmente 752
Restriktionsfragment-Längenpolymorphismen 763
Restriktionskartierung 753
Restriktions-Methylierungs-System 751
Inhaltsverzeichnis
Restriktionspunkt 834
Restriktionsschnittstellen 749
Reticulum 135
Retinalneuron 11
retrograder Transport 491
Retrotransposons 932
Retrovirus 931
Reverse Transkriptase 931
reverse Transkription 927, 931
Rezeptor 575
exzitatorischer 564
Rezeptoraffinität 576
Rezeptorbindung 576
Rezeptoren 46, 126, 240, 505, 557, 563, 574
a1-adrenerge 607
adrenerge 606
b-adrenerge 577
exzitatorische 559
GABA-Rezeptor 564
G-Protein-gekoppelte 579, 580, 581
inhibitorische 559
ionotropische 557, 558
metabotropische 557, 558
Onkogene 1113
Proteinkinase-assoziierte 593
Rezeptorkinasen 593
Rezeptor-Liganden-Komplexe 505
Rezeptorproteine 68, 69
Rezeptortypen 558, 559
Rezeptor-Tyrosinkinase 595, 597, 598, 599
rezeptorvermittelte Endocytose 504, 505, 506, 507, 517, 518, 577
rezessiv 865
R-Faktoren 766
RFLPs 763
R-Gruppe 69, 71, 74, 76, 105
RGS 581
Rho 641
RhoA 831
Rhodobacter sphaeroides 445
Rhodopseudomonas sphaeroides 445
Rhodopseudomonas viridis 445
rho-Faktor 945
Rho-Familie 641, 642
Inhaltsverzeichnis
Rho-GTPasen 641, 642
Riboflavin 388, 389
Ribonuclease 53, 54, 83, 227
Ribonuclease P 227
Ribonucleinsäure 86
Ribonucleinsäure Siehe RNA
rib-Operon 1035
Ribose 70, 86, 90, 338
Ribosom 86, 143
ribosomale RNA 86, 144, 926
Ribosomen 55, 135, 142, 479, 485, 976
Bindungsstellen 978
Eigenschaften 977
RNA-Komponenten 953
Untereinheiten 977
Ribosomenbildung 782
Ribosomenrezeptor 1004
Riboswitches 1034, 1035
Ribozym 226, 227, 963, 989
Ribulose-1,5-Bisphosphat 456, 457
Ribulose-1,5-Bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase 458
Ribulose-5-Phosphat 457, 459
Rickettsia 641
Riesenaxon des Tintenfisches 538, 549, 551
Rigor 676
Rigor mortis 676
Rinderwahn 152, 992
RISC 1073
RNA 49, 86, 87, 88, 89, 90
Prozessierung 124
RNA-Editierung 965
RNA-Fehlerlesen 945
RNA-Homopolymer 937
RNAi 1072
RNA-Interferenz 1072, 1073
RNA-Katalysatoren 226
RNA-Polymerase 21, 941
RNA-Polymerase I 947
RNA-Polymerase II 947
RNA-Polymerase III 947
RNA-Primer 808, 809
RNA-Prozessierung 952
Inhaltsverzeichnis
Messenger-RNA 956
ribosomale RNA 953, 954
Transfer-RNA 955, 956
RNA-Spleißen 961, 998
RNA-Synthese 783
Elongation 944
Initiation 943
Termination 945
Röntgenkristallographie 268
ROS 524
Rosetten 723
Rotation 253, 254
rote Blutkörperchen 85, 519
Rous-Sarkoma-Virus 1108
Rous-Sarkom-Virus 150
Roux, Wilhelm 20
rRNA 86, 144, 926
RTK 595
RTK-Signalisierung 599
Rubisco 458, 461, 464, 466
Rubiscoaktivase 461
Rückhaltungsmarkierung 496
Rückkopplungshemmung 221, 1021
Rückkreuzung 881, 882
Ruhemembranpotenzial 538, 539, 542, 544
Ryanodin 590
Ryanodinrezeptoren 678
Ryanodinrezeptorkanäle 590
SS1 633
SacB-Gen 909
Saccharase 209, 210
Saccharomyces cerevisiae 24, 592, 598, 600
Saccharose 97, 210, 344, 354, 355, 358, 397, 435, 469
Synthese 463
Saccharosegradient 485
saltatorische Erregungsleitung 555
Samenkeimung 396
