Inhaltsverzeichnis
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Inhaltsverzeichnis Kapitel 1 Was ist Genetik? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3 Gegenstand der Genetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kurzer Abriss der Geschichte der Genetik . . . . . . . . . . . . . . . . Molekulare Struktur des Genoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der Genbegriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konstanz und Variabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Umweltbedingte Variabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genetisch bedingte Variabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Theoriebildung in der Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 1 Isolierung genomischer DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapitel 2 Molekulare Grundlagen der Vererbung 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.2.1 2.2.2 ............... Funktion und Struktur der DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DNA als Träger der Erbinformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chemische Zusammensetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konfiguration der DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Physikalische Eigenschaften der Nukleinsäuren . . . . . . . . . . . . Die Verdoppelung der DNA (Replikation) . . . . . . . . . . . . . . . . Semikonservative Replikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mechanismen der Replikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 2 Renaturierungskinetik.Experimente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 3 Gelelektrophorese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapitel 3 Verwertung genetischer Informationen . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.3 DNA. genetische Information und Informationsübertragung . . . . Der genetische Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die Entschlüsselung des Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beweis der Colinearität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeingültigkeit des Codes Transkription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...................... 1 2 3 6 8 9 10 14 15 18 19 20 20 21 24 27 31 32 35 53 54 57 58 63 63 64 65 65 XVlll Inhaltsverzeichnis Allgemeiner Mechanismus der Transkription . . . . . . . . . . . . . 66 Transkription bei Prokaryoten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Transkription ribosomaler Gene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Transkription Protein-kodierender Gene bei Eukaryoten . . . . . . . 81 Reifung eukaryotischer mRNA: Spleißen und Editieren . . . . . . . . 82 Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Initiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Elongation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Technik-Box 4 Polymerasekettenreaktion(PCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Technik-Box 5 Markierung von DNA: Nick Translation. Random Priming . . . . . . 101 Technik-Box 6 Isolierung von RNA, cDNA-Synthese und RACE . . . . . . . . . . . . 102 Technik-Box 7 In-vitro-RNA-Synthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Kapitel 4 Genome von Prokaryoten und ihren Viren 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4 ............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............ Bakterien Extrachromosomale DNA-Elemente: Plasmide . . . . . . . . . . . . . F-Plasmid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Andere Plasmide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bakteriophagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vermehrungzyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 106 111 111 115 115 116 119 122 124 131 132 Bakteriophage h (Lambda) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bakteriophage P1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bakteriophage T4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bakteriophage @X174 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 8 KlonierungvonDNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Technik-Box 9 Two-Hybrid-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Kapitel 5 Molekulare Struktur und Regulation prokaryotischer Gene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.3.1 Kontrollmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genstruktur und Genregulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das lac-Operon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Operonmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Weitere Regulationsmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Quantitative Kontrolle von Biosynthesewegen . . . . . . . . . . . . . Das trp-Operon .............................. 142 144 144 147 148 149 149 Inhaltsverzeichnis 5.3.2 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 Attenuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Regulation im AGenom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Regulation des lytischen Zyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Regulation des lysogenen Zyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DNA-Protein-Interaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 10 Restriktionsanalysevon DNA und Southern-Blotting . . . . . . . . . Technik-Box 11 Northern-Blotting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 152 154 156 156 159 161 Kapitel 6 Zelle. Zellteilungen und Zellzyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 6.3.6 6.3.7 6.4 Rückblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die eukaryotische Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die Struktur der Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Keimbahnzellen und somatische Zellen . . . . . . . . . . . . . . . . . Plastiden und Mitochondrien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der Nukleolus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der Zellzyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mitose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meiose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genkonversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genetische Mosaike Kontrolle des Zellzykius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kontrollierter Zelltod: Apoptose Lebenszyklen von Eukaryoten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 12 Homologe Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapitel 7 Molekulare Struktur eukaryotischer Chromosomen ...... Das eukaryotische Chromosom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chromosomen als Träger der Erbanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . Morphologie der Chromosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Centromer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Telomer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Repetitive DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Variabilität der Chromosomen und Dosiskompensation . . . . . . . Die Variabilität der Chromosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dosiskompensation bei Drosophila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dosiskompensation bei Säugern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Organisation der DNA im Chromosom . . . . . . . . . . . . . . . . . Chromosomale Proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nukleosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Organisation der Nukleoproteinfibrillen . . . . . . . . . . . . . . . . 223 225 225 226 229 234 237 242 242 261 264 271 272 272 277 XIX XX lnhaltsverzeichnis 7.3.4 Chromosomale Territorien und Architektur des Zellkerns . . . . . . 278 Technik-Box 13 Autoradiographie an Geweben. Zellen und Chromosomen . . . . . . 285 Technik-Box 14 Chromosomenbänderungund Chromosomenpainting . . . . . . . . 286 Kapitel 8 Molekulare Struktur und Regulation eukaryotischer Gene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RNA-kodierende Gene: Ribosomale DNA . . . . . . . . . . . . . . . . RNA-kodierende Gene: Die 5s-rRNA-Genfamilie . . . . . . . . . . . RNA-kodierende Gene: Die tRNA-Genfamilien . . . . . . . . . . . . . Protein-kodierende Gene: I Multigenfamilien . . . . . . . . . . . . . Die Globingenfamilie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Histongene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tubulingene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Protein-kodierendeGene: I1 Einzelkopiegene . . . . . . . . . . . . . Die Genstruktur cytoplasmatischer Organellen . . . . . . . . . . . . Regulation und Initiation eukaryotischer Genexpression . . . . . . Der Promotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transkriptionsfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Enhancer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Locus-Kontroll-Regionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 15 DNA-Sequenzierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 16 Analyse von DNA-Protein-Wechselwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . Kapitel 9 Instabilität des Genoms:Transposons und Retroviren . . . . Allgemeine Eigenschaftenvon Transposons . . . . . . . . . . . . . . ~rokaryotischeTransposons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eukaryotische Transposons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FoId-back-Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WeitereTransposons mit terminalen invertierten Repeats . . . . . . Retrotransposons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Retroposons Prozessierte Pseudogene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle Bedeutung von Transposons . . . . . . . . . . . . . . . Retroviren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 17 Verwendung von Balancer-Chromosomen . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 18 P-Element-Mutagenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 19 Enhancer-trap-Experimente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ Inhaltsverzeichnis Kapitel 10 Veränderungen im Genom: Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . 369 10.1 10.2 10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.3 10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.4 10.4.1 10.4.2 10.4.3 10.5 10.5.1 10.5.2 10.5.3 10.5.4 10.6 10.6.1 10.6.2 Klassifikation von Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spontane Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fehler bei Replikation und Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . Spontane Basenveränderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dynamische Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chromosomenmutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Numerische Chromosomenaberrationen . . . . . . . . . . . . . . . . Polyploidie in der Pflanzenzucht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strukturelle Chromosomenaberrationen . . . . . . . . . . . . . . . . Induzierte Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mutationen durch ultraviolette Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . Mutagenität ionisierender Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chemische Mutagenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reparaturmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Photoreaktivierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Exzisionsreparaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rekombinationsreparatur oder postreplikative Reparatur . . . . . . SOS-Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mutagenität und Mutationsraten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mutagenitätstests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mutationsraten und Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 20 SSCP-Analyse (Single Strand Conformation Polymorphism-Analyse) .. 