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Beckers
Welt der Zelle
kompakt
Jeff Hardin
Gregory Bertoni
Lewis J. Kleinsmith
Deutsche Bearbeitung von Wolf-Michael Weber
Beckers Welt der Zelle - kompakt - PDF
Inhaltsverzeichnis
Beckers Welt der Zelle - kompakt
Titelei
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Vorwort zur deutschen Kompaktausgabe XXVII
Kapitel 1 Die Chemie der Zelle 1
1.1 Die Bedeutung des Kohlenstoffs 3
1.1.1 Kohlenstoffhaltige Moleküle sind stabil 4
1.1.2 Kohlenstoffhaltige Moleküle sind vielfältig 5
1.1.3 Kohlenstoffhaltige Moleküle können Stereoisomere bilden 6
1.2 Die Bedeutung von Wasser 7
1.2.1 Wassermoleküle sind polar 8
1.2.2 Wassermoleküle sind kohäsiv 8
1.2.3 Wasser besitzt eine starke temperaturstabilisierende Fähigkeit 9
1.2.4 Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel 9
1.3 Die Bedeutung der selektiven Permeabilität von Membranen 11
1.3.1 Eine Membran ist eine Lipiddoppelschicht, in die Proteine eingebettet sind
12
1.3.2 Membranen sind selektiv permeabel 13
1.4 Die Bedeutung der Synthese durch Polymerisation 13
1.4.1 Makromoleküle sind für Form und Funktion lebender Systeme von
maßgeblicher Bedeutung 14
1.4.2 Zellen enthalten verschiedene Arten von Makromolekülen 15
1.4.3 Makromoleküle werden schrittweise durch Polymerisation von Monomeren
synthetisiert 16
1.5 Die Bedeutung der Selbstorganisation 17
1.5.1 Viele Proteine setzen sich selbst zusammen 18
1.5.2 Nicht-kovalente Bindungen und Wechselwirkungen sind wichtig für die
Faltung von Makromolekülen 19
1.5.3 Selbstorganisation findet auch in anderen Zellstrukturen statt 20
1.5.4 Grenzen der Selbstorganisation 21
1.5.5 Der hierarchische Zusammenbau bringt der Zelle Vorteile 21
Kapitel 2 Die Makromoleküle der Zelle 23
2.1 Proteine 24
2.1.1 Die Monomere der Proteine sind Aminosäuren 24
2.1.2 Die Polymere sind Polypeptide und Proteine 28
2.1.3 Mehrere Arten von Bindungen und Wechselwirkungen sind für Faltung und
Stabilität von Proteinen von Bedeutung 29
2.1.4 Die Proteinstruktur hängt von der Aminosäuresequenz und verschiedenen
Wechselwirkungen ab 31
2.2 Nucleinsäuren 40
2.2.1 Nucleotide sind die Monomere 40
2.2.2 DNA und RNA sind die Polymere 42
2.2.3 Ein DNA-Molekül ist eine Doppelstrang-Helix 44
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2.3 Polysaccharide 45
2.3.1 Monosaccharide sind die Monomere 46
2.3.2 Speicher- und Strukturpolysaccharide sind die Polysaccharide 49
2.3.3 Die Struktur des Polysaccharids hängt von den jeweiligen glykosidischen
Bindungen ab 50
2.4 Lipide 51
2.4.1 Fettsäuren sind die Bausteine der verschiedenen Klassen von Lipiden 51
2.4.2 Die Triacylglycerine sind Speicherlipide 52
2.4.3 Phospholipide sind wichtig für die Membranstruktur 53
2.4.4 Glykolipide sind spezialisierte Membranbestandteile 54
2.4.5 Terpene werden aus Isopren gebildet 55
Kapitel 3 Zellen und Organellen 57
3.1 Alle Organismen sind Bakterien, Archaea oder Eukaryoten 58
3.2 Grenzen der Zellgröße 59
3.3 Eukaryotische Zellen nutzen Organellen zur Kompartimentierung zellulärer
Funktionen 60
3.4 Bakterien, Archaea und Eukaryoten unterscheiden sich in vielen Aspekten 61
3.5 Die Zellspezialisierung beweist die Einheit und die Vielfalt in der Biologie
64
Kapitel 4 Bioenergetik: Der Energiefluss in der Zelle 67
4.1 Die Bedeutung der Energie 68
4.1.1 Zellen benötigen Energie für sechs verschiedene Arten der Veränderung
68
4.1.2 Organismen erhalten ihre Energie entweder durch Sonnenlicht oder durch
Oxidation chemischer Verbindungen 70
4.1.3 Energie fließt unablässig durch die Biosphäre 70
4.1.4 Der Energiefluss durch die Biosphäre wird vom Fluss der Materie begleitet
72
4.2 Leben und das Fließgleichgewicht: Reaktionen, die zum Gleichgewicht
fortschreiten, ohne jemals dort anzukommen 73
Kapitel 5 Enzyme: Katalysatoren des Lebens 75
5.1 Aktivierungsenergie und der metastabile Zustand 76
5.1.1 Bevor eine chemische Reaktion ablaufen kann, muss die Grenze der
Aktivierungsenergie überwunden werden 76
5.1.2 Der metastabile Zustand ist eine Folge der Aktivierungsgrenze 77
5.1.3 Katalysatoren überwinden die Aktivierungsenergiegrenze 78
5.2 Enzyme als biologische Katalysatoren 79
5.2.1 Die meisten Enzyme sind Proteine 79
5.2.2 Substratbindung, Aktivierung und Katalyse laufen am aktiven Zentrum ab 84
5.3 Enzymregulierung 86
5.3.1 Allosterische Enzyme werden von anderen Molekülen als Reaktanten und
Produkten reguliert 87
5.3.2 Allosterische Enzyme zeichnen sich durch kooperative Wechselwirkungen
zwischen Untereinheiten aus 90
5.3.3 Enzyme können auch durch Anfügen oder Entfernen chemischer Gruppen
reguliert werden 90
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Kapitel 6 Membranen: Struktur, Funktion und Chemie 93
6.1 Die Funktion von Membranen 94
6.1.1 Membranen definieren Grenzen und dienen als Permeabilitätsbarriere 94
6.1.2 Membranen tragen spezifische Proteine und erfüllen daher spezifische
Funktionen 95
6.1.3 Membranproteine regulieren den Transport löslicher Substanzen 95
6.1.4 Membranproteine nehmen elektrische und chemische Signale auf und
übertragen diese 95
6.1.5 Membranproteine vermitteln Zelladhäsion und Zell-Zell- Kommunikation 96
6.2 Membranlipide: Der „flüssige“ Teil des Modells 96
6.2.1 Membranen enthalten mehrere wichtige Lipidklassen 96
6.2.2 Fettsäuren sind essenziell für Struktur und Funktion der Membran 99
6.2.3 Membranasymmetrie: die meisten Lipide sind ungleich in den Monoschichten
verteilt 101
6.2.4 Die Lipiddoppelschicht ist flüssig 102
6.2.5 Membranen arbeiten nur im flüssigen Zustand optimal 102
6.2.6 Die meisten Organismen können die Membranfluidität regulieren 105
6.2.7 Lipidflöße sind spezialisierte Regionen von Membranlipiden, die an der
Signaltransduktion mitwirken 106
6.3 Membranproteine: Der „Mosaikteil“ des Modells 107
6.3.1 Die Membran besteht aus einem Mosaik aus Proteinen: Beweis durch
Gefrierbruchmikroskopie 107
6.3.2 Membranen enthalten integrale, periphere und lipidverankerte Proteine 108
6.3.3 Die Aufklärung der dreidimensionalen Struktur von Membranproteinen wird
zunehmend einfacher 112
6.3.4 Der große Beitrag der Molekularbiologie zum Verständnis der
Membranproteine 113
6.3.5 Membranproteine üben eine Vielzahl von Funktionen aus 114
6.3.6 Membranproteine sind asymmetrisch über die Lipiddoppelschicht verteilt
115
6.3.7 Viele Membranproteine sind glykosyliert 116
6.3.8 Membranproteine unterscheiden sich in ihrer Beweglichkeit 119
Kapitel 7 Transport durch Membranen: Überwindung der Permeabilitätsbarriere
121
7.1 Zellen und Transportvorgänge 122
7.1.1 Gelöste Substanzen passieren Membranen durch einfache Diffusion,
erleichterte Diffusion und aktiven Transport 124
7.1.2 Die Bewegung eines gelösten Stoffs durch eine Membran in Abhängigkeit
vom Konzentrationsgradienten oder vom elektrochemischen Potenzial 124
7.1.3 Transportmechanismen am Beispiel der Plasmamembran des Erythrocyten 125
7.2 Die einfache Diffusion: Die einfache Bewegung entlang eines Gradienten 125
7.2.1 Diffusion bewegt gelöste Stoffe immer in Richtung eines Gleichgewichts
126
7.2.2 Osmose ist die Diffusion von Wasser durch eine selektiv permeable Membran
127
7.2.3 Die einfache Diffusion ist auf kleine nicht-polare Moleküle begrenzt 127
7.2.4 Die Geschwindigkeit der einfachen Diffusion ist direkt proportional zum
Konzentrationsgradienten 129
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7.3 Die erleichterte Diffusion: Die proteinvermittelte Bewegung entlang des
Gradienten 130
7.3.1 Carrierproteine und Kanalproteine erleichtern durch verschiedene
Mechanismen die Diffusion 130
7.3.2 Carrierproteine wechseln zwischen zwei Konformationszuständen 131
7.3.3 Carrierproteine sind im Hinblick auf Spezifität und Kinetik den Enzymen
ähnlich 131
7.3.4 Carrierproteine transportieren entweder eine oder mehrere gelöste
Substanzen 132
7.3.5 Der Glucosetransporter und der Anionenaustauscher des Erythrocyten als
Beispiele für Carrierproteine 133
7.3.6 Kanalproteine erleichtern die Diffusion durch Bildung hydrophiler
Transmembrankanäle 135
7.4 Aktiver Transport: der proteinvermittelte „Bergauf“-Transport 137
7.4.1 Die Kopplung des aktiven Transports an eine Energiequelle kann direkt oder
indirekt sein 138
7.4.2 Der direkt aktive Transport hängt von vier Typen von Transport- ATPasen
ab 139
7.4.3 Der indirekt aktive Transport wird von Ionengradienten angetrieben 141
7.5 Beispiele für aktiven Transport 142
7.5.1 Der primär aktive Transport: Die Na+/K+-Pumpe hält den elektrochemischen
Ionengradienten aufrecht 143
7.5.2 Sekundär aktiver Transport: Natriumsymport als Antrieb der
Glucoseaufnahme 145
7.5.3 Bacteriorhodopsin als Protonenpumpe nutzt Lichtenergie für den
Protonentransport 146
Kapitel 8 Chemotropher Energiemetabolismus: Glykolyse und Fermentation 149
8.1 Metabolische Wege 150
8.2 ATP: Der universale Energiekoppler 151
8.2.1 ATP enthält zwei energiereiche Phosphoanhydridbindungen 151
8.2.2 Die ATP-Hydrolyse ist auf Grund der Ladungsabstoßung und der
Resonanzstabilisierung stark exergonisch 152
8.2.3 ATP ist ein wichtiges Zwischenprodukt des zellulären Energiemetabolismus
154
8.3 Chemotropher Energiemetabolismus 155
8.3.1 Biologische Oxidationen laufen im Allgemeinen durch Abgabe von Elektronen
und Protonen ab und sind stark exergonisch 155
8.3.2 Coenzyme wie NAD+ dienen bei biologischen Oxidationen als
Elektronenakzeptoren 156
8.3.3 Die meisten Chemotrophen decken ihre Energiebedürfnisse durch Oxidation
organischer Nährstoffmoleküle 157
8.3.4 Glucose ist eines der wichtigsten oxidierbaren Substrate des
Energiemetabolismus 157
8.3.5 Die Oxidation von Glucose ist stark exergonisch 158
8.3.6 Beim Katabolismus von Glucose wird in Anwesenheit von Sauerstoff
wesentlich mehr Energie freigesetzt als ohne Sauerstoff 158
8.3.7 Entsprechend ihres Sauerstoffbedarfs teilt man die Organismen in aerobe,
anaerobe und fakultative Organismen ein 158
8.4 Glykolyse und Fermentation: ATP-Bildung ohne Sauerstoff 159
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8.4.1 Die Glykolyse erzeugt ATP durch Katabolisierung von Glucose zu Pyruvat 159
8.4.2 Das weitere Schicksal von Pyruvat hängt von der Verfügbarkeit von
Sauerstoff ab 164
8.4.3 Ohne Sauerstoff durchläuft Pyruvat eine Fermentation zur Wiedergewinnung
von NAD+ 165
8.4.4 Fermentation verwertet nur einen Bruchteil der freien Energie der Glucose,
speichert diese Energie aber effizient als ATP 166
8.5 Gluconeogenese 167
8.6 Die Regulation der Glykolyse und der Gluconeogenese 169
8.6.1 Schlüsselenzyme der Glykolyse und der Gluconeogenese sind von der
allosterischen Regulation abhängig 169
8.6.2 Fructose-2,6-Bisphosphat ist ein wichtiger Regulator der Glykolyse und der
Gluconeogenese 171
Kapitel 9 Chemotropher Energiemetabolismus: aerobe Atmung 173
9.1 Zellatmung: Maximierung der ATP-Erträge 174
9.1.1 Aerobe Atmung erzeugt mehr Energie als Gärung 175
9.1.2 Zur aeroben Atmung gehören Glykolyse, Pyruvatoxidation, der TCA-Zyklus,
Elektronentransport und ATP-Synthese 176
9.2 Das Mitochondrium: Mittelpunkt der Handlung 176
9.2.1 Mitochondrien kommen dort vor, wo viel ATP gebraucht wird 177
9.2.2 Sind Mitochondrien untereinander verbundene Netzwerke oder einzelne
Organellen? 177
9.2.3 Die äußere und die innere Membran eines Mitochondriums definieren zwei
getrennte Kompartimente und drei Regionen 178
9.2.4 Das Mitochondrium führt seine Aufgaben an spezifischen Membranen oder in
spezifischen Kompartimenten durch 180
9.2.5 Bei Bakterien sind die Funktionen der Zellatmung in der Plasmamembran und
im Cytoplasma lokalisiert 181
9.3 Der Tricarbonsäurezyklus: Die zyklische Oxidation 181
9.3.1 Durch oxidative Decarboxylierung wird Pyruvat in Acetylcoenzym A
umgewandelt 182
9.3.2 Der TCA-Zyklus beginnt mit dem Eintritt von Acetat als Acetyl-CoA 183
9.3.3 Durch zwei oxidative Decarboxylierungen entsteht NADH und CO2 wird
freigesetzt 183
9.3.4 Die direkte Bildung von GTP (oder ATP) erfolgt in einem Schritt des
TCA-Zyklus 185
9.3.5 Die letzten oxidativen Reaktionen des TCA-Zyklus führen zur Bildung von
FADH2 und NADH 185
9.3.6 Zusammenfassung: Die Produkte des TCA-Zyklus sind CO2, ATP, NADH und FADH2
186
9.3.7 Mehrere TCA-Enzyme unterliegen der allosterischen Regulation 187
9.3.8 Der TCA-Zyklus spielt auch beim Katabolismus der Fette und Proteine eine
wichtige Rolle 189
9.3.9 Der TCA-Zyklus bildet Vorläufer für anabolische Stoffwechselwege 192
9.3.10 Der Glyoxylat-Kreislauf wandelt Acetyl-CoA in Kohlenhydrate um 192
9.4 Elektronentransport: Elektronenfluss von Coenzymen zum Sauerstoff 192
9.4.1 Das Elektronentransportsystem überträgt Elektronen von reduzierten
Coenzymen zum Sauerstoff 193
9.4.2 Das Elektronentransportsystem besteht aus fünf Arten von Überträgern
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193
9.4.3 Die Elektronenüberträger arbeiten in einer Sequenz, die durch ihre
Reduktionspotenziale bestimmt wird 195
9.4.4 Die meisten Elektronenüberträger gehören vier großen Atmungskomplexen
an 196
9.5 Der elektrochemische Protonengradient: Schlüssel der Energiekopplung 197
9.5.1 Elektronentransport und ATP-Synthese sind gekoppelte Reaktionen 198
9.5.2 Die Oxidation von Coenzymen pumpt genügend Protonen zur Bildung von drei
ATP pro NADH und zwei ATP pro FADH2 199
9.6 ATP-Synthese: Wir setzen alle Puzzleteile zusammen 200
9.6.1 F1-Partikel besitzen ATP-Syntheseaktivität 200
9.6.2 Der FoF1-Komplex: Die Protonentranslokation durch Fo treibt die
ATP-Synthese durch F1 an 201
9.6.3 Die physikalische Rotation der g-Untereinheit vermittelt die ATP-Synthese
durch FoF1 202
9.6.4 Das chemiosmotische Modell läuft über dynamischen transmembranen
Protonentransport ab 205
9.7 Die aerobe Atmung: Zusammenfassung 206
9.7.1 Der maximale ATP-Ertrag der aeroben Atmung liegt bei 38 ATP pro Molekül
Glucose 207
9.7.2 Die aerobe Atmung ist ein höchst effizienter Vorgang 210
Kapitel 10 Phototropher Energiemetabolismus: Photosynthese 211
10.1 Ein Überblick über die Photosynthese 212
10.1.1 Energietransduktionsreaktionen wandeln Sonnenenergie in chemische Energie
um 214
10.1.2 Kohlenstoffassimilierungsreaktionen fixieren Kohlenstoff durch Reduktion
von Kohlendioxid 214
10.1.3 Der Chloroplast ist das photosynthetische Organell der eukaryotischen
Zellen 215
10.1.4 Chloroplasten bestehen aus drei Membransystemen 215
10.2 Photosynthetische Energietransduktion I: Lichtabsorption 216
10.2.1 Chlorophyll ist die wichtigste Verbindung zwischen der Sonnenenergie und
dem Leben auf der Erde 217
10.2.2 Akzessorische Pigmente steigern die Absorption von Sonnenlicht 218
10.2.3 Licht absorbierende Moleküle sind in Fotosystemen und
Lichtabsorptionskomplexen organisiert 219
10.2.4 Oxygene Phototrophe haben zwei Arten von Fotosystemen 220
10.3 Photosynthetische Energietransduktion II: NADPH-Synthese 220
10.3.1 Das Fotosystem II überträgt Elektronen von Wasser zu einem Plastochinon
221
10.3.2 Der Cytochrom-b6 /f-Komplex überträgt Elektronen von einem Plastochinol
zum Plastocyanin 223
10.3.3 Das Fotosystem I überträgt Elektronen vom Plastocyanin zum Ferredoxin
224
10.3.4 Ferredoxin-NADP+-Reduktase katalysiert die Reduktion von NADP+ 225
10.4 Photosynthetische Energietransduktion III: ATP-Synthese 226
10.4.1 Der ATP-Synthasekomplex koppelt den Transport von Protonen durch die
Thylakoidmembran an die ATP-Synthese 226
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10.4.2 Durch zyklische Photophosphorylierung kann eine photosynthetische Zelle
NADPH-Synthese und ATP-Synthese im Gleichgewicht halten 227
10.5 Photosynthetische Kohlenstoffassimilierung I: der Calvin-Zyklus 228
10.5.1 Kohlendioxid tritt durch Carboxylierung von Ribulose-1,5- Bisphosphat in
den Calvin-Zyklus ein 229
10.5.2 3-Phosphoglycerat wird zu Glycerinaldehyd-3-Phosphat reduziert 230
10.5.3 Die Bildung von Ribulose-1,5-Bisphosphat ermöglicht kontinuierliche
Kohlenstoffassimilierung 231
10.5.4 Der vollständige Calvin-Zyklus und dessen Zusammenhang mit der
photosynthetischen Energietransduktion 231
10.6 Die Regulation des Calvin-Zyklus 232
10.6.1 Der Calvin-Zyklus wird stark reguliert, um maximale Effizienz zu
garantieren 232
10.6.2 Die Rubiscoaktivase reguliert die Kohlenstofffixierung durch Rubisco 233
10.7 Photosynthetische Kohlenstoffassimilierung II: Kohlenhydratsynthese 234
10.7.1 Glucose-1-Phosphat wird aus Triosephosphaten synthetisiert 234
10.7.2 Die Biosynthese von Saccharose läuft im Cytosol ab 235
10.7.3 Die Biosynthese von Stärke läuft im Chloroplastenstroma ab 236
10.7.4 Die Photosynthese bildet auch reduzierten Stickstoff und
Schwefelverbindungen 236
10.8 Die Oxygenaseaktivität von Rubisco mindert die Effizienz der Photosynthese
236
10.8.1 Der Glykolatstoffwechselweg bringt reduzierten Kohlenstoff aus
Phosphoglykolat wieder in den Calvin-Zyklus 237
10.8.2 C4-Pflanzen minimieren die Photorespiration, indem sie Rubisco auf Zellen
mit hohen CO2-Konzentrationen beschränken 239
10.8.3 CAM-Pflanzen verringern Photorespiration und Wasserverlust, indem sie
ihre Stomata nur in der Nacht öffnen 242
Kapitel 11 Das Endomembransystem und Peroxisomen 245
11.1 Das endoplasmatische Reticulum 246
11.1.1 Die beiden Grundformen des endoplasmatischen Reticulums unterscheiden
sich in Struktur und Funktion 247
11.1.2 Das raue ER wirkt an der Biosynthese und der Prozessierung von Proteinen
mit 248
11.1.3 Das glatte ER ist an der Detoxifikation, dem Kohlenhydratmetabolis- mus,
der Calciumspeicherung und der Steroidbiosynthese beteiligt 248
11.1.4 Das ER spielt eine zentrale Rolle bei der Biosynthese von Membranen 250
11.2 Der Golgi-Komplex 251
11.2.1 Der Golgi-Komplex besteht aus einer Reihe membranumhüllter Zisternen 251
11.2.2 Zwei Modelle beschreiben den Weg von Lipiden und Proteinen durch den
Golgi-Komplex 252
11.3 Die Aufgaben des ER und des Golgi-Komplexes bei der Proteinglykosylierung
253
11.3.1 Die initiale Glykosylierung findet im ER statt 253
11.3.2 Die weitere Glykosylierung erfolgt im Golgi-Komplex 255
11.4 Die Aufgaben des ER und des Golgi-Komplexes beim Proteintransport 255
11.4.1 ER-spezifische Proteine enthalten Markierungen zum Zurückhalten und
Wiederauffinden 256
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11.4.2 Die Proteine des Golgi-Komplexes können entsprechend der Länge ihrer
Transmembrandomänen sortiert werden 257
11.4.3 Der gezielte Transport löslicher lysosomaler Proteine zu Endo- somen und
Lysosomen als Modell der Proteinsortierung im TGN 258
11.4.4 Sekretorische Stoffwechselwege transportieren Moleküle aus der Zelle 259
11.5 Exocytose und Endocytose: Der Materialtransport durch die Plasmamembran 261
11.5.1 Durch Exocytose werden intrazelluläre Moleküle in den Extrazellularraum
abgegeben 261
11.5.2 Durch Endocytose werden extrazelluläre Moleküle importiert, indem sich
Vesikel von der Plasmamembran abschnüren 262
11.6 Coated Vesikel bei zellulären Transportvorgängen 266
11.6.1 Clathrin-Coated Vesikel sind von Gittern aus Clathrin und Adaptorprotein
umgeben 266
