Zellbiologie: ein Lehrbuch ; 82 Tabellen
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| Beteiligte Personen: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart [u.a.]
Fischer
1992
|
| Ausgabe: | 3., neubearb. Aufl. |
| Schlagwörter: | |
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| Beschreibung: | Literaturangaben |
| Umfang: | XI, 591 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3437204823 |
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MARC
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| adam_text | Inhalt
Der Maßstab in Abbildungen bedeutet 1 um, sofern nichts
anderes angegeben ist. Zahlen ohne Dimensionsangabe
bedeuten Bruchteile bzw. Vielfache eines Mikrometers.
Zellen und Organelle
1 Die Zelle — Einführung....... 3
1.1 Was ist eine «Zelle»? ........ 4
1.2 Die Minimalzelle.......... 5
1.3 Protocyt — Eucyt: eine Gegenüber-
stellung ............... 7
1.4 Organisation der Protocyten .... 9
1.5 Organisation der Eucyten...... 14
1.5.1 Kompartimentierung der Eucyten . . 16
1.5.2 Die Kompartimentierungsregel ... 22
1.5.3 Größe und Volumenanteile der
Kompartimente........... 23
1.5.4 Zelle und Energide ......... 24
1.5.5 Zellen in vielzelligen Organismen . . 25
Zellen in höheren Tieren...... 26
Zellen in höheren Pflanzen..... 28
1.6 Die Zelle und ihre Moleküle .... 29
1.6.1 Nucleinsäuren und Proteine..... 29
Struktur............... 29
Turnover............... 31
Biosynthese............. 32
1.6.2 Andere organische Moleküle .... 33
1.6.3 Anorganische Moleküle und Ionen . 33
1.7 Literatur............... 36
1.8 Einige Periodika und Reihen zur
Zellbiologie............. 36
1A Extrazelluläre genetische Elemente —
Anhang zu Kapitel 1......... 37
1A.1 Prion-Partikel............ 37
1A.2 Viroide und Virusoide........ 38
1A.3 Phagen................ 39
1 A.3.1 Der Phage X............. 41
Lyrischer Zyklus........... 42
Lysogener Zyklus.......... 42
Induktion.............. 42
1A.4 Viren................. 43
1A.4.1 DNA-Viren............. 46
1A.4.2 RNA-Viren ............. 47
Retroviren.............. 47
Andere RNA-Viren......... 48
1A.5 Weiterführende Literatur...... 49
IB Zur Energetik der Zelle - Anhang
zu Kapitel 1............. 51
1B.1 Freie Energie............. 51
1B.2 Enzymatische Katalyse ....... 54
1B.3 Energieformen............ 55
1B.4 Weiterführende Literatur...... 57
2 Biomembran — Allgemeine Charak-
terisierung .............. 59
2.1 Chemische Zusammensetzung von
Biomembranen ........... 60
2.2 Eigenschaften der Membraniipide . . 62
2.3 Das Konzept «Biomembran» .... 66
2.3.1 Gefrierbmch- und Gefrierätz-Elek-
tronenmikroskopie ......... 67
2.3.2 Membranproteine .......... 69
2.3.3 Protein-Lipid-Wechselwirkungen . . 78
2.3.4 Kovalente Bindungen zwischen
Protein und Lipid.......... 79
2.3.5 Fluidität der Biomembran...... 79
2.3.6 Membranpotential ......... 82
2.3.7 Permeabilität und Transport .... 83
Katalysierte Diffusion........ 86
Aktiver Transport.......... 86
lonen-ATPasen ........... 87
Translokatoren für Protonen und
Na^-Ionen.............. 89
2.3.8 Fusion von Membranen....... 89
2.3.9 Biosynthese von Membranen .... 91
2.4 Weiterführende Literatur...... 91
3 Plasmamembran und Zellober-
fläche ................ 93
3.1 Die besondere Struktur von Plasma-
membran und Zelloberfläche .... 94
3.1.1 Zelloberfläche und extrazelluläre
Matrix................ 94
3.1.2 P-Seite der Plasmamembran und
Membranskelett........... 98
3.2 Phänomene der Zell-Zell-Erken-
nung................. 100
VIII
3.3
3.3.1
3.3.2
333
3.3.4
33.5
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.5
3.5.1
3.5.2
3.5.3
3.5.4
3.6
4
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.1.4
4.1.5
4.1.6
4.2
4.2.1
4.2.2
4.3
4.3.1
Inhalt
Rezeptoren in der Plasmamembran . 101 4.3.2
Rezeptoren als Tyrosin-Protein-
Kinasen...............102
Rezeptoren und G-Proteine.....103
Neurotransmitter-Rezeptoren mit
Ionenkanal..............105
Hormonrezeptoren bei Pflanzen . . 107 4.3.3
Rezeptoren für Pheromone.....107 4.3.4
Zell-Zell-Verbindungen.......108 4.4
Adhering Junctions.........108
Tight Junctions...........109 4.5
Gap Junctions............Ill
Plasmodesmen............114 5
Translokatoren in der Plasma- 5.1.
