Biochemie für Dummies: [die Lebensformeln der Lebensformen ; auf einen Blick: die chemischen Grundlagen verständlich erklärt ; Aufbau, Synthese und Funktion von Proteinen ; das Wichtigste zu Kohlenhydraten, Lipiden, Nukleinsäuren und Co. ; Bioenergetik und Reaktionswege verstehen]
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Weinheim
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Einleitung 21
Über dieses Buch 22
Konventionen in diesem Buch 22
Was Sie nicht lesen müssen 22
Törichte Annahmen über den Leser 23
Wie dieses Buch aufgebaut ist 23
Teil
I:
Vorhang auf: Grundlagen der Biochemie 23
Teil
II:
Das Fleisch der Biochemie: Proteine 23
Teil
III:
Kohlenhydrate,
Lipide,
Nukleinsäuren und mehr 23
Teil
IV:
Bioenergetik und Reaktionswege 24
Teil
V:
Genetik: Warum wir sind, was wir sind 24
Teil
VI:
Der Top-Ten-Teil 24
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 24
Wie es weitergeht 25
Teit
t
Varhany
auf: Grundlagen der Biochemie 2 7
Kapitel 1
Biochemie: Was Sie darüber Wissen sollten - und Wozu 29
Warum interessieren Sie sich für Biochemie? 29
Was genau ist eigentlich Biochemie? 30
Pro- und eukaryotische Zelltypen 30
Prokaryoten 31
Eukaryoten 32
Typische Bestandteile einer Tierzelle 32
Ein kurzer Blick in eine Pflanzenzelle 35
Kapitel 2
Eintauchen: Die Chemie des Wassers 37
Was Sie über H2O (Wasser) wissen sollten 37
Wer ist hier wasserscheu? Physikalische Eigenschaften des Wassers 38
Die wichtigste biochemische Rolle des Wassers: Lösungsmittel 40
Die Wasserstoffionenkonzentration: Säuren und Basen 42
Die Balance halten 42
Was sagen die Werte der pH-Skala? 43
Den pOH-Wert berechnen 45
Stark und schwach: Die Brönsted-Lowry-Theorie 46
Biochemie
für
Dummies
Puffer
und pH-Kontrolle 50
Verbreitete physiologische Puffer 50
Den pH-Wert eines Puffers berechnen - 51
Kapitel 3
Spaß mit Kohlenstoff: Organische Chemie S3
Die Rolle des Kohlenstoffs im Laufe der Zeit 53
Komplizierte Zahlenspiele: Kohlenstoffbindungen 54
Magische Anziehungskräfte - Bindungsstärken 56
Von Fans und Phobikern - die Interaktion mit Wasser 57
Wie die Bindungsstärke die Eigenschaften einer Substanz beeinflusst 57
Hier ist was los! Die funktioneilen Gruppen eines Moleküls 59
Party? Nein danke! - Kohlenwasserstoffe pur 59
Funktionelle Gruppen mit Sauerstoff und Schwefel 59
Stickstoffhaltige
funktionelie
Gruppen 61
Phosphorhaltige
funktionelie
Gruppen 62
Wer macht was? Ein Exkurs zu funktioneilen Gruppen 63
Die pH-Abhängigkeit der
funktionellen
Gruppen 65
Gleiche Zusammensetzung, andere Struktur:
Isomerie
66
Cis-trans-Isomere 67
Chirale Kohlenstoffe 67
leii
//
ùas
fleisch der Biochemie: Proteine 7 7
Kapitel 4
Aminosäuren: Die Bausteine der Proteine 73
Allgemeine Eigenschaften der Aminosäuren 73
Positiv und negativ: Aminosäuren sind Zwitterionen 74
Protoniert oder nicht? pH-Wert und isoelektrischer Punkt 75
Asymmetrie: Chirale Aminosäuren 75
Die »magischen« 20 Aminosäuren 77