11.6.2 Der Zusammenbau von Clathrinhüllen fördert die Bildung von Vesikeln aus
der Plasmamembran und dem TGN 268
11.6.3 COPI- und COPII-Coated Vesikel pendeln zwischen dem ER und dem
Golgi-Komplex 268
11.6.4 SNARE-Proteine vermitteln die Verschmelzung zwischen Vesikeln und
Zielmembranen 269
11.7 Lysosomen und zellulärer Verdauung 271
11.7.1 Lysosomen trennen Verdauungsenzyme vom Rest der Zelle 271
11.7.2 Lysosomen entwickeln sich aus Endosomen 271
11.7.3 Lysosomale Enzyme sind für verschiedene Abbauvorgänge von Bedeutung 272
11.8 Peroxisomen 274
11.8.1 Die meisten Funktionen der Peroxisomen sind mit dem
Wasserstoffperoxid-Metabolismus verknüpft 274
11.8.2 Pflanzenzellen enthalten Peroxisomen, die nicht in tierischen Zellen
vorkommen 276
Kapitel 12 Signaltransduktionsmechanismen I: elektrische und synaptische Signale
in Neuronen 277
12.1 Neuronen 278
12.1.1 Neuronen eignen sich besonders gut für die Übertragung elektrischer
Signale 278
12.2 Das Membranpotenzial 280
12.2.1 Das Ruhemembranpotenzial hängt von den unterschiedlichen
Ionenkonzentrationen innerhalb und außerhalb des Neurons und der selektiven
Permeabilität der Membran ab 280
12.2.2 Die Nernst-Gleichung beschreibt das Verhältnis zwischen Membranpotenzial
und Ionenkonzentration 281
12.2.3 Auswirkung der Fließgleichgewichtskonzentrationen von Ionen auf das
Ruhemembranpotenzial 283
12.2.4 Die Goldman-Gleichung beschreibt den Einfluss aller Ionen auf das
Membranpotenzial 284
12.3 Elektrische Erregbarkeit 285
12.3.1 Ionenkanäle sind Tore für den Ionentransport durch die Membran 286
12.3.2 Spezielle Domänen der spannungsgesteuerten Kanäle fungieren als
Sensoren und Inaktivatoren 286
12.4 Das Aktionspotenzial 287
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12.4.1 Aktionspotenziale laufen als elektrische Signale am Axon entlang 287
12.4.2 Aktionspotenziale beruhen auf schnellen Veränderungen des
Membranpotenzials des Axons 288
12.4.3 Aktionspotenziale beruhen auf dem schnellen Strom von Ionen durch axonale
Ionenkanäle 288
12.4.4 Aktionspotenziale werden ohne Kraftverlust über das Axon weitergeleitet
291
12.4.5 Die Myelinscheide um das Axon übernimmt die Funktion einer elektrischen
Isolierung 292
12.5 Die Übertragung an Synapsen 294
12.5.1 Neurotransmitter übertragen Signale an Nervensynapsen 296
12.5.2 Calcium regt die Sekretion von Neurotransmittern aus präsynaptischen
Neuronen an 297
12.5.3 Die Sekretion der Neurotransmitter erfolgt über Andocken und Fusion von
Vesikeln mit der Plasmamembran 298
12.5.4 Neurotransmitter werden von spezifischen Rezeptoren in postsynaptischen
Membranen erkannt 299
12.5.5 Neurotransmitter müssen bald nach ihrer Freisetzung schnell inaktiviert
werden 300
12.6 Integration und Prozessierung von Nervensignalen 301
12.6.1 Neuronen können Signale von anderen Neuronen durch zeitliche und
räumliche Summation integrieren 301
12.6.2 Neuronen können sowohl erregende als auch hemmende Signale von anderen
Neuronen integrieren 302
Kapitel 13 Signaltransduktionsmechanismen II: Botenstoffe und Rezeptoren 303
13.1 Chemische Signale und zelluläre Rezeptoren 304
13.1.1 Zellen können verschiedene Typen chemischer Signale empfangen 304
13.1.2 Die Rezeptorbindung erfolgt über spezifische Wechselwirkungen zwischen
Liganden und deren Rezeptoren 305
13.1.3 Die Rezeptorbindung aktiviert eine Signalkaskade in der Zelle 307
13.2 G-Protein-gekoppelte Rezeptoren 308
13.2.1 Viele Rezeptoren mit sieben Transmembrandomänen wirken über G-Proteine
308
13.2.2 Die Struktur und Regulation der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren 309
13.2.3 Einige G-Proteine regulieren die Bildung des Second Messengers zyklisches
AMP 311
13.2.4 Viele G-Proteine nutzen Inositoltrisphosphat und Diacylglycerin als
Second Messenger 312
13.2.5 Die Freisetzung von Calciumionen ist ein Schlüsselereignis vieler
Signalkaskaden 313
13.2.6 Die bg-Untereinheiten der G-Proteine können auch Signale weiterleiten
315
13.2.7 Weitere Signalkaskaden, die G-Proteine aktivieren 316
13.3 Proteinkinase-assoziierte Rezeptoren 316
13.3.1 Wachstumsfaktoren binden oft an Kinase-assoziierte Rezeptoren 317
13.3.2 Rezeptor-Tyrosinkinasen sammeln sich und durchlaufen eine
Autophosphorylierung 317
13.3.3 Rezeptor-Tyrosinkinasen leiten eine Signalkaskade ein, an der Ras und
MAP-Kinase mitwirken 318
Inhaltsverzeichnis
13.3.4 Rezeptor-Tyrosinkinasen aktivieren eine Vielzahl weiterer Signalwege 320
13.3.5 Gerüstkomplexe können die Zellsignalisierung erleichtern 320
13.3.6 Andere Wachstumsfaktoren übertragen ihre Signale über
Serin/Threoninkinasen-Rezeptoren 322
13.3.7 Unterbrechung der Wachstumsfaktorsignalkaskaden kann zu Krebsentstehung
führen 323
13.3.8 Wachstumsfaktor-Signalkaskaden haben gemeinsame Merkmale 323
13.4 Hormonsignalisierung 323
13.4.1 Hormone können je nach zurückgelegter Entfernung und nach ihren
chemischen Eigenschaften klassifiziert werden 324
13.4.2 Die Steuerung des Glucosemetabolismus ist ein gutes Beispiel für
endokrine Regulierung 325
13.4.3 Steroidhormonrezeptoren wirken in erster Linie im Zellkern, nicht an der
Zelloberfläche 327
Kapitel 14 Das Cytoskelett 329
14.1 Die wichtigsten Strukturelemente des Cytoskeletts 330
14.1.1 Bei den Eukaryoten unterscheidet man drei Grundbausteine des Cytoskeletts
330
14.1.2 Strukturelle Ähnlichkeit des bakteriellen und eukaryotischen
Cytoskeletts 330
14.1.3 Das Cytoskelett wird andauernd dynamisch auf- und abgebaut 331
14.2 Mikrotubuli 331
14.2.1 Zwei Typen von Mikrotubuli sind für viele Funktionen in der Zelle
verantwortlich 331
14.2.2 Tubulinheterodimere sind die Proteinbausteine der Mikrotubuli 332
14.2.3 Mikrotubuli können Singletts, Dubletten und Tripletten bilden 333
14.2.4 Mikrotubuli entstehen durch Anlagerung von Tubulindimeren an den Enden
333
14.2.5 Die Anlagerung von Tubulindimeren läuft schneller an den Plusenden der
Mikrotubuli ab 334
14.2.6 Wirkstoffe können die Bildung von Mikrotubuli beeinflussen 334
14.2.7 Die GTP-Hydrolyse trägt zur dynamischen Instabilität von Mikrotubuli
bei 335
14.2.8 Mikrotubuli gehen aus Mikrotubuli-Organisationszentren in der Zelle
hervor 336
14.3 Mikrofilamente 340
14.3.1 Actin ist der Proteinbaustein der Mikrofilamente 341
14.3.2 Zellen enthalten verschiedene Typen von Actin 341
14.3.3 G-Actinmonomere polymerisieren zu F-Actinmikrofilamenten 341
14.3.4 Zellen können Actin dynamisch in eine Reihe von Strukturen einbauen 342
14.3.5 Actin-bindende Proteine regulieren Polymerisation, Länge und
Organisation von Mikrofilamenten 343
14.3.6 Die Zellsignalisierung reguliert, wo und wann Strukturen auf Actinbasis
zusammengesetzt werden 346
14.4 Intermediäre Filamente 348
14.4.1 Intermediäre Filamentproteine sind gewebespezifisch 348
14.4.2 Intermediäre Filamente setzen sich aus fibrösen Untereinheiten zusammen
349
Inhaltsverzeichnis
14.4.3 Intermediäre Filamente verleihen Geweben mechanische Belastbarkeit 350
14.4.4 Das Cytoskelett ist eine mechanisch hoch integrierte Struktur 350
Kapitel 15 Zellbewegung: Motilität und Kontraktilität 351
15.1 Bewegliche Systeme 352
15.2 Intrazelluläre Bewegung durch Mikrotubuli: Kinesin und Dynein 352
15.2.1 Motorproteine transportieren Organellen während des axonalen Transports
auf Mikrotubuli 353
15.2.2 Die Bewegung von Motorproteinen auf Mikrotubuli erfolgt durch Hydrolyse
von ATP 354
15.2.3 Die Kinesine bilden eine sehr große Familie von Proteinen mit
unterschiedlichen Strukturen und Funktionen 355
15.2.4 Dyneine können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden: axonemale und
cytoplasmatische Dyneine 355
15.2.5 Mikrotubuli-Motoren wirken an der Formgebung des Endomembransystems und
dem Vesikeltransport mit 355
15.3 Motilität durch Mikrotubuli: Cilien und Flagellen 356
15.3.1 Cilien und Flagellen sind weit verbreitete bewegliche Zellfortsätze
eukaryotischer Zellen 356
15.3.2 Cilien und Flagellen bestehen aus einem mit dem Basalkörper verbundenen
Axonem 357
15.3.3 Das Gleiten der Mikrotubuli im Axonem führt zur Krümmung der Cilien und
Flagellen 358
15.4 Zellbewegung auf Actinbasis: die Myosine 359
15.4.1 Myosine bilden eine große Familie von Motoren auf Actinbasis, die
verschiedene Rollen bei der Zellmotilität übernehmen 360
15.4.2 Viele Myosine bewegen sich mit kurzen Schritten an Actinfilamenten
entlang 360
15.5 Muskelkontraktion durch Filamente 361
15.5.1 Skelettmuskelzellen enthalten dünne und dicke Filamente 361
15.5.2 In den Sarkomeren sind Actin, Myosin und akzessorischen Proteine
angeordnet 363
15.5.3 Der Gleitfilament-Theorie beschreibt die Muskelkontraktion 365
15.5.4 Querbrücken halten die Filamente zusammen und ATP liefert Energie für
deren Bewegung 366
15.5.5 Die Regulation der Muskelkontraktion hängt von Calcium ab 368
15.5.6 Die koordinierte Kontraktion der Herzmuskelzellen erfolgt durch
elektrische Kopplung 371
15.5.7 Der glatte Muskel ist den Nicht-Muskelzellen ähnlicher als dem
Skelettmuskel 372
15.6 Bewegung in Nicht-Muskelzellen durch Actin 374
15.6.1 Zellmigration durch Lamellipodien erfolgt über Zyklen von Ausstülpung,
Anheftung, Translokation und Ablösung 374
Kapitel 16 Jenseits der Zelle: Zelladhäsionen, Zellverbindungen und
extrazelluläre Strukturen 377
16.1 Zell-Zell-Erkennung und Adhäsion 379
16.1.1 Transmembranproteine vermitteln Zell-Zell-Kontakte 379
16.1.2 Kohlenhydratgruppen sind für die Zell-Zell-Erkennung und die Adhäsion
wichtig 381
Inhaltsverzeichnis
16.2 Zell-Zell-Verbindungen 382
16.2.1 Polaritäts-Proteine regulieren die Positionierung von Zell-ZellVerbindungen 383
16.2.2 Adhäsionsverbindungen verknüpfen benachbarte Zellen miteinander 383
16.2.3 Tight Junctions verhindern die Passage von Molekülen 384
16.2.4 Claudine bilden eine Abdichtung an den Tight Junctions 386
16.2.5 Gap Junctions ermöglichen direkte elektrische und chemische
Kommunikation zwischen Zellen 386
16.3 Die extrazelluläre Matrix tierischer Zellen 388
16.3.1 Kollagene sind für die Festigkeit der extrazellulären Matrix
verantwortlich 388
16.3.2 Ein Vorläufer namens Prokollagen bildet viele Typen gewebsspezifischer
Kollagene 389
16.3.3 Elastine verleihen der extrazellulären Matrix Elastizität und
Flexibilität 390
16.3.4 Kollagen- und Elastinfasern sind in eine Matrix aus Proteogly- kanen
eingebettet 391
16.3.5 Freie Hyaluronsäure schmiert die Gelenke und erleichtert die
Zellmigration 392
16.3.6 Adhäsive Glykoproteine verankern Zellen an der extrazellulären Matrix
392
16.3.7 Fibronectine verbinden Zellen mit der ECM und steuern die Zellbewegung
392
16.3.8 Laminine binden Zellen an die Basallamina 393
16.3.9 Integrine sind Zelloberflächenrezeptoren, die ECM-Bausteine binden 394
16.4 Die Oberfläche der Pflanzenzelle 397
16.4.1 Zellwände bilden einen strukturellen Rahmen und dienen als
Permeabilitätsbarriere 398
16.4.2 Die pflanzliche Zellwand ist ein Netzwerk aus Cellulosemikro- fibrillen,
Polysacchariden und Glykoproteinen 398
16.4.3 Zellwände werden in mehreren getrennten Stufen synthetisiert 399
16.4.4 Plasmodesmen ermöglichten die direkte Zell-Zell-Kommunikation durch die
Zellwand 400
Kapitel 17 Die strukturelle Basis der zellulären Information: DNA, Chromosomen
und der Zellkern 403
17.1 Die chemische Natur des genetischen Materials 404
17.2 Die DNA-Struktur 404
17.2.1 Watson und Crick entdeckten, dass die DNA eine Doppelhelix ist 404
17.2.2 Die DNA kann zwischen relaxiertem und überspiralisiertem Zustand
wechseln 406
17.2.3 Die beiden Stränge der DNA-Doppelhelix können experimentell durch
Denaturierung getrennt und durch Renaturierung wieder verbunden werden 408
17.3 Die Organisation der DNA in Genomen 409
17.3.1 Die Größe des Genoms nimmt mit der Komplexität des Organismus zu 409
17.3.2 Restriktionsendonucleasen schneiden die DNA an spezifischen Stellen 410
17.3.3 Schnelle Verfahren zur DNA-Sequenzierung 411
17.3.4 Die kompletten Genome vieler Organismen wurden bereits sequenziert 412
17.3.5 Geringfügige Unterschiede in der Genomsequenz unterscheiden Menschen
Inhaltsverzeichnis
voneinander 413
17.3.6 Repetitive DNA-Sequenzen erklären zum Teil die Größe eukaryotischer
Genome 414
17.4 Das Packen von DNA 417
17.4.1 Die bakterielle DNA liegt in Bakterienchromosom und Plasmiden vor 417
17.4.2 Eukaryotische Zellen packen DNA in Chromatin und Chromosomen 418
17.4.3 Nucleosomen sind die Basiseinheit der Chromatinstruktur 419
17.4.4 Ein Histon-Octamer bildet den Nucleosomenkern 419
17.4.5 Nucleosomen werden gepackt und bilden Chromatinfasern und Chromosomen 420
17.4.6 Eukaryoten verpacken einen Teil ihrer DNA in Mitochondrien und
Chloroplasten 422
17.5 Der Zellkern 423
17.5.1 Der Zellkern ist von einer Doppelmembran umgeben 423
17.5.2 Kernporen ermöglichen das Ein- und Ausschleusen von Molekülen in den
bzw. aus dem Zellkern 425
17.5.3 Die Kernmatrix und die Kernlamina sind Stützstrukturen des Zellkerns 429
17.5.4 Chromatinfasern liegen im Zellkern auf nicht-zufällige Weise verteilt
vor 430
17.5.5 Der Zellkern ist an der Ribosomenbildung beteiligt 431
Kapitel 18 Zellzyklus, DNA-Replikation und Mitose 433
18.1 Ein Überblick über den Zellzyklus 434
18.2 DNA-Replikation 436
18.2.1 Die DNA-Replikation verläuft im Allgemeinen bidirektional 436
18.2.2 Die eukaryotische Replikation erfolgt durch multiple Replikons 437
18.2.3 Replikationslizenzierung stellt sicher, dass DNA-Moleküle nur einmal vor
jeder Zellteilung verdoppelt werden 439
18.2.4 DNA-Polymerasen katalysieren die Elongation von DNA-Ketten 440
18.2.5 Die DNA wird in diskontinuierlichen Segmenten synthetisiert, die von der
DNA-Ligase verbunden werden 442
18.2.6 Das Korrekturlesen erfolgt durch die 3¢®5¢-Exonucleaseaktivität der
DNA-Polymerase 443
18.2.7 RNA-Primer initiieren die DNA-Replikation 444
18.2.8 Zur Entspiralisierung der DNA-Doppelhelix werden DNA-Helicasen,
Topoisomerasen und Einzelstrang-DNA-Bindeproteine benötigt 445
18.2.9 Zusammenfassung der DNA-Replikation 446
18.3 DNA-Schäden und DNA-Reparatur 450
18.3.1 DNA-Schäden können spontan oder als Antwort auf Mutagene auftreten 450
18.3.2 Transläsionssynthese und Exzisionsreparatur korrigieren Mutationen mit
anormalen Nucleotiden 452
18.3.3 Die Fehlpaarungsreparatur korrigiert Mutationen mit nichtkomplementären Basenpaaren 453
18.3.4 Die Schadensreparatur erklärt, warum die DNA Thymin und nicht Uracil
enthält 454
18.3.5 DNA-Doppelstrangbrüche werden durch nicht-homologe Verknüpfung der
Enden oder homologe Rekombination repariert 454
18.4 Kernteilung und Zellteilung 455
18.4.1 Die Mitose gliedert sich in Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase
und Telophase 455
Inhaltsverzeichnis
18.4.2 Die mitotische Spindel ist für die Bewegung der Chromosomen während der
Mitose verantwortlich 459
18.4.3 Teilung des Cytoplasmas während der Cytokinese 463
18.4.4 Manchmal verläuft die Zellteilung asymmetrisch 465
18.5 Regulation des Zellzyklus 465
18.5.1 Die Dauer eines Zellzyklus unterscheidet sich bei den verschiedenen
Zelltypen 465
18.5.2 Die Progression durch den Zellzyklus wird an mehreren zentralen
Kontrollpunkten überwacht 466
18.5.3 Untersuchungen über Zellfusion und Zellzyklusmutanten führten zur
Identifizierung von Molekülen, die den Zellzyklus kontrollieren 468
18.5.4 Die Progression durch den Zellzyklus wird von Cyclin-abhängigen Kinasen
(Cdks) kontrolliert 469
18.5.5 Mitotisches Cdk-Cyclin treibt die Progression in den G2-M- Übergang
durch Phosphorylierung von Schlüsselproteinen an, die an den frühen Stadien
der Mitose mitwirken 470
18.5.6 Der Anaphase-Förder-Komplex koordiniert mitotische Schlüsselereignisse
durch gezielten Abbau spezifischer Proteine 472
18.5.7 G1-Cdk-Cyclin reguliert die Progression durch den Restriktions- punkt
durch Phosphorylierung von Rb-Protein 473
18.5.8 Kontrollpunkt-Mechanismen überwachen die Anheftung der Chromosomen an
die Spindel, den Durchlauf der DNA- Replikation und DNA-Schäden 474
18.5.9 Setzen wir das Puzzle zusammen: Die Maschinerie zur Regulation des
Zellzyklus 476
18.6 Wachstumsfaktoren und Zellwachstum und -vermehrung 477
18.6.1 Stimulierende Wachstumsfaktoren aktivieren den Ras-Weg 477
18.6.2 Stimulierende Wachstumsfaktoren können auch den PI3K-Akt- Weg aktivieren
478
18.6.3 Inhibitorische Wachstumsfaktoren wirken durch Cdk-Inhibitoren 479
18.7 Apoptose 480
Kapitel 19 Geschlechtliche Vermehrung, Meiose und genetische Rekombination 481
19.1 Geschlechtliche Vermehrung 482
19.1.1 Geschlechtliche Vermehrung führt zu genetischer Vielfalt, indem
Chromosomen von zwei unterschiedlichen Elternorganismen zusammengebracht werden
482
19.1.2 Diploide Zellen können für jedes Gen homozygot oder heterozygot sein
483
19.1.3 Gameten sind haploide, auf geschlechtliche Vermehrung spezialisierte
Zellen 484
19.2 Meiose 485
19.3 Die Meiose verwandelt eine diploide Zelle in vier haploide Zellen 486
19.3.1 Die Meiose I bildet zwei haploide Zellen, deren Chromosomen aus
Schwesterchromatiden bestehen 488
19.3.2 Die Meiose II ähnelt einer mitotischen Teilung 491
19.3.3 Spermien und Eizellen entstehen durch Meiose und anschließende
Zelldifferenzierung 492
19.3.4 Die Meiose bringt genetische Vielfalt hervor 494
19.4 Genetische Vielfalt: Segregation und Anordnung der Allele 495
Inhaltsverzeichnis
19.4.1 Die Information zur Spezifizierung rezessiver Merkmale kann vorhanden
sein, ohne dass sie erkennbar ist 495
19.4.2 Die Spaltungsregel besagt, dass sich die Allele jedes Gens während der
Gametenbildung trennen 497
19.4.3 Die Unabhängigkeitsregel besagt, dass sich die Allele jedes Gens
unabhängig von den Allelen anderer Gene trennen 498
19.4.4 Das Verhalten der Chromosomen erklärt die Regeln der Segregation und der
unabhängigen Verteilung 498
19.4.5 Die DNA-Moleküle homologer Chromosomen haben ähnliche Basensequenzen
500
19.5 Genetische Variabilität: Rekombination und Crossing-over 501
19.5.1 Chromosomen enthalten Gruppen gekoppelter Gene, die im Allgemeinen
zusammen vererbt werden 501
19.5.2 Homologe Chromosomen tauschen während des Crossing-over Segmente aus 502
19.5.3 Genloci können durch Messung der Rekombinationshäufigkeiten kartiert
werden 503
19.6 Genetische Rekombination bei Bakterien und Viren 504
19.6.1 Transformation und Transduktion erfolgen durch Rekombination mit freier
DNA oder mit DNA, die von Bakteriophagen in Bakterienzellen transportiert wird
504
19.6.2 Konjugation ist eine modifizierte geschlechtliche Aktivität, die
genetische Rekombination bei Bakterien erleichtert 505
19.7 Molekulare Mechanismen der homologen Rekombination 507
19.7.1 DNA-Bruch und -Austausch sind die Grundlagen der homologen Rekombination
507
19.7.2 Homologe Rekombination wird durch Einzelstrang-DNA-Austausch
(Holliday-Junctions) initiiert 508
19.7.3 Der synaptische Komplex erleichtert die homologe Rekombination während
der Meiose 510
19.8 Rekombinante DNA-Technologie und Genklonierung 510
19.8.1 Die Entdeckung von Restriktionsenzymen ebnete den Weg für die
rekombinante DNA-Technologie 511
19.8.2 Mit den Techniken der DNA-Klonierung kann man große Mengen einzelner