Sanger, Frederick 77
Sanger-Methode 753
Sarcoglykan-Sarcospan-Komplex 721
Sarin 565
Sarkome 1106
Inhaltsverzeichnis
Sarkomer 669, 670
sarkoplasmatisches Reticulum 136, 487, 678
Satelliten-DNA 760
Sättigung 213
Sauerstoff 38, 376, 377, 404, 434
sauerstoffbildender Komplex 449
Säugetierneuron 542, 543
saure Cytokeratine 644
saure Hydrolasen 517, 518
saure Phosphatase 139, 516
saures Gliafaserprotein 643
Schenkelwanderung 897
Schleiden, Matthias 10
Schleifendomänen 771
Schleimhautzellen 119
Schlussleiste 704
schneller axonaler Transport 656
Schotenkresse 25
Schrittmacherregion 679
Schwann, Theodor 10
Schwann-Zelle 536, 537, 554, 555
Schwefel 38
Schwellenpotenzial 550
schwerer kombinierter Immundefekt 915
Schwesterchromatiden 792
SCID 915
Scrapie 152, 992
Screening 906
SDS 266
SDS-PAGE 267
SDS-Polyacrylamid-Gel-Elektrophorese 266, 267
Second Messenger 575, 582, 586
Securin 840
Sedimentationsgeschwindigkeit 482, 484
Sedimentationskoeffizient 143, 482
Seed-and-Soil-Theorie 1097
Segregation 887
Segregationsregel 882, 884
Sekretion 138
konstitutive 499, 500
polarisierte 502
regulierte 499, 500
Inhaltsverzeichnis
sekretorische Drüsen 238
sekretorische Granula 499
sekretorische Stoffwechselwege 499
sekretorische Vesikel 137, 138, 489, 495, 499, 502
sekretorischer Stoffwechselweg 499
sekundäre Zellwand 148, 724, 725
sekundärer Botenstoff 502, 575
Sekundärstruktur 76, 77, 78
Selbstorganisation 34, 53, 55, 57
Grenzen 59
selbstspleißende RNA-Introns 963
Selectine 695, 698
selektierbarer Marker 904
selektiv permeable Membran 296
Selenocystein 940
SEM Siehe Rasterelektronenmikroskop
semiautonome Organellen 439
Semichinon 401
semikonservative Replikation 795, 796
Nachweis 795
sensorisches Neuron 536
Separase 840
Sequenzwiederholung 759
Ser 72
Serin 72, 466
Serin/Threoninkinase 593, 594
Serin/Threoninkinasen-Rezeptoren 602
Serotonin 559, 560
Serum 594
Sexpili 892
Sexualhormone 106, 604
SGLT-Proteine 320
Shigella flexnerii 702
Shigellose 702
Shine-Dalgarno-Sequenz 983, 985
Shotgun-Verfahren 905
Shugoshin 876
Shuttlevesikel 491, 495
Sichelzellanämie 85, 928
Sigma-Faktoren 1031
Signalamplifikation 578
Signale
Inhaltsverzeichnis
autokrine 574
chemische 574
endokrine 574
juxtakrine 574
parakrine 574
Signalerkennungspartikel 1002
Signalhypothese 1001
Signalintegration 578
Signalkaskade 577, 579, 588, 593, 598
Signalmoleküle 575
Signalpeptidase 1004
Signaltransduktion 240, 575, 585, 588, 597
Sildenafil 583
Silencer 1054
Silencing 151, 1074
SINEs 762
Singer-Nicolson-Modell 245
Single-pass-Protein 263, 264, 265
Singlettmikrotubuli 622
Sinusknoten 680
SIR-Gene 1043
siRNA 1073
Situs inversus viscerum 664
Skelettmuskeln 668, 669
dicke Filamente 671
dünne Filamente 671
Sarkomer 670
Slicer 1073
Smad-Proteine 848
Smads 602, 603
SNAPs 514, 515
SNARE-Proteine 514
snoRNA 954
SNPs 758
snRNP 962
Sol 685
Solut 42
Solvens 42
Soma 537
Sonnenenergie 166, 167, 436
Sos 596, 597
Southern Blot 764
Spaltungsregel 882
Inhaltsverzeichnis
