E-Book, Deutsch, 432 Seiten, Format (B × H): 195 mm x 270 mm
für Mediziner und Naturwissenschaftler
E-Book, Deutsch, 432 Seiten, Format (B × H): 195 mm x 270 mm
ISBN: 978-3-13-203437-2
Verlag: Thieme
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Um den menschlichen Körper und die Entstehung von Krankheiten zu verstehen, brauchen Sie eine fundierte biologische Grundlage. Dieses seit mehr als 20 Jahren bewährte Buch bietet Ihnen das gesamte notwendige Wissen der Biologie für Mediziner. Es vermittelt Ihnen neben den Grundlagen auch vorausschauende Einblicke in die Bereiche Histologie, Mikrobiologie und Pharmakologie und weckt ein Gespür für fachübergreifende Zusammenhänge.
Der Fokus liegt dabei auf den Themengebieten Zell- und Molekularbiologie sowie Genetik, in denen die Grundlagen vieler Erkrankungen ausführlich beschrieben sind. Aber auch alle anderen Themen der Biologie für Mediziner kommen nicht zu kurz.
Die neue Auflage ist durchgehend aktualisiert und um wichtige neue Inhalte ergänzt worden. Das Buch ist komplett farbig gestaltet, so dass die Arbeit mit dem Buch auch für's Auge zum Vergnügen wird.
- Viele anschauliche, in einem konsequenten Farbkonzept angelegte Grafiken illustrieren Ihnen die teils komplexen Zusammenhänge.
- Zahlreiche, hervorragende elektronenmikroskopische Abbildungen entführen Sie in den Mikrokosmos der Biologie.
- Klinische Bezüge sind in allen Kapiteln sorgfältig herausgearbeitet und durch einen grünen Balken hervorgehoben.
- In den Text integriert ist ein Repetitorium, das mit kurzen Texten, ausgewählten Abbildungen und Tabellen das Wichtigste im jeweiligen Kapitel für Sie zusammenfasst.
- Ein ausführliches Glossar zum schnellen Nachschlagen definiert und erklärt kurz und prägnant die wichtigsten Fachbegriffe.
Mit dieser Basis sind Sie für Ihr Studium bestens gerüstet!
Zielgruppe
Wissenschaftler
Autoren/Hrsg.
Fachgebiete
- Medizin | Veterinärmedizin Medizin | Public Health | Pharmazie | Zahnmedizin Vorklinische Medizin: Grundlagenfächer Molekulare Medizin, Zellbiologie
- Medizin | Veterinärmedizin Medizin | Public Health | Pharmazie | Zahnmedizin Vorklinische Medizin: Grundlagenfächer Physik, Chemie, Biologie für Mediziner
Weitere Infos & Material
1;1 Zellbiologie;17
1.1;1.1 Methoden der Zellbiologie;17
1.2;1.2 Die eukaryontische Zelle besteht ausMembranen, Cytosol und Organellen;19
1.3;1.3 Membranen;20
1.3.1;1.3.1 Membranen haben viele Funktionen;20
1.3.2;1.3.2 Membranen ähneln sich in ihrem Aufbau;21
1.3.3;1.3.3 Wichtigstes Merkmal einer Membran: Ihre Fluidität;22
1.3.4;1.3.4 Lipide und Glycolipide sind asymmetrischverteilt;23
1.3.5;1.3.5 Biologische Membranen enthaltenProteine und bestätigen das Fluid-Mosaic-Modell;24
1.3.6;1.3.6 Die Zellen sind außen von einer Glycokalixumgeben. Die Basalmembran bildet den Übergang zum Bindegewebe;25
1.3.7;1.3.7 Die Erythrocyten-Membran eignet sichbesonders gut als Untersuchungsobjekt;26
1.3.8;1.3.8 Die Hauptmembran-Proteine der Erythrocyten-Membran sind Spektrin, Glycophorin und Band-III-Protein.;26
1.3.9;1.3.9 Physikalische und biologische Methodencharakterisieren die Fluidität einer Membran;28
1.3.10;1.3.10 Stoffaustausch durch Membranen;29
1.3.11;1.3.11 Cytosen;33
1.3.12;1.3.12 Zellkontakte;37
1.3.13;1.3.13 Intrazelluläre Membransysteme;44
1.3.14;1.3.14 Membran-begrenzte Organellen: Lysosomen, Peroxisomen;51
1.3.15;1.3.15 Mitochondrien sind Doppelmembranbegrenzte Organellen;54
1.3.16;1.3.16 Chloroplasten sind auch von Doppelmembranenbegrenzt;57
1.3.17;1.3.17 Der Nucleus besitzt ebenfalls eine Doppelmembran;59