Gensequenzen erzeugen 512
19.8.3 Genom- und cDNA-Datenbanken unterstützen die DNA-Klonierung 516
19.8.4 Die PCR wird standardmäßig zur Klonierung von Genen aus sequenzierten
Genomen eingesetzt 518
19.9 Gentechnologie 519
19.9.1 Mit Hilfe der Gentechnologie kann man wertvolle Proteine her- stellen,
was sonst nur unter schwierigen Bedingungen möglich wäre 519
19.9.2 Das Ti-Plasmid ist ein nützlicher Vektor zur Insertion von Fremd-Genen
in Pflanzen 520
19.9.3 Durch genetische Manipulation kann man die Merkmale von Nutzpflanzen
verbessern 521
19.9.4 Es bestehen Sorgen im Hinblick auf Sicherheit und mögliche Umweltrisiken
durch gentechnologisch manipulierte Lebensmittel 521
19.9.5 Tiere können durch An- oder Abschalten spezifischer Gene genetisch
verändert werden 522
19.9.6 Gentherapien werden zur Behandlung menschlicher Krankheiten entwickelt
524
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 20 Genexpression I: Genetischer Code und Transkription 525
20.1 Der direktionale Fluss der genetischen Information 526
20.2 Der genetische Code 527
20.2.1 Experimente mit Neurospora führten zur Erkenntnis, dass Gene Enzyme
kodieren 527
20.2.2 Der genetische Code ist ein Triplett-Code 528
20.2.3 Der genetische Code ist degeneriert und überlappt nicht 530
20.2.4 Messenger-RNA steuert die Synthese von Polypeptidketten 531
20.2.5 Das Codonwörterbuch wurde mit Hilfe synthetischer RNA- Polymere und
-Tripletts erstellt 533
20.2.6 Von den 64 möglichen Codons der Messenger-RNA kodieren 61 Aminosäuren
533
20.2.7 Der genetische Code ist (fast) universal 535
20.3 Transkription in Bakterienzellen 535
20.3.1 Die Transkription wird von der RNA-Polymerase katalysiert, die RNA an
einer DNA-Matrize synthetisiert 536
20.3.2 Die vier Schritte der Transkription: Bindung, Initiation, Elongation und
Termination 536
20.4 Transkription bei eukaryotischen Zellen 540
20.4.1 Die RNA-Polymerasen I, II und III führen die Transkription im
eukaryotischen Zellkern durch 540
20.4.2 Drei Klassen von Promotoren kommen in eukaryotischen Kern- genen vor, je
eine Klasse für einen Typ der RNA-Polymerase 541
20.4.3 Allgemeine Transkriptionsfaktoren wirken an der Transkription aller
Kerngene mit 543
20.4.4 Elongation, Termination und RNA-Spaltung sind an der Fertigstellung der
eukaryotischen RNA-Synthese beteiligt 545
20.5 RNA-Prozessierung 545
20.5.1 Zur ribosomalen RNA-Prozessierung gehört die Spaltung mehrerer RNAs aus
einer gemeinsamen Vorläufer-rRNA 546
20.5.2 Die Prozessierung der Transfer-RNA erfolgt durch Entfernen, Anfügen und
chemische Modifikation von Nucleotiden 547
20.5.3 Die Prozessierung von Messenger-RNA bei Eukaryoten erfolgt durch Capping,
Anfügen von Poly(A)-Schwänzen und Entfernen von Introns 548
20.5.4 Spleißosomen entfernen Introns aus der Prä-mRNA 551
20.5.5 Einige Introns sind selbstspleißend 553
20.5.6 Die Existenz von Introns ermöglicht alternatives Spleißen und
Exonvermischung (Exon-Shuffling) 553
20.5.7 Durch RNA-Bearbeitung können kodierende mRNA-Sequenzen verändert werden
554
20.6 Schlüsselaspekte des mRNA-Metabolismus 555
20.6.1 Die meisten mRNA-Moleküle haben eine relativ kurze Lebensspanne 555
20.6.2 Die Existenz der mRNA ermöglicht die Amplifikation der genetischen
Information 555
Kapitel 21 Genexpression II: Proteinsynthese und Sortierung 557
21.1 Translation: Die Rollenbesetzung 558
21.1.1 Ribosomen synthetisieren Polypeptide 558
21.1.2 Transfer-RNA-Moleküle bringen Aminosäuren zum Ribosom 560
Inhaltsverzeichnis
21.1.3 Aminoacyl-tRNA-Synthetasen verbinden Aminosäuren mit den richtigen
Transfer-RNAs 562
21.1.4 Messenger-RNA bringt Information über die Polypeptide zum Ribosom 563
21.1.5 Zur Initiation, Elongation und Termination von Polypeptidketten werden
Proteinfaktoren benötigt 564
21.2 Der Mechanismus der Translation 564
21.2.1 Zur Initiation der Translation werden Initiationsfaktoren, ribosomale
Untereinheiten, mRNA und Initiator-tRNA benötigt 565
21.2.2 Kettenverlängerung durch sequenzielle Zyklen von AminoacyltRNA-Bindung, Bildung von Peptidbindungen und Translokation 568
21.2.3 Die Termination der Polypeptidsynthese wird durch Freisetzungsfaktoren
ausgelöst, die Stoppcodons erkennen 570
21.2.4 Die Proteinfaltung wird durch molekulare Chaperone unterstützt 571
21.2.5 Zusammenfassung der Translation 571
21.3 Mutationen und Translation 572
21.3.1 Suppressor-tRNAs beseitigen die Wirkung einiger Mutationen 572
21.3.2 Nonsense-vermittelter Abbau und Nonstopp-Abbau fördern die Zerstörung
von defekten mRNAs 573
21.4 Posttranslationale Prozessierung 574
21.5 Proteinerkennung und -sortierung 575
21.5.1 Der cotranslationale Import ermöglicht einigen Proteinen während ihrer
Synthese den Eintritt in das ER 577
21.5.2 Die Signalerkennungspartikel (SRP) binden den Ribosom-mRNAPolypeptid-Komplex an die ER-Membran 578
21.5.3 Proteinfaltung und Qualitätskontrolle finden im ER statt 579
21.5.4 In das ER-Lumen freigesetzte Proteine werden zum Golgi- Komplex, zu
sekretorischen Vesikeln, zu Lysosomen oder zurück in das ER geleitet 580
21.5.5 Stopp-Transfersequenzen vermitteln die Insertion integraler
Membranproteine 581
21.5.6 Durch posttranslationalen Import können einige Polypeptide nach der
Synthese in Organellen gelangen 582
Kapitel 22 Die Regulation der Genexpression 587
22.1 Die bakterielle Genexpression 588
22.1.1 Katabolische und anabolische Wege werden durch Induktion und Repression
reguliert 588
22.1.2 Die am Lactosekatabolismus mitwirkenden Gene sind in einem induzierbaren
Operon organisiert 589
22.1.3 Das lac-Operon wird vom lac-Repressor negativ reguliert 590
22.1.4 Positive Regulation des lac-Operons durch das Katabolitaktivator- protein
(CAP) 592
22.1.5 Das lac-Operon ist ein Beispiel für die doppelte Kontrolle der
Genexpression 593
22.1.6 Die Struktur des lac-Repressor/Operator-Komplexes bestätigt das
Operonmodell 594
22.1.7 Die an der Tryptophansynthese mitwirkenden Gene sind in einem
reprimierbaren Operon organisiert 594
22.1.8 Sigma-Faktoren bestimmen, welche Gen-Sätze exprimiert werden 594
22.1.9 Durch Dämpfung kann die Transkription nach dem Initiations- schritt
reguliert werden 595
Inhaltsverzeichnis
22.2 Eukaryotische Genregulation: genomische Kontrolle 599
22.2.1 Vielzellige Eukaryoten bestehen aus zahlreichen spezialisierten Zelltypen
600
22.2.2 Die eukaryotische Genexpression wird auf fünf Hauptebenen reguliert 600
22.2.3 Zellen vielzelliger Organismen enthalten in der Regel alle den gleichen
Gensatz 601
22.2.4 Genamplifikation und Gendeletion können das Genom verändern 601
22.2.5 DNA-Neuanordnungen können das Genom verändern 602
22.2.6 Die Sensitivität der DNase I liefert einen weiteren Beweis für die
Rolle der Chromatindekondensation bei der genomischen Kontrolle 603
22.2.7 DNA-Methylierung ist mit inaktiven Regionen des Genoms assoziiert 605
22.2.8 Veränderungen in Histonen und Chromatin-Remodellierungs- proteine
können die Genomaktivität ändern 606
22.3 Eukaryotische Genregulation: Transkriptionskontrolle 607
22.3.1 In den verschiedenen Zellen werden unterschiedliche Gensätze
transkribiert 607
22.3.2 DNA-Microarrays ermöglichen die simultane Kontrolle der Expression
Tausender Gene 608
22.3.3 Proximale Kontrollelemente liegen nahe am Promotor 609
22.3.4 Enhancer und Silencer liegen unterschiedlich weit vom Promotor entfernt
610
22.3.5 Coaktivatoren vermitteln die Interaktion zwischen regulatorischen
Transkriptionsfaktoren und dem RNA-Polymerasekomplex 612
22.3.6 Verschiedene DNA-Kontrollelemente und Transkriptionsfaktoren wirken
miteinander 613
22.3.7 Mehrere häufig vorkommende Strukturmotive ermöglichen die Bindung
regulatorischer Transkriptionsfaktoren an die DNA und aktivieren die
Transkription 614
22.3.8 DNA-Response-Elemente koordinieren die Expression nicht- benachbarter
Gene 615
22.3.9 Steroidhormonrezeptoren agieren als Transkriptionsfaktoren, die an
Hormon-Response-Elemente binden 616
22.4 Eukaryotische Genregulation: Posttranskriptionale Kontrolle 620
22.4.1 Kontrolle von RNA-Prozessierung und -Export aus dem Zellkern nach der
Transkription 620
22.4.2 Die Translationsgeschwindigkeit kann durch Initiationsfaktoren und
Translationsrepressoren kontrolliert werden 622
22.4.3 Die Translation kann auch durch Regulation des mRNA-Abbaus kontrolliert
werden 623
22.4.4 Die RNA-Interferenz nutzt kleine RNAs zur Hemmung der Expression von
Genen mit komplementären Basensequenzen 624
22.4.5 Von normalen Zellgenen gebildete MikroRNAs hemmen die Translation von
mRNAs, die für die Entwicklung eine wichtige Rolle spielen 626
22.4.6 Ubiquitin markiert Proteine für den Abbau durch Proteosomen 627
Bildnachweis 629
Stichwortverzeichnis 631
Vorwort zur deutschen Kompaktausgabe
Kapitel 1 - Die Chemie der Zelle
Inhaltsverzeichnis
1.1 Die Bedeutung des Kohlenstoffs
1.1.1 Kohlenstoffhaltige Moleküle sind stabil
1.1.2 Kohlenstoffhaltige Moleküle sind vielfältig
1.1.3 Kohlenstoffhaltige Moleküle können Stereoisomere bilden
1.2 Die Bedeutung von Wasser
1.2.1 Wassermoleküle sind polar
1.2.2 Wassermoleküle sind kohäsiv
1.2.3 Wasser besitzt eine starke temperaturstabilisierende Fähigkeit
1.2.4 Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel
1.3 Die Bedeutung der selektiven Permeabilität von Membranen
1.3.1 Eine Membran ist eine Lipiddoppelschicht, in die Proteine eingebettet sind
1.3.2 Membranen sind selektiv permeabel
1.4 Die Bedeutung der Synthese durch Polymerisation
1.4.1 Makromoleküle sind für Form und Funktion lebender Systeme von
maßgeblicher Bedeutung
1.4.2 Zellen enthalten verschiedene Arten von Makromolekülen
1.4.3 Makromoleküle werden schrittweise durch Polymerisation von Monomeren
synthetisiert
1.5 Die Bedeutung der Selbstorganisation
1.5.1 Viele Proteine setzen sich selbst zusammen
1.5.2 Nicht-kovalente Bindungen und Wechselwirkungen sind wichtig für die
Faltung von Makromolekülen
1.5.3 Selbstorganisation findet auch in anderen Zellstrukturen statt
1.5.4 Grenzen der Selbstorganisation
1.5.5 Der hierarchische Zusammenbau bringt der Zelle Vorteile
Kapitel 2 - Die Makromoleküle der Zelle
2.1 Proteine
2.1.1 Die Monomere der Proteine sind Aminosäuren
2.1.2 Die Polymere sind Polypeptide und Proteine
2.1.3 Mehrere Arten von Bindungen und Wechselwirkungen sind für Faltung und
Stabilität von Proteinen von Bedeutung
2.1.4 Die Proteinstruktur hängt von der Aminosäuresequenz und verschiedenen
Wechselwirkungen ab
2.2 Nucleinsäuren
2.2.1 Nucleotide sind die Monomere
2.2.2 DNA und RNA sind die Polymere
2.2.3 Ein DNA-Molekül ist eine Doppelstrang-Helix
2.3 Polysaccharide
2.3.1 Monosaccharide sind die Monomere
2.3.2 Speicher- und Strukturpolysaccharide sind die Polysaccharide
2.3.3 Die Struktur des Polysaccharids hängt von den jeweiligen glykosidischen
Inhaltsverzeichnis
Bindungen ab
2.4 Lipide
2.4.1 Fettsäuren sind die Bausteine der verschiedenen Klassen von Lipiden
2.4.2 Die Triacylglycerine sind Speicherlipide
2.4.3 Phospholipide sind wichtig für die Membranstruktur
2.4.4 Glykolipide sind spezialisierte Membranbestandteile
2.4.5 Terpene werden aus Isopren gebildet
Kapitel 3 - Zellen und Organellen
3.1 Alle Organismen sind Bakterien, Archaea oder Eukaryoten
3.2 Grenzen der Zellgröße
3.3 Eukaryotische Zellen nutzen Organellen zur Kompartimentierung zellulärer
Funktionen
3.4 Bakterien, Archaea und Eukaryoten unterscheiden sich in vielen Aspekten
3.5 Die Zellspezialisierung beweist die Einheit und die Vielfalt in der Biologie
Kapitel 4 - Bioenergetik: Der Energiefluss in der Zelle
4.1 Die Bedeutung der Energie
4.1.1 Zellen benötigen Energie für sechs verschiedene Arten der Veränderung
4.1.2 Organismen erhalten ihre Energie entweder durch Sonnenlicht oder durch
Oxidation chemischer Verbindungen
4.1.3 Energie fließt unablässig durch die Biosphäre
4.1.4 Der Energiefluss durch die Biosphäre wird vom Fluss der Materie begleitet
4.2 Leben und das Fließgleichgewicht: Reaktionen, die zum Gleichgewicht
fortschreiten, ohne jemals dort anzukommen
Kapitel 5 - Enzyme: Katalysatoren des Lebens
5.1 Aktivierungsenergie und der metastabile Zustand
5.1.1 Bevor eine chemische Reaktion ablaufen kann, muss die Grenze der
Aktivierungsenergie überwunden werden
5.1.2 Der metastabile Zustand ist eine Folge der Aktivierungsgrenze
5.1.3 Katalysatoren überwinden die Aktivierungsenergiegrenze
5.2 Enzyme als biologische Katalysatoren
5.2.1 Die meisten Enzyme sind Proteine
5.2.2 Substratbindung, Aktivierung und Katalyse laufen am aktiven Zentrum ab
5.3 Enzymregulierung
5.3.1 Allosterische Enzyme werden von anderen Molekülen als Reaktanten und
Produkten reguliert
5.3.2 Allosterische Enzyme zeichnen sich durch kooperative Wechselwirkungen
zwischen Untereinheiten aus
5.3.3 Enzyme können auch durch Anfügen oder Entfernen chemischer Gruppen
reguliert werden
Kapitel 6 - Membranen: Struktur, Funktion und Chemie
Inhaltsverzeichnis
6.1 Die Funktion von Membranen
6.1.1 Membranen definieren Grenzen und dienen als Permeabilitätsbarriere
6.1.2 Membranen tragen spezifische Proteine und erfüllen daher spezifische
Funktionen
6.1.3 Membranproteine regulieren den Transport löslicher Substanzen
6.1.4 Membranproteine nehmen elektrische und chemische Signale auf und
übertragen diese
6.1.5 Membranproteine vermitteln Zelladhäsion und Zell-Zell-Kommunikation
6.2 Membranlipide: Der „flüssige“ Teil des Modells
6.2.1 Membranen enthalten mehrere wichtige Lipidklassen
6.2.2 Fettsäuren sind essenziell für Struktur und Funktion der Membran
6.2.3 Membranasymmetrie: die meisten Lipide sind ungleich in den Monoschichten
verteilt
6.2.4 Die Lipiddoppelschicht ist flüssig
6.2.5 Membranen arbeiten nur im flüssigen Zustand optimal
6.2.6 Die meisten Organismen können die Membranfluidität regulieren
6.2.7 Lipidflöße sind spezialisierte Regionen von Membranlipiden, die an der
Signaltransduktion mitwirken
6.3 Membranproteine: Der „Mosaikteil“ des Modells
6.3.1 Die Membran besteht aus einem Mosaik aus Proteinen: Beweis durch
Gefrierbruchmikroskopie
6.3.2 Membranen enthalten integrale, periphere und lipidverankerte Proteine
6.3.3 Die Aufklärung der dreidimensionalen Struktur von Membranproteinen wird
zunehmend einfacher
6.3.4 Der große Beitrag der Molekularbiologie zum Verständnis der
Membranproteine
6.3.5 Membranproteine üben eine Vielzahl von Funktionen aus
6.3.6 Membranproteine sind asymmetrisch über die Lipiddoppelschicht verteilt
6.3.7 Viele Membranproteine sind glykosyliert
6.3.8 Membranproteine unterscheiden sich in ihrer Beweglichkeit
Kapitel 7 - Transport durch Membranen: Überwindung der Permeabilitätsbarriere
7.1 Zellen und Transportvorgänge
7.1.1 Gelöste Substanzen passieren Membranen durch einfache Diffusion,
erleichterte Diffusion und aktiven Transport
7.1.2 Die Bewegung eines gelösten Stoffs durch eine Membran in Abhängigkeit
vom Konzentrationsgradienten oder vom elektrochemischen Potenzial
7.1.3 Transportmechanismen am Beispiel der Plasmamembran des Erythrocyten
7.2 Die einfache Diffusion: Die einfache Bewegung entlang eines Gradienten
7.2.1 Diffusion bewegt gelöste Stoffe immer in Richtung eines Gleichgewichts
7.2.2 Osmose ist die Diffusion von Wasser durch eine selektiv permeable Membran
7.2.3 Die einfache Diffusion ist auf kleine nicht-polare Moleküle begrenzt
7.2.4 Die Geschwindigkeit der einfachen Diffusion ist direkt proportional zum
Inhaltsverzeichnis
Konzentrationsgradienten
7.3 Die erleichterte Diffusion: Die proteinvermittelte Bewegung entlang des
Gradienten
7.3.1 Carrierproteine und Kanalproteine erleichtern durch verschiedene
Mechanismen die Diffusion
7.3.2 Carrierproteine wechseln zwischen zwei Konformationszuständen
7.3.3 Carrierproteine sind im Hinblick auf Spezifität und Kinetik den Enzymen
ähnlich
7.3.4 Carrierproteine transportieren entweder eine oder mehrere gelöste
Substanzen
7.3.5 Der Glucosetransporter und der Anionenaustauscher des Erythrocyten als
Beispiele für Carrierproteine
7.3.6 Kanalproteine erleichtern die Diffusion durch Bildung hydrophiler
Transmembrankanäle
7.4 Aktiver Transport: der proteinvermittelte „Bergauf“-Transport
7.4.1 Die Kopplung des aktiven Transports an eine Energiequelle kann direkt oder
indirekt sein
7.4.2 Der direkt aktive Transport hängt von vier Typen von Transport-ATPasen ab
7.4.3 Der indirekt aktive Transport wird von Ionengradienten angetrieben
7.5 Beispiele für aktiven Transport
7.5.1 Der primär aktive Transport: Die Na+/K+-Pumpe hält den elektrochemischen
Ionengradienten aufrecht
7.5.2 Sekundär aktiver Transport: Natriumsymport als Antrieb der
Glucoseaufnahme
7.5.3 Bacteriorhodopsin als Protonenpumpe nutzt Lichtenergie für den
Protonentransport
Kapitel 8 - Chemotropher Energiemetabolismus: Glykolyse und Fermentation
8.1 Metabolische Wege
8.2 ATP: Der universale Energiekoppler
8.2.1 ATP enthält zwei energiereiche Phosphoanhydridbindungen
8.2.2 Die ATP-Hydrolyse ist auf Grund der Ladungsabstoßung und der
Resonanzstabilisierung stark exergonisch
8.2.3 ATP ist ein wichtiges Zwischenprodukt des zellulären Energiemetabolismus
8.3 Chemotropher Energiemetabolismus
8.3.1 Biologische Oxidationen laufen im Allgemeinen durch Abgabe von Elektronen
und Protonen ab und sind stark exergonisch
8.3.2 Coenzyme wie NAD+ dienen bei biologischen Oxidationen als
Elektronenakzeptoren
8.3.3 Die meisten Chemotrophen decken ihre Energiebedürfnisse durch Oxidation
organischer Nährstoffmoleküle
8.3.4 Glucose ist eines der wichtigsten oxidierbaren Substrate des
Energiemetabolismus
8.3.5 Die Oxidation von Glucose ist stark exergonisch
Inhaltsverzeichnis
8.3.6 Beim Katabolismus von Glucose wird in Anwesenheit von Sauerstoff
wesentlich mehr Energie freigesetzt als ohne Sauerstoff
8.3.7 Entsprechend ihres Sauerstoffbedarfs teilt man die Organismen in aerobe,
anaerobe und fakultative Organismen ein
8.4 Glykolyse und Fermentation: ATP-Bildung ohne Sauerstoff
8.4.1 Die Glykolyse erzeugt ATP durch Katabolisierung von Glucose zu Pyruvat
8.4.2 Das weitere Schicksal von Pyruvat hängt von der Verfügbarkeit von
Sauerstoff ab
8.4.3 Ohne Sauerstoff durchläuft Pyruvat eine Fermentation zur Wiedergewinnung
von NAD+
8.4.4 Fermentation verwertet nur einen Bruchteil der freien Energie der Glucose,
speichert diese Energie aber effizient als ATP
8.5 Gluconeogenese
8.6 Die Regulation der Glykolyse und der Gluconeogenese
8.6.1 Schlüsselenzyme der Glykolyse und der Gluconeogenese sind von der
allosterischen Regulation abhängig
8.6.2 Fructose-2,6-Bisphosphat ist ein wichtiger Regulator der Glykolyse und der
Gluconeogenese
Kapitel 9 - Chemotropher Energiemetabolismus: aerobe Atmung
9.1 Zellatmung: Maximierung der ATP-Erträge
9.1.1 Aerobe Atmung erzeugt mehr Energie als Gärung
9.1.2 Zur aeroben Atmung gehören Glykolyse, Pyruvatoxidation, der TCA-Zyklus,
Elektronentransport und ATP-Synthese
9.2 Das Mitochondrium: Mittelpunkt der Handlung
9.2.1 Mitochondrien kommen dort vor, wo viel ATP gebraucht wird
9.2.2 Sind Mitochondrien untereinander verbundene Netzwerke oder einzelne
Organellen?