Spannung 540
spannungsgesteuerte Calciumkanäle 561
spannungsgesteuerte Ionenkanäle 545, 548, 549
spannungsgesteuerte Kaliumkanäle 547
spannungsgesteuerte Natriumkanäle 547
Spannungssensor 548
späte Endosomen 495, 497, 504
Speckles 784
Spectrin 263, 265, 273, 635, 638
Spectrin-Ankyrin-Actin-Netzwerk 638
Speicherkompartiment 521
Speichermakromoleküle 50
Speicherpolysaccharide 50, 95, 98, 355, 356
Speicherproteine 68, 69, 521
Spermatiden 877
Spermatocyte 877
Spermatozoen 867
Spermazelle 11, 133
Spermienbildung 877
Spermium 133, 867
Spermiumschwanz 133
Spermiumzelle 146
spezielles Paar 446
S-Phase 793
Sphingolipide 105, 248, 249
Sphingomyelin 248, 489
Sphingosin 105
Spindeläquator 830
Spindelmikrotubuli 825
Spindelmittelbereich 830
Spindelzusammenbau 825
Spleißen 960
alternatives 964
Spleißosomen 961, 962
spontan 172
Spontanität 180
Sporophyt 869
Springende Bohnen 174
SRP 1002
SRP-Rezeptor 1004
SSB 803, 810
Stachelsaumgrübchen 505
Inhaltsverzeichnis
Stammzellen 1040
embryonale 1040
induzierte pluripotente 1040, 1041
pluripotente 1040
Standardbedingungen 179, 184, 402
Standardreduktionspotenzial 401, 402, 403
Standardzustand 184
Stärke 50, 70, 95, 98, 99, 344, 355, 435, 437
Synthese 463, 464
Stärkesynthase 464
Startcodon 939, 982
Start-Punkt 834
Start-Transfersequenz 1006
STATs 1064
Stearat 252, 253
Stearinsäure 103
Stentor 11
Stereocilien 665
Stereoelektronenmikroskopie 17
Stereoisomere 39, 70
Steroidbiosynthese 487
Steroide 101, 106
Steroidhormone 106, 487
Steroidhormonrezeptoren 609
Steroidrezeptorproteine 609
Sterole 44, 248, 249, 250, 257
Stickstoff 38, 168
stickstoffhaltige Verbindungen
Metabolismus 524
Stickstoffkreislauf 168
Stickstoffmonoxid 560, 582
sticky ends 752, 900
Stinktierkohl 167
Stomata 456, 470
Stoppcodon 939, 982
Stopp-Transfersequenz 1006
Strahlentherapie 1130
Strahlung 1105
Stranginvasion 899
Streifenbildung 670
Stressfasern 634
Stress-Response-Gene 1065
Inhaltsverzeichnis
strikte Selbstorganisation 55
Stroma 134, 435, 438, 456
Stromathylakoide 134, 438
STRs 764
Strukturmakromoleküle 50
Strukturpolysaccharide 95, 98
Strukturprotein 68, 69, 82, 671, 672
stumme Mutationen 996
stumpfe Enden 751
Sturtevant, Alfred 20
submitochondriale Partikel 413, 414
Substanz P 560
Substrataktivierung 209
Substratanaloga 219
Substratbindung 207, 208, 209
Substrate 211
Substratinduktion 1021
Substratkettenphosphorylierung 350
Substratkonzentration 213, 214
Substrat-Level-Regulation 221
Substratspezifität 203, 204
subzelluläre Fraktionierung 18, 481
subzelluläre Strukturen 47, 48
Succinat 385, 388, 403
Succinat-Coenzym-Q-Oxidoreduktase 405
Succinat-Coenzym-Q-Oxidoreduktasekomplex 406
Succinatdehydrogenase 204, 405, 406
Succinyl-CoA 388, 395
Sucht 486
Sulfhydrylgruppe 38
SUMOs 1077
SUMOylierung 1078
supercoiled DNA 744
Supermaus 916, 917
Superoxidanion 524
Superrepressormutanten 1026
Suppressor-tRNA 996, 997
supramolekulare Strukturen 47, 48
Sutton, Walter 20
Svedberg, Theodor 18
Svedberg-Einheit 143, 482