1.4;1.4 Der Zellkern ist das Organell dergenetischen Information;60
1.4.1;1.4.1 Im Kern ist die DNA zusammen mit Proteinen zu Chromatin organisiert;60
1.4.2;1.4.2 Spiralisierungs- und Faltungsprozesse packen die DNA auf kleinsten Raum;62
1.4.3;1.4.3 Die DNA wird zu Nucleosomen verpackt, zur 30-nm-Fiber spiralisiert und in Schleifengelegt;63
1.4.4;1.4.4 In polytänen Chromosomen werden Geneals Banden sichtbar;64
1.4.5;1.4.5 Transkription der DNA erfordert Dekondensierung des Chromatins;64
1.4.6;1.4.6 Das Chromatin kommt in zwei Formenvor: als Euchromatin und als Heterochromatin;65
1.4.7;1.4.7 Konstitutives Heterochromatin steht fakultativem gegenüber;65
1.4.8;1.4.8 30% der DNA wird transkribiert, 70% besteht aus repetitiven Sequenzen;66
1.4.9;1.4.9 Im Nucleus liegt der Nucleolus, der Ort der rRNA-Synthese;67
1.5;1.5 Zellcyclus;67
1.5.1;1.5.1 Der Zellcyclus unterteilt sich in die Phasen G1, G2, die S-Phase und die Mitose;67
1.5.2;1.5.2 Die Kern- und Zellteilung ist der Höhepunkt des Zellcyclus;68
1.5.3;1.5.3 Der Zellcyclus wird intensiv kontrolliert;71
1.6;1.6 Meiose;73
1.6.1;1.6.1 Die Prophase I ist in fünf Phasen gegliedert;74
1.6.2;1.6.2 Metaphase I, Anaphase I, Telophase Iähneln den Stadien einer Mitose;75
1.6.3;1.6.3 Die zweite Teilung, die Meiose II, ist eineMitose ohne DNA-Replikation;75
1.7;1.7 Cytoskelett;76
1.7.1;1.7.1 Mikrotubuli;77
1.7.2;1.7.2 Mikrofilamente;82
1.7.3;1.7.3 Das Cytoskelett ist an der Zellbewegungbeteiligt;86
1.7.4;1.7.4 Elemente des Cytoskeletts durchziehen dieMikrovilli;87
1.8;1.8 Extrazelluläre Matrix;89
1.8.1;Weiterführende Literatur;90
2;2 Molekulare Biologie;91
2.1;2.1 Das genetische Material ist Desoxyribonucleinsäure (DNA);91
2.1.1;2.1.1 Mit Hilfe von virulenten und avirulenten Pneumokokken bewies Avery die Transformation;91
2.1.2;2.1.2 Auch Phagenexperimente bewiesen die DNA als Informationsträger;92
2.1.3;2.1.3 Auch RNA kann Informationsträger sein;93
2.1.4;2.1.4 DNA-abhängige Enzymsynthese in vitrorundet die Beweiskette ab;93
2.1.5;2.1.5 Nucleinsäuren sind fadenförmige Makromoleküle;93
2.1.6;2.1.6 Die Struktur der DNA erklärt ihre Funktion;94
2.2;2.2 DNA-Replikation;96
2.2.1;2.2.1 Die DNA-Replikation braucht einen Startpunkt;96
2.2.2;2.2.2 Die Eukaryonten-DNA hat mehrere Replikations-Startpunkte;97
2.2.3;2.2.3 Die DNA-Polymerase ist das Replikationsenzym;98
2.2.4;2.2.4 Ein RNA-Startermolekül beginnt die Kette;98
2.2.5;2.2.5 Die Polymerisation erfolgt in 5'-3'-Richtung;98
2.2.6;2.2.6 Die RNA-Starter werden durch DNA ersetzt;99
2.2.7;2.2.7 Die DNA-Fragmente werden durch DNA-Ligase verbunden;99
2.2.8;2.2.8 Die Telomerase beugt der Verkürzung der Chromosomen vor;100
2.3;2.3 Mutation und Rekombination;100
2.3.1;2.3.1 Spontane und induzierte Mutationenändern die Basensequenz;100
2.3.2;2.3.2 Chemische Substanzen könnenMutationsauslöser sein;102
2.3.3;2.3.3 Auch Strahlen lösen Mutationen aus;104
2.3.4;2.3.4 Der Mensch kann nur eine gewisseStrahlendosis tolerieren;106
2.3.5;2.3.5 Die Mutagenität von Noxen wird durchMutagenitätstests ermittelt;107
2.3.6;2.3.6 DNA-Schäden können durchDNA-Reparatur eliminiert werden;108
2.3.7;2.3.7 Genetisches Material kann durchRekombination durchmischt werden;112
2.3.8;2.3.8 Rekombination erfolgt durch Bruch undWiedervereinigung;112
2.4;2.4 Transkription und Reverse Transkription;113
2.4.1;2.4.1 RNA-Moleküle sind charakterisiert durchden Gehalt an Ribose, Uracil und ihreEinzelsträngigkeit;113
2.4.2;2.4.2 Die Reverse Transkriptase schreibt RNA inDNA um;113
