Thieme: TLB Biologie - Genetik

XI
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1
Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen . . . . . . . . . 1
1.1
1.2
1.3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.4
1.4.1
1.4.2
1.4.3
1.5
1.5.1
1.5.2
1.6
1.6.1
1.6.2
1.6.3
1.6.4
1.6.5
1.7
1.7.1
1.7.2
1.8
1.8.1
1.8.2
1.8.3
2
Die DNA trägt die erblichen Eigenschaften
eines Organismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DNA- und RNA-Bausteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bau der Nucleinsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nucleotidketten und Basenpaarung . . . . . . . . . . . . .
Die DNA-Doppelhelix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Die Quadruplex-DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eigenschaften der Nucleinsäuren . . . . . . . . . . . . . .
Absorption von ultraviolettem Licht . . . . . . . . . . . . .
Schmelzen und Renaturierung der DNA . . . . . . . . . .
Haarnadelschleife . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Organisation der prokaryotischen Chromosomen .
Organisation der Genome von Bakterien . . . . . . . . .
Organisation der Genome von Archaea . . . . . . . . . .
Bau eukaryotischer Chromosomen . . . . . . . . . . . .
10-nm-Faden (Primärstruktur) . . . . . . . . . . . . . . . . .
30-nm-Faden (Sekundärstruktur) . . . . . . . . . . . . . . .
Schleifendomänen (Tertiärstruktur) . . . . . . . . . . . . .
Chromatiden (Quartärstruktur) . . . . . . . . . . . . . . . . .
Funktionselemente von Chromosomen . . . . . . . . . . .
Chromosomenanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Analyse von sehr kleinen Chromosomen . . . . . . . . .
Cytogenetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ungewöhnliche Chromosomenformen . . . . . . . . .
Lampenbürstenchromosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B-Chromosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mikrochromosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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48
49
49
Genomstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
Organisation und Größe von Genomen
Virale Genome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bakteriophagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eukaryoten-Viren . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prokaryotische Genome . . . . . . . . . . . .
Das Chromosom der Bacteria . . . . . . . . .
Das Chromosom der Archaea . . . . . . . . .
Transposons bei Prokaryoten . . . . . . . . .
Plasmide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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XII
Inhaltsverzeichnis
2.4
2.4.1
2.4.2
2.5
2.5.1
3
4
Eukaryotische Genome . .
Das Kerngenom . . . . . . . .
Das Plasmon . . . . . . . . . . .
Genomik . . . . . . . . . . . . .
Das Humangenomprojekt .
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DNA-Replikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.3
3.3.1
3.3.2
3.4
3.5
3.5.1
3.6
3.6.1
3.6.2
3.6.3
Grundschema der Replikation . . . . . . . . . . . . . . . . .
Semikonservative Verdopplung . . . . . . . . . . . . . . . . .
Semidiskontinuierliche Verdopplung . . . . . . . . . . . . .
Simultane Verdopplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ablauf der Replikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Replikationsinitiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Replikationselongation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Replikationstermination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Replikation bei Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ablauf der Replikation bei Bacteria . . . . . . . . . . . . . . .
Kontrolle der Replikation in Bacteria . . . . . . . . . . . . .
Replikation bei Archaea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Replikation bei Viren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Virale Replikationsmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . .
Replikation bei Eukarya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ablauf der mitotischen Replikation . . . . . . . . . . . . . .
Kontrolle von Replikation und Zellteilung in Eukarya
DNA-Endoreplikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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110
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115
115
118
122
124
129
Transkription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
Allgemeine Prinzipien der Transkription . . . . . .
Transkription bei Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . .
Initiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elongation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prozessierung der RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transkription bei Eukaryoten . . . . . . . . . . . . . . .
Orte der Transkription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Promotoren und Enhancer eukaryotischer Gene . .
Faktoren: TF, TBP, TAF, Transkriptionsaktivatoren
und Coaktivatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Initiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elongation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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XIII
Inhaltsverzeichnis
4.3.6
4.3.7
4.3.8
4.4
4.4.1
4.4.2
5
Cotranskriptionales Prozessieren: Capping,
Spleißen und Polyadenylierung . . . . . . . . . . . . . .
Termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nachträgliches Ändern der RNA-Sequenz: Editing
Transkription bei Archaea . . . . . . . . . . . . . . . . .
Initiation, Elongation und Termination . . . . . . . . .
Spleißen bei Archaea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
5.1
5.1.1
5.1.2
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.4.5
5.4.6
5.4.7
5.4.8
5.5
5.5.1
5.5.2
5.5.3
5.5.4
Allgemeine Prinzipien der Translation . . . . . . . .