SWI/SNF-Remodellierer 1050
Inhaltsverzeichnis
Symplocarpus foetidus 167
Symport 302, 303
Symporter 303
Synapse 538, 556
adrenerge 559
chemische 557, 558
cholinerge 559
elektrische 556, 557
Synapsis 870
synaptische Axonterminale 538
synaptische Endkolben 537, 538
synaptische Nervenendigungen 677
synaptische Signale
Integration 567
Prozessierung 566
räumliche Summation 567
zeitliche Summation 567
synaptische Übertragung 561
synaptische Vesikel 558, 562
synaptischer Komplex 872, 874, 899
synaptischer Spalt 557
Synaptotagmine 562
Syncytium 668, 830
Syndecan 714
synthetische Arbeit 163
Synthrophine 721
System 169
biologisches 170
Eigenschaften 169
Energie 172
geschlossenes 169, 170
innere Energie 171
isothermales 170, 200
offenes 169, 170
Standardzustand 184
TTabakmosaikvirus 57, 58, 149, 150
Hüllprotein 84
Tabun 565
Talin 718
Tamoxifen 1130
tandemartig repetitive DNA 760
Taq-DNA-Polymerase 804
TATA-Bindungsprotein 951
Inhaltsverzeichnis
TATA-Box 948
Tatum, Edward 20
Tau 630
Taufliege 20, 24, 598
Taxol 621, 625
Taxus brevifolia 621, 625
Tay-Sachs-Krankheit 131, 520
TBP 951
TCA-Zyklus 378, 384, 385, 386, 387
Gesamtreaktion 390
Merkmale 389
Regulation 390, 391
Teilungsfurche 146, 830
Tektin 662
Telomer 761, 782, 814, 815
Telomerase 803, 814, 815
Telomer-Capping-Proteine 814
Telophase 825
Telophase I 876
Telophase II 871
TEM Siehe Transmissionselektronenmikroskop
temperatursensitive Mutanten 801
terminale Differenzierung 794
terminales Netz 637
Termination
RNA-Synthese 945
Terminationssignal 942, 945
Terminator 1032
Terpene 101, 107
Tertiärstruktur 76, 77, 81
TEs 480
Testosteron 106, 107, 487, 605
Tetanustoxine 563
Tethering-Proteine 515
Tetrade 870
Tetrahydrocannabinol 561
Tetrahymena thermophila 227
Tetramer 73
tetraploid 867
Tetrosen 95
TFIIB-Erkennungselement 949
TGFb 602, 848, 1098
Inhaltsverzeichnis
TGFb-Rezeptoren 603
TGN 489, 490
TGN-Zisternen 491
THC 561
Theophyllin 584
Theorie 23
therapeutisches Klonen 1040
Thermodynamik 168
erster Hauptsatz 171
zweiter Hauptsatz 172, 173
thermodynamisch spontane Reaktion 172
thermodynamische Spontanität 172, 173, 177, 178, 179, 186, 403
Theta-Replikation 797
Thioredoxin 461
Thr 72
Threonin 72
Threonindeaminase 222
Thrombin 587
Thrombospondin 1094
Thylakoid 134, 435, 438
Thylakoidlumen 438, 439
Thylakoidmembran 438, 444, 449, 455
Thylakoidsignalsequenz 1010
Thymidinkinase 913
Thymin 70, 87, 88, 819
Thymosin 4 635
Thyroxin 604
TIC 1008
Tiere 116
tierische Zelle 122, 132
Tight Junction 149, 241, 280, 700, 701, 704, 706
Struktur 705
TIM 1008
Tintenfisch 538
Tintenfischaxon 542
Ruhemembranpotenzial 545
Ti-Plasmid 910, 911
Titin 672
TLC 251
TMV 57, 58, 149
TMV Siehe Tabakmosaikvirus
TOC 1008
Inhaltsverzeichnis
Toleranz 486
TOM 1008
Tonofilamente 643, 703
Tonoplast 142
Topoisomerasen 745, 810
TOR 834
Torpedo californica 563
totipotent 1038
Toxine 565
TP53 1118
Träger 46
Transduktion 891, 892
transduzierende Phagen 891
trans-Faktor 1027
Transfektion 1108