2.4.3;2.4.3 Transkription ermöglicht Botenfunktion,Regulation und Vervielfältigung;113
2.4.4;2.4.4 Die DNA-abhängige RNA-Polymerase ist dasEnzym der Transkription;114
2.4.5;2.4.5 mRNA, rRNA und tRNA sindTranskriptionsprodukte;116
2.4.6;2.4.6 Viele RNAs werden als Vorstufensynthetisiert und während einesReifungsprozesses zurechtgeschnitten;116
2.4.7;2.4.7 Die eukaryontische mRNA entsteht durchSpleißen aus hnRNA und durch Modifikationihrer Enden;119
2.4.8;2.4.8 RNA-Redaktion (RNA-Editing) fügt ein,verändert oder entfernt Nucleotide vonder mRNA;120
2.4.9;2.4.9 RNAs können als Enzyme wirken:„Ribozyme“;122
2.4.10;2.4.10 RNAs wirken als Aptamere in der Medizin;122
2.4.11;2.4.11 Pseudogene werden nicht in Proteineübersetzt;123
2.5;2.5 Proteinsynthese – Translation;123
2.5.1;2.5.1 Die Proteinsynthese findet an Ribosomenstatt;123
2.5.2;2.5.2 Die tRNA ist das Verbindungsmolekül zwischen Nucleotid-Code und Aminosäure;124
2.5.3;2.5.3 Die Bindung von Aminosäuren an ihre tRNA wird durch Aminoacyl-tRNA-Synthetasen katalysiert;125
2.5.4;2.5.4 Nucleotid-Tripletts bilden die Grundlage des genetischen Codes;125
2.5.5;2.5.5 Der genetische Code ist degeneriert, nicht überlappend, interpunktionslos und universell;126
2.5.6;2.5.6 Synthetische, definierte Basensequenzen führten zur Entzifferung des Codes;126
2.5.7;2.5.7 Der Mechanismus der Translation ist komplex;128
2.6;2.6 Die Genexpression wird mannigfaltig reguliert;134
2.6.1;2.6.1 Die Rolle der Regulation ist ökonomischer Natur;134
2.6.2;2.6.2 Die DNA kann eliminiert oder amplifiziert werden;135
2.6.3;2.6.3 Auf dem Transkriptionsniveau wird durchkontrollierte Bereitstellung von Messenger reguliert;136
2.6.4;2.6.4 Die Mechanismen zur Regulation auf dem Translationsniveau sind zahlreich;142
2.6.5;2.6.5 Kleine RNAs vermitteln RNA-Interferenz;143
2.6.6;2.6.6 Auch während der Proteinreifung kann reguliert werden;144
2.6.7;Weiterführende Literatur;144
3;3 Genetik;147
3.1;3.1 Weismann und Mendel sind die Begründer der Genetik;147
3.2;3.2 Experimente an Erbsen zeigten die Grundgesetze der Genetik auf;148
3.3;3.3 Homozygotie und Heterozygotie für ein dominantes Merkmal werden im Testkreuz erkannt;150
3.4;3.4 Erbmerkmale werden unabhängig voneinander vererbt;150
3.5;3.5 Allele sind die Zustandsformen eines Gens;150
3.6;3.6 Das genetische Kombinationsquadrat zeigt die Genotypen und Phänotypen der nächsten Generation;153
3.7;3.7 Gene des gleichen Chromosoms werden gekoppelt vererbt;154
3.8;3.8 Rekombination schränkt die Kopplung ein;154
3.9;3.9 Tetradenanalyse bei Neurospora beweist: Rekombination durch Chromatidenüberkreuzung(Crossing-over);155
3.10;3.10 Die Häufigkeit der Rekombination zwischen zwei Genen gibt ihre Entfernungan;157
3.11;3.11 Der Prozentsatz der Rekombination entspricht dem Verhältnis von Rekombinanten zu Gesamtnachkommen;157
3.12;3.12 Die physikalische Chromosomenkarte korreliert gut mit der genetischen;158
3.13;3.13 Die Chromosomenzuordnung vonGenen erfolgt über Aberrationen,über den Erbgang (X-Chromosom)oder über somatische Zellgenetik;159
3.14;Weiterführende Literatur;163
4;4 Humangenetik;165
4.1;4.1 Schwierigkeiten der Humangenetik sind bedingt durch die Art der Vermehrung und die Komplexität des Genoms;165
4.2;4.2 Die Stammbaumanalyse ergibt den Genotyp und den Typ des Erbgangs;165
4.2.1;4.2.1 Bei der Codominanz werden beide Alleleausgeprägt;166
4.2.2;4.2.2 Beim autosomal-dominanten Erbgangwird der Phänotyp vom dominanten Allelbestimmt;170
4.2.3;4.2.3 Beim autosomal-rezessiven Erbgang wirdder defekte Phänotyp nur bei Homozygotenausgeprägt;171