9.2.3 Die äußere und die innere Membran eines Mitochondriums definieren zwei
getrennte Kompartimente und drei Regionen
9.2.4 Das Mitochondrium führt seine Aufgaben an spezifischen Membranen oder in
spezifischen Kompartimenten durch
9.2.5 Bei Bakterien sind die Funktionen der Zellatmung in der Plasmamembran und
im Cytoplasma lokalisiert
9.3 Der Tricarbonsäurezyklus: Die zyklische Oxidation
9.3.1 Durch oxidative Decarboxylierung wird Pyruvat in Acetylcoenzym A
umgewandelt
9.3.2 Der TCA-Zyklus beginnt mit dem Eintritt von Acetat als Acetyl-CoA
9.3.3 Durch zwei oxidative Decarboxylierungen entsteht NADH und CO2 wird
freigesetzt
9.3.4 Die direkte Bildung von GTP (oder ATP) erfolgt in einem Schritt des
TCA-Zyklus
9.3.5 Die letzten oxidativen Reaktionen des TCA-Zyklus führen zur Bildung von
FADH2 und NADH
Inhaltsverzeichnis
9.3.6 Zusammenfassung: Die Produkte des TCA-Zyklus sind CO2, ATP, NADH und FADH2
9.3.7 Mehrere TCA-Enzyme unterliegen der allosterischen Regulation
9.3.8 Der TCA-Zyklus spielt auch beim Katabolismus der Fette und Proteine eine
wichtige Rolle
9.3.9 Der TCA-Zyklus bildet Vorläufer für anabolische Stoffwechselwege
9.3.10 Der Glyoxylat-Kreislauf wandelt Acetyl-CoA in Kohlenhydrate um
9.4 Elektronentransport: Elektronenfluss von Coenzymen zum Sauerstoff
9.4.1 Das Elektronentransportsystem überträgt Elektronen von reduzierten
Coenzymen zum Sauerstoff
9.4.2 Das Elektronentransportsystem besteht aus fünf Arten von Überträgern
9.4.3 Die Elektronenüberträger arbeiten in einer Sequenz, die durch ihre
Reduktionspotenziale bestimmt wird
9.4.4 Die meisten Elektronenüberträger gehören vier großen Atmungskomplexen
an
9.5 Der elektrochemische Protonengradient: Schlüssel der Energiekopplung
9.5.1 Elektronentransport und ATP-Synthese sind gekoppelte Reaktionen
9.5.2 Die Oxidation von Coenzymen pumpt genügend Protonen zur Bildung von drei
ATP pro NADH und zwei ATP pro FADH2
9.6 ATP-Synthese: Wir setzen alle Puzzleteile zusammen
9.6.1 F1-Partikel besitzen ATP-Syntheseaktivität
9.6.2 Der FoF1-Komplex: Die Protonentranslokation durch Fo treibt die
ATP-Synthese durch F1 an
9.6.3 Die physikalische Rotation der g-Untereinheit vermittelt die ATP- Synthese
durch FoF1
9.6.4 Das chemiosmotische Modell läuft über dynamischen transmembranen
Protonentransport ab
9.7 Die aerobe Atmung: Zusammenfassung
9.7.1 Der maximale ATP-Ertrag der aeroben Atmung liegt bei 38 ATP pro Molekül
Glucose
9.7.2 Die aerobe Atmung ist ein höchst effizienter Vorgang
Kapitel 10 - Phototropher Energiemetabolismus: Photosynthese
10.1 Ein Überblick über die Photosynthese
10.1.1 Energietransduktionsreaktionen wandeln Sonnenenergie in chemische Energie
um
10.1.2 Kohlenstoffassimilierungsreaktionen fixieren Kohlenstoff durch Reduktion
von Kohlendioxid
10.1.3 Der Chloroplast ist das photosynthetische Organell der eukaryotischen
Zellen
10.1.4 Chloroplasten bestehen aus drei Membransystemen
10.2 Photosynthetische Energietransduktion I: Lichtabsorption
10.2.1 Chlorophyll ist die wichtigste Verbindung zwischen der Sonnenenergie und
dem Leben auf der Erde
Inhaltsverzeichnis
10.2.2 Akzessorische Pigmente steigern die Absorption von Sonnenlicht
10.2.3 Licht absorbierende Moleküle sind in Fotosystemen und
Lichtabsorptionskomplexen organisiert
10.2.4 Oxygene Phototrophe haben zwei Arten von Fotosystemen
10.3 Photosynthetische Energietransduktion II: NADPH-Synthese
10.3.1 Das Fotosystem II überträgt Elektronen von Wasser zu einem Plastochinon
10.3.2 Der Cytochrom-b6 /f-Komplex überträgt Elektronen von einem Plastochinol
zum Plastocyanin
10.3.3 Das Fotosystem I überträgt Elektronen vom Plastocyanin zum Ferredoxin
10.3.4 Ferredoxin-NADP+-Reduktase katalysiert die Reduktion von NADP+
10.4 Photosynthetische Energietransduktion III: ATP-Synthese
10.4.1 Der ATP-Synthasekomplex koppelt den Transport von Protonen durch die
Thylakoidmembran an die ATP-Synthese
10.4.2 Durch zyklische Photophosphorylierung kann eine photosynthetische Zelle
NADPH-Synthese und ATP-Synthese im Gleichgewicht halten
10.5 Photosynthetische Kohlenstoffassimilierung I: der Calvin-Zyklus
10.5.1 Kohlendioxid tritt durch Carboxylierung von Ribulose- 1,5-Bisphosphat in
den Calvin-Zyklus ein
10.5.2 3-Phosphoglycerat wird zu Glycerinaldehyd-3-Phosphat reduziert
10.5.3 Die Bildung von Ribulose-1,5-Bisphosphat ermöglicht kontinuierliche
Kohlenstoffassimilierung
10.5.4 Der vollständige Calvin-Zyklus und dessen Zusammenhang mit der
photosynthetischen Energietransduktion
10.6 Die Regulation des Calvin-Zyklus
10.6.1 Der Calvin-Zyklus wird stark reguliert, um maximale Effizienz zu
garantieren
10.6.2 Die Rubiscoaktivase reguliert die Kohlenstofffixierung durch Rubisco
10.7 Photosynthetische Kohlenstoffassimilierung II: Kohlenhydratsynthese
10.7.1 Glucose-1-Phosphat wird aus Triosephosphaten synthetisiert
10.7.2 Die Biosynthese von Saccharose läuft im Cytosol ab
10.7.3 Die Biosynthese von Stärke läuft im Chloroplastenstroma ab
10.7.4 Die Photosynthese bildet auch reduzierten Stickstoff und
Schwefelverbindungen
10.8 Die Oxygenaseaktivität von Rubisco mindert die Effizienz der Photosynthese
10.8.1 Der Glykolatstoffwechselweg bringt reduzierten Kohlenstoff aus
Phosphoglykolat wieder in den Calvin-Zyklus
10.8.2 C4-Pflanzen minimieren die Photorespiration, indem sie Rubisco auf Zellen
mit hohen CO2-Konzentrationen beschränken
10.8.3 CAM-Pflanzen verringern Photorespiration und Wasserverlust, indem sie
ihre Stomata nur in der Nacht öffnen
Kapitel 11 - Das Endomembransystem und Peroxisomen
11.1 Das endoplasmatische Reticulum
Inhaltsverzeichnis
11.1.1 Die beiden Grundformen des endoplasmatischen Reticulums unterscheiden
sich in Struktur und Funktion
11.1.2 Das raue ER wirkt an der Biosynthese und der Prozessierung von Proteinen
mit
11.1.3 Das glatte ER ist an der Detoxifikation, dem Kohlenhydratmetabolismus,
der Calciumspeicherung und der Steroidbiosynthese beteiligt
11.1.4 Das ER spielt eine zentrale Rolle bei der Biosynthese von Membranen
11.2 Der Golgi-Komplex
11.2.1 Der Golgi-Komplex besteht aus einer Reihe membranumhüllter Zisternen
11.2.2 Zwei Modelle beschreiben den Weg von Lipiden und Proteinen durch den
Golgi-Komplex
11.3 Die Aufgaben des ER und des Golgi-Komplexes bei der Proteinglykosylierung
11.3.1 Die initiale Glykosylierung findet im ER statt
11.3.2 Die weitere Glykosylierung erfolgt im Golgi-Komplex
11.4 Die Aufgaben des ER und des Golgi-Komplexes beim Proteintransport
11.4.1 ER-spezifische Proteine enthalten Markierungen zum Zurückhalten und
Wiederauffinden
11.4.2 Die Proteine des Golgi-Komplexes können entsprechend der Länge ihrer
Transmembrandomänen sortiert werden
11.4.3 Der gezielte Transport löslicher lysosomaler Proteine zu Endosomen und
Lysosomen als Modell der Proteinsortierung im TGN
11.4.4 Sekretorische Stoffwechselwege transportieren Moleküle aus der Zelle
11.5 Exocytose und Endocytose: Der Materialtransport durch die Plasmamembran
11.5.1 Durch Exocytose werden intrazelluläre Moleküle in den Extrazellularraum
abgegeben
11.5.2 Durch Endocytose werden extrazelluläre Moleküle importiert, indem sich
Vesikel von der Plasmamembran abschnüren
11.6 Coated Vesikel bei zellulären Transportvorgängen
11.6.1 Clathrin-Coated Vesikel sind von Gittern aus Clathrin und Adaptorprotein
umgeben
11.6.2 Der Zusammenbau von Clathrinhüllen fördert die Bildung von Vesikeln aus
der Plasmamembran und dem TGN
11.6.3 COPI- und COPII-Coated Vesikel pendeln zwischen dem ER und dem
Golgi-Komplex
11.6.4 SNARE-Proteine vermitteln die Verschmelzung zwischen Vesikeln und
Zielmembranen
11.7 Lysosomen und zellulärer Verdauung
11.7.1 Lysosomen trennen Verdauungsenzyme vom Rest der Zelle
11.7.2 Lysosomen entwickeln sich aus Endosomen
11.7.3 Lysosomale Enzyme sind für verschiedene Abbauvorgänge von Bedeutung
11.8 Peroxisomen
11.8.1 Die meisten Funktionen der Peroxisomen sind mit dem
Wasserstoffperoxid-Metabolismus verknüpft
Inhaltsverzeichnis
11.8.2 Pflanzenzellen enthalten Peroxisomen, die nicht in tierischen Zellen
vorkommen
Kapitel 12 - Signaltransduktionsmechanismen I: elektrische und synaptische
Signale in Neuronen
12.1 Neuronen
12.1.1 Neuronen eignen sich besonders gut für die Übertragung elektrischer
Signale
12.2 Das Membranpotenzial
12.2.1 Das Ruhemembranpotenzial hängt von den unterschiedlichen
Ionenkonzentrationen innerhalb und außerhalb des Neurons und der selektiven
Permeabilität der Membran ab
12.2.2 Die Nernst-Gleichung beschreibt das Verhältnis zwischen Membranpotenzial
und Ionenkonzentration
12.2.3 Auswirkung der Fließgleichgewichtskonzentrationen von Ionen auf das
Ruhemembranpotenzial
12.2.4 Die Goldman-Gleichung beschreibt den Einfluss aller Ionen auf das
Membranpotenzial
12.3 Elektrische Erregbarkeit
12.3.1 Ionenkanäle sind Tore für den Ionentransport durch die Membran
12.3.2 Spezielle Domänen der spannungsgesteuerten Kanäle fungieren als
Sensoren und Inaktivatoren
12.4 Das Aktionspotenzial
12.4.1 Aktionspotenziale laufen als elektrische Signale am Axon entlang
12.4.2 Aktionspotenziale beruhen auf schnellen Veränderungen des
Membranpotenzials des Axons
12.4.3 Aktionspotenziale beruhen auf dem schnellen Strom von Ionen durch axonale
Ionenkanäle
12.4.4 Aktionspotenziale werden ohne Kraftverlust über das Axon weitergeleitet
12.4.5 Die Myelinscheide um das Axon übernimmt die Funktion einer elektrischen
Isolierung
12.5 Die Übertragung an Synapsen
12.5.1 Neurotransmitter übertragen Signale an Nervensynapsen
12.5.2 Calcium regt die Sekretion von Neurotransmittern aus präsynaptischen
Neuronen an
12.5.3 Die Sekretion der Neurotransmitter erfolgt über Andocken und Fusion von
Vesikeln mit der Plasmamembran
12.5.4 Neurotransmitter werden von spezifischen Rezeptoren in postsynaptischen
Membranen erkannt
12.5.5 Neurotransmitter müssen bald nach ihrer Freisetzung schnell inaktiviert
werden
12.6 Integration und Prozessierung von Nervensignalen
12.6.1 Neuronen können Signale von anderen Neuronen durch zeitliche und
räumliche Summation integrieren
Inhaltsverzeichnis
12.6.2 Neuronen können sowohl erregende als auch hemmende Signale von anderen
Neuronen integrieren
Kapitel 13 - Signaltransduktionsmechanismen II: Botenstoffe und Rezeptoren
13.1 Chemische Signale und zelluläre Rezeptoren
13.1.1 Zellen können verschiedene Typen chemischer Signale empfangen
13.1.2 Die Rezeptorbindung erfolgt über spezifische Wechselwirkungen zwischen
Liganden und deren Rezeptoren
13.1.3 Die Rezeptorbindung aktiviert eine Signalkaskade in der Zelle
13.2 G-Protein-gekoppelte Rezeptoren
13.2.1 Viele Rezeptoren mit sieben Transmembrandomänen wirken über G-Proteine
13.2.2 Die Struktur und Regulation der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren
13.2.3 Einige G-Proteine regulieren die Bildung des Second Messengers zyklisches
AMP
13.2.4 Viele G-Proteine nutzen Inositoltrisphosphat und Diacylglycerin als
Second Messenger
13.2.5 Die Freisetzung von Calciumionen ist ein Schlüsselereignis vieler
Signalkaskaden
13.2.6 Die bg-Untereinheiten der G-Proteine können auch Signale weiterleiten
13.2.7 Weitere Signalkaskaden, die G-Proteine aktivieren
13.3 Proteinkinase-assoziierte Rezeptoren
13.3.1 Wachstumsfaktoren binden oft an Kinase-assoziierte Rezeptoren
13.3.2 Rezeptor-Tyrosinkinasen sammeln sich und durchlaufen eine
Autophosphorylierung
13.3.3 Rezeptor-Tyrosinkinasen leiten eine Signalkaskade ein, an der Ras und
MAP-Kinase mitwirken
13.3.4 Rezeptor-Tyrosinkinasen aktivieren eine Vielzahl weiterer Signalwege
13.3.5 Gerüstkomplexe können die Zellsignalisierung erleichtern
13.3.6 Andere Wachstumsfaktoren übertragen ihre Signale über Serin/
Threoninkinasen-Rezeptoren
13.3.7 Unterbrechung der Wachstumsfaktorsignalkaskaden kann zu Krebsentstehung
führen
13.3.8 Wachstumsfaktor-Signalkaskaden haben gemeinsame Merkmale
13.4 Hormonsignalisierung
13.4.1 Hormone können je nach zurückgelegter Entfernung und nach ihren
chemischen Eigenschaften klassifiziert werden
13.4.2 Die Steuerung des Glucosemetabolismus ist ein gutes Beispiel für
endokrine Regulierung
13.4.3 Steroidhormonrezeptoren wirken in erster Linie im Zellkern, nicht an der
Zelloberfläche
Kapitel 14 - Das Cytoskelett
14.1 Die wichtigsten Strukturelemente des Cytoskeletts
14.1.1 Bei den Eukaryoten unterscheidet man drei Grundbausteine des Cytoskeletts
Inhaltsverzeichnis
14.1.2 Strukturelle Ähnlichkeit des bakteriellen und eukaryotischen
Cytoskeletts
14.1.3 Das Cytoskelett wird andauernd dynamisch auf- und abgebaut
14.2 Mikrotubuli
14.2.1 Zwei Typen von Mikrotubuli sind für viele Funktionen in der Zelle
verantwortlich
14.2.2 Tubulinheterodimere sind die Proteinbausteine der Mikrotubuli
14.2.3 Mikrotubuli können Singletts, Dubletten und Tripletten bilden
14.2.4 Mikrotubuli entstehen durch Anlagerung von Tubulindimeren an den Enden
14.2.5 Die Anlagerung von Tubulindimeren läuft schneller an den Plusenden der
Mikrotubuli ab
14.2.6 Wirkstoffe können die Bildung von Mikrotubuli beeinflussen
14.2.7 Die GTP-Hydrolyse trägt zur dynamischen Instabilität von Mikrotubuli
bei
14.2.8 Mikrotubuli gehen aus Mikrotubuli-Organisationszentren in der Zelle
hervor
14.2.9 MTOCs organisieren und polarisieren die Mikrotubuli in Zellen
14.2.10 Die Stabilität von Mikrotubuli wird in den Zellen von einer Reihe von
Mikrotubuli-Bindeproteinen streng reguliert
14.3 Mikrofilamente
14.3.1 Actin ist der Proteinbaustein der Mikrofilamente
14.3.2 Zellen enthalten verschiedene Typen von Actin
14.3.3 G-Actinmonomere polymerisieren zu F-Actinmikrofilamenten
14.3.4 Zellen können Actin dynamisch in eine Reihe von Strukturen einbauen
14.3.5 Actin-bindende Proteine regulieren Polymerisation, Länge und
Organisation von Mikrofilamenten
14.3.6 Die Zellsignalisierung reguliert, wo und wann Strukturen auf Actinbasis
zusammengesetzt werden
14.4 Intermediäre Filamente
14.4.1 Intermediäre Filamentproteine sind gewebespezifisch
14.4.2 Intermediäre Filamente setzen sich aus fibrösen Untereinheiten zusammen
14.4.3 Intermediäre Filamente verleihen Geweben mechanische Belastbarkeit
14.4.4 Das Cytoskelett ist eine mechanisch hoch integrierte Struktur
Kapitel 15 - Zellbewegung: Motilität und Kontraktilität
15.1 Bewegliche Systeme
15.2 Intrazelluläre Bewegung durch Mikrotubuli: Kinesin und Dynein
15.2.1 Motorproteine transportieren Organellen während des axonalen Transports
auf Mikrotubuli
15.2.2 Die Bewegung von Motorproteinen auf Mikrotubuli erfolgt durch Hydrolyse
von ATP
15.2.3 Die Kinesine bilden eine sehr große Familie von Proteinen mit
unterschiedlichen Strukturen und Funktionen
Inhaltsverzeichnis
15.2.4 Dyneine können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden: axonemale und
cytoplasmatische Dyneine
15.2.5 Mikrotubuli-Motoren wirken an der Formgebung des Endomembransystems und
dem Vesikeltransport mit
15.3 Motilität durch Mikrotubuli: Cilien und Flagellen
15.3.1 Cilien und Flagellen sind weit verbreitete bewegliche Zellfortsätze
eukaryotischer Zellen
15.3.2 Cilien und Flagellen bestehen aus einem mit dem Basalkörper verbundenen
Axonem
15.3.3 Das Gleiten der Mikrotubuli im Axonem führt zur Krümmung der Cilien und
Flagellen
15.4 Zellbewegung auf Actinbasis: die Myosine
15.4.1 Myosine bilden eine große Familie von Motoren auf Actinbasis, die
verschiedene Rollen bei der Zellmotilität übernehmen
15.4.2 Viele Myosine bewegen sich mit kurzen Schritten an Actinfilamenten
entlang
15.5 Muskelkontraktion durch Filamente
15.5.1 Skelettmuskelzellen enthalten dünne und dicke Filamente
15.5.2 In den Sarkomeren sind Actin, Myosin und akzessorischen Proteine
angeordnet
15.5.3 Der Gleitfilament-Theorie beschreibt die Muskelkontraktion
15.5.4 Querbrücken halten die Filamente zusammen und ATP liefert Energie für
deren Bewegung
15.5.5 Die Regulation der Muskelkontraktion hängt von Calcium ab
15.5.6 Die koordinierte Kontraktion der Herzmuskelzellen erfolgt durch
elektrische Kopplung
15.5.7 Der glatte Muskel ist den Nicht-Muskelzellen ähnlicher als dem
Skelettmuskel
15.6 Bewegung in Nicht-Muskelzellen durch Actin
15.6.1 Zellmigration durch Lamellipodien erfolgt über Zyklen von Ausstülpung,
Anheftung, Translokation und Ablösung
Kapitel 16 - Jenseits der Zelle: Zelladhäsionen, Zellverbindungen und
extrazelluläre Strukturen
16.1 Zell-Zell-Erkennung und Adhäsion
16.1.1 Transmembranproteine vermitteln Zell-Zell-Kontakte
16.1.2 Kohlenhydratgruppen sind für die Zell-Zell-Erkennung und die Adhäsion
wichtig
16.2 Zell-Zell-Verbindungen
16.2.1 Polaritäts-Proteine regulieren die Positionierung von Zell-ZellVerbindungen
16.2.2 Adhäsionsverbindungen verknüpfen benachbarte Zellen miteinander
16.2.3 Tight Junctions verhindern die Passage von Molekülen
Inhaltsverzeichnis
16.2.4 Claudine bilden eine Abdichtung an den Tight Junctions
16.2.5 Gap Junctions ermöglichen direkte elektrische und chemische
Kommunikation zwischen Zellen
16.3 Die extrazelluläre Matrix tierischer Zellen
16.3.1 Kollagene sind für die Festigkeit der extrazellulären Matrix
verantwortlich
16.3.2 Ein Vorläufer namens Prokollagen bildet viele Typen gewebsspezifischer
Kollagene
16.3.3 Elastine verleihen der extrazellulären Matrix Elastizität und
Flexibilität
16.3.4 Kollagen- und Elastinfasern sind in eine Matrix aus Proteoglykanen
eingebettet
16.3.5 Freie Hyaluronsäure schmiert die Gelenke und erleichtert die
Zellmigration
16.3.6 Adhäsive Glykoproteine verankern Zellen an der extrazellulären Matrix
16.3.7 Fibronectine verbinden Zellen mit der ECM und steuern die Zellbewegung
16.3.8 Laminine binden Zellen an die Basallamina
16.3.9 Integrine sind Zelloberflächenrezeptoren, die ECM-Bausteine binden
16.3.10 Die Glykocalyx ist eine polysaccharidreiche Zone an der Peripherie
tierischer Zellen
16.4 Die Oberfläche der Pflanzenzelle
16.4.1 Zellwände bilden einen strukturellen Rahmen und dienen als
Permeabilitätsbarriere
16.4.2 Die pflanzliche Zellwand ist ein Netzwerk aus Cellulosemikrofibrillen,
Polysacchariden und Glykoproteinen
16.4.3 Zellwände werden in mehreren getrennten Stufen synthetisiert
16.4.4 Plasmodesmen ermöglichten die direkte Zell-Zell-Kommunikation durch die
Zellwand
Kapitel 17 - Die strukturelle Basis der zellulären Information: DNA,
Chromosomen und der Zellkern
17.1 Die chemische Natur des genetischen Materials
17.2 Die DNA-Struktur
17.2.1 Watson und Crick entdeckten, dass die DNA eine Doppelhelix ist
17.2.2 Die DNA kann zwischen relaxiertem und überspiralisiertem Zustand
wechseln
17.2.3 Die beiden Stränge der DNA-Doppelhelix können experimentell durch
Denaturierung getrennt und durch Renaturierung wieder verbunden werden
17.3 Die Organisation der DNA in Genomen
17.3.1 Die Größe des Genoms nimmt mit der Komplexität des Organismus zu
17.3.2 Restriktionsendonucleasen schneiden die DNA an spezifischen Stellen
17.3.3 Schnelle Verfahren zur DNA-Sequenzierung
17.3.4 Die kompletten Genome vieler Organismen wurden bereits sequenziert
Inhaltsverzeichnis
17.3.5 Geringfügige Unterschiede in der Genomsequenz unterscheiden Menschen
voneinander
17.3.6 Repetitive DNA-Sequenzen erklären zum Teil die Größe eukaryotischer
Genome
17.4 Das Packen von DNA
17.4.1 Die bakterielle DNA liegt in Bakterienchromosom und Plasmiden vor
17.4.2 Eukaryotische Zellen packen DNA in Chromatin und Chromosomen
17.4.3 Nucleosomen sind die Basiseinheit der Chromatinstruktur
17.4.4 Ein Histon-Octamer bildet den Nucleosomenkern
17.4.5 Nucleosomen werden gepackt und bilden Chromatinfasern und Chromosomen
17.4.6 Eukaryoten verpacken einen Teil ihrer DNA in Mitochondrien und
Chloroplasten
17.5 Der Zellkern
17.5.1 Der Zellkern ist von einer Doppelmembran umgeben
17.5.2 Kernporen ermöglichen das Ein- und Ausschleusen von Molekülen in den
bzw. aus dem Zellkern
17.5.3 Die Kernmatrix und die Kernlamina sind Stützstrukturen des Zellkerns
17.5.4 Chromatinfasern liegen im Zellkern auf nicht-zufällige Weise verteilt
vor
17.5.5 Der Zellkern ist an der Ribosomenbildung beteiligt
Kapitel 18 - Zellzyklus, DNA-Replikation und Mitose
18.1 Ein Überblick über den Zellzyklus