Der genetische Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Der genetische Code ist (fast) universell . . . . . . . . .
Mittler zwischen mRNA und Protein: die tRNA . .
Die Struktur der tRNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prozessierung und Modifikation von tRNAs . . . . . .
Beladung der tRNAs: Aminoacyl-tRNA-Synthetasen
Variabel aber nicht beliebig: „Wobbeln“ . . . . . . . .
Orte der Translation: Ribosomen . . . . . . . . . . . . .
Struktur der Ribosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bildung von Ribosomen in Bacteria . . . . . . . . . . . .
Bildung von Ribosomen in Eukarya . . . . . . . . . . . .
Bildung von Ribosomen in Archaea . . . . . . . . . . . .
Verlauf der Translation: Initiation, Elongation,
Termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Initiation bei Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elongation bei Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Termination bei Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Initiation bei Eukaryoten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elongation und Termination bei Eukaryoten . . . . .
Translation bei Archaea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Translationsgenauigkeit: Pedantisch oder
„quick and dirty“ ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Das Ribosom als Angriffspunkt für Antibiotika . . . .
Aus dem Leben eines Proteins: Faltung,
Translokation, Degradation . . . . . . . . . . . . . . . . .
Faltung naszierender Proteine . . . . . . . . . . . . . . . .
Translokation durch die Membran . . . . . . . . . . . . .
Posttranslationale Modifikation . . . . . . . . . . . . . . .
Das Ende: Degradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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XIV
6
7
Inhaltsverzeichnis
Meiose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
6.1
6.2
6.2.1
6.2.2
6.2.3
6.2.4
6.2.5
6.2.6
6.2.7
6.2.8
6.3
6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.3.4
Die Bedeutung der Meiose . . . . . . . . . . . . . . .
Die Phasen der Meiose . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leptotän der Prophase I . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zygotän der Prophase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pachytän der Prophase I . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diplotän und Diakinese der Prophase I . . . . . . .
Prometaphase I und Metaphase I . . . . . . . . . . .
Anaphase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Telophase I und Interkinese . . . . . . . . . . . . . . .
Prophase II bis Telophase II . . . . . . . . . . . . . . .
Rearrangierte Chromosomen in der Meiose .
Auswirkungen von Robertson-Translokationen
Auswirkungen von reziproken Translokationen
Auswirkungen von Inversionen . . . . . . . . . . . .
Achiasmatische Meiose . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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249
251
Formalgenetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
7.1
7.1.1
7.1.2
7.1.3
7.2
7.2.1
7.2.2
7.2.3
7.3
7.3.1
7.3.2
7.3.3
7.4
7.4.1
7.4.2
7.4.3
7.4.4
7.5
7.6
7.7
7.7.1
7.7.2
7.7.3
In der Formalgenetik wichtige Grundbegriffe
Genotyp und Phänotyp . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dominanz und Kodominanz . . . . . . . . . . . . . . .
Vereinbarungen der Schreibweise . . . . . . . . . .
Probleme bei der genetischen Analyse . . . . .
Pleiotropie und Polygenie . . . . . . . . . . . . . . . . .
Penetranz und Expressivität . . . . . . . . . . . . . . .
Umwelteinflüsse und Reaktionsnorm . . . . . . . .
Modellorganismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pisum sativum (Erbse) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zea mays (Mais) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Drosophila melanogaster (Taufliege) . . . . . . . . .
Die Mendel-Regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Die Methode Mendels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Erste Mendel-Regel (Uniformitätsregel) . . . . . .
Zweite Mendel-Regel (Spaltungsregel) . . . . . . .
Dritte Mendel-Regel (Unabhängigkeitsregel) . .
Gekoppelte Gene und Genkartierung . . . . . . .
Geschlechtsgebundene Vererbung . . . . . . . . .
Stammbaumanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Autosomal dominanter Erbgang . . . . . . . . . . . .
Autosomal rezessiver Erbgang . . . . . . . . . . . . .
X-Chromosom-gebundene Vererbung . . . . . . . .
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270
271
273
276
280
282
282
284
285
XV
Inhaltsverzeichnis
7.8
7.9
7.9.1
7.9.2
7.9.3
7.9.4
8
9
Formalgenetik bei haploiden Organismen .
Ausnahmen von den Mendel-Regeln . . . . .
Formalgenetik der Mitochondrien . . . . . . . .
Formalgenetik der Plastiden . . . . . . . . . . . . .
Maternale cytoplasmatische Effekte . . . . . . .
Genomic Imprinting . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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286
289
289
291
292
293
Geschlechtsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.6.1
8.6.2
8.7
8.8
8.9
8.10
Grundlagen der Geschlechtsbestimmung . . . . . . . . . . .