4.2.4;4.2.4 Bei der X-chromosomal-dominanten Vererbungsind weibliche Individuen doppeltso häufig betroffen wie männliche;175
4.2.5;4.2.5 Bei der X-chromosomal-rezessiven Vererbungsind vor allem die Männer betroffen,die Frauen meist Konduktorinnen;176
4.2.6;4.2.6 Die Lyon-Hypothese: Nur ein X-Chromosombleibt aktiv, alle anderen werdeninaktiviert;178
4.3;4.3 Die Ausprägung des Phänotyps unterliegt Variationen;179
4.3.1;4.3.1 Genetische Konstitution und Umweltbeeinflussen die Ausprägung des Phänotyps;179
4.3.2;4.3.2 Penetranz und Expressivität bestimmendie Ausprägung des Genotyps;180
4.3.3;4.3.3 Viele Merkmale werden polygen vererbt;180
4.3.4;4.3.4 Das Zusammenspiel von Polygenie undUmweltfaktoren führt zur kontinuierlichenVarianz des Phänotyps;181
4.3.5;4.3.5 Monozygote Zwillinge sind isogeneMenschen;182
4.3.6;4.3.6 Abweichung vom Normdurchschnittoffenbart multifaktorielle Erbleiden;183
4.3.7;4.3.7 Epigenetik: die Vererbung von Chromatinveränderungenerlangt große Bedeutung;184
4.3.8;4.3.8 Elterliche Prägung von Genen (imprintingof genes) kann zur Variabilität der Ausprägungführen;186
4.3.9;Weiterführende Literatur;187
5;5 Cytogenetik;189
5.1;5.1 Chromosomen können spezifisch angefärbt werden;189
5.1.1;5.1.1 Zur Darstellung werden die Chromosomen in der Metaphase fixiert;190
5.1.2;5.1.2 Ein Chromosom besteht aus zwei Schwesterchromatiden, die im Zentromer zusammengehalten werden;191
5.1.3;5.1.3 Die Nucleolus-Organisator-Region liegt an Satelliten;192
5.1.4;5.1.4 Die Chromosomen werden nach Größe, Form und Banden klassifiziert;193
5.1.5;5.1.5 Chromosomale Polymorphismen sind charakteristische Merkmale;193
5.2;5.2 Chromosomen können Abnormitäten, Aberrationen, zeigen;194
5.2.1;5.2.1 Bei nummerischer Aberration ist die Zahlder Chromosomen verändert;194
5.2.2;5.2.2 Strukturelle Aberrationen sind sichtbareVeränderungen der Chromosomen;200
5.3;5.3 In der pränatalen Diagnose können Chromosomenaberrationen und Stoffwechseldefekte festgestellt werden;209
5.3.1;5.3.1 Präimplantations-Diagnostik;211
5.3.2;Weiterführende Literatur;211
6;6 Populationsgenetik;213
6.1;6.1 Die Populationsgenetik untersucht das Schicksal von Allelen in Populationen;213
6.2;6.2 Die Allelfrequenzen charakterisierenden Gen-Pool;213
6.3;6.3 Die Heterozygotenhäufigkeit kann aus der Anzahl der Homozygoten ermittelt werden;215
6.4;6.4 Aus der Allelfrequenz kann die Zahl der Heterozygoten und der Homozygoten ermittelt werden;215
6.5;6.5 Kleine Populationen unterliegen leicht Veränderungen;216
6.6;6.6 Separationsmechanismen von Populationen führen zur Entstehung neuer Arten;217
6.7;6.7 Inzucht beeinflusst nicht direkt die Allelfrequenz;217
6.8;6.8 Genetische Risikoabschätzung erfolgt über das Bayes-Theorem;218
6.9;Weiterführende Literatur;220
7;7 Evolution;221
7.1;7.1 Mutationen sind die Grundlage ständiger Veränderungen der Arten;221
7.2;7.2 Die Einführung der Abstammungslehre war eine geistige Revolution;222
7.3;7.3 Die Abstammungslehre oder Evolution formuliert die Regeln und Gesetzmäßigkeiten der Entwicklung der Arten;223
7.3.1;7.3.1 Eine Art ist ein Kollektiv, das gegen die anderen Arten abgegrenzt ist und dessen Mitglieder miteinander unter natürlichen Bedingungen fertile Nachkommen zeugen können;223
7.4;7.4 Alle Organismen sind untereinander mehr oder weniger verwandt;224
7.4.1;7.4.1 Enge Verwandtschaften können ausmorphologischen und physiologischen Kriterien abgelesen werden;224
7.4.2;7.4.2 Die DNA/RNA beweist die Verwandtschaftsgrade;224
7.4.3;7.4.3 Sequenz-Übereinstimmungen homologer Proteine sind ebenfalls geeignet, Verwandtschaften zu beweisen;225