membran ..............116 5.1.1
Translokatoren für anorganische 5.1.2
Ionen ................116
P-Typ ATPasen............117
Spannungsabhängige Ionenkanäle . 118
Weitere Translokatoren für
Kationen...............119 5.1.3
Anionen-Translokator der Erythro-
cytenmembran............119
Translokatoren für kleine organische
Moleküle ..............119 5.2
Galactosid-Translokator (Lactose- 53
Permease)..............119 5.3.1
Phosphotransfemse-Systetn.....120 5.3.2
Translokatoren für Glucose.....120 5.4
Translokatoren und Toxin- 5.4.1
resistenz...............121
Makromolekulare Toxine......121 5.4.2
Weiterführende Literatur......122
5.5
Cytoplasma.............125 5.5.1
Regulatorische Vorgänge......127
Sekundäre Boten...........128 5.5.2
Zyklische Nucleotide........128 5.5.3
Inositoltrispbospbat und Diacyl- 5.5.4
glycerol........... . ... 130 5.5.5
Ca1*-Ionen .............130 5.6
Rezeptoren für Steroidhormone ... 132
Photorezeptoren bei Pflanzen .... 132 5.6.1
pH-Homöostase...........133 5.6.2
Ubiquitin und Streß-Proteine .... 134 5.6.3
Molekulare Chaperone.......135
Cytoskelett.............135 5.6.4
Intermediäre Filamente.......137
Actinfilamente und Mikrotubuli . . 139 5.6.5
Actinfilamente............141
Mikrotubuli............. 144 5.7
Centriolen..............148
Motilität ...............151 5j.i
Actomyosin.............J52 5.7.2
Cytoplasmaströmung........153 5.7.3
Amöboide Bewegung........154 5.7.4
Cytokinese..............156
Mikrotubuli-assoziierte Bewe-
gungen ................156
Struktur und Funktion von Geißeln . 156
Mikrotubuli-assoziierte Bewegungen
im Cytoplasma...........159
Anaphasebewegungen........163
Spasmoneme.............168
Flagellen bei Protocyten.......168
Einschlüsse im Cytoplasma - Reser-
vesubstanzen .............169
Weiterführende Literatur......172
Zellkern und nucleäres Genom . . . 175
Der Interphasekern.........176
Kerngrundsubstanz und Kernskelett. 178
Die Kernhülle............179
Struktur; Kernporen.........180
Transport in den Zellkern......180
Permeabilität der Kernhülle.....182
Bedeutung der Kernhülle......183
Nucleolen und Präribosomen .... 183
Struktur und chemischer Auflum . . 183
Formwechsel.............183
Funktion...............185
Mitose................185
Meiose................189
Sexualität..............189
Ablauf der Meiose..........189
Chromosomen............194
Chromosomenbau, Karyotyp;
Heterochrornatin ..........194
Endomitose, Polytänie und Rie-
senchromosomen ..........199
Chromatin..............201
Feinbau von Chromatin und Chro-
mosomen ..............202
Desoxyribonucleinsäure (DNA) . . . 205
Replikation von DNA........211
DNA-Reparatur...........214
Rekombination...........215
Organisation des Eukaryoten-
Genoms...............216
C-Wert und repetitive Sequenzen . . 217
Mosaik-Gene............221
Intraindividuelle Genom-Verände-
rungen ................222
Transponierbare genetische Ele-
mente; «parasitäre» DNA......223
Sequenzorganisation von Chromoso-
men; «künstliche» Chromosomen . . 224
Synthese und Reifung der Primär-
transkripte ..............225
Transkription............225
Regulation der Gen-Aktivität .... 226
Prozessierung der Prä-raRNA .... 230
Nucleäre und cytoplasmatische
RNP-Partikcl. ............231
Inhalt • IX
5.7.5 Prozessierung von rRNA......232 8.4
5.8 Experimentelle Veränderung von 8.4.1