Transferasen 205
Transfer-RNA 86, 926, 978
Struktur 979
Transferursprung 892
Transfettsäuren 103
Transformation 891, 892
transformierender Wachstumsfaktor b 602, 848
transgene Mäuse 917
transgene Pflanzen 911
trans-Golgi-Netzwerk 489, 490
Transitionselemente 480
Transitionstemperatur 255
Transitionsvesikel 480
Transitsequenz 1007
Transketolase 459
Transkript
primäres 952
Transkription 86, 732, 926
Bakterien 940, 941
Eukaryoten 946
reverse 927, 931
Transkriptionseinheit 941
Transkriptionsfaktoren 946
allgemeine 950, 951
eukaryotische 1053
Onkogene 1114
regulatorische 951, 1053
transkriptionsgekoppelte Reparatur 818
Inhaltsverzeichnis
Transkriptionskontrolle 1050
positive 1028
Transkriptionsregulationsdomäne 1058
Transkriptomanalyse 1134
Transkriptome 757
Transläsionssynthese 817
Translation 86, 732, 926
Initiation bei Bakterien 985
Initiation bei Eukaryoten 986
Komponenten 976
Mechanismus 983
Termination 990
Überblick 984
Zusammenfassung 994
Translationsgeschwindigkeit 1069
Translationskontrolle 1069, 1071
Translationsrepressor 1070
Translocon 1003
Translokase 393
Translokation 989, 996
Transmembrandomäne 247, 264, 308
Transmembrankanäle 305
Transmembranprotein 46, 126, 263, 264, 310, 695, 706
cotranslationale Insertion 1006
Transmembransegmente 247, 264, 269
Transmissionselektronenmikroskop 17
Transport 293
aktiver 292, 311, 317, 378
direkt aktiver 312, 313
Energetik 323
gekoppelter 302, 303
geladener gelöster Substanzen 324, 325
indirekt aktiver 312, 316
parazellulärer 706
passiver 292
primär aktiver 312, 317
sekundär aktiver 312, 316, 319
tertiär aktiver 312, 316
ungeladener gelöster Substanzen 324
von Aminosäuren 317
von Zuckern 317
Transport-ATPase 273, 312, 313, 314
Transporter
tertiär aktiver 321
Transportmechanismen 293
Inhaltsverzeichnis
Transportprotein 46, 68, 69, 126, 240, 272, 273, 292, 300
Transportvesikel 489, 490, 495, 515
Transportvorgänge 291, 294
Transposons 762
trans-Seite 489, 490
transversale Diffusion 253, 254
Transversalsystem 677, 678
TRAPP-Komplex 516
Treadmilling 624
Treponema 11
Triacylglycerine 101, 104
Triacylglycerole 392, 396
Triade 678
Tricarbonsäurezyklus 377, 378, 384, 387
Tricarbonsäurezyklus Siehe TCA-Zyklus
Tricarboxylatcarrier 422
Triglyceride 104, 392, 396
Trimer 73
Triosen 95
Triosephosphatisomerase 216
Triplett-Code 933
Nachweis 934
Tripletten 622
Tripletwiederholungsamplifikation 761
Trisomie 21 877
tRNA 86, 926
tRNA Siehe Transfer-RNA
Tropomodulin 635, 636, 672
Tropomyosin 669, 671, 672
Troponin 669, 671, 672
Trp 72
trp-Operon 1030, 1032
Trypsin 226
Trypsinogen 226
Tryptophan 72
Tryptophanpyrrolase 1076
t-SNAREs 514, 515
Tubuli 616
Tubulin 146, 616, 621
Tubulindimere 622
Tubulinheterodimere 621
Tubulinisoforme 622
Inhaltsverzeichnis
Tubulinpolymer 146
Tumor 1088
bösartiger 1090
gutartiger 1090
Merkmale 1128
Tumorgrading 1128
Tumorinitiation 1103
Tumormikroumgebung 1098
Tumornekrosefaktor 851
Tumorprogression 1104
Tumorpromotion 1103
Tumorpromotoren 1103