7.4.4;7.4.4 Die Verwandtschaftsbeziehungen aus molekularbiologischen und klassischen Methoden stimmen überein;226
7.5;7.5 Der radioaktive Zerfall von 14C bzw. 40K ermöglicht die rückwirkende Zeitmessung in der Evolution;226
7.6;7.6 Ein Netzwerk von Beweisen belegt die Abstammungslehre;227
7.6.1;7.6.1 Die Phylogenie (Stammesentwicklung) ist durch die Paläontologie dokumentiert;227
7.6.2;7.6.2 Lebende Fossilien vermitteln Vorstellungenzu Übergängen der Evolution;228
7.6.3;7.6.3 Die geographische Verbreitung der Artenbelegt die Evolution (Biogeographie);228
7.6.4;7.6.4 Weitere Indizien für die Evolution können aus der Individual-Entwicklung abgeleitet werden;229
7.7;7.7 Alle Fakten zusammen liefernden Entwicklungsstammbaum der Organismen;236
7.7.1;7.7.1 Am Anfang entstand die Erde;236
7.7.2;7.7.2 Das Leben entstand in einer langen Periode schrittweise;236
7.7.3;7.7.3 Die nächste entscheidende Entwicklungsstufe: Energiegewinnung aus dem Sonnenlicht;237
7.7.4;7.7.4 Ein weiterer Schritt der Entwicklung: die Übertragung der Energie des Protonengradienten auf ein Diphosphat zur Bildung einer neuen Phosphat-Anhydrid-Bindung;237
7.7.5;7.7.5 Die Einführung eines Redox-Nucleotids war ein kleiner, aber wichtiger Schritt aufdem Weg zum Probionten;237
7.7.6;7.7.6 In 750 Millionen Jahren entwickelten sich aus den Probionten die Prokaryonten mit komplettem Intermediärstoffwechsel, Phospholipiden und Murein;238
7.7.7;7.7.7 Durch die Photosynthese entstand die Sauerstoff-Atmosphäre;238
7.7.8;7.7.8 Prokaryonten übernahmen in Symbiosemit großen kernhaltigen Zellen die Atmung und entwickelten sich zu Mitochondrien;238
7.7.9;7.7.9 Zellen vereinigten sich zu Kolonien, einzelne Zellen spezialisierten sich – es entwickelten sich Vielzeller;239
7.7.10;7.7.10 Die Chorda ist charakteristisch für die Chordaten;241
7.7.11;7.7.11 Die Entwicklung der Primaten wurde bedingt durch die fünffingrige Greifhandund räumliches Sehvermögen;241
7.7.12;7.7.12 Aus den Hominoidea entwickeltensich Ramapithecus, Australopithecus unddie Hominiden Homo erectus und Homosapiens;241
7.7.13;Weiterführende Literatur;244
8;8 Fortpflanzung und Ontogenese des Menschen;245
8.1;8.1 Bei Pflanzen und Tieren kann die Fortpflanzung vegetativ oder sexuell erfolgen;245
8.1.1;8.1.1 Vegetative Fortpflanzung erfolgt durch Sprossung, Teilung oder Sporulation;245
8.1.2;8.1.2 Die sexuelle Fortpflanzung beginntmit der Bildung von Gameten und deren Kopulation;245
8.2;8.2 Beim Menschen werden die Keimzellen bereits im frühen Embryo angelegt;245
8.2.1;8.2.1 Die Sex-Determination erfolgt in der Embryonalentwicklung durch das SRY-Genprodukt;245
8.2.2;8.2.2 Spermien werden während der gesamten Zeit der sexuellen Reife gebildet;247
8.2.3;8.2.3 Die weiblichen Keimzellen werden im Embryo vorgefertigt und dann später abgerufen;248
8.2.4;8.2.4 Im Monatscyclus erfolgt die Bereitstellung der befruchtungsfähigen Eizelle (Menstruationscyclus);251
8.2.5;8.2.5 Die Befruchtung ist ein sehr komplexer biochemischer Prozess, der in der Ampulledes Oviducts stattfindet;252
8.2.6;8.2.6 Während der Wanderung der befruchteten Eizelle vom Oviduct in den Uterus finden die ersten Teilungen statt;254
8.3;8.3 In der frühen Phase der Embryonalentwicklung der Vertebraten werden die Stadien Morula, Blastula und Gastrula durchlaufen;254
8.3.1;8.3.1 In der Gastrula entstehen die Keimblätter: Ektoderm, Entoderm und Mesoderm;255
8.3.2;8.3.2 Die Gewebe entstehen durch Zelldifferenzierung und Zellkontakte;256
8.3.3;8.3.3 Ein Teil des Mammalia-Embryos spezialisiert sich auf die Nahrungsaufnahme;258