427 ................................. Grundregeln der Vererbung: Die Mendel'schen Regeln . . . . . . . . Statistische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mathematische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die x2-Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mendel aus heutiger Sicht - Ergänzungen seiner Regeln . . . . . . . Unvollständige Dominanz und Codominanz . . . . . . . . . . . . . . Multiple Allelie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der Ausprägungsgrad von Merkmalen . . . . . . . . . . . . . . . . . Polygene Vererbung - Genetik quantitativer Merkmale . . . . . . . . Pleiotropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kopplung, Rekombination und Kartierung von Genen . . . . . . . . Geschlechtsgebundene Vererbung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kopplung von Merkmalen auf autosomaien Chromosomen . . . . . Klassische Dreipunkt-Kreuzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kartierung von Genen durch Tetradenanalyse . . . . . . . . . . . . . Moderne genomweite Kartierung mit Mikrosatelliten-Markern . . . Kartierung von quantitativen Merkmalen und Modifikator-Genen . . Populationsgenetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die Hardy-Weinberg-Regel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genetische Zufallsveränderungen (Random Drift) . . . . . . . . . . . 429 430 441 441 443 445 446 449 452 455 462 463 463 465 471 473 478 481 482 483 488 Kapitel 11 Formalgenetik 11.1 11.2 11.2.1 11.2.2 11.3 11.3.1 11.3.2 11.3.3 11.3.4 11.3.5 11.4 11.4.1 11.4.2 11.4.3 11.4.4 11.4.5 11.4.6 11.5 11.5.1 11.5.2 372 374 374 375 376 378 379 382 388 395 395 396 401 411 411 412 413 414 415 416 422 XXI XXll Inhaltsverzeichnis 11.5.3 Natürliche Selektion . . . 11.5.4 Migration und Isolation Technik-Box21 ......................... ......................... 490 498 .................... 502 Kartierung genetischer Merkmale Kapitel 12 Genetische Kontrollezellulärer Differenzierung . . . . . . . . 12.1 12.1.1 12.1.2 12.1.3 12.2 12.2.1 12.2.2 12.2.3 12.3 12.3.1 12.3.2 12.4 12.4.1 12.4.2 12.4.3 12.4.4 12.4.5 12.5 12.5.1 12.5.2 12.5.3 12.5.4 12.5.5 12.5.6 12.5.7 12.5.8 Stammzeflen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Totipotenz von Zellkernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Embryonale Stamrnzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SomatischeStammzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epigenetik und genetische Prägung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was ist genetische Prägung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Methylierung als epigenetische Markierung . . . . . . . . . . . . . . Wann erfolgt genetische Prägung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RNA.Interferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mechanismus der RNA-Interferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RNA-Interferenz in verschiedenen Organismen . . . . . . . . . . . . Urnlagerung von DNA-Fragmenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kerndualismus:Mikro- und Makronuclei in einer Zelle . . . . . . . . DNA-Amplifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chromatineliminationund -diminution . . . . . . . . . . . . . . . . Veränderungen des Paarungstyps bei Hefen . . . . . . . . . . . . . . Die Oberflächenantigenevon Trypanosoma . . . . . . . . . . . . . . Das Immunsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktion des Immunsystems der Säuger . . . . . . . . . . . . . . . . Entwicklung und Struktur der Immunoglobulingene . . . . . . . . . Molekularer Aufbau der L-Ketten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Molekularer Aufbau der H-Ketten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Antikörperklassenwechsel (class switching) . . . . . . . . . . . . . . . Transkription der ~mmunoglobulingene . . . . . . . . . . . . . . . . Die Unterscheidung von Selbst und Nicht-Selbst . . . . . . . . . . . . Allgemeine Gesichtspunkte des Säugerimmunsystems . . . . . . . . Technik-Box 22 RNAi: SpezifischeInaktivierung von Transkripten . . . . . . . . . . . Technik-Box23 Immunologische Nachweismethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapitel 13 ~ntwicklungsgenetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 13.1 13.1.1 13.1.2 13.1.3 13.2 13.2.1 Entwickiungsgenetikder Pflanze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Musterbildung in der frühen Embryogenese . . . . . . . . . . . . . . Wurzel.. Spross- und Blattentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . Blütenentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Entwickiungsgenetikdes Fadenwurms Caenorhabditis elegans . . . Embryonalentwicklung von C elegans . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567 568 570 574 578 580 Inhaltsverzeichnis XXlll Organentwicklung bei C.elegans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Entwicklungsgenetikvon Drosophila melanogaster . . . . . . . . . . Keimbahnentwicklung und Geschlechtsdetermination bei Drosophila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anteriore Determinanten des Drosophila-Embryos . . . . . . . . . . Posteriore Determinanten und Ausbildung der anterior-posterioren Achse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die dorso-ventrale Körperachse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Segmentierung bei Drosophila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Imaginalscheiben. Metamorphose und Organentwicklung bei Drosophila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Entwicklungsgenetikbei Fischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Embryonalentwicklung des Zebrafischs . . . . . . . . . . . . . . . . . ~enetische~ xverimentemit Zebrafischen . . . . . . . . . . . . . . Entwicklungsgenetikbei Säugern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Embryonalentwicklung von Säugern . . . . . . . . . . . . . . . . . . Entwicklung von Zwillingen beim Menschen . . . . . . . . . . . . . . Teratogene Effekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Organentwicklungbei ~ ä u ~ e r .n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Keimzellentwicklungund Geschlechtsdeterminierung bei Säugern . Technik-Box 24 in-situ-Hybridisierung von Nukleinsäuren . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 25 Morpholinos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kapitel 14 Das menschliche Genom Grundlagen menschlicherVererbung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14.1 14.1.1 14.1.2 14.1.3 14.1.4 14.2 14.2.1 14.2.2 14.3 14.3.1 14.3.2 14.3.3 14.3.4 14.3.5 14.3.6 14.4 14.4.1 14.4.3 Methoden der Humangenetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zwillingsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stammbaumforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Human Genome Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kartierung von Erbkrankheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chromosomenanomalien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Numerische Chromosomenanomalien Strukturelle Chromosomenanomalien . . . . . . . . . . . . . . . . . Monogene Erbkrankheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Autosomal-rezessive Erkrankungen Autosomal-dominanteErkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . X-chromosomale Krankheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y-chromosomale Gene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Besonderheit: ExpandierendeTriplettwiederhoIungen . . . . . . . . Vielfalt: Mutationen in den Globingenen . . . . . . . . . . . . . . . . Komplexe Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geneund Krebs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diabetes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXlV Inhaltsverzeichnis Technik-Box26 DifferenzielleGenexpression ....................... 716 Kapitel 15 Neurogenetik und die Genetik des Verhaltens. . . . . . . . . . . 717 15.1 15.1.1 15.1.2 15.1.3 15.2 15.2.1 15.2.2 15.2.3 15.3 15.3.1 15.3.2 15.4 15.4.1 15.4.2 15.4.3 Endogene Rhythmik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zugverhalten bei Vögeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zirkadiane Rhythmik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schlafstörungen des Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lernen und Gedächtnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . krnverhalten von Drosophila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . krnverhalten bei Mäusen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kognitive Störungen bei Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . AngstundSucht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Angst und Depression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Suchtkrankheiten,2.B. Alkoholismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neurodegenerative und psychiatrische Erkrankungen . . . . . . . . Die Alzheimer'sche Erkrankung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die Parkinson'sche Erkrankung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Psychiatrische Erkrankungen, 2.B. Schizophrenie . . . . . . . . . . . Technik-Box 27 Transgene Mäuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 28 Geninaktivierungbei Mäusen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720 720 722 726 727 728 731 736 737 737 742 746 747 753 755 759 761 Kapitel 16 Die Zukunft der Genetik . zwischen Gentechnik und Genomforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Gentechnik und Biotechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gentechnische Modifikationen von Pflanzen . . . . . . . . . . . . . . Gentechnik in der Tierzucht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GentechnischeAspekte bei der Behandlung von Krankheiten . . . . Genomforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pharmakogenomik und individualisierte Medizin . . . . . . . . . . . Populationsgenetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Evolution der Entwicklung Vergleichende Genomforschung . Humangenetik und Anthropologie Molekulare Diagnostik. Familienberatung und Reihenuntersuchungen Genetik und Reproduktionsmedizin Quo vadis. homo sapiens? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Technik-Box 29 in-vivo-Reportergen:das grün-fluoreszierende Protein (GFP). . . . . Technik-Box30 Mikroarrays und DNA-Chips .... ................... ....................... ................... ....................... 764 765 766 769 772 772 772 774 775 775 776 778 781 782 Inhaltsverzeichnis ............................. 786 Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803 Quellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811 Personenverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817 Stichwortverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821 Literaturverzeichnis XXV
