Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis
Vorworte
1.
» 1.1.
1.2.
Die Genetik und ihre Teildisziplinen
Genetische Teildisziplinen
Die weitgehende Austauschbarkeit genetischer Objekte
6
.
.
IS
16
17
2.
2.1.
2.2.
Erbträger der Pro- und Eukaryoten
Erbträger der Prokaryoten
Erbträger der Eukaryoten
19
20
24
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Struktur und Replikation des genetischen Materials . . . .
Nucleinsäuren - Träger der genetischen Information . . .
Struktur der Nucleinsäuren
Prinzip der Replikation der Nucleinsäuren
Enzymatik der DNA-Replikation bei Prokaryoten . . . .
Wirtskontrollierte Modifikation, Restriktion und Restrik­
tionsenzyme
Prinzip der Realisierung der genetischen Information . . .
Phagen und Viren mit R N A als Informationsträger . . . .
Viroide —nackte RNA-Moleküle als subvirale Pathogene . .
Phagen und Viren mit D N A als Informationsträger
. . .
Doppelsträngige D N A als Träger der genetischen Informa­
tion bei Bakterien
DNA der Eukaryotenchromosomen
Plastiden-DNA und Mitochondrien-DNA als Träger der extranucleären genetischen Information
42
42
45
52
55
4.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
Reparatur von DNA-Schäden
Übersicht über Mechanismen der DNA-Reparatur . . . .
DNA-Schadenstypen
Photoreaktivierung
Excisionsreparatur
.
Postreplikationsreparatur
1
Reparatur, Mutagenese und Krebs
. .
91
91
92
93
95
99
103
5.
5.1.
Mutationen I: Genmutationen
Direkte und indirekte Mutagenese
106
106
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
3.12.
http://d-nb.info/861218612
56
61
62
68
70
80
83
88
10
Inhaltsverzeichnis
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
Zufälligkeit und ungerichteter Charakter der Genmutationen
Verschiedene Typen von Genmutationen
Von prämutativen Situationen zu fixierten Mutationen
. .
Isolierung von Mutanten und Ermittlung der Mutationsraten
Vergleich von Mutationsraten
107
109
6.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
Mutationen II
Chromosomenmutationen .
Genommutationen
Extranucleäre Mutationen
Wege und Ziele der Mutagenitätstestung
134
134
156
169
172
7.
Übertragung und Rekombination der Erbanlagen bei Proka­
ryoten
Rekombinationsarten in Prokaryoten, Phagen und Viren . .
Rekombination bei Phagen und Viren
Übertragung und Rekombination der Erbanlagen bei Bakte­
rien
'
Rekombination von IS-Elementen und Transposons
. . .
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
8.
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
8.6.
8.7.
8.8.
8.9.
8.10.
9.
Übertragung und Rekombination nucleärer Erbanlagen bei
Eukaryoten
Regelmäßiger Wechsel von Haplophase und Diplophase und
genetische Folgen der Meiose
Interchromosomale Rekombination bei Haplonten . . . .
Interchromosomale Rekombination bei Diplonten . . . .
Zusammenhang zwischen Genverteilung und Chromosomenverteilung - „Chromosomentheorie"
Geschlechtschromosomen-gebundene Vererbung als Beweis
für die Chromosomentheorie
Intrachromosomale Rekombination bei Haplonten . . . .
Intrachromosomale Rekombination bei Diplonten . . . .
Cytologische Basis und genetische Kontrolle des Crossingover
Molekulare Mechanismen der Rekombination
Nichtreziproke Rekombination - Gen-Konversion . . . .
9.1.
9.2.
Übertragung und Rekombination extranucleärer Erbanlagen
bei Eukaryoten - plasmatische Vererbung
Piastidenvererbung
Mitochondrienvererbung
10.
10.1.
10.2.
10.3.
Zellbiologische Manipulationen an Eukaryoten
Künstliche Besamung (Artifizielle Insemination)
Embryo-Transfer („Ei-Transplantation")
In-vitro-Befruchtung bei Tier und Mensch
.
. .
.
112
124
130
180
181
182
192
212
215
215
217
221
230
231
238
259
269
272
275
279
280
292
302
302
302
304
Inhaltsverzeichnis
10.4.
10.5.
10.6.
10.7.
11
Kerntransplantation
Blastomerenmischung und Zelltransplantation
Fusion somatischer tierischer und menschlicher Zellen
. .
Fusion somatischer pflanzlicher Zellen und ihre Regeneration
zu somatischen Bastardpflanzen'
10.8.