Tumorsuppressorgene 1115, 1123
Tumorwachstum 1089
Turgor 142, 297, 722
Typ-I-Diabetes 607
Typ-II-Diabetes 607
Typ-II-Glykogenose 520
Typ-II-Myosine 667
Tyr 72
Tyrosin 72
Tyrosinkinase 593, 594
UÜbergangszustandsanaloga 219
Überlebensfaktoren 851
überspiralisierte DNA 744
Überstand 483
Überträgermolekül 51
Ubichinon 376, 401
Ubiquitin 1076
Ubiquitin-Proteasom-System 1077
Ubiquitinylierung 1076
UDP-Glucose-Glykoproteinglucotransferase 494
UGGT 494
Ultramikrotom 17
ultraviolette Strahlung 1105
ultraviolettes Licht 37
Ultrazentrifuge 18, 143, 481
Umgebung 169, 170, 172
Umkehrpotenzial 541
UMP 88
Umweltbedingungen 170
Inhaltsverzeichnis
Unabhängigkeitsregel 883, 885
Uncoating-ATPase 512
Undershoot 552
unfolded protein response 1004
ungesättigte Fettsäuren 104
ungeschlechtliche Vermehrung 864
Uniport 302, 303
Uniporter 302, 303
unterschwellige Depolarisation 550
unterstützte Selbstorganisation 55
UPR 1004
Uracil 70, 87, 88, 819
Uracil-DNA-Glykosylase 819
Uratoxidase 522, 524
Uricase 524
Uridin 88
Uridinmonophosphat 88
Uridintriphosphat 463
Ursprungserkennungskomplex 798
Usher-Syndrom 665
UTP 463
UV-Licht 37
UV-Strahlung 1105
VVaccinia-Virus 150
Vakuole 122, 142
autophage 519
phagocytische 504
Vakuolen 238, 521
kondensierende 499
Val 72
Valenz 35
Valin 72
Valium 564
Van Leeuwenhoek, Antonie 8
Van-der-Waals-Kräfte 56, 74, 75
Vasopressin 604, 605
vCJD 993
VEGF 1094
verankerungsabhängiges Wachstum 720
verankerungsunabhängiges Wachstum 1090
Verbindungscilium 664
Inhaltsverzeichnis
Verbindungskomplex 678
Verdauungsenzyme 516
Vesikel 501
Clathrin-Coated 511
clathrinumhüllte 505, 506
endocytische 502
exocytische 501
neurosekretorische 562
sekretorische 137, 502
synaptische 558, 562
umhüllte 510
Vesikeltransport 686
Vesikeltransportmodell 491
Viagra 583
Vibrio cholerae 321, 586
Villin 637
Vimentin 643, 644
Vinblastin 621, 625
Vinca rosea 621, 625
Vincristin 621, 625
Vinculin 718
Virchow, Rudolf 10
Viren 150, 482
behüllte 151
Herpes-simplex-Virus 150
Leben 151
Papilloma-Virus 150
Polio-Virus 150
Rous-Sarkom-Virus 150
Tabak-Mosaik-Virus 150
Vaccinia-Virus 150
Virenerkrankungen 149
Virion 58
Viroide 151
Virulenzfaktoren 766
Virus 57, 149
Vitamin 386
Vitamin A 107
Vitamin B 343, 344, 389
Vitellinhülle 590
Von Tischermak, Ernst 20
Vorläufer-MikroRNA 1074
v-SNAREs 514, 515
V-Typ-ATPasen 313, 314
Inhaltsverzeichnis
WWachstum
verankerungsabhängiges 720
Wachstumsfaktor 575, 593, 594, 834, 845
epidermaler 597
inhibitorischer 848
Onkogene 1111
Wachstumsphase 878
Wachstumssignale
Verselbstständigung 1125
Wärme 164
Wärmegehalt 172
WASP 638
Wasser 34, 40, 41, 168, 296, 376, 434
Oberflächenspannung 41
Polarität 42
spezifische Wärme 41
Verdampfungswärme 42
Wasserdiffusionskanäle 777
Wasserläufer 41
Wassermolekül 40
Wasserphotolyse 450
Wasserstoff 168
Wasserstoffbrückenbindung 36, 40, 41, 56, 74
Wasserstoffbrückenbindungsakzeptoren 75
Wasserstoffbrückenbindungsdonoren 75
Wasserstoffperoxid 140, 141, 201, 524