Genen und Genomen (Gentechnik) . 233 8.4.2
5.9 Weiterführende Literatur......236 8.5
8.5.1
6 Ribosomen und Proteinbio-
synthese ...............239 8.5.2
6.1 Allgemeine Charakterisierung von 8.5.3
Ribosomen..............240 8.6
6.2 Zur Struktur von Ribosomen .... 242
6.3 Translation.............244 9
6.3.1 tRNAs und Aminoacyl-tRNA-Syn- 9.1
thetasen...............244 9.2
6.3.2 Der genetische Code.........246
6.3.3 Initiation...............248
6.3.4 Elongation..............250
6.3.5 Termination.............250
6.3.6 Inhibitoren der Translation.....250
6.4 Translationskontrolle........253
6.5 Weiterführende Literatur......254 9.3
7 Endomembransystem und 9.4
Exocytose..............255
7.1 Endoplasmatisches Reticulum (ER) . 257 10
ER als Syntheseort für IJpide . . . . 257 10.1
Cytochrom P450-System ......258 10.2
ER als Ca1+-Speicher........260 10.2.1
7.2 Golgi-Apparat............260 10.2.2
7.3 Syntheseleistungen des Endomem- 10.2.3
bransystems.............263
7.3.1 Exportproteine, lysosomale 10.3
Proteine...............264 10.4
Vektorielle Translation.......264 10.4.1
Transport vom rER zum Golgi- 10.4.2
Apparat...............266 10.4.3
Glykosylierungen..........266 10.5
Exocytose..............269
7.3.2 Membranproteine..........269 10.6
7.3.3 Wandsubstanzen von Pflanzen- 10.7
zellen ................271
7.3.4 Bildung komplexer Viren......273 11
7.4 Exocytose kleiner Moleküle.....276 11.1
7.5 Kontraktile Vakuole.........277 11.2
7.6 Membrangebundene Proteinsynthese 11.2.1
bei Prokaryoten...........277 11.2.2
7.7 Weiterführende Literatur......279 11.3
11.4
8 Endocytose und lyrisches Komparti- 11.4.1
ment................ . 281
8.1 Coated Pits und Coated Vesikel ... 283
8.2 Lysosomen..............285
8.3 Rezeptorvermittelte Endocytose . . . 287
8.3.1 LDL-Rezeptor...... ......289
8.3.2 Transferrin-Rezeptor........291 11.4.2
8.3.3 Asialoglykoprotein-Rezeptor .... 291
8.3.4 Fc-Rezeptoren............292 11.4.3
8.3.5 Transcvtose.............292
Intrazelluläre Parasiten.......293
Pro- und eukaryotische Parasiten . . 293
Viren..... ............295
Pflanzliche Vakuolen ........297
Vakuolen als lyrisches Komparti-
ment.................297
Vakuolen als Speicher........298
Vakuolen und Turgeszenz......298
Weiterführende Literatur......299
Microbodies.............301
Entstehung der Microbodies .... 302
Heterogenität der Microbodies . . . 303
Peroxisomen in Tierzellen......303
Luciferase-Reaktion.........303
Peroxisomen in Pflanzenzellen . . . 304
Peroxisomen in Hefezellen .....304
Glyoxysomen............304
Glykosomen.............305
Hydrogenosomen in Tricho-
monaden...............306
Weiterführende Literatur......306
Mitochondrien und Atmung .... 307
Organisation der Mitochondrien . . 308
Mitochondriale Genome ......312
Gen-Karten und Gene........313
Mutationen in mtGenomen.....316
Kinetoplasten-DNA der Trypano-
somen................317
Import von Makromolekülen .... 318
Mitochondriale Atmung.......320
Citratzyklus.............321
Elektronentransportkette......321
ATP-Synthase............325
Translokatoren der inneren
Mitochondrtenmembran ......327
Atmung bei Prokaryoten......329
Weiterführende Literatur......330
Piastiden und Photosynthese .... 333
Organisation von Piastiden.....334
Piastiden-Genom ..........339
Gen-Karte und Gene ........340
Gen-Expression...........342