18.2 DNA-Replikation
18.2.1 Die DNA-Replikation verläuft im Allgemeinen bidirektional
18.2.2 Die eukaryotische Replikation erfolgt durch multiple Replikons
18.2.3 Replikationslizenzierung stellt sicher, dass DNA-Moleküle nur einmal vor
jeder Zellteilung verdoppelt werden
18.2.4 DNA-Polymerasen katalysieren die Elongation von DNA-Ketten
18.2.5 Die DNA wird in diskontinuierlichen Segmenten synthetisiert, die von der
DNA-Ligase verbunden werden
18.2.6 Das Korrekturlesen erfolgt durch die 3¢®5¢-Exonucleaseaktivität der
DNA-Polymerase
18.2.7 RNA-Primer initiieren die DNA-Replikation
18.2.8 Zur Entspiralisierung der DNA-Doppelhelix werden DNA-Helicasen,
Topoisomerasen und Einzelstrang-DNA-Bindeproteine benötigt
18.2.9 Zusammenfassung der DNA-Replikation
18.2.10 Telomere lösen das Problem der Beendigung der DNA-Replikation
18.3 DNA-Schäden und DNA-Reparatur
18.3.1 DNA-Schäden können spontan oder als Antwort auf Mutagene auftreten
18.3.2 Transläsionssynthese und Exzisionsreparatur korrigieren Mutationen mit
anormalen Nucleotiden
18.3.3 Die Fehlpaarungsreparatur korrigiert Mutationen mit nicht-
Inhaltsverzeichnis
komplementären Basenpaaren
18.3.4 Die Schadensreparatur erklärt, warum die DNA Thymin und nicht Uracil
enthält
18.3.5 DNA-Doppelstrangbrüche werden durch nicht-homologe Verknüpfung der
Enden oder homologe Rekombination repariert
18.4 Kernteilung und Zellteilung
18.4.1 Die Mitose gliedert sich in Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase
und Telophase
18.4.2 Die mitotische Spindel ist für die Bewegung der Chromosomen während der
Mitose verantwortlich
18.4.3 Teilung des Cytoplasmas während der Cytokinese
18.4.4 Manchmal verläuft die Zellteilung asymmetrisch
18.5 Regulation des Zellzyklus
18.5.1 Die Dauer eines Zellzyklus unterscheidet sich bei den verschiedenen
Zelltypen
18.5.2 Die Progression durch den Zellzyklus wird an mehreren zentralen
Kontrollpunkten überwacht
18.5.3 Untersuchungen über Zellfusion und Zellzyklusmutanten führten zur
Identifizierung von Molekülen, die den Zellzyklus kontrollieren
18.5.4 Die Progression durch den Zellzyklus wird von Cyclin-abhängigen Kinasen
(Cdks) kontrolliert
18.5.5 Mitotisches Cdk-Cyclin treibt die Progression in den G2-M-Übergang durch
Phosphorylierung von Schlüsselproteinen an, die an den frühen Stadien der
Mitose mitwirken
18.5.6 Der Anaphase-Förder-Komplex koordiniert mitotische Schlüsselereignisse
durch gezielten Abbau spezifischer Proteine
18.5.7 G1-Cdk-Cyclin reguliert die Progression durch den Restriktionspunkt durch
Phosphorylierung von Rb-Protein
18.5.8 Kontrollpunkt-Mechanismen überwachen die Anheftung der Chromosomen an
die Spindel, den Durchlauf der DNA-Replikation und DNA-Schäden
18.5.9 Setzen wir das Puzzle zusammen: Die Maschinerie zur Regulation des
Zellzyklus
18.6 Wachstumsfaktoren und Zellwachstum und -vermehrung
18.6.1 Stimulierende Wachstumsfaktoren aktivieren den Ras-Weg
18.6.2 Stimulierende Wachstumsfaktoren können auch den PI3K-Akt-Weg aktivieren
18.6.3 Inhibitorische Wachstumsfaktoren wirken durch Cdk-Inhibitoren
18.7 Apoptose
Kapitel 19 - Geschlechtliche Vermehrung, Meiose und genetische Rekombination
19.1 Geschlechtliche Vermehrung
19.1.1 Geschlechtliche Vermehrung führt zu genetischer Vielfalt, indem
Chromosomen von zwei unterschiedlichen Elternorganismen zusammengebracht werden
19.1.2 Diploide Zellen können für jedes Gen homozygot oder heterozygot sein
19.1.3 Gameten sind haploide, auf geschlechtliche Vermehrung spezialisierte
Inhaltsverzeichnis
Zellen
19.2 Meiose
19.3 Die Meiose verwandelt eine diploide Zelle in vier haploide Zellen
19.3.1 Die Meiose I bildet zwei haploide Zellen, deren Chromosomen aus
Schwesterchromatiden bestehen
19.3.2 Die Meiose II ähnelt einer mitotischen Teilung
19.3.3 Spermien und Eizellen entstehen durch Meiose und anschließende
Zelldifferenzierung
19.3.4 Die Meiose bringt genetische Vielfalt hervor
19.4 Genetische Vielfalt: Segregation und Anordnung der Allele
19.4.1 Die Information zur Spezifizierung rezessiver Merkmale kann vorhanden
sein, ohne dass sie erkennbar ist
19.4.2 Die Spaltungsregel besagt, dass sich die Allele jedes Gens während der
Gametenbildung trennen
19.4.3 Die Unabhängigkeitsregel besagt, dass sich die Allele jedes Gens
unabhängig von den Allelen anderer Gene trennen
19.4.4 Das Verhalten der Chromosomen erklärt die Regeln der Segregation und der
unabhängigen Verteilung
19.4.5 Die DNA-Moleküle homologer Chromosomen haben ähnliche Basensequenzen
19.5 Genetische Variabilität: Rekombination und Crossing-over
19.5.1 Chromosomen enthalten Gruppen gekoppelter Gene, die im Allgemeinen
zusammen vererbt werden
19.5.2 Homologe Chromosomen tauschen während des Crossing-over Segmente aus
19.5.3 Genloci können durch Messung der Rekombinationshäufigkeiten kartiert
werden
19.6 Genetische Rekombination bei Bakterien und Viren
19.6.1 Transformation und Transduktion erfolgen durch Rekombination mit freier
DNA oder mit DNA, die von Bakteriophagen in Bakterienzellen transportiert wird
19.6.2 Konjugation ist eine modifizierte geschlechtliche Aktivität, die
genetische Rekombination bei Bakterien erleichtert
19.7 Molekulare Mechanismen der homologen Rekombination
19.7.1 DNA-Bruch und -Austausch sind die Grundlagen der homologen Rekombination
19.7.2 Homologe Rekombination wird durch Einzelstrang-DNA-Austausch
(Holliday-Junctions) initiiert
19.7.3 Der synaptische Komplex erleichtert die homologe Rekombination während
der Meiose
19.8 Rekombinante DNA-Technologie und Genklonierung
19.8.1 Die Entdeckung von Restriktionsenzymen ebnete den Weg für die
rekombinante DNA-Technologie
19.8.2 Mit den Techniken der DNA-Klonierung kann man große Mengen einzelner
Gensequenzen erzeugen
19.8.3 Genom- und cDNA-Datenbanken unterstützen die DNA-Klonierung
19.8.4 Die PCR wird standardmäßig zur Klonierung von Genen aus sequenzierten
Inhaltsverzeichnis
Genomen eingesetzt
19.9 Gentechnologie
19.9.1 Mit Hilfe der Gentechnologie kann man wertvolle Proteine herstellen, was
sonst nur unter schwierigen Bedingungen möglich wäre
19.9.2 Das Ti-Plasmid ist ein nützlicher Vektor zur Insertion von Fremd- Genen
in Pflanzen
19.9.3 Durch genetische Manipulation kann man die Merkmale von Nutzpflanzen
verbessern
19.9.4 Es bestehen Sorgen im Hinblick auf Sicherheit und mögliche Umweltrisiken
durch gentechnologisch manipulierte Lebensmittel
19.9.5 Tiere können durch An- oder Abschalten spezifischer Gene genetisch
verändert werden
19.9.6 Gentherapien werden zur Behandlung menschlicher Krankheiten entwickelt
Kapitel 20 - Genexpression I: Genetischer Code und Transkription
20.1 Der direktionale Fluss der genetischen Information
20.2 Der genetische Code
20.2.1 Experimente mit Neurospora führten zur Erkenntnis, dass Gene Enzyme
kodieren
20.2.2 Der genetische Code ist ein Triplett-Code
20.2.3 Der genetische Code ist degeneriert und überlappt nicht
20.2.4 Messenger-RNA steuert die Synthese von Polypeptidketten
20.2.5 Das Codonwörterbuch wurde mit Hilfe synthetischer RNA-Polymere und
-Tripletts erstellt
20.2.6 Von den 64 möglichen Codons der Messenger-RNA kodieren 61 Aminosäuren
20.2.7 Der genetische Code ist (fast) universal
20.3 Transkription in Bakterienzellen
20.3.1 Die Transkription wird von der RNA-Polymerase katalysiert, die RNA an
einer DNA-Matrize synthetisiert
20.3.2 Die vier Schritte der Transkription: Bindung, Initiation, Elongation und
Termination
20.4 Transkription bei eukaryotischen Zellen
20.4.1 Die RNA-Polymerasen I, II und III führen die Transkription im
eukaryotischen Zellkern durch
20.4.2 Drei Klassen von Promotoren kommen in eukaryotischen Kerngenen vor, je
eine Klasse für einen Typ der RNA-Polymerase
20.4.3 Allgemeine Transkriptionsfaktoren wirken an der Transkription aller
Kerngene mit
20.4.4 Elongation, Termination und RNA-Spaltung sind an der Fertigstellung der
eukaryotischen RNA-Synthese beteiligt
20.5 RNA-Prozessierung
20.5.1 Zur ribosomalen RNA-Prozessierung gehört die Spaltung mehrerer RNAs aus
einer gemeinsamen Vorläufer-rRNA
20.5.2 Die Prozessierung der Transfer-RNA erfolgt durch Entfernen, Anfügen und
Inhaltsverzeichnis
chemische Modifikation von Nucleotiden
20.5.3 Die Prozessierung von Messenger-RNA bei Eukaryoten erfolgt durch Capping,
Anfügen von Poly(A)-Schwänzen und Entfernen von Introns
20.5.4 Spleißosomen entfernen Introns aus der Prä-mRNA
20.5.5 Einige Introns sind selbstspleißend
20.5.6 Die Existenz von Introns ermöglicht alternatives Spleißen und
Exonvermischung (Exon-Shuffling)
20.5.7 Durch RNA-Bearbeitung können kodierende mRNA-Sequenzen verändert werden
20.6 Schlüsselaspekte des mRNA-Metabolismus
20.6.1 Die meisten mRNA-Moleküle haben eine relativ kurze Lebensspanne
20.6.2 Die Existenz der mRNA ermöglicht die Amplifikation der genetischen
Information
Kapitel 21 - Genexpression II: Proteinsynthese und Sortierung
21.1 Translation: Die Rollenbesetzung
21.1.1 Ribosomen synthetisieren Polypeptide
21.1.2 Transfer-RNA-Moleküle bringen Aminosäuren zum Ribosom
21.1.3 Aminoacyl-tRNA-Synthetasen verbinden Aminosäuren mit den richtigen
Transfer-RNAs
21.1.4 Messenger-RNA bringt Information über die Polypeptide zum Ribosom
21.1.5 Zur Initiation, Elongation und Termination von Polypeptidketten werden
Proteinfaktoren benötigt
21.2 Der Mechanismus der Translation
21.2.1 Zur Initiation der Translation werden Initiationsfaktoren, ribosomale
Untereinheiten, mRNA und Initiator-tRNA benötigt
21.2.2 Kettenverlängerung durch sequenzielle Zyklen von AminoacyltRNA-Bindung, Bildung von Peptidbindungen und Translokation
21.2.3 Die Termination der Polypeptidsynthese wird durch Freisetzungsfaktoren
ausgelöst, die Stoppcodons erkennen
21.2.4 Die Proteinfaltung wird durch molekulare Chaperone unterstützt
21.2.5 Zusammenfassung der Translation
21.3 Mutationen und Translation
21.3.1 Suppressor-tRNAs beseitigen die Wirkung einiger Mutationen
21.3.2 Nonsense-vermittelter Abbau und Nonstopp-Abbau fördern die Zerstörung
von defekten mRNAs
21.4 Posttranslationale Prozessierung
21.5 Proteinerkennung und -sortierung
21.5.1 Der cotranslationale Import ermöglicht einigen Proteinen während ihrer
Synthese den Eintritt in das ER
21.5.2 Die Signalerkennungspartikel (SRP) binden den Ribosom-mRNAPolypeptid-Komplex an die ER-Membran
21.5.3 Proteinfaltung und Qualitätskontrolle finden im ER statt
21.5.4 In das ER-Lumen freigesetzte Proteine werden zum Golgi-Komplex, zu
Inhaltsverzeichnis
sekretorischen Vesikeln, zu Lysosomen oder zurück in das E
21.5.5 Stopp-Transfersequenzen vermitteln die Insertion integraler
Membranproteine
21.5.6 Durch posttranslationalen Import können einige Polypeptide nach der
Synthese in Organellen gelangen
Kapitel 22 - Die Regulation der Genexpression
22.1 Die bakterielle Genexpression
22.1.1 Katabolische und anabolische Wege werden durch Induktion und Repression
reguliert
22.1.2 Die am Lactosekatabolismus mitwirkenden Gene sind in einem induzierbaren
Operon organisiert
22.1.3 Das lac-Operon wird vom lac-Repressor negativ reguliert
22.1.4 Positive Regulation des lac-Operons durch das Katabolitaktivatorprotein
(CAP)
22.1.5 Das lac-Operon ist ein Beispiel für die doppelte Kontrolle der
Genexpression
22.1.6 Die Struktur des lac-Repressor/Operator-Komplexes bestätigt das
Operonmodell
22.1.7 Die an der Tryptophansynthese mitwirkenden Gene sind in einem
reprimierbaren Operon organisiert
22.1.8 Sigma-Faktoren bestimmen, welche Gen-Sätze exprimiert werden
22.1.9 Durch Dämpfung kann die Transkription nach dem Initiationsschritt
reguliert werden
22.1.10 Riboswitches sorgen dafür, dass Transkription und Translation von
Wechselwirkungen kleiner Moleküle mit der RNA kontrolliert werden können
22.2 Eukaryotische Genregulation: genomische Kontrolle
22.2.1 Vielzellige Eukaryoten bestehen aus zahlreichen spezialisierten Zelltypen
22.2.2 Die eukaryotische Genexpression wird auf fünf Hauptebenen reguliert
22.2.3 Zellen vielzelliger Organismen enthalten in der Regel alle den gleichen
Gensatz
22.2.4 Genamplifikation und Gendeletion können das Genom verändern
22.2.5 DNA-Neuanordnungen können das Genom verändern
22.2.6 Die Sensitivität der DNase I liefert einen weiteren Beweis für die
Rolle der Chromatindekondensation bei der genomischen Kontrolle
22.2.7 DNA-Methylierung ist mit inaktiven Regionen des Genoms assoziiert
22.2.8 Veränderungen in Histonen und Chromatin-Remodellierungsproteine können
die Genomaktivität ändern
22.3 Eukaryotische Genregulation: Transkriptionskontrolle
22.3.1 In den verschiedenen Zellen werden unterschiedliche Gensätze
transkribiert
22.3.2 DNA-Microarrays ermöglichen die simultane Kontrolle der Expression
Tausender Gene
22.3.3 Proximale Kontrollelemente liegen nahe am Promotor
Inhaltsverzeichnis
22.3.4 Enhancer und Silencer liegen unterschiedlich weit vom Promotor entfernt
22.3.5 Coaktivatoren vermitteln die Interaktion zwischen regulatorischen
Transkriptionsfaktoren und dem RNA-Polymerasekomplex
22.3.6 Verschiedene DNA-Kontrollelemente und Transkriptionsfaktoren wirken
miteinander
22.3.7 Mehrere häufig vorkommende Strukturmotive ermöglichen die Bindung
regulatorischer Transkriptionsfaktoren an die DNA und aktivieren die
Transkription
22.3.8 DNA-Response-Elemente koordinieren die Expression nicht-benachbarter Gene
22.3.9 Steroidhormonrezeptoren agieren als Transkriptionsfaktoren, die an
Hormon-Response-Elemente binden
22.3.10 CREBs und STATs sind Beispiele für Transkriptionsfaktoren, die durch
Phosphorylierung aktiviert werden
22.3.11 Homöotische Gene kodieren Transkriptionsfaktoren, welche die embryonale
Entwicklung regulieren
22.4 Eukaryotische Genregulation: Posttranskriptionale Kontrolle
22.4.1 Kontrolle von RNA-Prozessierung und -Export aus dem Zellkern nach der
Transkription
22.4.2 Die Translationsgeschwindigkeit kann durch Initiationsfaktoren und
Translationsrepressoren kontrolliert werden
22.4.3 Die Translation kann auch durch Regulation des mRNA-Abbaus kontrolliert
werden
22.4.4 Die RNA-Interferenz nutzt kleine RNAs zur Hemmung der Expression von
Genen mit komplementären Basensequenzen
22.4.5 Von normalen Zellgenen gebildete MikroRNAs hemmen die Translation von
mRNAs, die für die Entwicklung eine wichtige Rolle spielen
22.4.6 Ubiquitin markiert Proteine für den Abbau durch Proteosomen
Stichwortverzeichnis
Symbole
„9+2“-Muster 357
+-TIP-Proteine 339
-10-Sequenz 538
3',5'-Phosphodiesterbindung 42
3'®5'-Abbauweg 623
3’®5’-Exonucleaseaktivität 443, 444
30-nm-Chromatinfaser 420
30S-Initiationskomplex 567
-35-Sequenz 538
3-Phosphoglycerat 228, 229, 230, 237, 239
5'-Kappe 549
5’®3’-Abbauweg 623
70S-Initiationskomplex 567
A
Inhaltsverzeichnis
a-Actinin 343, 344, 395
AB0-Blutgruppensystem 381
ABC-Transporter 140, 141
ABC-Typ-ATPasen 140
ab-Heterodimer 332
Absorptionsspektren 217
a-Bungarotoxin 299
Acetaldehyd 166
Acetylcholin 296, 299, 369
Acetylcholinesterase 301
Acetylcholinrezeptor 300, 316
Acetyl-CoA 164, 169, 171, 175, 176, 181, 182, 184, 186, 189, 190
Bildung 188
Acetylcoenzym A 164, 176
Acetylierung 606
Acridine 528
Actin 330, 341, 362, 363
a-Actin 341
b-Actin 341
filamentöses 341
g-Actin 341
globuläres 341
muskelspezifisches 341
Nicht-Muskelactin 341
Nicht-Muskelzellen 374
Polarität 342
Actin-bindende Proteine 341, 343, 345
Actinpolymerisation 375
Adapterproteine 397
adaptive Enzymsynthese 588
Adaptorprotein 264, 266, 267
Adenin 41
Adenosin 42
Adenosindiphosphat Siehe ADP
Adenosinmonophosphat Siehe AMP
Adenosintriphosphat 42, 151
Adenylylcyclase 311
ADF/Cofilin 343
a-D-Glucose 47
Adhärenzverbindungen 382, 383
Adhäsionsproteine 379
Adhäsionsverbindung 96, 382, 383
adhäsive Glykoproteine 392
Inhaltsverzeichnis
A-DNA 45
ADP 42, 151, 155, 175
ADP-Glucose 236
ADP-Ribosylierungsfaktor 268
Adrenalin 296, 325, 326
adrenerge Hormone 325
adrenerge Rezeptoren 325
adrenerge Synapsen 296
aerobe Atmung 158, 160, 174, 175, 206
aerobe Bedingungen 151
a-glykosidische Bindung 48, 50
Agonisten 307
a-Helix 33, 34, 35
a-Keratin 36
a-Ketoglutarat 183, 191
a-Ketoglutaratdehydrogenase 183
a-Ketosäuren 191
a-Kohlenstoff 25, 26
Aktionspotenzial 280, 285, 287, 288, 289, 290, 291, 292, 293, 369
Aktivator 611
allosterischer 89
aktive Zone 298
aktiver Transport 124, 137, 176
aktives Zentrum 80, 84, 85, 89
aktivierte Monomere 16
Aktivierungsdomäne 614
Aktivierungsenergie 76, 77
akzessorische Pigmente 218
Ala 27
Alanin 7, 27, 191
Aldehydgruppe 6
Aldolase 162, 231
Aldosteron 54, 55
Aldozucker 46
Algen 58, 214
Alkoholdehydrogenase 166
Alkoholfermentation 166
alkoholische Fermentation 158
alkoholische Gärung 158, 166
Allele 483
allosterische Aktivierung 89, 170
allosterische Enzyme 88
Inhaltsverzeichnis
allosterische Hemmung 89, 170
allosterische Regulation 87, 88, 169, 187
allosterische Regulatoren 188
allosterischer Aktivator 89
allosterischer Effektor 88
allosterischer Inhibitor 89, 170
allosterisches Enzym 89, 90
allosterisches Protein 143, 592
allosterisches Zentrum 89
ALS 350
alternatives Spleißen 554
Eukaryoten 620, 621
Alu-Sequenzen 417
Aminoacyl-tRNA 560, 569
Aminoacyl-tRNA-Synthetase 562, 563
Aminogruppe 6
Aminosäureaktivierung 562, 563
Aminosäuren 14, 15, 24, 26, 191
Abkürzungen 25, 27
D-Aminosäuren 25
L-Aminosäuren 25
Neurotransmitter 296
Aminosäurereste 29
Aminosäuresequenz 15, 25, 31, 32
Aminoterminus 28
Aminotransferase 239, 276
AMP 42, 94, 151, 169
amphibolischer Stoffwechselweg 192
amphipathisch 51, 53, 54, 110
amphipathische Moleküle 11
Amplifikation
Phagenvektoren 515
Plasmidvektor 515
ampR-Gen 514
Amylopektin 49
Amyloplasten 49, 215
Amylose 49
Amyotrophe Lateralsklerose 350
anabolische Wege 150
anaerobe Atmung 158, 174
anaerobe Bedingungen 151
Anaphase 459
Anaphase I 487, 491
Inhaltsverzeichnis
Anaphase II 487, 491
Anaphase-Förder-Komplex 472, 473
Androgen 54
Aneuploidie 474, 492
Anionenaustauscher 134
Anionenaustauscher 1 110
Ankyrin 96, 109, 111, 115, 345, 346
Annulus 401
Antagonisten 307
Antennenpigmente 219
anterograder Transport 252
Anticodon 560
antidiuretisches Hormon 324
antimikrobielle Peptide 94
antimitotische Substanzen 335
Antiport 132
Antiportsystem 234
Antiterminator-Haarnadelschleife 597
AP 266, 267
Apfelsäure 185
apikale Zellseite 378
Apoptose 480
apoptotische Körperchen 480
AQP 137
Aquaporin 95, 137
Aquaporinkanalproteine 136
Arbeit 68
Archaea 58, 61
Archaebakterien 58
ARF 268
Arg 27
Arginin 27
ARS 438
Aryl-Kohlenwasserstoffhydroxylase 249
Asn 27
Asp 27
Asparagin 27
Aspartat 27, 191
Astern 457
Astralmikrotubuli 458
Astrocyten 278
asymmetrische Zellteilung 465
Inhaltsverzeichnis
ATM-Proteinkinase 475
Atmung 174
aerobe 158, 174, 175, 206
anaerobe 158, 174
Atmungskomplexe 196, 197
Atmungskontrolle 198
ATP 16, 42, 151, 154, 155, 160, 161, 169, 184, 186, 227, 231
Hydrolyse 152
Weichmachereffekt 367
AT-Paar 44
ATP-abhängigen Calcium-ATPasen 249
ATP-ADP-Carrier 209
ATPase-Pumpe 138
ATP-Bildung 175, 185
ATP-Ertrag 174, 185
aerobe Atmung 207, 209
ATP-Synthase 140, 180, 181, 199, 201
ATP-Synthasekomplex 226
ATP-Synthese 162, 163, 181, 198, 199, 200, 201, 202, 203, 205, 206, 214, 226,
227, 228
ATR 476
Attenuation 596, 597
a-Tubulin 332, 333
A-Tubulus 333, 357
autokrine Signale 304
autonom replizierende Sequenz 438
autophage Lysosomen 273
autophage Vakuole 273
Autophagie 114, 272, 273
Autophagosom 273
Autophosphorylierung 318
autotrophe Organismen 70
Axon 278, 279
der Wirbeltiere 292
myelinisiertes 292, 293
nicht-myelinisiertes 291
Tintenfisch 282
axonaler Transport auf Mikrotubuli 353
Axonbündel 279
Axonem 357, 358
axonemales Dynein 355, 359
Axonhügel 279, 291
Axonterminale 295, 297
Inhaltsverzeichnis
Axoplasma 279
B
b-a-b-Motiv 35
Bacteriochlorophyll 218
Bacteriorhodopsin 111, 146, 147
bakterielle DNA 63
Bakterien 58, 61
Bakterienchromosom 417
Bakterienplasmide 418
Bakterienzelle 61
Bande-3-Protein 109, 110, 115
Bande-4.1-Protein 109, 111, 115, 345
Bande-4.2-Protein 109, 115
Banden 362
Bandenmuster 362
Barr-Körperchen 605
basale Zellseite 378
Basalkörper 333, 334, 357
Basallamina 378, 388, 393
Eigenschaften 393