Grundlagen der genotypischen Geschlechtsbestimmung
Dosiskompensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sexuelle Differenzierung in Drosophila melanogaster . .
Sexuelle Differenzierung in Caenorhabditis elegans . . . .
Sexuelle Differenzierung in Säugetieren . . . . . . . . . . . .
Das primäre Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Die sekundäre Entwicklung (Geschlechtsdifferenzierung) .
Haplodiploidie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Geschlechtsbestimmung bei Pflanzen . . . . . . . . . . . . . .
Geschlechtsbestimmung durch Umweltfaktoren . . . . .
Endokrine Ökotoxine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
295
297
300
302
304
305
305
306
308
309
311
313
Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
9.1
9.2
9.2.1
9.2.2
9.2.3
9.3
9.3.1
9.3.2
9.3.3
9.4
9.4.1
9.4.2
9.4.3
9.5
9.6
9.7
9.7.1
Einleitung und Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Homologe Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Formaler Ablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Biochemie der homologen Rekombination . . . . . . . . . . . .
Homologe Rekombination in biologischen Prozessen . . . .
Ortsspezifische Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Formaler Ablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Biochemie von zwei konservierten Proteinfamilien . . . . .
Ortsspezifische Rekombination in biologischen Prozessen
Transposition und Retrotransposition . . . . . . . . . . . . . .
DNA-Transposons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Poly(A)-Retrotransposons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
LTR-Retrotransposons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ein „gezähmtes Transposon“ und das Immunsystem
höherer Eukaryoten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rekombination und menschliche Krankheiten . . . . . . .
Evolution durch Rekombination und Evolution
der Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Evolution durch Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
316
318
318
323
331
340
340
341
345
351
352
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359
361
362
362
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XVI
Inhaltsverzeichnis
9.7.2
9.8
Evolution der Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Anwendung der Rekombination in Forschung,
Biotechnologie und Gentherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
10 Mutation und Reparatur
10.1
10.1.1
10.1.2
10.1.3
10.2
10.2.1
10.2.2
10.3
10.3.1
10.3.2
10.3.3
10.3.4
10.3.5
10.3.6
10.3.7
10.3.8
10.4
10.4.1
10.4.2
10.4.3
10.4.4
10.4.5
10.4.6
10.4.7
10.5
...........................
Welche Mutationen gibt es? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Punktmutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chromosomenmutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Genommutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Häufigkeit und Richtung spontaner Mutationen . . . .
Spontane Mutationen sind ungerichtet . . . . . . . . . . . . . .
Häufigkeit spontaner Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ursachen für Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zerfallsreaktionen von Nucleinsäuren . . . . . . . . . . . . . . .
Einbau falscher Basen führt zu Fehlpaarungen . . . . . . . .
Reaktionen mit Nucleinsäuren – chemische Mutagenese
Basananaloga und interkalierende Substanzen . . . . . . . .
Strahleninduzierte Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Repetitive Trinucleotid-Sequenzen: Dynamische
Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mutationen durch „entsprungene Gene“ . . . . . . . . . . . .
Zielgerichtete Mutagenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reparatur von DNA-Schäden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Direkte Reparatur modifizierter Basen . . . . . . . . . . . . . .
Die Basen-Excisions-Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Die Nucleotid-Excisions-Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . .
Die Mismatch-Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reparatur durch Rekombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reparatur von Einzel- und Doppelstrangbrüchen . . . . .
SOS-Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Suppression von Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11 Kontrolle der Genexpression und Systembiologie
11.1
11.2
11.2.1
11.2.2
11.3
11.3.1
..
Ebenen der Genexpressionskontrolle . . . . . . . . . . . . .
Genomstruktur und Genexpression . . . . . . . . . . . . . .
Regulation der Genexpression über die Genomstruktur
in Bakterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regulation der Genexpression über die Genomstruktur
in Eukaryoten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transkriptionskontrolle in Prokaryoten . . . . . . . . . .
Alternative Sigmafaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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370
370
370
373
379
382
383
385
387
387
389
391
394
396
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398
400
401
404
405
407
409
412
414
414
415
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. . 429
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XVII
Inhaltsverzeichnis
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
11.4.7
11.5
11.5.1
11.5.2
11.5.3
11.5.4
11.5.5
11.5.6
11.5.7
11.5.8
11.5.9
11.6
11.6.1
11.6.2
11.6.3
11.6.4
11.6.5
11.7
11.8
11.8.1
11.8.2
11.8.3
11.8.4
11.8.5
11.8.6
Zweikomponenten-Regulationssysteme . . . . . . . . . . .