8.3.4;8.3.4 Die drei Keimblätter entwickeln sich zu Organgruppen;258
8.3.5;8.3.5 Die Doppelschicht Ektoderm/Entoderm zwischen Amnion und sekundärem Dottersack bildet den Embryonalschild;259
8.4;8.4 Placenta, Allantois und Dottersack sind für die Entwicklung notwendig;259
8.5;8.5 Die fortgeschrittene Embryonalentwicklung des Menschen offenbart die phylogenetische Abstammung;262
8.5.1;8.5.1 Die Entwicklung von Kiemen belegt diephylogenetische Verwandtschaft mit den Fischen;262
8.5.2;8.5.2 Die Lunge entwickelt sich aus einer Darmknospung;262
8.5.3;8.5.3 Aus dem Ektoderm bildet sich die Neuralplatte, aus der das Nervensystem hervorgeht;263
8.5.4;8.5.4 Die Augen sind eine Spezialentwicklung des Zentralnervensystems;265
8.5.5;8.5.5 Die Embryogenese des Kreislaufs dokumentiert die phylogenetische Herkunft des Menschen;265
8.5.6;8.5.6 Beim menschlichen Embryo werden wie in der Phylogenie Vor-, Ur- und Nachniere angelegt;267
8.5.7;8.5.7 Die Embryonalentwicklung unterliegt beiMetazoen vergleichbaren Mechanismen;267
8.5.8;Weiterführende Literatur;271
9;9 Immunbiologie;273
9.1;9.1 Das Immunsystem;273
9.1.1;9.1.1 Antikörper dienen der Infektionsabwehr;273
9.1.2;9.1.2 Die Entdeckung der Immunität war einer der entscheidenden Fortschritte der Medizin;273
9.1.3;9.1.3 Antikörper und Antigen bilden Komplexe;273
9.1.4;9.1.4 Weiße Blutzellen können primäre und sekundäre Immunantwort vermitteln und immunologisches Gedächtnis entwickeln;274
9.1.5;9.1.5 Neben der durch Antikörper gebildeten humoralen Immunität spielt die zelluläre Immunität eine Rolle;275
9.1.6;9.1.6 T-Lymphocyten erkennen Genprodukte fremder Histokompatibilitätsgene;276
9.1.7;9.1.7 T-Lymphocyten unterscheiden sich nach ihrer Funktion in cytotoxische T-Lymphocyten und T-Helferzellen;277
9.2;9.2 Immunglobuline;278
9.2.1;9.2.1 Die Immunglobuline bestehen aus leichtenund schweren Ketten;278
9.2.2;9.2.2 Die verschiedenen Immunglobulinklassen haben unterschiedliche Aufgaben;279
9.2.3;9.2.3 Die Individualität der Antikörper wird durch ihre Bildung bestimmt;281
9.3;9.3 Eine funktionierende Immunabwehr erfordert das Zusammenspiel hoch differenzierter Zellen;283
9.3.1;9.3.1 Lymphocytenstimulierung erfolgt durch Bindung des Antigens an das spezifische Oberflächen-Ig von B-Lymphocyten;283
9.3.2;9.3.2 Die Proliferation eines Lymphocyten führt zu monoklonalen Antikörpern;284
9.3.3;9.3.3 Pathologische Veränderungen desImmunsystems führen zu ernstenKrankheiten;285
9.3.4;Weiterführende Literatur;287
10;10 Mikrobiologie;289
10.1;10.1 Prokaryonten sind kernlose Zellen;290
10.1.1;10.1.1 Die Bakterienzellen haben Murein-haltige Zellwände;290
10.1.2;10.1.2 Die bakterielle Zellwand trägt Kapsel, Pili und Flagellen;293
10.1.3;10.1.3 Bazillen und Clostridien sind Sporenbildner;293
10.1.4;10.1.4 Bakterien synthetisieren ihre Bestandteile aus einfachen Bausteinen;294
10.1.5;10.1.5 Spezielle Bedürfnisse einzelner Bakterienstämme können für „biologische quantitative Tests“ ausgenutzt werden;296
10.1.6;10.1.6 Bakterien vermehren sich unter optimalen Bedingungen exponentiell;297
10.1.7;10.1.7 Mikroorganismen werden durch Desinfektiono der Sterilisation abgetötet;298
10.1.8;10.1.8 Die genetische Konstellation von Bakterien kann durch DNA-Transfer verändert werden;304
10.2;10.2 Spezielle Bakteriologie: Die Einteilung der Bakterien kann unter den verschiedensten Gesichtspunkten erfolgen;308
10.2.1;10.2.1 Bakterien werden nach ihrer Färbbarkeitin grampositiv und gramnegativ eingeteilt;308