Import von Protein.........343
Photosynthese............344
Lichtabsorption und Elektronen-
transport ...............345
Reaktionszentren..........348
Wasserspaltender Komplex.....348
Lichtsammelkomplexe .......350
Funktionen der Carotinoide.....350
Laterale Unsymmetrie der Thyla-
koide................ . 351
COrFixierung und angrenzende
Reaktionen .............352
X • Inhalt
11.5 Weitere Funktionen von Piastiden .. 354 .12.1.1
11.5.1 Stärkesynthese............354 12.1.2
11.5.2 Beteiligung an der Nitrat-Assimila-
tion .................355
11.5.3 Lipidsynthesen............355
Fettsäuren, Pbospho- und Galacto- 12.2
lipide.................355 12.2.1
Isoprenoide und Chlorophylle .... 355 12.2.2
11.5.4 Piastiden als Statolithen.......356
11.6 Translokatoren der inneren Hüll- 12.2.3
membran ..............356
11.7 Bakteriorhodopsin und Halorho- 12.2.4
dopsin................357
11.8 Weiterführende Literatur......358
12.3
12 Zellwände..............361 12.4
12.1 Zellhüllen von Prokarvoten.....362 12.5
Peptidoglykan............363
Die äußere Membran Gram-nega-
tiver Zellen.............364
Lipopolysaccharid..........365
Vorine................366
Zellwände bei Pflanzen.......367
Gerüstsubstanz...........368
Grundsubstanz und Bau primärer
Zellwände..............373
Mechanische Sekundärwände,
Lignifizierung............374
Akkrustierte Zellwände.......375
Cutin- und Suberinschichten .... 375
Sporodermen ............378
Interzellularstrukturen bei Tieren . . 380
Oberflächenschichten bei Tieren . . 383
Weiterführende Literatur......385
Besondere Zelltypen und Zeil-Leistungen
13 Gameten und Syngamie.......389 17
13.1 Lebenszyklus der Hefe .......390 17.1
13.2 Gameten des Seeigels........392
13.3 Syngamie bei höheren Pflanzen . . . 396
13.4 Amphibien-Oocyten.........398
13.5 Gameten der Säuger.........401
13.6 Konjugation bei Prokaryoten .... 403 17.2
13.7 Weiterführende Literatur......405 17.3
17.4
14 Nerven- und Sinneszellen......407
14.1 Besonderheiten von Nervenzellen . . 407 18
14.2 Erregungsleitung...........410 18.1
14.3 Synapsen...............414
14.3.1 Chemische Synapsen ........414
14.3.2 Elektrische Synapsen ........418
14.4 Sinneszellen.............419
Riechzellen..............419
Geschmackzellen ..........419 18.2
14.5 Weiterführende Literatur......420 18.3
18.4
15 Lichtsinneszellen...........421 18.5
15.1 Rhodopsine.............421 18.5.1
15.2 Signaltransduktion in Stäbchen-
zellen ................422
15.3 Signaltransduktion in Zapfenzellen . 424
15.4 Weiterführende Literatur......425 18.5.2
16 Taktische Bewegungen von Zellen . 427
16.1 Chemotaxis............. 427
Chemotaxis von E.coli.......427
Chemotaxis von DictyosteHum . . . 429
16.2 Phototaxis .....*.........429
Phototaxis von Hdobakterien . . . 429
Phototaxis von Algen....... . 430 IH.5.3
16.3 Weiterführende Literatur ...... 430
Muskelzellen.............431
Skelettmuskelzellen.........431
Myofibrille und Sarkomer......433
Kopplung von Erregung und Kon-
traktion ...............434
Kontraktion.............436
Herzmuskelzellen..........439
Glatte Muskelzellen.........439
Weiterführende Literatur......441
Blut, Blutzellen und Immunsystem . 443
Blutzellen ..............443
Erythrocyten.............444
Neutrophile Granulocyten .....446
Eosinophile Granulocyten......446
Basophile Granulocyten und Mast-