Unpolare (hydrophobe) und ungeladene Aminosäuren 77
Polare (hydrophile) und ungeladene Aminosäuren 79
Saure Aminosäuren 80
Basische Aminosäuren 81
Die selteneren Ausnahmen 82
Nicht zu vergessen: Nicht proteinogene Aminosäuren 82
Intermolekulare Kräfte: Wie Aminosäuren mit anderen Molekülen
wechselwirken 83
Wie der pH-Wert die Wechselwirkungen beeinflusst 84
Aminosäuren verknüpfen: Eine Bauanleitung 86
Die Peptidbindung und das Dipeptid 86
Das Tripeptid: Aus zwei mach drei 87
12
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 5
Struktur und Funktion Von Proteinen 89
Proteine - mehr als nur das Steak auf Ihrem Teller 89
Die Primärstruktur: Was alle Proteine verbindet 91
Ein Protein basteln - die Kurzanleitung 91
Aminosäuren in Reih und Glied 92
Ein Beispiel: Die Primärstruktur von Insulin 93
Sekundärstruktur: Fast jedes Protein hat sie 94
Die
α
-Helix
95
Das ß-Faltblatt 95
Haarnadelstrukturen und
Ω
-Loops
97
Tertiärstruktur: Eine Strukturebene vieler Proteine 98
Quartärstruktur: Proteine aus mehreren Untereinheiten 99
Proteine isolieren und analysieren 99
Proteine aus einer Zelle isolieren 99
Unter der Lupe: Die Aminosäuresequenz eines Proteins näher betrachten 102
Kapitel 6
Enzymkinetik: Mit Hilfe schneller ans Ziel 107
Enzymklassifizierung: Wer macht den Job? 108
Einer mehr, einer weniger: Oxidoreduktasen 109
Von hier nach da schieben: Transferasen 110
Wieder Wasser im Spiel: Hydrolasen 110
Vor uns ist nichts sicher: Lyasen 111
Wir sorgen für Aufmischung: Isomerasen 111
Aus zwei mach eins:
Ligasen
111
Enzyme als Katalysatoren: Wir machen Tempo 112
Katalysemodelle: Schlüssel-Schloss versus induzierte Passform 113
Einige Bemerkungen zur Kinetik 114
Enzymassays: Ohne Rahmenbedingungen geht es nicht 116
Die Messung der Geschwindigkeit 116
Enzymaktivitäten messen: Die Michaelis-Menten-Gleichung 118
Ideale Anwendungen 121
Realistische Anwendungen 122
Lineweaver-Burk-Diagramm 122
Enzymhemmung: Der Bolzen im Getriebe 125
Kompetitive Hemmung 125
Nichtkompetitive Hemmung 125
Wie sich Inhibition grafisch zeigen lässt 125
13
...
.v .v-.-
ν·,
-л.
Biochemie
fiit
Dummies
Enzymreguliemng
126
Allosterische
Kontrolle 126
Verschiedene
Enzymformen
127
Kovalente Modifikation
127
Proteo
lytische
Aktivierung 127
Teil ///
Kohlenhydrate,
Lipide,
Nukleinsäuren und mehr 129
Kapitel 7
Wecken Gelüste: Kohlenhydrate /3 7
Eigenschaften von Kohlenhydraten 131
Die chirale Natur der Kohlenstoffe 132
Es gibt mehrere Chiralitätszentren 133
Ein zuckersüßes Thema: Die Monosaccharide 135
Die stabilsten Formen der Monosaccharide: Pyranosen und
Furanosen
135
Chemische Eigenschaften von Monosacchariden 137
Derivate der Monosaccharide 138
Die häufigsten Monosaccharide 139
Am Anfang allen Lebens: Ribose und Desoxyribose 140
Wenn sich Zucker die Hände reichen: Oligosaccharide 141
Eins und eins macht zwei: Disaccharide 141
Speicherformen in Pflanzen und Tieren: Polysaccharide 143