Basenanaloga 451
Basenexzisionsreparatur 453
Basenpaare 44
Basenpaarung 43
basolaterale Zellseite 378
Bauchspeicheldrüse 90, 91, 261, 263
Bauchspeicheldrüsenzelle 178
b-barrel 136
b-Carotin 218
b-Catenin 383
Bcl-2 476
b-D-Glucose 47
B-DNA 45
Befruchtung 485
Benzodiazepin 300
Bernsteinsäure 185
besonderes Paar 219
Bewegung 69
b-Faltblatt 33, 34, 35, 110
antiparalleles 34
paralleles 34
b-Fassstruktur 38, 110, 136
Inhaltsverzeichnis
b-Fructofuranosidase 85
b-glykosidische Bindung 48, 50
bidirektional 436
bifunktionales Enzym 171
bimetallisches Eisen-Kupfer-Zentrum 194
binäre Teilung 437
Bindetasche 305
Bindungsenergie 4
Biochemie 3
Bioenergetik 67
biologische Arbeit 68
biologische Chemie 3
biologische Katalysatoren 79
biologische Makromoleküle 14
biologische Membran 11, 12, 100
Bioluminiszenz 70
Biosphäre
Energiefluss 71, 72
Biosynthese 68
BiP 580
Bivalent 486
Blattperoxisom 237, 276
Blending Inheritance 497
Blutgruppensystem 381
Blut-Hirn-Schranke 278
Blutplasma 317
Blutplättchen-Wachstumsfaktor 317, 477
Blutserum 317
Boten-RNA 526
Botenstoffe 304, 305
Botox 270
Botulinumtoxin 270, 299
Bouquet 489
b-Oxidation 175, 189, 190, 275, 276
BPAG 395
BRE 542
Bruch-und-Austausch-Modell 507
Bt-Gen 521
b-Tubulin 332, 333
B-Tubulus 333, 357
Bub-Proteine 474
bullöses Pemphigoid 395
Inhaltsverzeichnis
Butandiolfermentation 166
Buttersäure 166
C
C3-Pflanzen 239, 240
C4-Pflanzen 239, 240, 241
Cadherine 96, 379, 380, 383
Embryonalentwicklung 381
Cajalkörper 432
Cajalkörper-Gemini 432
Calcium-ATPase 314, 370
Calciumbindeprotein 315
Calcium-Calmodulin-Komplex 315, 373
Calcium-induzierte Calciumfreisetzung 315
Calciumionen 313
Calciumkanäle 297, 298
Calciumkonzentration Skelettmuskel 369
Calciumregulation 314
Calciumspeicherung 249
Calmodulin 315, 345
Calvin, Melvin 228
Calvin-Zyklus 212, 213, 228, 229, 231, 240, 243
Regulation 232
CAM 242
cAMP 171, 311
CAM-Pflanzen 242
cAMP-Response-Elemente 617
cAMP-Response-Protein 593
CAM-Verzögerung 243
Cannabis sativa 297
CAP 593
CAP-Bindungsstelle 593
CapZ 343, 344, 364
Carbonylgruppe 6
Carboxylase 236
Carboxylgruppe 6
Carboxylierung 229, 240
Carboxylterminus 28
Carboxypeptidase 90
Carboxypeptidase A 80, 85
Cardiomyopathie 350
Carotinoide 218
Carotinoid-Pigmente 55
Inhaltsverzeichnis
Carrier 13
Carrierproteine 130, 131, 132
Kinetik 131
Spezifität 131
Caspasen 480
Catastrophine 339
Catecholamine 296
Caveolae 107, 266
Caveolin 266
Cdc20-Protein 475
cdc2-Gen 469
Cdc42 347
Cdk 440, 469
mitotisches 469
Cdk-Cyclin 470
Regulation 471
cDNA 517
cDNA-Bank 517
Cellulose 16, 46, 49, 398, 399
Cellulosemakrofibrillen 399
Cellulosemikrofibrillen 398, 399
CENP-A 458
CEN-Sequenzen 457
Centriolen 333, 337, 457
Centromer 415, 457
Centromerprotein A 458
Centrosom 336, 337, 431, 457
Ceramid 53
Cerebrosid 97, 98
CF0CF1-ATP-Synthasekomplex 223
CF0CF1-Komplex 226
CFTR 136, 141
CGN 251, 252
CGN-Zisternen 252
CG-Paar 44
Chaperone 570, 571
Chaperonmoleküle 18
Chaperonproteine 584
Chemie der Zelle 1
chemiosmotisches Kopplungsmodell 198
chemische Synapse 294, 295
Chemoautotrophe 70
Inhaltsverzeichnis
Chemoheterotrophe 70
Chemotrophe 70, 71, 72, 73, 157
Chiasma 488
chimäre Proteine 257
Chitin 16, 48, 49
Chlorella 220, 229
Chlorid-Hydrogencarbonat-Austauscher 134
Chloridionen 283
Chlorophyll 212, 214, 217
Chlorophyll a 217, 218, 219, 220
Chlorophyll b 217, 218
Chlorophyll c 218
Chlorophyll d 218
Chlorophyllbindeproteine 219
Chloroplasten 60, 62, 213, 215
Membransysteme 215
Struktur 216
Chloroplasten-DNA 423
Chloroplastenmembran 108
Cholera 146
Cholesterin 11, 97, 99, 104, 105, 106, 250
Cholesterol Siehe Cholesterin
cholinerge Synapsen 296
Chondroitinsulfat 391
Chorea Huntington 416
Chromatiden 420
Chromatidentrennung 461
Chromatin 61, 418
Chromatinfasern 420
Verteilung 430
Chromatinpackung 420, 421
Chromatinremodellierungsproteine 448
Chromoplasten 215
Chromosomen 61, 64, 418, 434
homologe 500
Chromosomenaufreihung 461
Chromosomenbewegung 461
Chromosomenbindung 459
Chromosomensatz 458
Chromosomenterritorien 430
Chromosomentheorie der Vererbung 498
Chromosomentransfer
Inhaltsverzeichnis
bakterieller 506
Chromosomentrennung 461
Chymotrypsin 90
Chymotrypsinogen 91
Cilien 69, 331, 333, 356
Cimetidin 307
cis-Golgi-Netzwerk 251
cis-Seite 251
Citrat 171, 182, 183, 184, 186, 192
Citratzyklus 181
Clamp-Protein 448
Clathrin 264, 266
clathrinabhängige Endocytose 263
Clathrin-Coated Vesikel 266
Clathrinhülle 268
Clathrinkörbe 268
Clathrintriskelione 267
clathrinumhüllte Vesikel 264
Claudine 386
Clostridium botulinum 270
CNS 278
CO2 184, 229
CoA 182
Coaktivatoren 612
Coaktivatorproteine 545
Coated Pits 263, 264, 268
Coated Vesikel 266
Cobratoxin 299
Codons 533
Codonzuordnungen 534
Coenzym 80, 156, 174
Coenzym A 181, 182, 183, 189
Coenzym Q 55, 174, 194, 196
Coenzymoxidation 193
Coenzym-Q-Cytochrom-c-Oxidoreduktasekomplex 196
Cofaktor 80
COG-Komplex 271
Cohäsine 472
Coiled-coil-Proteine 270
Coiled-coil-Struktur 349
Colchicin 332, 334
Colchicum autumnale 334
Inhaltsverzeichnis
col-Faktoren 418
colicinogene Faktoren 418
Condensin 472
Connexin 113, 294, 386
Connexon 114, 294, 386
COP 266
COPI 266
COPI-Coated Vesikel 266, 268
COPII 266
COPII-Coated Vesikel 266, 269
COPII-Hüllen 269
Copy-choice-Modell 507
CoQ 194
Corepressor 594
Corey, Robert 33
Corezeptoren 306
Corticosteroide 324
Cortisol 54, 250, 327
Cortison 55
Costamere 361
cotranslationaler Import 575, 577
Signalmechanismus 579
Cotransport 132
Cotyledon 276
Crassulaceen-Säurestoffwechsel 242
CREB-Protein 617
Crescentin-Protein 331
Crick, Francis 44
Crista Junctions 178
Cristae 179
Cristae-Struktur 178
Crossing-over 488, 501, 502, 503
C-Terminus 28, 564
C-Tubulus 333
C-Wert 492
Cyanobakterien 61, 214
Cyclin 469
mitotisches 469
Cyclin-abhängige Kinase 440, 469
Cyclose 60
Cys 27
Cystein 27
Inhaltsverzeichnis
Cytochrom c 196
Cytochrom-b/c1-Komplex 196
Cytochrom-b6/f-Komplex 221, 222, 223, 228
Cytochrom-c-Oxidase 196
Cytochrome 194
kupferhaltige 194
Cytokinese 64, 434, 459, 463, 491
pflanzliche Zelle 464
tierische Zelle 464
Cytoplasmaströmung 60
Cytoplasmateilung 463
cytoplasmatisches Dynein 355, 463
Cytosin 41
Cytoskelett 63, 330, 350
bakterielles 330
eukaryotisches 330
D
DAG 313
Dämpfung 596, 597
Darmepithelzellen 118, 142
D-Desoxyribose 40, 41
Decarboxylase 238
Decarboxylierung 182, 186
degenerierter Code 530
Degrons 627
Dehydrogenasen 156
Dehydrogenierung 156
Denaturierung 18, 82
Dendrit 278, 279
dense bodies 372
Dephosphorylierung 90
Depolarisation 369, 371
passive Ausbreitung 291
unterschwellige 288
Depolarisationsphase 288
Depolarisations-Repolarisations-Ereignisse 293
Depolarisierung 288
Depurination 450, 451
Desaminierung 451
Desaturase 106
Desensitivierung 306
Desmin 348
Desmocollin 383
Inhaltsverzeichnis
Desmoglein 383
Desmoplakin 384
Desmosomen 371, 382, 383
Struktur 384
Desmotubulus 400
Desoxynucleosidtriphosphate 440
Desoxyribonucleinsäure 40
Desoxyribonucleinsäure Siehe DNA
Desoxyribose 40, 43
Detoxifikation 248, 275
DGDG 98, 99
D-Glucosamin 49
D-Glucose 46, 47, 84
Diabetes 326
Diacylglycerin 313
Diakinese 489
Dicarboxylatcarrier 209
Dicer 624
dicke Filamente 362, 363
Didesoxynucleotide 411
Diffusion 60, 124, 126, 127
einfache 124, 125, 127, 130
erleichterte 124, 130
Geschwindigkeit 129
Kinetik 130
Diffusionsgeschwindigkeit 60
Digalactosyldiacylglycerin 98
Dihydroxyacetonphosphat 162, 189, 235
Dimer 28
diploid 483
diploide Phase 485
Diplotän 488
Dipole 30
Direktionalität 16
DNA-Synthese 441
Disaccharide 47
diskontinuierliche DNA-Synthese 443
distale Kontrollelemente 611
Disulfidbindungen 29
DNA 15, 40, 41, 42, 43
A-DNA 45
Archaea 63
bakterielle 63
Inhaltsverzeichnis
B-DNA 45
eingestreut repetitive 416
eukaryotische 63
Expression 64
gerichteter Informationsfluss 526
Organisation 63
Packung 417
relaxierte 406, 407
Struktur 44, 45
tandemartig repetitive 415
Überspiralisierung 406, 407
Z-DNA 45
DNA-Addukte 451
DNA-Austausch 507
DNA-Bindedomäne 614
DNA-Bruch 507
DNA-Clamp-Protein 448
DNA-Denaturierung 408
DNA-Diminution 601
DNA-Doppelhelix 406
DNA-Doppelstrangbruch
Reparatur 454
DNA-Entspiralisierung 445, 446
DNA-Fingerabdruck 416
DNA-Fingerprinting 416
DNA-Glykosylasen 453
DNA-Gyrase 407, 446
DNA-Helicasen 445
DNA-Homologie 500
DNA-Klonierung 511, 512
Überblick 513
DNA-Ligase 511
DNA-Menge 492
DNA-Methylierung 605
DNA-Microarray 608, 609
DNA-Neuanordnung 602
Lymphocyten 602
DNA-Packungsverhältnis 421
DNA-Polymerase 440
DNA-Polymerase I 442
DNA-Polymerase III 442
DNA-Polymerase-Reaktion 440
DNA-Renaturierung 408, 414
Inhaltsverzeichnis
DNA-Reparatur 452
DNA-Replikation 436, 437
Zusammenfassung 446, 447
DNA-Replikations-Kontrollpunkt 475
DNA-Response-Elemente 616
DNA-Schäden 450, 451
DNA-Schadens-Kontrollpunkt 475
DNA-Schmelztemperatur 409
DNase 480
DNase I
Sensitivität 603, 604
DNase-I-Hypersensitivitätsstellen 604
DNA-Sequenzierung 113, 411, 412
chemische Methode 411
Kettenabbruchmethode 411, 412
DNA-Sequenzwiederholung 415
einfache 415
DNA-Struktur 404
DNA-Synthese 443
Direktionalität 441
diskontinuierliche 443
kontinuierliche 443
Dolichole 55
Domäne 38, 39, 58
dominant 483
Dopamin 296
Doppelbindung 3
Doppelhelix 44, 45, 405
Doppelmikrotubuli 333
Doppelstrangbruch
Reparatur 454
Downstream-Promotorelement 542
Down-Syndrom 492
DPE 542
Dreifachbindung 3
Dreifachmikrotubuli 333
D-Ribose 40, 41
Dubletten 333
Dublettengleitbewegung 359
dünne Filamente 362, 363, 364
Durchflusszytometrie 435
Dynactin 355
Dynamin 264, 268
Inhaltsverzeichnis
dynamische Instabilität 335
Dynein 352, 353, 355
axonemales 355, 359
cytoplasmatisches 355, 463
Dyneinarme 358, 359
E
E2F-Transkriptionsfaktor 473
EBS 350
EC 82
E-Cadherin 379, 380
ECM 388
EC-System 82
Effektoren 589
Effektormoleküle 589
EGF 319, 477
eIF 567
Einfachbindung 3
einfache Sequenzwiederholung der DNA 415
Ein-Gen-Ein-Enzym-Hypothese 528
eingestreut repetitive DNA 415, 416
Einzelnucleotidpolymorphismen 413
Einzelstrang-DNA-Bindeprotein 446
Eisen-Response-Element 622
Eisen-Schwefel-Proteine 194
Eisen-Schwefel-Zentrum 194
Eizellen Siehe Oocyten
Eizellenbildung 492
EJC 552
Ektodomänen 380
Elaioplasten 215
Elastin 36, 388, 390
Electrophorus electricus 69
elektrische Arbeit 69
elektrische Erregbarkeit 280, 285
elektrische Synapse 294
elektrisches Potenzial 69, 280
elektrochemischer Gradient 130, 206
elektrochemisches Gleichgewicht 281
elektromagnetische Strahlung 4
Elektronenakzeptor 156, 174, 175, 195
Elektronendonor 195, 214
Elektronenfluss
Inhaltsverzeichnis
nichtzyklischer 225
zyklischer 227, 228
Elektronenshuttlesystem 207
Elektronentransport 176, 193
Elektronentransportproteine 114
Elektronentransportsystem 193, 220
Elektroneutralität 280
Elektroplaxen 299
Elongation 333, 440, 568
RNA-Synthese 538
Elongationsfaktoren 569
Embden-Meyerhof-Weg 160
Emerson-Effekt 220
endergonisch 150
Endocannabinoide 297
endocytische Vesikel 262
Endocytose 63, 261, 262
clathrinabhängige 263
clathrinunabhängige 265
kompensatorische 299
rezeptorvermittelte 263, 264, 306
endokrine Hormone 324
endokrine Regulierung 325
endokrine Signale 304
Endomembransystem 246, 256
Endopeptidasen 191
endoplasmatisches Reticulum 246
Endosomen 256, 259, 271
frühe 256, 258
späte 256, 258
Endosperm 276, 463
Endosymbiontentheorie 216
endotherm 69, 82
Endprodukt-Repression 589
Energie 68
Definition 68
Energiefluss 67, 71, 72
Energiemetabolismus
chemotropher 155
Energiereserven 276
Energiespeicherung 51
Energietransduktion 213
Energietransduktionsreaktionen 212
Inhaltsverzeichnis
Enhanceosom 612
Enhancer 610, 611
Wirkung 613
Enkephaline 296
Enolase 163
Entactin 394
Enterokinase 91
Entgiftung 248
Entkoppler 198
Entspiralisierung 445, 446
Enzyme 13, 24, 79, 114
aktives Zentrum 84
allosterische 88, 90
anabolische 589
Empfindlichkeit 83
hydrolytische 271
induzierbare 589
katabolische 588
katalytischer Kreislauf 86
Kooperativität 90
lysosomale 258
Nomenklatur 81
pH-Sensitivität 83
proteolytische 90
Substrataktivierung 85
Substratbindung 84
Temperatursensitivität 82
Enzyme Commission 82
Enzymregulierung 86
Enzymstruktur 84
Enzymsynthese
adaptive 588
anabolischer Weg 588
Bakterien 588
katabolischer Weg 588
epidermaler Wachstumsfaktor 317, 319, 477
Epidermolyse bullosa simplex 350
epigenetische Veränderungen 605
Epinephrin 296
Epithel-Mesenchym-Transition 381
Epithelzellen 378
funktionale Polarität 385
Epitop 116
Epitopmarkierung 519
Inhaltsverzeichnis
EPSP 301
ER 246
spezifische Proteine 256
ERAD 248, 580
ER-assoziierter Abbau 248, 580
Ergosterol 11, 99
Erkennungsschnittstelle 410
ER-Lumen 247
ERM-Proteine 343
ER-Signalsequenz 577
Erythrocyten 109, 110, 115, 142
Anionenaustauscher 134
Plasmamembran 108
Transporter 133
Transportvorgänge 125, 126
Erythrocytenmembran 134, 346
ER-Zisternen 247
Escherichia coli 63, 106, 122, 202
E-Seite 108
Esterbindung 52
Estradiol 54, 55
ES-Zellen 523
Ethanol 158, 165
ETS 193, 220
Euchromatin 420
Eukarya 58
Eukaryoten 58, 61
eukaryotische DNA 63
Excinuclease 453
exergonisch 152, 155, 158
Exittunnel 570
Exocytose 63, 261, 298
Kiss-and-run-Exocytose 299
Exon 550
Exon shuffling 554
Exon-Junction-Komplex 573
Exonucleasen 443
Exon-Verbindungskomplex 552
Exonvermischung 554
Exopeptidasen 191
Exosom 623
Expansine 400
Exporter 140
Inhaltsverzeichnis
Exportine 428
Expression 64
Expressionsvektoren 518
Exteine 574
Extensine 398, 399
extrazelluläre Matrix 378, 388
extrazellulärer Abbau 272
extrazelluläres Material 262
Exzisionsreparatur 452
Exzisionsreparaturwege 452
exzitatorischer Rezeptor 296
Ezrin 345
F
F1-Generation 495
F1-Komplex 180, 201, 202
F2,6BP 171
F2-Generation 496
FACS-Verfahren 435
F-Actin 340, 341
FAD 174, 185, 186, 194
FADH2 185, 189, 190, 193
FAK 397
Fakultative Organismen 159
Famotidin 307
Fascin 343
Fd 225, 228
Fe-Cu-Zentrum 194
Fehlpaarungsreparatur 453
Fermentation 158, 160, 166
ATP-Ertrag 166
Fermentationsstoffwechselwege 166
Fermente 79
Ferredoxin 220, 225, 228, 233
Ferredoxin-NADP+-Reduktase 221, 225
Fertilitätsfaktoren 418
Festzurr-Proteine 270
Fe-S-Zentrum 194
Fette 52, 189, 276
Fettsäure-Acyl-CoA 189, 190
Fettsäurekatabolismus 189
Fettsäuren 51, 99, 100, 103, 175
Oxidation 275
Inhaltsverzeichnis
ungesättigte 104
F-Faktor 418, 505
Fibrillen 389
Fibrin 393
Fibroblasten 317, 388
Fibroblastenwachstumsfaktor 317
Fibroin 36
Fibronectine 388, 392
Struktur 392
Wirkung auf die Blutgerinnung 393
Wirkung auf Zellform und Zellbewegung 393
Fibronectinrezeptor 395
fibröse Proteine 36
Filament 330, 362
Filament-bündelnde Proteine 343
Filament-quervernetzende Proteine 343
Filament-verankernde Proteine 343
Filament-verkürzende Proteine 343
Filamin 343, 344
Filopodien 342, 374
Fimbrin 343, 345
Fischerprojektion 46
Flagellen 331, 357
Flavinadenindinucleotid 174, 185, 194
Flavinadenindinucleotid Siehe FAD
Flavinadeninmononucleotid 194
Flavoproteine 194
Fließgleichgewicht 74
Flipflop 101
Flippasen 101, 250
Flüssigkeits-Endocytose 265
Flüssig-Mosaik-Modell 96, 107
fMet 567
FMN 194
FNR 221, 225
FoF1-ATP-Synthase 199, 202
FoF1-Komplex 181, 201, 203
Fokaladhäsion 395, 396
Fokaladhäsionskinase 397
fokale Kontakte 375, 382
Fo-Komplex 180, 181, 201
Folgestrang 443
Inhaltsverzeichnis
Fotosystem 219
Reaktionszentrum 219
Fotosystem I 220, 221, 223, 224
Fotosystem II 220, 221, 223
Fotosystemkomplex 219
Fragiles-X-Syndrom 416
Freisetzungsfaktoren 571
Fructose 47, 86
Fructose-1,6-Bisphosphat 160
Fructose-1,6-Bisphosphatase 169
Fructose-2,6-Bisphosphat 171
frühe Endosomen 256, 258
FtsZ-Protein 330
F-Typ-ATPasen 140
Führungsstrang 443
Fumarat 184, 185
Fumarathydratase 185
funktionale Polarität 385
funktionales Protein 18
Furchung 464
Fusionsproteine 257
G
G0-Phase 435
G1-Cdk-Cyclin 473
G1-Phase 435
G2-Phase 435
GABA 296
GABA-Rezeptor 300
G-Actin 340, 341, 342
GAG 391
Galactose 47, 382
Galactoseoxidase 116
GalNAc 382
Gameten 485
Gametenbildung 492, 493
Gametogenese 485, 492, 493
Gametophyt 486
g-Aminobuttersäure 296
Gamma-Tubulin-Ringproteine 337
Gangliosid 97, 98
GAP 310, 320, 347, 428
Gap Junctions 96, 114, 294, 371, 382, 386
Inhaltsverzeichnis
Struktur 387
GARP-Komplex 271
Gärung 158, 160
Gating 287
GDI 347
GDP 309
GEF 319, 347
Gefrierätzung 179
Gefrierbruch 107
Gefrierbruchanalyse 108
Gegentransport 132
Geißelbewegung 357
Geißeln 69, 333, 357
gekoppelte Gene 502
gekoppelter Transport 132
gelöste Substanz
Größe 128
Ladung 129
Polarität 128
gelöster Stoff 9
Gelsolin 344
Geminin 440
GEMS 432
Genamplifikation 601
Gendeletion 601
Gene
homöotische 618, 619
konstituive 588
regulierte 588
Generationswechsel 486
Generationszeit 435
genetische Kartierung 503
genetische Manipulation
Nutzpflanzen 521
Sicherheit 521
Tiere 522
genetische Rekombination 488
genetische Terminologie 484
genetische Variabilität 501
genetische Vielfalt 482, 494
genetischer Code 527, 528, 530, 534
Genexpression
Bakterien 588
Inhaltsverzeichnis
doppelte Kontrolle 593
Eukaryoten 599, 600
Genlocus 483
Genmodifizierung 519
Genom 409
Genombank 516
Genomgröße 409
genomische Kontrolle 601
genomische Prägung 606
Genomsequenzierung 412
Genotyp 484
Genregulation
Bakterien 588
kombinatorisches Modell 613
Gentechnologie 519
praktischer Nutzen 519
Gentherapie 524
Gentranskription
Aktivierung 327
Gerüstkomplexe 320, 321
gesättigte Fettsäuren 52
geschlechtliche Vermehrung 482
Geschlechtschromosomen 483
Geschlechtshormone 324
Gewebe 378
GFA-Protein 348
Glanzstreifen 371
glatte Muskulatur 372
Kontraktion 372
Regulation der Kontraktion 372
Struktur 372
glattes ER 247, 250
GlcNAc 15, 16, 48, 49
Gleichgewicht 73
Gleichgewichtspotenzial 281, 282
Gleitfilament-Modell 365
Gliazelle 278
Gln 27
globuläre Proteine 35, 36, 38
Glu 27
Glucagon 326
Glucocorticoid 54, 55
Glucocorticoidrezeptor 327
Inhaltsverzeichnis
Glucokinase 162
Gluconeogenese 166, 167, 168, 169
Regulation 170
Glucosamin 48
Glucose 6, 7, 14, 46, 49, 86, 157, 160, 161, 234, 249
erleichterte Diffusion 134
Katabolismus 158
Oxidation 71, 157, 158, 175
Glucose-1-Phosphat 234, 235, 236
Glucose-6-Phosphat 133
Glucose-6-Phosphatase 95, 249
Glucoseabbau 150
Glucosemetabolismus 325
Glucosephosphorylierung 161
Glucosesynthese 150, 167
Glucosetransport 145
Glucosetransporter 133, 134
Glucosidase II 254
GLUT1 133, 134
GLUT2 134, 249
Glutamat 27, 191, 296
Glutamin 27
Gly 27
Glycerat 239
Glycerat-1,3-Bisphosphat 230
Glyceratkinase 239
Glycerin 52, 189
Glycerinaldehyd-3-Phosphat 162, 228, 229, 230, 235
Glycerinaldehydphosphatdehydrogenase 39
Glycerin-Phosphat-Shuttle 208
Glycin 27, 296
Glykocalyx 117, 118, 397
Glykogen 15, 46, 49, 157, 215, 249
Glykogenabbau 325, 326
Glykolat 238
Glykolatstoffwechselweg 237, 238
Glykolipide 11, 51, 54, 96, 97, 98, 99
Glykolyse 158, 159, 160, 161, 163, 165, 167, 168, 169, 175, 176
Regulation 170
Glykophorin 109, 111
Glykoproteine 116, 117, 118, 253, 255
adhäsive 392
Glykosaminoglykane 391
Inhaltsverzeichnis
glykosidische Bindung 47, 50
Glykosomen 159
Glykosphingolipide 54, 106
Glykosphingoside 98
Glykosylierung 116, 253, 256
terminale 255
Glykosylphophatidylinositol 109
Glyoxylat-Kreislauf 192, 276
Glyoxysom 192, 276
GM-Pflanzen 521
GO 116
Goldman-Gleichung 284
Golgi-Komplex 251
Proteine 257
Golgi-Stapel 251
Golgi-Zisternen 252
GPI 109
GPI-verankerte Membranproteine 112
G-Proteine 309, 310, 311, 315, 316
kleine monomere 319
G-Protein-gekoppelte Rezeptoren 308, 309, 310
G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinasen 309
G-Protein-Signalisierungs-Proteine 310
GR 327
Grana 215, 216
GRiPs 337
GRK 309
gRNA 555
große Furche 405
grüne photosynthetische Bakterien 214
Gruppe-II-Introns 553
Gruppe-I-Introns 553
GTP 151, 184, 185, 186, 309
GTPase 346
GTPase-aktivierendes Protein 347, 428
GTPase-Aktivierungsprotein 310, 320
GTP-Hydrolyse 335
GTP-Kappe 335, 336
g-Tubulin 337
g-Tubulinringkomplexe 337, 338
g-TuRCs 337, 338
Guanin 41
Inhaltsverzeichnis
Guanin-Nucleotid-Austauschfaktor 319, 347, 428
Guanin-Nucleotid-Austauschinhibitoren 347
Guanin-Nucleotid-Bindeprotein 308
Guanosintriphosphat 151
H
H2O2 275
Haar 36
Haarnadelschleife 35, 539, 547
Halobacterium 111, 146, 147
Hämoglobin 39
Hämoglobinmolekül 39
haploid 483
haploide Phase 485
haploide Sporen 486