Repressoren und Aktivatoren – negative und positive
Kontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regulation des lac-Operons durch den Lac-Repressor
und den Crp-Aktivator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Komplexe Regulation der Stationärphase und
generellen Stressantwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transkriptionskontrolle in Eukaryoten . . . . . . . . . .
Chromatinstruktur und Genregulation . . . . . . . . . . . .
Promotorelemente und Transkriptionsfaktoren . . . . .
Häufige Regulatoren proximaler Promotorelemente . .
Spezialisierte Transkriptionsregulatoren und ihre
Promotorelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enhancer und Silencer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kopplung von Transkription und RNA-Prozessierung
Methylierung und Epigenetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Signaltransduktion in Eukaryoten . . . . . . . . . . . . . .
Prinzipien der Signaltransduktion . . . . . . . . . . . . . . . .
Sieben-Transmembranhelix-(7TM-)Rezeptoren und
G-Protein-vermittelte Signalwege . . . . . . . . . . . . . . .
Intrazelluläre Signalsubstanzen – Second Messenger
Signaltransduktion durch pflanzliche Hormone . . . . .
Signalwege über Serin/Threonin-spezifische
Proteinkinasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cytokinrezeptoren und der JAK-STAT-Signalweg . . .
Wachstumsfaktoren und Rezeptor-Tyrosinkinase . . .
Von der Membran über Ras und MAP-Kinaseweg
in den Zellkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Toll-like-Rezeptoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Posttranskriptionelle Kontrolle der Genexpression
Alternatives Spleißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
MicroRNAs und RNAi in Eukaryoten . . . . . . . . . . . . . .
RNA-abhängige Regulation in Bakterien . . . . . . . . . . .
Regulierte RNA-Stabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gesteuerte mRNA-Lokalisation und Translation . . . .
Translationskontrolle in Eukaryoten . . . . . . . . . . . .
Systembiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Systembiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Genome und Genomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transkriptom und Transkriptomics . . . . . . . . . . . . . . .
Proteom, Proteomics und Interactomics . . . . . . . . . . .
Metabolom und Fluxom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bioinformatische Modellbildung . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 430
. . . 431
. . . 432
.
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433
436
438
438
439
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440
442
444
445
446
446
. . . 449
. . . 450
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. . . 452
. . . 454
. . . 454
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455
456
458
458
460
462
465
465
466
469
470
471
472
472
473
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XVIII
Inhaltsverzeichnis
12 Methoden der Molekularbiologie
12.1
12.1.1
12.1.2
12.1.3
12.2
12.2.1
12.2.2
12.2.3
12.2.4
12.2.5
12.2.6
12.2.7
12.2.8
12.2.9
12.2.10
12.2.11
12.2.12
12.2.13
12.2.14
12.2.15
12.2.16
12.3
12.3.1
12.3.2
12.3.3
12.3.4
12.3.5
12.3.6
12.4
....................
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Entwicklung der Molekularbiologie . . . . . . . . . . . . . . . . .
Molekularbiologisches Arbeiten heute . . . . . . . . . . . . . . .
Sicherheit und gesetzliche Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . .
In-vitro–Methoden der Molekularbiologie . . . . . . . . . .
Reinigung von Nucleinsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gelelektrophorese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einsatz von Restriktionsendonucleasen . . . . . . . . . . . . . .
Ligation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Polymerasekettenreaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sequenzierungsmethoden und Genomsequenzierung . . . .
Reverse Transkription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hybridisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mikroarray-Analysen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Genom-, cDNA- und Umwelt-DNA-Bibliotheken . . . . . . .
In-vitro-Transkription und In-vitro-Translation . . . . . . . .
In-vitro-Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chemische DNA-Synthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Molekulare Marker (für die Züchtung und in der Medizin)
Genetisches Screening und Genetischer Fingerabdruck . .
Analyse von Populationsstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . .
In-vivo-Methoden der Molekularbiologie . . . . . . . . . . .
Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regeneration vielzelliger Organismen . . . . . . . . . . . . . . . .
Heterologe Produktion von Proteinen . . . . . . . . . . . . . . . .
Expressionsanalysen mittels GFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Analyse von Protein-Protein-Wechselwirkung . . . . . . . . .
Deletion von Genen und konditionale Depletion
von Proteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
In-silico-Methoden der Molekularbiologie . . . . . . . . . .
13 Anhang
476
476
476
477
478
479
480
481
482
483
484
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492
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500
503
505
505
509
510
510
512
513
516
Bildquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
aus: Munk, Genetik (ISBN 9783131448712), © 2010 Georg Thieme Verlag KG