Kapitel 8
Lipide
und
Membranen
1Ą7
Ohne Fett geht nichts: Ein Überblick 147
Die Fettsäuren in Lipiden 149
Ein fettes Thema: Triglyzeride 150
Eigenschaften und Struktur von Fetten 151
Seifen im Einsatz: Wir spalten die Triglyzeride 152
Alles andere als einfach: Komplexe
Lipide
153
Phosphoglyzeride 153
Sphingolipide 155
Sphingophospholipide 156
Membranen: Bipolarität und Doppelschicht 156
Die Hürde überwinden: Transport durch Membranen 158
Steroide für Muskelspiele - und viel, viel mehr 160
Prostaglandine, Thromboxane und Leukotriene - die wilden drei 161
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 9
Nukleinsäuren und der Code des Lebens 165
Nukleotide:
Die Bausteine der DNA und
RNA
165
Speicher für genetische Information: Die Stickstoffbasen 166
Auf der süßen Seite des Lebens: Die Zucker 167
Auf der sauren Seite des Lebens: Phosphate 168
Vom Nukleosid über das
Nukleotid
zur Nukleinsäure 168
Die erste Reaktion: Stickstoffbase + Zucker = Nukleosid 168
Die zweite Reaktion: Phosphorsäure + Nukleosid =
Nukleotid
169
Die dritte Reaktion: Viele
Nukleotide
bilden eine Nukleinsäure 170
Dogmatisches Wissen ist gefragt... 172
DNA und
RNA
im großen Plan des Lebens 172
Die Struktur der Nukleinsäuren 173
Kapitel
W
Vitamine
und Nährstoffe 177
Mehr als nur ein Apfel am Tag: Das Einmaleins der Vitamine 178
Wer
A
sagt,
muss
auch
В
sagen: Die Vitamine der B-Gruppe 179
Vitamin Bl (Thiamin) 179
Vitamin B2
(Riboflavin)
181
Vitamin B3 (Niacin) 181
Vitamin B6 (Pyridoxin) 182
Biotin 184
Folsäure 184
Pantothensäure 186
Das Wundermittel: Vitamin B12 186
Vitamin
А
188
Vitamin
D
189
Vitamin
E
192
Vitamin
К
192
Vitamin
С
193
Kapitel 11
öie stillen Akteure: Hormone 195
Strukturen einiger Schlüsselhormone 195
Protein- oder Peptidhormone 196
Steroidhormone 197
Aminhormone 198
Wie bei Dornröschen: Die Prohormone 198
Proinsulin 200
Angiotensinogen 200
Kampf oder Flucht: Hormonfunktion 201
Wie Lob und Tadel - Regelkreise (Feedback-Regulation) 201
Modelle
hormonelier
Aktivität 203
15
Biochemie für
Dummies
Teii W
Bioeneryeťtk
und
ReaktionsWeąe
207
Kapitel 12
Leben und Energie 209
ATP: Energiespritze für alle Systeme 209
ATP und freie Energie 209
ATP als Energietransporter 211
Mit ATP verwandte Moleküle 214
Die Nukleosidtriphosphat-Familie 214
So einfach wie 1-2-3:
AMP, ADP
und ATP 216
Stoffwechsel in Zahlen 217
Was passiert bei einer Nulldiät? 218
Kapitel 13
ATP: Das
Wahrunąssystem
des Körpers 219
Metabolismus Teil
I:
Glykolyse 219
Von Glukose zum Pyruvat: Der Anfang aller Dinge 222
Wie effizient sind Gärung und Atmung? 224
Das Ganze einmal umgedreht: Glukoneogenese 224
Alkoholische Gärung: Von Pyruvat zu
Ethanol
226
Metabolismus Teil
II:
Der Zitratzyklus (Krebs-Zyklus) 227
Bald geht s rund: Die Synthese von Acetyl-CoA 230
Die drei sind ein Team: Tricarbonsäuren 231
Jetzt wird Gas gegeben: Oxidative Decarboxylierung 232
Über Succinyl-CoA zu Succinat und GTP 232