Haplotypen 413
Harnstoffzyklus 191
HAT 606
Hatch-Slack-Weg 239, 241, 242, 243
HDAC 606
Hefe 316, 320
Hefezellen 166
helicase loading proteins 438
Helix-Loop-Helix-Motiv 615
Helix-Turn-Helix-Motiv 35, 615
Hemicellulose 51, 398, 399
Hemidesmosomen 382, 395, 396
Hepatocyten 248
Heptosen 46
Herbstzeitlose 334
Herzmuskel 371
Herzmuskelzellen
Kontraktion 371
Heterochromatin 420
fakultatives 431
konstitutives 431
Heterodimere 349
heterogene Kern-RNA 549
Heterokaryon 468
heterophage Lysosomen 273
heterophile Interaktionen 380
heterotrophe Organismen 70
heterozygot 483
Inhaltsverzeichnis
Hexokinase 38, 84, 133, 162, 169
Hexosen 46
Hfr-Zellen 506
hierarchischer Zusammenbau 21
His 27
His-Markierung 519
Histamin 296
Histidin 27
Histonacetyltransferase 606
Histoncode 606
Histondeacetylase 606
Histone 63, 418
Hitzeschockproteine 327
HMG-CoA-Reduktase 250
HMM 342
hnRNA 549
Hodgkin-Kreislauf 288
Holliday-Junction 508
Holoenzym 536
homologe Chromosomen 483, 500
Paarung 488
homologe Rekombination 455, 507
molekulares Modell 509
Homologensuche 510
Homöobox 619
Homöodomäne 619
homöotische Gene 618, 619
homöoviskose Adaptation 105, 106
homophile Interaktionen 379
homozygot 483
Hopanoide 99
hormonale Proteine 24
Hormone 304, 323
Hormon-Response-Elemente 616
Hsp 327
Hsp60 571
Hsp70 571
Human Genome Project 413
Hutchinson-Gilford-Syndrom 430
Hyaluronsäure 391, 392
Hybride 495
Hydrogencarbonat 135
Inhaltsverzeichnis
Hydrogenierung 80, 156
Hydrolasen
saure 271
hydrolytische Enzyme 271
Hydropathieanalyse 113
Hydropathieindex 113
Hydropathieplot 113
hydrophil 9, 25
hydrophiler Kanal 13
hydrophob 9, 25, 51
hydrophobe Wechselwirkungen 20, 29, 30
hydrophobes Sortierungssignal 586
Hydrophobizitätsplot 113
Hydroxy-3-Methylglutaryl-CoA-Reduktase 250
Hydroxylgruppe 6
Hydroxylierung 248
Hydroxylmethyltransferase 238
Hydroxylradikal 275
Hydroxypyruvat 239
Hyperpolarisation 288
Hyperpolarisationsphase 290
H-Zone 363
I
IF 348
IF-Proteine 348, 349
Ile 27
ILK 397
Immunglobulin 38
Immunglobulin-Superfamilie 379, 380
Importer 140
Importin 428, 461
Inaktivierungsproteine 286
Inducer 592
induzierbares Operon 592
induzierte Anpassung 84
Infrarotstrahlung 4
Inhibitor
allosterischer 89
inhibitorische Wachstumsfaktoren 479
inhibitorischer Rezeptor 296
Initiation
RNA-Synthese 538
Inhaltsverzeichnis
Initiationsfaktoren 565
eukaryotische 567
Initiator 542
Initiator-tRNA 567
Innexine 386
Inositol-1,4,5-Trisphosphat 313
Inositolphospholipide 346
Inositoltrisphosphat 313
Insektenexoskelette 48
Inside-out-Signalisierung 397
Insulin 32, 33, 317, 326
Aminosäuresequenz 32
Primärstruktur 33
insulinähnlicher Wachstumsfaktor-1 317
integrale Membranproteine 109, 110, 111, 113
integrale monotopische Proteine 109
Integrine 375, 379, 394, 396
Funktion 396
Signalisierung 397
Struktur 394
Integrin-gekoppelte Kinase 397
Inteine 574
Interaktionen
heterophile 380
homophile 379
Interchromatingranulacluster 432
Interdublettenverbindungen 358
interkalierende Agenzien 451
intermediäre Filamente 63, 330, 348
Typisierung 349
Zusammenbau in vitro 349
interne Ribosomen-Eingangs-Sequenz 567
Interneuron 278
Interphase 435
Interphase II 487
Interphasechromatinfasern 457
intraflagellarer Transport 359
intrazelluläre Anheftungsproteine 383
Intrazisternenraum 251
Introns 550
selbstspleißende 553
Invertase 85
Ionenkanäle 131, 135, 286, 289, 295, 316
Inhaltsverzeichnis
calciumspezifische 136
ligandengesteuerte 135, 286, 294
mechanosensitive 135
spannungsgesteuerte 135, 286
ionische Bindungen 20, 29, 30
ionisierende Strahlung 452
ionotropische Rezeptoren 294, 295
IP3 313
IP3 -Rezeptorkanal 313
IP3 -Weg 326
IPSP 301
IRES 567
IRE-Sequenz 623
Isocitrat 183
Isocitratdehydrogenase 183
Isoleucin 27
Isomerase 231
Isopren 55
Isoprenoide 55
isoprenylierte Membranproteine 112
Isoproterenol 307
I-Zellenerkrankung 258
J
Jak-STAT-Signalweg 618
JAM 386
Janus-Kinase 323
Joule 4
junktionale Adhäsionsmoleküle 386
juxtakrine Signale 304
K
Kalium 280
Kaliumgradient 280
Kaliumionen 283
Kaliumionengradient 282
Kaliumkanäle 280, 286, 287
Kalorie 4
Kanalproteine 114, 130, 135
Kanalsteuerung 286
Kappenstruktur 343, 344
Kartierung
co-transduktionale 504
genetische 503
Inhaltsverzeichnis
Karyokinese 434
Karyotyp 458
Karyotypisierung 458
katabolische Wege 150
Katabolitaktivatorprotein 593
Katabolitrepression 592
Katalase 274, 275
Katalysator 60, 78, 79
Katalyse 77
katalytische Untereinheit 89
Katanine 340
KDEL-Sequenz 581
Keratansulfat 391
Keratine 36, 348
Kernäquivalent 418
Kernbildung 333
Kernexport 428, 429
Kernexportsignale 428
Kernimport 425, 429
Kernlamina 430
Kernlokalisierungssequenzen 427
Kernmatrix 429
Kernmembran 423
Kernoligosaccharide 253, 254
Kernpartikel 419
Kernporen 40, 424
aktiver Transport 427
Diffusion 426
Transport 426
Kernporenkomplex 424, 425
Kernpromotor 541
Kern-RNA
heterogene 549
Kernskelett 429
Ketoacidose 191
Ketose 191
Ketozucker 46
Kettenabbruchmethode 411, 412
Kettenverlängerung 568
Kinasen 107
Kindline 397
Kinesine 352, 353, 355, 462
Inhaltsverzeichnis
Bewegung 354
Kinesinmotoren 463
Kinesinproteine 339, 340
Kinetochor 458
Kinetochor-Mikrotubuli 458
Kiss-and-run-Exocytose 299
klebrige Enden 511
kleine Furche 405
Klon 511
Klonierungsvektor 511, 513
Knockout-Mäuse 523
Knospung 482
kodierender Strang 532
Koffein 312
köhäsive Enden 511
Kohäsivität 9
Kohlendioxid 186, 229
Fixierung 214
Kohlendioxid Siehe CO2
Kohlendioxidfixierung 229
Kohlenhydrate 46
Kohlenhydratmetabolismus 249
Kohlenhydratsynthese 234
Kohlenstoff 2, 3, 73
Kohlenstoffassimilierung 212, 213, 229, 231, 234
Kohlenstofffixierung 71, 212
kohlenstoffhaltige Moleküle 4
kohlenstoffhaltige Verbindungen 5
Kohlenwasserstoffe 5
Kollagen 36, 388
Merkmale 388
Struktur 389
Kollagenzusammensetzung 390
kombinatorisches Modell der Genregulation 613
Kompartimentierung 60, 425
kompensatorische Endocytose 299
komplementär 405
komplementäre DNA 517
Komplex I 196
Komplex II 196
Komplex III 196
Komplex IV 196
Inhaltsverzeichnis
Kondensation 260
Kondensationsreaktion 16
Kondensierungsreaktion 17
Konformation 18
Konformationsänderung 84
Kongression 458
Konjugation 505, 506
Konsensussequenzen 538
konstitutive Gene 588
konstitutive Sekretion 260
kontinuierliche DNA-Synthese 443
kontraktiler Ring 464
Kontraktionszyklus 366
Kontrollpunkt 467
Kontrollpunktkinasen 475
Kontrollpunkt-Mechanismen 474
Konzentrationsarbeit 69
Konzentrationsgradient 69, 124, 129, 130
Kopienzahlvariationen 414
Kopplungsfaktoren 200
Kopplungsgruppen 502
Kornberg-Enzym 440
Korrekturlesen 443, 444
kovalente Bindung 4, 19
kovalente Modifikation 87, 90
Kozak-Sequenz 567
Kreatinphosphat 151
Krebs-Zyklus 181
Kriechbewegung der Zelle 374, 375
kritische Konzentration 334
kryptische Plasmide 418
L
lac-Operon 590
Regulation 591
lac-Repressor 590
Lactat 165, 167
Lactat-Dehydrogenase 165
Lactatfermentation 158, 165
Lactoperoxidase 115, 116
Lactose 47
Lactosefermentation 167
Lactosekatabolismus 590
Inhaltsverzeichnis
Lactoseunverträglichkeit 48
lacZ-Gen 514
lag-Phase 334
Lamellipodien 342, 374
Lamine 350
Laminine 388, 393
Eigenschaften 394
Langerhanssche Inseln 326
laterale Diffusion 101, 102
Leader-Sequenz 596
Lebenszyklus
geschlechtliche Organismen 485
Leber 249
Leberzellen 248
Leckkanäle 286
Lectine 117, 381
Leitbündel-Scheidenzellen 240
Leptotän 488
Leserasterverschiebung 528
Leserasterverschiebungs-Mutationen 529
Leu 27
Leucin 27
Leucin-Reißverschluss-Motiv 615
Leucin-Zipper 615
Leukocytenadhäsion 381
LHC 219
LHC I 224
LHC II 222
Librium 300
Licht 4
Lichtabsorption 213
Lichtsammelkomplex 219
Lichtsammelkomplex I 224
Lichtsammelkomplex II 222
Ligand 304, 305
ligandengesteuerte Ionenkanäle 286, 294
Lignine 399
LINEs 416
Linker-DNA 419
Linkerproteine 350, 380
Linolat 99, 100
Lipidanker 109
Inhaltsverzeichnis
Lipiddoppelschicht 12, 100, 102, 105, 108
künstliche 108
Lipide 51, 256
Hauptklassen 50, 51
Lipidfloß 106, 266
Lipidmikrodomänen 106
Lipidmonolayer 108
Lipidmonoschicht 101, 105
lipidverankerte Membranproteine 111
lipidverankerte Proteine 109
Liposomen 127
Lizenzierung 439, 440
LMM 342
lokale Mediatoren 304
lösliche NSF-Bindeproteine 270
Lösungsmittel 9
LP 115, 116
L-Sequenz 596
luminale Zellseite 378
Lutein 218
Lys 27
Lysin 27
lysosomale Enzyme 258, 259, 272
Lysosomen 256, 259, 271
Aufgaben 272
autophage 273
Bildung 272
heterophage 273
L-Zellen 380
M
Mad-Proteine 474
Makromoleküle 2, 13, 14, 16, 24
Abbau 17
biologische 14
Biosynthese 17
Faltung 19
informationstragende 15
Makrophagen 263, 273
Malat 185, 240, 241
Malat-Aspartat-Shuttle 207
Maltose 47
Malzzucker 47
Mannose-6-Phosphatmarkierung 258, 259
Inhaltsverzeichnis
MAP 339
MAP2 339
MAPK 319, 320, 478
MAP-Kinase 316, 319, 320, 478
Marihuana 297
Materiefluss 72
Matrix
nicht-cellulosehaltige 51
Matrixmetalloproteinasen 394
Matrize 42, 405
Maxam-Gilbert-Methode 411
MCAK 339
MCM 438
mechanische Arbeit 69
Mediator 304, 612
Meiose 64, 485
Phasen 486, 487
Trennungsteilung 491
Vergleich mit Mitose 490
Meiose I 486
Meiose II 486, 491
meiotische Zellteilung 488
MEK 320
Membran 2, 12, 53
Poren 131
selektive Permeabilität 11, 13
Membranasymmetrie 101, 250
Membrandomäne 120
Membranen 94
Bewegung der Lipide 102
Bewegung der Phospholipide 101
Biosynthese 250
Fettsäurezusammensetzung 103
Funktionen 94, 95
Phospholipide 98
photosynthetische 216
Proteine 95
Transport 95
Membranfluidität 102, 103, 105, 106
Membranlipide 96, 101, 104
Hauptklassen 97
Membranoberfläche 115, 116
Membranphospholipide 11
Membranpotenzial 69, 124, 280, 281, 285
Inhaltsverzeichnis
Membranproteine 11, 31, 95, 96, 107, 108
asymmetrische Verteilung 115
Beweglichkeit 119
Funktionen 114
Glykosylierung 116, 117
Hauptklassen 109
Membransterole 97
Membranstruktur 12
Membrantransport 122
Membranvesikel 115, 116
Mendel'sche Vererbungsregeln 497
Mendel'sche Genetik 495
Meromyosin 342
Mesophyllzellen 228, 240
Messenger-RNA 40, 64, 526, 531, 563
Abbauwege 623
Metabolismus 555
polycistronische 591
Met 27
metabolische Plasmide 418
Metabolismus 150
Metabolite 122, 150
metabotropische Rezeptoren 294, 295
Metaphase 458
Metaphase I 487, 489
Metaphase II 487, 491
Metaphasenplatte 458
metastabiler Zustand 77
Metastasierung 381
Methan-Oxidation 71
Methionin 27
Methylxanthine 312
MF 340
MGDG 98, 99
Micrococcus 105
Mikroautophagie 628
Mikrofibrillen 51, 399
Mikrofilament 63, 330, 340
Minusende 342
Plusende 342
Polarität 341
Polymerisation 343
Zusammenbau in vitro 340
Inhaltsverzeichnis
Mikrogliazellen 278
Mikrophagie 273
MikroRNA 626
Mikrosatelliten-DNA 416
Mikrotubuli 63, 330, 331, 333, 352, 353, 356
axonemale 332
cytoplasmatische 331
Depolymerisation 340
Dubletten 333
dynamische Instabilität 335, 336
Gleiten 358
Minusende 334
Plusende 334
Polarität 334
Seitenarme 357
Tripletten 333
Wachstum 334
Mikrotubuli-assoziierte Motorproteine 352
Mikrotubuli-assoziierte Proteine 339
Mikrotubuli-Bündelungsproteine 339
Mikrotubuli-Gleitmodell 358
Mikrotubuli-Motoren 356
Mikrotubuli-Organisationszentrum 336, 457
Mikrotubuli-Stabilisierungsproteine 339
Mikrotubulus-abhängige Motilität 353
Mikrotubulus-Interaktionsproteine 339
Mikrotubuluskatastrophe 336
Mikrotubulusrettung 336
Mikrovilli 118, 341, 344, 345
Milchsäure 165
Milchsäuregärung 158, 165
Milchzucker 47
Mineralocorticoid 54, 55
Minichromosomerhaltungsproteine 438
Minisatelliten-DNA 416
Minusende 334, 342
miRISC 626
miRNA 626
primäre 626
mitochondriale Matrix 178
Mitochondrien
Genom 422
Mitochondrien-DNA 422
Inhaltsverzeichnis
Mitochondrium 174, 175, 176, 177, 178, 190, 238
Außenmembran 178, 179
Christae 179
Innenmembran 178, 179, 209
Intermembranraum 178
Kompartimente 180
Lokalisierung 177
mitogen 320
mitogen-aktivierte Proteinkinasen 320, 478
Mitogene 477
Mitose 64, 335, 434, 455
Phasen 455, 456
Vergleich mit Meiose 490
Mitosespindel-Kontrollpunkt 474
mitotische Cdks 469
mitotische Motoren 462
mitotische Spindel 335, 434, 457, 459, 460
Kontrollpunkt 473
mitotischer Index 435
mitotisches Cdk
Zyklus 471
mitotisches Cdk-Cyclin 470
Regulation 471
mitotisches Cyclin 469
Mittellamelle 399, 400
M-Linie 363
MMP 394
MMR 453
Moesin 345
Molekularbiologie 113
molekulare Chaperone 18, 571
monocistronisch 564
Monogalactosyldiacylglycerin 98
Monomeraktivierung 16
Monomer-bindende Proteine 28, 343
Monomere 14, 16
Monooxygenasen 248
Monosaccharide 46
monotopische Proteine 110
Montageprotein 267
Morphin 308
Motilität 352
Motilitätsproteine 24
Inhaltsverzeichnis
Motoneuronen 369
motorische Endplatte 369
motorisches Neuron 278, 279, 282
Motorproteine 353, 461
MPF 470
M-Phase 434
MreB-Protein 330
mRNA 40, 526, 532
mRNA Siehe Messenger-RNA
mRNA-Prozessierungskörper 623
MTOC 336, 338, 457
Mukolipidose II 258
Multienzymkomplex 40
Multifaktorkreuzungen 498
multimere Proteine 28, 39
Multi-pass-Proteine 109, 110, 111
Multi-pass-Transmembranproteine 136
multiple Replikons 438
Multiproteinkomplex 40, 196
Multiuntereinheitskomplexe 270
MurNAc 15, 16, 48, 49
Muskelfibrillen 331
Muskelkontraktion 69, 361, 365, 366, 367
Kontraktionszyklus 366
Regulation 368
Mutagene 451, 528
Mutationen 450, 482
Mycoplasma 58, 99
Myelinscheide 278, 279, 292
Myofibrillen 361, 362
Myomesin 363, 364
Myosin 342, 360, 363
Myosin I 345
Myosin II 342
Myosin-Leichtketten-Kinase 372
Myosin-Leichtketten-Phosphatase 373
Myosin-Leichtketten-Phosphorylierung 372, 373
Myosinsubfragment 1 341, 342
myotonische Dystrophie 416
N
Na+/Glucose-Cotransporter 145
Na+/Glucose-Symporter 142, 145
Inhaltsverzeichnis
Na+/Glucose-Transporter 145
Na+/K+-ATPase 142, 143
Na+/K+-Pumpe 142, 143, 144, 146, 280, 282
N-Acetylgalactosamin 382
N-Acetylglucosamin 15, 16, 48, 49
N-Acetylmuraminsäure 15, 16, 48, 49
nAchR 299, 300
NAD+ 157, 162, 184, 186, 195
NADH 157, 160, 174, 185, 189, 190, 193, 195, 213
NADH-Coenzym-Q-Oxidoreduktasekomplex 196
NADH-Dehydrogenasekomplex 196
NADH-Oxidation 196
NADP+ 220, 225, 228
NADP+-abhängige Malatenzyms 240
NADPH 220, 221, 227, 228, 231
NADPH-abhängige Malatdehydrogenase 240
Nährstoffe 72, 273
narkotische Medikamente 308
Natrium 280
natriumabhängiger Glucosetransporter 145
Natriumionen 283
Natriumkanäle 286
N-Cadherine 381
N-CAM 379, 380
Nebulin 364
Nekrose 480
NER 453
NER-Endonuclease 453
Nernst-Gleichung 281
Nerv 279
Nervenimpuls 292
Nervensignale
Integration 301, 302
Prozessierung 301
räumliche Summation 302
zeitliche Summation 301
Nervensystem
peripheres 278
zentrales 278
Nervenwachstumsfaktor 317
NES 428, 563
Nestin 348
N-Ethylmaleinimid-sensitive Faktor 270
Inhaltsverzeichnis
Neukombinationsregel 498
Neurofilamentproteine 348
neuromuskuläre Verbindung 369
Neuron 278
motorisches 278
postsynaptisches 294
präsynaptisches 294
Säugetier 283
sensorisches 278
Neuropeptide 296
neurosekretorische Vesikel 297
Neurotoxine 298
Neurotransmitter 295, 296, 299, 300
Sekretion 297, 298
Wiederaufnahme 301
Neurotransmitterrezeptoren 294
Neutrophile 263, 273
Nexin 358
N-Formylmethionin 567
N-Glykosylierung 253, 258
Nicht-Häm-Eisen-Proteine 194
Nicht-Histon-Proteine 419
nicht-homologe Verknüpfung von Enden 455
nicht-kovalente Bindungen 20
nicht-repetitive DNA 415
nichtzyklischer Elektronenfluss 221, 225
Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid 157
Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid-Phosphat 220
Nidogen 394
nikotinischer Acetylcholinrezeptor 299, 300
NLS 427
Nocodazol 335
Non-Disjunction 491
Nonsense-Mutationen 572, 573
Nonsense-vermittelter Abbau 573
Nonstopp-Abbau 574
NOR 432
Noradrenalin 296, 325
Norepinephrin 296
Northern Blot 608
NSF 270
N-Terminus 28, 564
NTF2 428
Inhaltsverzeichnis
Nuclear Run-on Transcription 607, 608
nucleäre Exportsignale 563
Nucleinsäure 14, 15, 40
Struktur 43, 44
Wasserstoffbrückenbindungen 44
Nucleinsäurehybridisierung 409
Nucleinsäuresonde 517
Nucleinsäuresynthese 42
Nucleoid 61, 418
Nucleolus 61, 431
Nucleolus-Organisator-Region 432
Nucleoplasma 61, 424
nucleoplasmatisches Reticulum 424
Nucleoporine 424
Nucleosid 41
Nucleosidmonophosphat 41
Nucleosom
Struktur 419, 420
Nucleotide 14, 40, 41
Nucleotidexzisionsreparatur 453
Nukleation 333
N-verknüpfte Glykosylierung 253, 254
Nystatin 99
O
Oberfläche-Volumen-Verhältnis 59
obligate Aerobe 159
obligate Anaerobe 159
Occludin 386
Octamer 419
OEC 222
Okazaki-Fragmente 444
Oleat 52, 99, 100
Oligodendrocyten 278, 292
Oligomere 333
Oligosaccharide 46
Oocyten 465, 470, 485, 492
Wachstumsphase 493
Operon 590
induzierbares 592
reprimierbares 594
Opiatrezeptoren 308
Opioidrezeptoren 308
Inhaltsverzeichnis
ORC 437
Organellen 60, 62
organische Chemie 3
organische Moleküle 14
organische Peroxidkonjugate 275
Organismen 2
autotrophe 70
chemotrophe 70
fakultative 159
heterotrophe 70
phototrophe 70
poikilotherme 105
Osmose 127
Östrogen 54, 250
O-verknüpfte Glykosylierung 253
Ovum 485
Oxalacetat 168, 182, 184, 186, 191, 239, 240, 241
Oxalsuccinat 183
Oxidase 237, 274
Oxidation 71, 155, 182, 186
oxidative Decarboxylierung 182
oxidative Phosphorylierung 174, 176, 197
oxidativer Stress 275
Oxygenase 236
oxygene Phototrophe 221
P
p15-Protein 479
P1-Generation 495
p21-Protein 476
p53-hochregulierter Modulator der Apoptose 476
p53-Protein 475
P680 220, 221
P700 220, 221
Paarungsbrücke 505
Paarungsfaktor 321
Paarungsstellen 500
Pachytän 488
Paclitaxel 335
Palmitat 52, 99, 100
Pantothensäure 183
parakrine Signale 304
parazellulärer Transport 386
Inhaltsverzeichnis
passiver Transport 124
Pauling, Linus 33
Paxillin 397
Pazifische Eibe 335
PC 224, 228
PCNA 448
PCR 518
PDGF 317, 477
PDH 182
PDH-Kinase 188
PDH-Phosphatase 188
Pektine 51, 398, 399
Pentosen 46
PEP 163, 240
PEP-Carboxylase 240
PEP-Hydrolyse 163
Peptidbindung 28, 569
Pericentriolarmaterial 337
perinukleärer Raum 423
periphere Membranproteine 109, 111
peripheres Nervensystem 278
Permeabilität von Membranen 2
Permeabilitätsbarriere 94, 122
Permeasen 131
Peroxidase 275
Peroxidasefunktion 275
Peroxisom 190, 192, 237, 238, 274, 275
PFK-1 162, 169, 170
PFK-2 171
Pflanzen 58, 214
Pflanzenöle 52
Pflanzenzelle 62
Phagen
transduzierende 504
Phagenklonierungsvektoren 516
Phagenvektoren
Amplifikation 515
Phagocyten 263
Phagocytose 263, 272, 273
phagocytotische Vakuolen 273
Phagosom 263
Phänotyp 484
Inhaltsverzeichnis
Phäophytin 222
Pharmakogenetik 249
Pharmakogenomik 249
Phe 27
Phenylalanin 27
Phophoenolpyruvat 240
Phosphat 5
Phosphatakzeptor 155
Phosphatase 231
Phosphatcarrier 209
Phosphatdonor 155
Phosphatgruppe 6
Phosphatidsäure 53
Phosphatidylcholin 98
Phosphatidylethanolamin 11, 98
Phosphatidylinositol 98
Phosphatidylinositol-3-Kinase 320
Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphat 313, 346
Phosphatidylserin 98
Phosphattranslokator 234, 235
Phosphoanhydridbindung 42, 151
Phosphodiesterase 312
Phosphoenolpyruvat 163
Phosphoesterbindung 42, 151
Phosphofructokinase 233
Phosphofructokinase-1 162, 169
Phosphofructokinase-2 171
Phosphoglyceratkinase 163
Phosphoglyceride 11, 53, 97, 98
Phosphoglycerokinase 230
Phosphoglykolat 237, 238
Phospholipase C 112, 313, 320
Phospholipiddoppelschicht 250
Phospholipide 11, 12, 51, 53, 96, 97, 98, 101, 108
Phospholipidmolekül 11
Phospholipidtransferproteine 250
Phospholipidtranslokatoren 101, 250
Phospholipidüberträgerproteine 250
Phosphoribulokinase 231
Phosphorylierung 90
Photoanregung 217
Photoautotrophe 70
Inhaltsverzeichnis
photochemische Reduktion 217
Photoexzitation 217, 220
Photoheterotrophe 70
Photonen 217
Photophosphorylierung 214, 226
Photoreduktion 214
Photorespiration 237
photorespiratorischer Stoffwechselweg 276
Photosynthese 71, 212
Überblick 213
photosynthetische Membranen 216
photosynthetische Pigmente 217
Phototrophe 70, 71, 72, 73
anoxygene 214
oxygene 214
phototrophe Organismen 70
phototrophe Purpurbakterien 146
Phragmoplast 464
Phycobiline 218
Phycobilisom 219
Phycocyanin 218
Phycoerythrin 218
Phytolseitenkette 217
Phytosterole 11, 97, 104
PI-3-Kinase 320
PI-3-Kinase-Akt-Weg 478, 479
Pigmente 217
akzessorische 218
Pilze 58
Pinocytose 263, 265
PIP2 313, 346
PKA 309
P-Körper 623
Plakin 350, 395
Plakoglobin 384
Plaque 515
Plasma 317
Plasmafibronectin 393
Plasmamembran 94, 95, 109
Konzentrationsdifferenzen der Ionen 283