Wasserstoffperoxid-Metabolismus 523
Watson, James 21, 89, 93
Watson-Crick-Modell 742, 795
WAVE/Scar 638
Weissmann, August 20
Western-Blotting 268
Wiederauffindungsmarkierung 496
Wildtyp 888
Wiskott-Aldrich-Syndrom-Protein 638
Wnt-Signalisierungsweg 1119
Wobble-Hypothese 980
Wöhler, Friedrich 17
Wurzelknöllchen 526
XX-ALD 130
X-chromosomal vererbte Adrenoleukodystrophie 130
Inhaltsverzeichnis
Xenobiotika 525
Xenotransplantation 914
Xeroderma pigmentosum 1120
X-Inaktivierung 1047
Xylemzellen 11
YYAC 908
Yersinia pseudotuberculosis 702
ZZ-DNA 92, 743
Zea mays 469
Zelladhäsion 695
an extrazelluläre Strukturen 694
Zelladhäsionsmoleküle 696
Zelladhäsionsproteine 557
Zellanheftung 684
Zellatmung 376
Bakterien 384
Zellbewegungen 632
Zellbiologie 8, 13
moderne 12
Zellcortex 631, 632
Zelldifferenzierung 1036
Zelle 8, 47, 48, 116
Eukaryoten 125
Informationsfluss 732
Zellfortsätze 683
zellfreie Systeme 937
Zellfunktionen
Regulation 584, 587
Zellgröße 118, 119
Zellkern 120, 121, 125, 127, 128, 238, 773
Export aus dem 779
Struktur 774
Transport in den 776
Zellkernhülle 121, 774
Zellkernteilung 820
Zellkerntransfer 1038
Zellkerntransplantation 1038
Zellklon 900
Zellkomponenten 481, 483
Zellmembran 125, 239, 244
Zellmotilität 640
Inhaltsverzeichnis
Zellplatte 832
Zellproliferation 593
Zellseite
apikale 694
basale 694
basolaterale 694
luminale 694
Zellsignalisierung 598, 600
Zellspezialisierung 124
Zellteilung 10
asymmetrische 832
Zelltheorie 8, 23
Prinzipien 10
Zelltodsignale 851, 852
Zelltypen 11
zelluläre Strukturen
hierarchische Natur 48
Zellvermehrung 593
Zellwachstum 593
unkontrolliertes 1088
Zellwand 47, 116, 147, 694, 721
Aufbau 723
Bakterien 101
Komponenten 722
Pflanzen 148
primäre 148, 723, 724
sekundäre 148, 724, 725
Struktur 722
Zellweger-Syndrom 129
Zell-Zell-Adhäsionen 694
Zell-Zell-Adhäsionsproteine 695
Zell-Zell-Adhäsionsrezeptoren 695
Zell-Zell-Adhäsionsverbindung 700
Zell-Zell-Kontakte 695
Cadherine 697
Zell-Zell-Signalisierung 575
Zell-Zell-Verbindungen 699, 700
Zellzyklus 792, 793
Dauer 833
Kontrollpunkte 834, 835
Kontrollpunkt-Mechanismen 842
Regulation 833, 835, 836, 844, 845, 847
Zellzyklusregulatoren
Onkogene 1114
Inhaltsverzeichnis
zentrales Nervensystem 536
zentrales Paar 661
Zentralspindlin 831
Zentralvakuole 142
Zentrifugation 481
Zentrifugationstechniken 18
Zentrifuge 139, 140
Zimmerimmergrün 621, 625
Zinkfinger-Motiv 1059, 1060
Zisterne 135, 137, 489
Zisternenreifung 491
Zitronensäurezyklus 384
Zitteraal 164
Zitterrochen 563
ZNS 536, 554
Zonula occludens 704
Zucker 70, 95, 97, 344, 358, 359
Zuckerderivate 95
Zufallsknäuel 80
Zwischenprodukte 188
Zygotän 872
zyklische Photophosphorylierung 454, 455
zyklischer Elektronenfluss 454
zyklisches AMP 582, 583, 584, 585
zyklisches GMP 582
Zymogene 226
Zymogengranula 499, 501
Zystische Fibrose 306, 308
Zystische-Fibrose-Transmembran-Leitfähigkeits-Regulator 306, 307, 308, 316
Zytologie 12, 14
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