zellen .................446
Plasmaproteine ...........448
Thrombocyten und Blutgerinnung . 448
Komplementsystem.........452
Immunsystem............453
Immunglobulin-Superfamilie .... 454
Struktur und Bildungsweise von
Antikörpern.............454
Haiipthistakompatibilitätskomplex . 460
Immunzellen und Immuttantwort . . 461
Makropbagen und Antigen-Priisen-
tation ................461
T-Lymphocyten...........462
HK-Zelhm ..............464
B-Iympbacyten...........464
Scenario der Immunabwehr.....465
Immunologisches Gedächtnis .... 465
Störung und Umgehung des Immun-
svstems.............. . 466
Inhalt
XI
18.6
19
19.1
Autoimmunkrankheiten.......466
Allergische Reaktionen.......467
HIV-Infektion von T-Lymphocyten
und Makropbagen..........467
Antigenvarianz ...........468
Protein A ..............469
Weiterführende Literatur......469
Tumorzellen.............471
Allgemeine Charakterisierung von
Tumorzellen.............472
19.2 Entstehung von Tumorzellen .... 473
Proto-Onkogene und Onkogene . . 474
Tutnorsuppressor-Gene.......477
Tumor-Gene von DNA-Viren .... 477
19.3 Weitere Eigenschaften von Tumor-
zellen ................477
19.4 Tumorzellen bei Pflanzen......478
19.5 Weiterführende Literatur......480
Vermehrung, Differenzierung und Evolution von Zellen
20 Zellvermehrung...........483 22.2
20.1 Zellzyklus von Protocyten......484 22.3
20.2 Zellzyklus von Eucyten.......485 22.4
20.3 Zellen in vielzelligen Organismen . . 487 22.5
20.3.1 Möglichkeiten der Zellvermehrung . 487
20.3.2 Wachstumsfaktoren.........488 23
20.4 Wachstum unter extremen Bedin- 23.1
gungen................490 23.2
20.5 Zellkulturen.............490
20.5.1 Kultur von Tierzellen........491 23.3
20.5.2 Kultur von Pflanzenzellen......494
20.6 Weiterführende Literatur......495 23.4
21 Zelldifferenzierung.........497 23.5
21.1 Sporulation von Bacillus subtilis . . 498 23.6
21.2 Zelldifferenzierung bei Dictyoste- 23.6.1
Hum............ .....499
21.3 Acetabularia.............500 23.6.2
21.4 Zelldifferenzierung bei Volvox ... 502 23.6.3
21.5 Weiterführende Literatur......503
23.6.4
22 Cytosymbiose............505 23.7
22.1 Rhizobium-hegwxmosen Symbiose . 505
Das Grüne Paramecium.......508
Pelomyxa..............509
Cyanophora.............510
Weiterführende Literatur......512
Zellevolution ............513
Entstehung des Lebensraums . . . .513
Lebenszeugnisse aus dem Präkam-
brium ................514
Chemische Evolution und Simula-
tion der Früh-Evolution.......517
Rekonstruktion der Früh-Evolution
durch vergleichende Sequenzanalyse 519
Entwicklung der Eukaryoten .... 523
Die Endosymbionten-Theorie .... 526
Entwicklung der Hypothese; Eviden-
zen ..................526
Gen-Transfer ............527
Eucyten als Mosaikzellen; inter-
taxonische Kombination ......527
Die Evolution komplexer Piastiden . 528
Weiterführende Literatur......529
Anhang
A Maße und Einheiten.........533
B Lichtmikroskopie..........536
C Polarisationsmikroskopie......545
D Elektronenmikroskopie.......551
E Zellfraktionierung und Zentrifu-
gation................561
F Radioaktive Isotope in der biolo-
gischen Forschung..........564
G Stichwörter zu zell- und molekular-
biologischen Methoden.......566
Ff Historische Entwicklung der Zell-
biologie (bis 1975)..........570
Register....................575
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