10.2.2;10.2.2 Bakterien können auch nach Gestalt odernach physiologischen Kriterien eingeteiltwerden;309
10.2.3;10.2.3 Obligat parasitäre Bakterien (bakterienähnliche,prokaryonte Mikroorganismen)können sich nicht unabhängig vermehren;311
10.3;10.3 Pilze;312
10.3.1;10.3.1 Pathogene Pilze haben besonders in der Dermatologie Bedeutung;312
10.3.2;10.3.2 Pilze mit großem Fruchtkörper synthetisierenviele eigenartige, teilweise giftigeVerbindungen;312
10.3.3;Weiterführende Literatur;313
11;11 Virologie;315
11.1;11.1 Bakterielle Viren (Bakteriophagen) sind ausgezeichnete Modelle für die Molekularbiologie;315
11.1.1;11.1.1 Grundtechnik der Phagenforschung ist die Plaquebildung auf einem Bakterienrasen;315
11.1.2;11.1.2 Viren sind Nucleinsäure-Protein-Komplexe;317
11.1.3;11.1.3 Ein spezifisches Methyl-Muster der DNA(Modifikation) ermöglicht es der Zelle, Fremd-DNA zu erkennen;317
11.1.4;11.1.4 Viren haben raffinierte Strategienentwickelt, um die Genexpression umzusteuern;318
11.1.5;11.1.5 Das Genom einiger Viren kann in das Wirtsgenom integriert werden und so persistieren, bis es wieder ausgeschnitten wird: Lysogenie;319
11.2;11.2 Tierische Viren haben große praktische Bedeutung;320
11.2.1;11.2.1 Viren können in Tieren oder in Zellkultur gezüchtet werden;320
11.2.2;11.2.2 Viren können wie große Proteine gereinigt werden;320
11.2.3;11.2.3 Viren werden wie Makromoleküle charakterisiert;320
11.2.4;11.2.4 Die Virusentwicklung hat eine Frühphase, in der der Wirt entmachtet wird, und eine späte oder Replikationsphase;322
11.2.5;11.2.5 Schutzimpfung ist das beste Mittel gegen Virusepidemien;327
11.2.6;11.2.6 Virus-Infektionen während der Schwangerschaft können zu Missbildungen führen;328
11.2.7;11.2.7 Interferone sind zelleigene Abwehrproteine;328
11.2.8;11.2.8 Tumorviren;328
11.2.9;11.2.9 Oncogene aktivieren die Proliferationssignalkette;331
11.2.10;11.2.10 Tumorsuppressorgene bremsen die Tumorentstehung;333
11.2.11;11.2.11 Die Tumor-Evolution basiert auf einemlangwierigen Zusammenspiel von Tumor-Initiation und Tumor-Promotion;335
11.2.12;11.2.12 Viroide;336
11.2.13;Weiterführende Literatur;336
12;12 Gentechnologie;337
12.1;12.1 Die Strategie der Klonierung beinhaltet das Einsetzen der Passagier-DNA, das Einschleusen des beladenen Vektors und seine Vermehrung;337
12.1.1;12.1.1 Isolierung der Passagier-DNA;337
12.1.2;12.1.2 Der Vektor muss autonom replizieren,Passagier-DNA aufnehmen und in Wirtszelleneingeschleust werden können;339
12.1.3;12.1.3 Entscheidend ist der gezielte Einbau derPassagier-DNA in den Vektor;343
12.1.4;12.1.4 Einschleusen des Vektors mit derPassagier-DNA in die Wirtszelle erfolgtdurch DNA-Transformation, Infektion oderElektroporation;344
12.1.5;12.1.5 Die Vermehrung von beladenen Vektorenerfolgt als Plasmid oder als Virus;345
12.1.6;12.1.6 Die Selektion für spezifische, klonierteDNAs kann über die DNA oder die Genprodukteerfolgen;345
12.1.7;12.1.7 Präparation der klonierten Passagier-DNA;346
12.2;12.2 Die durch Gentechnologie gewonnene DNA kann analysiert und als Matrize für die Produktion spezifischer Genprodukte benutzt werden;347
12.2.1;12.2.1 Charakterisierung von Genen und der dazugehörigen Signale;347
12.2.2;12.2.2 Produktion schwer zugänglicher Proteine;354
12.2.3;12.2.3 Gentherapie gestaltet sich schwierig;354
12.2.4;12.2.4 Transgene Tiere zeigen die funktionelle Rolle eines Gens;355
12.2.5;12.2.5 Stammzellen – ein mögliches Therapeutikum?;357
12.2.6;12.2.6 Mikroarrays – eine neue Methode zum Verständnis der differenziellen Genexpression;358