Plasmide 418
kryptische 418
metabolische 418
Inhaltsverzeichnis
Plasmidvektor 514
Amplifikation 515
Plasmodesmata 96, 400
Plastiden 215
Plastochinol 221
Plastochinon 55, 221, 222
Plastochinon-Pool 224
Plastocyanin 224, 228
Plateauphase 334
PLC 313
Plectin 350, 395
Plusende 334, 342
PMF 209, 226
PML bodies 432
PNS 278, 292
poikilotherme Organismen 105
polarisierte Sekretion 262
Polarität 7, 8
Polarkörper 492
Polarmikrotubuli 458
Poly(A)-Schwanz 545, 549, 550
polycistronisch 564
polycistronische mRNA 591
Polyhistidinmarkierung 519
Polymerase-Kettenreaktion 518
Polymere 13, 15
Polymerisation 2, 13, 14, 16
Polynucleotid 42, 43
Polynucleotidphosphorylase 532
Polypeptide 18, 28
Bindungen 29
Disulfidbindungen 29
Faltung 29, 31
hydrophobe Wechselwirkung 29, 30
ionische Bindungen 29, 30
Konformation 29, 31
posttranslationaler Import 585
Stabilität 29, 31
Strukturmotive 35
Van-der-Waals-Kräfte 29, 30
Wasserstoffbrückenbindungen 29, 30
Wechselwirkungen 29
Zielsteuerung 585
Inhaltsverzeichnis
Polypeptidimport 583
Polypeptidkette 28
Polypeptidsynthese 40, 568
Polypeptiduntereinheiten 28
Polyribosom 572
Polysaccharide 15, 45
Porine 110, 131, 178, 215
Porinproteine 136
Porphyrinring 80, 217
postsynaptisches Neuron 294
postsynaptisches Potenzial 301
exzitatorisches 301
inhibitorisches 301
posttranskriptionale Kontrolle
Eukaryoten 620
posttranslationale Modifikationen 574
posttranslationaler Import 576
Prägung 606
Präinitiationskomplex 544
Prä-mRNA 549
Präproteine 577
Prä-Replikationskomplex 438
Prä-rRNA 546
präsynaptisches Neuron 294
Prä-tRNA 547
pre-miRNA 626
Pribnow-Box 538
Primärcilien 357
primäre Zellwand 399
primäres Transkript 545
Primärstruktur 31, 32
Primase 444
pri-miRNA 626
Primosom 445, 447
PRK 231
Pro 27
Procarboxypeptidase 91
Procaspasen 480
Produkte 74, 76
Profilin 343
Proflavin 528
Prokaryoten 58
Inhaltsverzeichnis
Prokollagen 389
Prokollagenpeptidase 389
Proliferating-Cell-Nuclear-Antigen 448
Prolin 27
Prometaphase 457
Promotoren 536
Eukaryoten 540, 541, 543
Promotorregion
Bakterien 537
promyelocytische Leukämiekörper 432
Propagation 288
Prophase 457
Prophase I 487, 488
Prophase II 487, 491
Propionat 166
Propionatfermentation 166
Propionsäuregärung 166
Proplastiden 215
Propranolol 307
prosthetische Gruppe 80
Proteasen 90, 191
Proteasomen 248, 627
Proteinaggregate 260
Proteinbildung 14
Proteindisulfidisomerase 580
Proteine 15, 24, 25, 26, 28
Actin-bindende 345
chimäre 257
Denaturierung 18
des Immunsystems 24
Disulfidbindungen 29
Domäne 38, 39
Faltblattstrukturen 30
Faltung 19
fibröse 35, 36
globuläre 35, 36, 38
helikale Strukturen 30
hydrophobe Wechselwirkung 30
IF-Proteine 348
ionische Bindungen 30
Konformation 18, 29
native Konformation 35
Organisationsstufen 32
Primärstruktur 31, 32
Inhaltsverzeichnis
Prozessierung 260
Quartärstruktur 31, 39
Renaturierungsvorgang 18
Rho-Familie 347
Sekundärstruktur 31, 33
Struktur 31
Strukturaufklärung 112
Tertiärstruktur 31, 35
Van-der-Waals-Kräfte 30
Wasserstoffbrückenbindungen 30
Proteinerkennung 575
Proteinfaktoren 564
Proteinfaltung 579
Proteinkatabolismus 191
Proteinkinase 90, 469
Proteinkinase A 309, 312
Proteinkinase C 313
Proteinoplasten 215
Proteinphosphatasen 90, 469
Proteinphosphorylierung 617
Protein-Screeningmethoden 518
Proteinsortierung 575, 576
Proteinsynthese 28
Proteintransport 255, 256
Proteintransportkomplexe 583
Proteoglykane 388, 391
Struktur 391
Proteolyse 191
proteolytische Spaltung 90, 91
Protofilament 36, 332, 333, 349
Protonengradient 175, 176, 198, 222, 226
protonenmotorische Kraft 226
Protonenpumpen 147, 197, 213
Protonentranslokator 226
Protozoen 58
proximale Kontrollelemente 610
Prozessierung 64
Prozessivität 354
P-Seite 108
Pseudopodien 263
Pseudo-Wildtyp 528
PSI 220, 221, 223, 224, 228
PSII 220, 221, 223
Inhaltsverzeichnis
PSP 301
PTEN 479
P-Typ-ATPasen 139, 142, 143
pUC19 514
Pulse-Chase-Experimente 623
Puma 476
Purin 41
Purpurbakterien 214
Pyrimidin 41
Pyrimidindimerbildung 451
Pyrrolysin 535
Pyruvat 160, 161, 164, 165, 167, 175, 182, 184, 191
Pyruvatcarboxylase 169
Pyruvatcarrier 209
Pyruvatdecarboxylase 166
Pyruvatdehydrogenase 188
Pyruvatdehydrogenasekomplex 40, 182
Pyruvatkinase 163, 169
Pyruvatkinase Siehe PFK-1
Pyruvat-Phosphat-Dikinase 241
Q
QB 221
QBH2 221
Q-Kreislauf 196, 223, 224
Quartärstruktur 31, 39
Querbrücken 366
Querbrückenbildung 366
quergestreifte Muskulatur 362
R
Rab-GTPase 269, 270
Rac 347
Rad51-Protein 510
Radiärspeichen 358
Radixin 345
Raf 319, 320, 477
random coil 34, 35
Ran-GTP 428
Ranvier-Schnürring 279, 292, 293
Ras 319
Ras-Weg 477, 478
raues endoplasmatisches Reticulum 247, 248
Rb-Protein 473, 474
Inhaltsverzeichnis
Reaktanten 60, 74, 76
Reaktionszentrum 219
reaktive Sauerstoffspezies 275
RecA-Protein 510
Redoxpaar 195
Reduktase 239
Reduktion 71, 156
Reduktions-Oxidations-Paar 195
Reduktionsteilung 486
Refraktärzeit 289, 290
absolute 290
relative 290
Regeneration 482
regulatorische leichte Kette 372
regulatorische Proteine 24
regulatorische Untereinheit 89
regulatorisches Zentrum 89
regulierte Gene 588
regulierte Sekretion 260
Reifungsfaktor 470
rekombinante DNA-Technologie 113, 510
Rekombination 501, 502, 503
bei Bakterien und Viren 504
Rekombinationsknoten 489
Renaturierungsvorgang 18
Reparaturendonucleasen 452
repetitive DNA-Sequenzen 415
Replikationsblase 439
Replikationsfabriken 448
Replikationsgabel 436, 443
Replikationslizenzierung 439
Replikationsursprung 437, 439
Replikons 437
multiple 438
Replisom 446, 447
Repolarisationsphase 290
Repolarisierung 288
Repressoren
eukaryotische 612
reprimierbares Operon 594
Resistenzfaktoren 418
Resonanzenergietransfer 217
Inhaltsverzeichnis
Response-Elemente 616
Restriktionsendonucleasen 410
Restriktionsenzyme 410, 511, 512
Restriktionspunkt 467
Restriktionsschnittstellen 411
retrograder Transport 253
reverse Transkription 526
Rezeptor 305
exzitatorischer 300
Rezeptoraffinität 306
Rezeptorbindung 305
Rezeptoren 13, 96, 263, 264, 294, 299, 304
a1-adrenerge 326
b-adrenerge 307
exzitatorische 296
GABA-Rezeptor 300
G-Protein-gekoppelte 308, 309, 310
inhibitorische 296
ionotropische 294, 295
metabotropische 294, 295
Proteinkinase-assoziierte 316, 317
Rezeptorkinasen 317
Rezeptor-Liganden-Komplexe 264
Rezeptorproteine 24
Rezeptortypen 295, 296
Rezeptor-Tyrosinkinasen 317, 318, 319, 320
rezeptorvermittelte Endocytose 263, 264, 272, 273, 306
rezessiv 483
R-Faktoren 418
R-Gruppe 25, 26, 29, 31, 53
RGS 310
Rho 347
RhoA 464
rho-Faktor 539
Rho-Familie 346, 347
Rho-GTPasen 347
Riboflavin 185, 186
Ribonuclease 18, 19, 37
Ribonucleinsäure Siehe RNA
rib-Operon 598
Ribose 40, 43
Ribosom 40
ribosomale RNA 40, 526
Inhaltsverzeichnis
Ribosomen 247, 248, 558, 559
Bindungsstellen 559
Untereinheiten 558
Ribosomenbildung 431
Ribosomenrezeptor 578
Riboswitches 598, 599
Ribozyme 553
Ribulose-1,5-Bisphosphat 228, 229
Ribulose-1,5-Bisphosphat-Carboxylase/ Oxygenase 230
Ribulose-5-Phosphat 229, 231
Riesenaxon des Tintenfisches 287, 289
Rigor mortis 367
RISC 624
RNA 15, 40, 41, 42, 43
RNA-Editierung 554
RNA-Fehlerlesen 539
RNA-Homopolymer 532
RNAi 624
RNA-Interferenz 624, 625
RNA-Polymerase 536
RNA-Polymerase I 541
RNA-Polymerase II 541
RNA-Polymerase III 541
RNA-Primer 444
RNA-Prozessierung 64, 545
Messenger-RNA 548
ribosomale RNA 546
Transfer-RNA 547, 548
RNA-Spleißen 551, 574
RNA-Synthese
Elongation 538
Initiation 538
Termination 539
Röntgenkristallographie 112
ROS 275
Rosetten 400
Rotation 101
rote Blutkörperchen 39, 273
rRNA 40, 526
RTK 317, 318
Rubisco 230, 233, 236, 238
Rubiscoaktivase 233
Rückhaltungsmarkierung 257
Inhaltsverzeichnis
Rückkopplungshemmung 87, 589
Rückkreuzung 496, 497
Ruhemembranpotenzial 280, 282, 283, 284
Ryanodin 314
Ryanodinrezeptoren 370
Ryanodinrezeptorkanäle 314
S
S1 341
Saccharase 85, 86
Saccharomyces cerevisiae 316, 320
Saccharose 47, 86, 157, 213, 241
Synthese 235
saltatorische Erregungsleitung 293
Sanger, Frederick 32
Sanger-Methode 411
Sarkomer 362
sarkoplasmatisches Reticulum 249, 369, 370
Satelliten-DNA 415
Sauerstoff 5, 174, 175
sauerstoffbildender Komplex 222
Säugetierneuron 282, 283
saure Hydrolasen 271, 272
saures Gliafaserprotein 348
Schenkelwanderung 508
Schleifendomänen 420
Schlussleiste 384
schneller axonaler Transport 353
Schrittmacherregion 371
Schwann-Zelle 278, 279, 292
Schwefel 5
Schwellenpotenzial 287
schwerer kombinierter Immundefekt 524
Schwesterchromatiden 434
SCID 524
Screening 517
Second Messenger 305, 313
Securin 472
Segregation 501
Segregationsregel 497, 498
Sekretion
konstitutive 260
polarisierte 262
Inhaltsverzeichnis
regulierte 260
sekretorische Granula 259
sekretorische Stoffwechselwege 259
sekretorische Vesikel 256, 259, 261, 262
sekundäre Zellwand 400
sekundärer Botenstoff 262, 305
Sekundärstruktur 31
Selbstorganisation 2, 17, 18, 20
Grenzen 21
selbstspleißende RNA-Introns 553
Selectine 379, 381
selektierbarer Marker 515
Selenocystein 535
semikonservative Replikation 436
sensorisches Neuron 278
Separase 472
Sequenzwiederholung 415
Ser 27
Serin 27, 238
Serin/Threoninkinasen 317
Serin/Threoninkinasen-Rezeptoren 322
Serotonin 296
Serum 317
Sexpili 505
Sexualhormone 55
SGLT-Proteine 145
Shine-Dalgarno-Sequenz 566
Shotgun-Verfahren 516
Shugoshin 491
Shuttlevesikel 252, 256
Sichelzellanämie 39
Sigma-Faktoren 594
Signalamplifikation 308
Signale
autokrine 304
chemische 304
endokrine 304
juxtakrine 304
parakrine 304
Signalerkennungspartikel 578
Signalhypothese 577
Signalintegration 307
Signalkaskaden 307, 313, 316
Inhaltsverzeichnis
Signalmoleküle 304
Signalpeptidase 578
Signaltransduktion 96, 305, 311, 313, 319
Silencer 611
Silencing 626
SINEs 416
Single-pass-Proteine 109, 110, 111
Singlettmikrotubuli 333
Sinusknoten 371
siRNA 624
Skelettmuskeln 361
dicke Filamente 363
dünne Filamente 364
Sarkomer 362
Slicer 625
Smad-Proteine 479
Smads 322
SNAPs 270
SNARE-Proteine 269
snoRNA 546
SNPs 413
snRNP 552
Solut 9
Solvens 9
Soma 278, 279
Sonnenenergie 71, 72, 214
Sos 319, 320
Spaltungsregel 497
Spannung 280
spannungsgesteuerte Calciumkanäle 297
spannungsgesteuerte Ionenkanäle 286, 287
spannungsgesteuerte Kaliumkanäle 286
spannungsgesteuerte Natriumkanäle 286
Spannungssensor 286
späte Endosomen 256, 258
Speckles 432
Spectrin 109, 111, 115, 343, 345, 346
Spectrin-Ankyrin-Actin-Netzwerk 346
Speichermakromoleküle 15
Speicherpolysaccharide 15, 46, 49
Speicherproteine 24
Spermatiden 492
Inhaltsverzeichnis
Spermatocyte 492
Spermatozoen 485
Spermien 485
Spermienbildung 492
spezielles Paar 220
S-Phase 435
Sphingolipide 53, 97, 98
Sphingomyelin 98
Sphingosin 53
Spindeläquator 464
Spindelmikrotubuli 459
Spindelmittelbereich 464
Spindelzusammenbau 459
Spleißen 551
alternatives 554
Spleißosomen 551
Sporophyt 486
SRP 578
SRP-Rezeptor 578
SSB 446
Stachelsaumgrübchen 263, 264
Standardreduktionspotenzial 195
Stärke 15, 46, 49, 157, 213, 215
Synthese 235, 236
Stärkesynthase 236
Startcodon 534, 563
Start-Punkt 467
Start-Transfersequenz 581
STATs 618
Stearat 99, 100
Stereoisomere 6, 7, 25
Steroidbiosynthese 250
Steroide 51, 54
Steroidhormone 54, 55, 250
Steroidhormonrezeptoren 327
Steroidrezeptorproteine 327
Sterole 11, 96, 97, 99, 104
Stickstoff 5, 73
stickstoffhaltige Verbindungen
Metabolismus 275
Stickstoffkreislauf 73
sticky ends 511
Inhaltsverzeichnis
Stomata 228, 243
Stoppcodon 534, 563
Stopp-Transfersequenz 581
Stranginvasion 510
Streifenbildung 362
Stressfasern 343
Stroma 213, 215, 228
Stromathylakoide 215, 216
Strukturmakromoleküle 15
Strukturpolysaccharide 46, 49
Strukturproteine 24, 36, 364
submitochondriale Partikel 200, 201
Substrataktivierung 85
Substratbindung 84, 85
Substratinduktion 589
Substratkettenphosphorylierung 163
Substrat-Level-Regulation 86
Substratspezifität 80, 81
subzelluläre Strukturen 14
Succinat-Coenzym-Q-Oxidoreduktase- komplex 196
Succinatdehydrogenase 81, 196
Succinyl-CoA 183, 185, 192
Sucht 249
Sulfhydrylgruppe 6
SUMOs 628
SUMOylierung 628
supercoiled DNA 406
Superoxidanion 275
Suppressor-tRNA 572, 573
supramolekulare Strukturen 14
Symport 132
Synapse 279, 294
adrenerge 296
chemische 294, 295
cholinerge 296
elektrische 294
Synapsis 486
synaptische Axonterminale 279
synaptische Endkolben 279
synaptische Nervenendigungen 369
synaptische Signale
Integration 302
Prozessierung 301
Inhaltsverzeichnis
räumliche Summation 302
zeitliche Summation 301
synaptische Übertragung 297
synaptische Vesikel 295, 298
synaptischer Komplex 489, 510
synaptischer Spalt 294
Synaptotagmine 298
Syncytium 361, 463
Syndecan 392
synthetische Arbeit 68
System
isothermales 78
T
Tabakmosaikvirus
Hüllprotein 38
Talin 395
tandemartig repetitive DNA 415
TATA-Bindungsprotein 544
TATA-Box 542
Tau 339
Taxol 335
Taxus brevifolia 335
TBP 544
TCA-Zyklus 176, 181, 183, 184, 191
Gesamtreaktion 186
Merkmale 186
Regulation 187, 188
Teilungsfurche 464
Tektin 357
Telomer 415, 431, 449
Telomerase 449
Telomer-Capping-Proteine 450
Telophase 459
Telophase I 491
Telophase II 487
temperatursensitive Mutanten 442
terminale Differenzierung 435
terminales Netz 345
Termination
RNA-Synthese 539
Terminationssignal 536, 539
Terminator 596
Terpene 51, 55
Inhaltsverzeichnis
Tertiärstruktur 31, 35
TEs 247
Testosteron 54, 55, 250, 324
Tetanustoxine 299
Tethering-Proteine 270
Tetrade 486
Tetrahydrocannabinol 297
Tetramer 28
tetraploid 485
Tetrosen 46
TFIIB-Erkennungselement 542
TGF 479
TGFb 322
TGFb-Rezeptoren 322
TGN 251, 252, 256
TGN-Zisternen 252
THC 297
Theophyllin 312
Theta-Replikation 436
Thioredoxin 233
Thr 27
Threonin 27
Threonindeaminase 88
Thylakoide 213, 215
Thylakoidlumen 215, 216
Thylakoidmembran 216, 219, 223
Thylakoidsignalsequenz 586
Thymidinkinase 523
Thymin 41, 454
Thymosin b4 343
TIC 583
Tiere 58
tierische Zelle 62
Tight Junctions 96, 382, 384, 385
Struktur 385
TIM 583
Tintenfischaxon 282
Ruhemembranpotenzial 285
Ti-Plasmid 520
Titin 364
TMV Siehe Tabakmosaikvirus
TOC 583
Inhaltsverzeichnis
Toleranz 249
TOM 583
Tonofilamente 348, 384
Topoisomerasen 407, 446
TOR 466
Torpedo californica 299
Träger 13
Transduktion 504, 505
transduzierende Phagen 504
Transfer-RNA 40, 526, 560
Struktur 561
Transferursprung 505
Transformation 504, 505
transformierende Wachstumsfaktoren b 322
transgene Pflanzen 520
trans-Golgi-Netzwerk 251
Transitionselemente 247
Transitionstemperatur 103
Transitionsvesikel 247
Transitsequenz 583
Transketolase 231
Transkript
primäres 545
Transkription 40, 526
Bakterien 535, 536
Eukaryoten 540
reverse 526
Transkriptionseinheit 536
Transkriptionsfaktoren 540
allgemeine 543, 544
eukaryotische 610
regulatorische 545, 610
transkriptionsgekoppelte Reparatur 453
Transkriptionskontrolle 607
positive 592
Transkriptionsregulationsdomäne 614
Transläsionssynthese 452
Translation 40, 526
Initiation bei Bakterien 565, 566
Initiation bei Eukaryoten 567
Komponenten 558
Mechanismus 564
Termination 570
Überblick 565
Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung 571
Translationsgeschwindigkeit 622
Translationskontrolle 622
Translocon 578
Translokase 189
Translokation 569
Transmembrandomänen 110
Transmembrankanäle 135
Transmembranproteine 13, 109, 110, 136, 379, 386
cotranslationale Insertion 582
Transmembransegmente 110
Transport 124
aktiver 124, 137, 142, 176
direkt aktiver 138, 139
gekoppelter 132
indirekt aktiver 138, 141
parazellulärer 386
passiver 124
primär aktiver 138, 143
sekundär aktiver 139, 141, 145
tertiär aktiver 139, 141
von Aminosäuren 142
von Zuckern 142
Transport-ATPasen 114, 138, 139
Transporter
tertiär aktiver 146
Transportmechanismen 125
Transportproteine 13, 24, 95, 114, 124, 130
Transportvesikel 251, 256, 270
Transportvorgänge 123, 125
Transposons 416
trans-Seite 251
transversale Diffusion 101
Transversalsystem 369, 370
TRAPP-Komplex 271
Treadmilling 334
Triacylglycerine 51, 52
Triacylglycerole 189
Triade 370
Tricarbonsäurezyklus 181
Tricarbonsäurezyklus Siehe TCA-Zyklus
Tricarboxylatcarrier 209
Triglyceride 52, 189
Inhaltsverzeichnis
Trimer 28
Triosen 46
Tripletcodons 533
Triplett-Code 528
Nachweis 529
Tripletten 333
Tripletwiederholungsamplifikation 416
Trisomie 21 492
tRNA Siehe Transfer-RNA
Tropomodulin 343, 344, 364
Tropomyosin 362, 363
Troponin 362, 364
Trp 27
trp-Operon 594, 595
Trypsin 90, 91
Trypsinogen 91
Tryptophan 27
t-SNAREs 269, 270
Tubuli 330
Tubulin 330, 332
Tubulindimere 333
Tubulinheterodimere 332
Tubulinisoforme 333
Turgor 398
Typ-I-Diabetes 326
Typ-II-Diabetes 326
Tyr 27
Tyrosin 27
Tyrosinkinasen 317
U
überspiralisierte DNA 406
Überträgermolekül 16
Ubichinon 174, 195
Ubiquitin 627
Ubiquitin-Proteasom-System 628
Ubiquitinylierung 627
UDP-Glucose-Glykoproteinglucotransferase 255
UGGT 255
ultraviolettes Licht 4
Umkehrpotenzial 281
Unabhängigkeitsregel 498, 499
Uncoating-ATPase 268
Inhaltsverzeichnis
Undershoot 290
unfolded protein response 580
ungesättigte Fettsäuren 52
ungeschlechtliche Vermehrung 482
Uniport 132
Uniporter 132, 133
unterschwellige Depolarisation 288
UPR 580
Uracil 41, 454
Uracil-DNA-Glykosylase 454
Uratoxidase 275
Uricase 275
Uridintriphosphat 235
Ursprungserkennungskomplex 437
UTP 235
UV-Licht 4
V
Vakuole 62
autophage 273
Val 27
Valenz 3
Valin 27
Valium 300
Van-der-Waals-Kräfte 20, 29, 30
Vasopressin 324
verankerungsabhängiges Wachstum 397
Verbindungskomplex 370
Verdauungsenzyme 271
Vesikel 261
Clathrin-Coated 266
clathrinumhüllte 264
endocytische 262
exocytische 261
neurosekretorische 297
sekretorische 261, 262
synaptische 295, 298
umhüllte 266
Vesikeltransportmodell 252
Vibrio cholerae 146
Villin 345
Vimentin 348
Vinblastin 335
Vinca rosea 335
Inhaltsverzeichnis
Vincristin 335
Vinculin 395
Virulenzfaktoren 418
Vitamin 183
Vitamin A 55
Vitamin B 157, 186
Vorläufer-MikroRNA 626
v-SNAREs 269, 270
V-Typ-ATPasen 140
W
Wachstum
verankerungsabhängiges 397
Wachstumsfaktoren 304, 317, 467, 477
epidermale 319
inhibitorische 479
Wachstumsphase 493
Wärme 69
Wasser 2, 7, 9, 73, 174
Polarität 9
spezifische Wärme 9
Verdampfungswärme 9
Wasserdiffusionskanäle 427
Wassermolekül 8
Wasserphotolyse 222
Wasserstoff 73
Wasserstoffbrückenbindung 8
Wasserstoffbrückenbindungen 8, 20, 29, 30
Wasserstoffbrückenbindungsakzeptoren 30
Wasserstoffbrückenbindungsdonoren 30
Wasserstoffperoxid 78, 275
Wasserstoffperoxid-Metabolismus 274
Watson, James 44
Watson-Crick-Modell 405, 436
Wiederauffindungsmarkierung 257
Wildtyp 502
Wobble-Hypothese 561
Wurzelknöllchen 276
X
Xenotransplantation 524
X-Inaktivierung 605
Z
Z-DNA 45
Inhaltsverzeichnis
Zea mays 241
Zelladhäsion 379
an extrazelluläre Strukturen 378
Zelladhäsionsmoleküle 380
Zelladhäsionsproteine 294
Zellanheftung 375
Zellatmung 174
Bakterien 181
Zellbewegungen 340
Zellbiologie 2
Zellcortex 339, 341
Zelldifferenzierung 600
Zelle 2, 14
Zellfortsätze 374
zellfreie Systeme 532
Zellgröße 59
Zellkern 61, 423
Export aus dem 428
Struktur 424
Transport in den 425
Zellkernhülle 61, 423
Zellkernteilung 455
Zellklon 511
Zellmembran 94
Zellplatte 465
Zellproliferation 317
Zellseite
apikale 378
basale 378
basolaterale 378
luminale 378
Zellsignalisierung 321
Zellspezialisierung 64
Zellteilung
asymmetrische 465
Zellvermehrung 317
Zellwachstum 317
Zellwand 58, 378, 398
Aufbau 399
Bakterien 48
Komponenten 398
primäre 399
sekundäre 400
Struktur 398
Inhaltsverzeichnis
Zell-Zell-Adhäsionen 378
Zell-Zell-Adhäsionsproteine 379
Zell-Zell-Adhäsionsrezeptoren 379
Zell-Zell-Adhäsionsverbindung 383
Zell-Zell-Kontakte 379
Zell-Zell-Signalisierung 304
Zell-Zell-Verbindungen 382
Zellzyklus 434
Dauer 465
Kontrollpunkte 466, 467
Kontrollpunkt-Mechanismen 474
Regulation 465, 468, 476, 478
zentrales Nervensystem 278
zentrales Paar 357
Zentralspindlin 464
Zimmerimmergrün 335
Zinkfinger-Motiv 615
Zisternen 251
Zisternenreifung 252
Zitronensäurezyklus 181
Zitteraal 69
Zitterrochen 299
ZNS 278, 292
Zonula occludens 384
Zucker 45, 47, 157
Zuckerderivate 45
Zufallsknäuel 34
Zwischenprodukte 74
Zygotän 488
zyklische Photophosphorylierung 227
zyklischer Elektronenfluss 227, 228
zyklisches AMP 311, 312
Zymogene 91
Zystische-Fibrose-Transmembran-Leitfähigkeits-Regulator 136, 141
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