Transformation eukaryotischer Zellen durch reine eukaryotische D N A
10.9.
Prokaryotische D N A in Eukaryotenzellen
10.10. Inkorporation einzelner Chromosomen in Eukaryotenzellen .
10.11. - Transduktionsähr.liche Übertragung von Erbanlagen in eukaryotische Zellen
304
307
309
11.
11.1.
11.2.
Methoden und Ziele der Gentechnik
Verfahren der Gentechnik
Ziele der Gentechnik
321
321
328
12.
12.1.
12.2.
Realisierung der genetischen Information
Transcription
Translation
13.
Genetischer Code und molekulare Folgen von Punktmutatio­
nen
»
Genetischer Code
Gen-Polypeptid-Beziehungen und ihre Veränderung durch
Mutationen („Vorwärtsmutationen")
Stille Mutationen
Sinnmutationen
Fehlsinnmutationen
Nichtsinnmutationen
Rasterverschiebungsmutationen
Restaurierende und Suppressormutationen
13.1.
13.2.
13.3.
13.4.
13.5.
13.6.
13.7.
13.8.
14.
14.1.
14.2.
14.3.
.'
314
317
318
319
319
333
334
340
360
360
365
367
369
370
371
371
372
14.4.
14.5.
14.6.
Feinstruktur des Gens
Gen (Cistron), Muton, Recon
Feinstruktur prokaryotischer Gene
Überlappung und Doppelnutzung prokaryotischer Gen­
sequenzen
»
Feinstruktur eukaryotischer Gene
Genstruktur von Viren eukaryotischer Organismen . . . .
Definition des Gens
390
391
401
402
15.
15.1.
15.2.
15.3.
15.4.
Regulation der Genaktivität bei Prokaryoten
Operon-Modell
Attenuation
Tryptophan-Operon als Beispiel für Enzymrepression . . .
Lactose-Operon als Beispiel für Enzyminduktion . . . .
405
406
410
411
414
375
375
383
12
Inhaltsverzeichnis
15.5.
Positive Kontrolle der Transcription am Beispiel des lac-Operons und des ara-Operons
Auswirkungen von Mutationen auf die Funktion des Operons
Regulon-Modell
15.6.
15.7.
16.
16.1.
.16.2.
16.3.
16.4.
16.5.
16.6.
16.7.
16.8.
17.
Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten
Aufbau des Chromatins
Ebenen der Kontrolle der Genaktivität bei Eukaryoten
. .
Regulation der Aktivität einzelner Gene und Gengruppen
.
Regulation durch Inaktivierung (fakultative Heterochromatisierung) von Chromosomenabschnitten oder ganzen Chromo­
somen
Regulation der Genaktivität auf der Ebene der Replikation
Translationskontrolle . •
Genfusion als Mittel der Genreifung — Bildung der Immunglobulingene
Genetische Basis und Mechanismen der Differenzierungspro­
zesse bei Vielzellern
17.6.
Wechselwirkungssysteme bei den Prozessen der Merkmalsaus­
bildung
„
Zusammenwirken zwischen verschiedenen Allelen eines Gens
Beziehungen zwischen verschiedenen Genen innerhalb des
Genotypus (Gen-Interaktionen)
Beziehungen zwischen Genotypus und Plasmotypus
. .
Zusammenwirken von Erbanlagen und Umwelt
Systeme der Geschlechtsbestimmung als Beispiele für Inter­
aktionen zwischen Erbanlagen, inneren und äußeren Bedin­
gungen
Allgemeine Beziehungen zwischen Erbanlage und Merkmal .
18.
18.1.
18.2.
18.3.
18.4.
18.5.
18.6.
18.7.
18.8.
Populationsgenetik
Merkmale und Methoden der Populationsgenetik
Genetische Struktur von Populationen
Evolutionsfaktoren
Mutabilität
Selektion und Adaptation
Migration, Meiotic Drive und Genetische Drift
Genetische Bürde
Rassen-und Artbildung
19.
Anwendung genetischer Erkenntnisse in der Landwirtschaft,
Medizin und Industrie
Landwirtschaft
Medizin
17.1.
17.2.
17.3.
17.4.
17.5.
19.1.
19.2.
. . . .
417
419
421
423
424
428
429
433
436
437
439
445
451
452
455
459
462
467
474
481
481
482
487
490
493
498
503
504
505
505
510
Inhaltsverzeichnis
19.3.
Industrie
13
512
Zeittafel
515
Literatur
520
Ergänzende Literatur
525
Sachregister
526