12.2.7;12.2.7 Die Entwicklung der Molekularbiologie ermöglicht die „System-Biologie“;358
12.2.8;Weiterführende Literatur;359
13;13 Parasitologie;361
13.1;13.1 Allgemeine Parasitologie;361
13.1.1;13.1.1 Mehr als eine Milliarde Menschen leiden unter Parasiten;361
13.1.2;13.1.2 Die sexuelle Vermehrung der Parasiten erfolgt im Endwirt, die asexuelle im Zwischenwirt;361
13.1.3;13.1.3 Die Pathogenitätsmechanismen der Parasiten sind sehr unterschiedlich;362
13.1.4;13.1.4 Um den Wirt ausnutzen zu können, müssen die Abwehrmechanismen überlistet werden;363
13.1.5;13.1.5 Der Nachweis des Parasitenbefalls erfolgt direkt oder über serologische und immunologischeTechniken;363
13.2;13.2 Spezielle Parasitologie;365
13.2.1;13.2.1 Einteilung;365
13.2.2;13.2.2 Parasitäre Protozoen (Einzeller);365
13.2.3;13.2.3 Plathelminthes (Plattwürmer )und Nemathelminthes (Rundwürmer);370
13.2.4;13.2.4 Arthropoden (Gliederfüßer);375
13.2.5;Weiterführende Literatur;379
14;14 Ökologie;381
14.1;14.1 Die Autökologie analysiert die Wechselwirkung des Einzelorganismus mit der Umwelt;381
14.1.1;14.1.1 Die Umwelt setzt sich aus belebten (biotischen) und unbelebten (abiotischen) Faktoren zusammen;381
14.1.2;14.1.2 Biotop und Biozönose bilden das Ökosystem;382
14.1.3;14.1.3 Organismen, die an enge Bedingungen gebunden sind, sind stenopotent (stenök), anpassungsfähige nennt man eurypotent (euryök);382
14.1.4;14.1.4 Tiere mit konstanter Körpertemperatur sind homoiotherm, die mit wechselnder poikilotherm;382
14.1.5;14.1.5 Ein weiterer lebensnotwendiger abiotischer Faktor ist das Sonnenlicht;383
14.2;14.2 Biotische Faktoren regulieren die Populationen des Ökosystems (Synökologie);384
14.2.1;14.2.1 Konkurrenz führt zur Einnischung;384
14.2.2;14.2.2 Endogene Rhythmen sind wichtigebiotische Faktoren;384
14.2.3;14.2.3 Das Räuber-Beute-Prinzip ist eine Grundlagedes Ökosystems und Beispiel für einbiozönotisches Gleichgewicht;387
14.2.4;14.2.4 Symbiosen sind Lebensgemeinschaftenzum gegenseitigen Nutzen;388
14.2.5;14.2.5 Beim Parasitismus ist der Nutzen einseitig;388
14.3;14.3 Im Ökosystem sind die Organismen durch Kreisläufe der Energie und von Stoffen, die abgegeben und aufgenommen werden, miteinande rverbunden;388
14.3.1;14.3.1 Der Kreislauf der Energie geht von den autotrophen Pflanzen über die heterotrophen Konsumenten und Destruenten;389
14.3.2;14.3.2 Kreisläufe der Elemente Stickstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff sind wichtigfür die Biomasse;389
14.3.3;14.3.3 Jede Konsumentenstufe reduziert die Energieausbeute auf ein Zehntel;390
14.4;14.4 Die Bedingungen im Ökosystem regulieren die Population(Populationsökologie);391
14.4.1;14.4.1 Die Populationsgröße wird von dichteunabhängigen (abiotischen) und dichteabhängigen (biotischen) Faktoren bestimmt;391
14.4.2;14.4.2 Populationspyramiden geben Aufschluss über die Struktur der Population;391
14.4.3;14.4.3 Die natürlichen Faktoren versagen, um die menschliche Population zu regulieren;392
14.4.4;14.4.4 Die Bevölkerungsexplosion gefährdet die Ökosphäre;392
14.4.5;14.4.5 Die katastrophale Verschmutzung der Gewässer zeigt die ruinöse Wirkung der menschlichen Population auf die Ökosysteme;393
14.4.6;14.4.6 Die Ozonschicht der Stratosphäre schützt vor kurzwelligem UV;393
14.4.7;14.4.7 Bodennahes Ozon ist ein starkes Gift;395
14.4.8;14.4.8 Das zunehmende CO2 der Atmosphäre verursacht den Treibhauseffekt;395
14.4.9;14.4.9 Das Korallensterben: eine Folge derErderwärmung – Versuch zur Wiederbelebungdes sensiblen Ökosystems;395
14.4.10;Weiterführende Literatur;396
15;Glossar;397
16;Sachverzeichnis;417