Regeneration von Oxalacetat 232
Aminosäuren als Energiequelle 233
Metabolismus Teil
III:
Elektronentransport und oxidative Phosphorylierung 233
Das
Elektronentransportsystem
235
Die oxidative Phosphorylierung 241
Theorien ... Hypothesen ... Die chemiosmotische Kopplung 242
Am Ziel angelangt: Die ATP-Ausbeute 242
Und wieder wird s fettig: Die ß-Oxidation 243
Verkörpern auch Energie: Ketonkörper 245
Investition in die Zukunft: Biosynthese 247
Fettsäuren 247
Die Synthese der Membraniipide 251
Aminosäuren 252
16
Ein »anrüchiges« Thema: Stickstoff in biologischen Systemen 257
Ringelrein mit Stickstoffen: Purine 257
Die Biosynthese von Purinen 257
Was mag das nur kosten? 259
Die Biosynthese von Pyrimidinen 260
Alles beginnt mit Carbamoylphosphat 264
Nächster Halt: Orotat 265
Und Endstation: Cytidin 266
Noch mal zum Anfang: Katabolismus 267
Der Abbau der Purine 267
Aminosäurekatabolismus 268
Der Abbau von Hämoglobin 269
Abfallbeseitigung: Der Harnstoffzyklus 269
Aminosäuren, ein letzter Akt... 272
Stoffwechselkrankheiten und ihre Ursache 272
Gicht 273
Lesch-Nyhan-Syndrom 273
Albinismus 274
Alkaptonurie 274
Phenylketonurie 274
led V
Genetik: Warum Wir sind, Was Wir sind 275
Kapitel 15
UNA
fotokopieren 277
Aus eins mach zwei: DNA-Rep
likation
277
DNA-Polymerasen 281
Das aktuelle Modell der DNA-Replikation 282
Die Mechanismen der DNA-Reparatur 285
Mutationen: Gut, schlecht oder neutral 287
Restriktionsenzyme 289
Mendel
wäre begeistert: Rekombinante DNA 289
Ein spannungsreiches Thema: DNA-Analyse 290
DNA-Sequenzierung 292
Das war wohl der Gärtner: Forensische Anwendungen 294
Erbkrankheiten und andere Anwendungsmöglichkeiten der DNA-Analytik 297
Sichelzellenanämie 298
Hämochromatose 298
Mukoviszidose 299
Hämophilie 299
Tay-Sachs-Syndrom 299
17
Kapitel W
Schön abschreiben bitte! RAIA-Transkription SO
f
Arten der
RNA
30]
Was RNA-Polymerasen brauchen 302
Transkription stromauf, stromab 303
Die RNA-Polymerase der Prokaryoten 306
Die Extras der Eukaryoten 309
RNA-Spleißen und RNA-Editing 31
1
Der genetische Code 312
Vom Codon zur Aminosäure 312
Translation von
A
bis
Z
314
Modelle der Genregulation 316
Das Jacob-Monod-Modell {Operonmodell) 316
Regulation eukaryotischer Gene 319
Kapitel 17
Korrekt übersetzen - Translation
323
Bitte keine Fehler! 323
Warum die Translation so wichtig ist 323
Trautes Heim, Glück allein: Das Ribosom 324
Das Team 325
Der Mannschaftskapitän: rRNA 325
Der Spielmacher: mRNA 325
Passgenaues Zuspiel: tRNA 326
Das Aufwärmtraining: Aminosäuren aktivieren 327
Und ... Anpfiff: Proteinsynthese 330
Aktivierung 331
Initiation 331
Elongation
331
Termination
332
Die Wobble-Hypothese 332
Unterschiede bei eukaryotischen Zellen 334
Ribosomen 334
Initiator-tRNA 334
Initiationsphase 334
Elongation
und
Termination
334
Tett
Vì
Der Top
-Ten
-Teit
335
Kapitel 18
Zehn beeindruckende Einsatzgebiete der Biochemie 33 7
Arnes-Test 305
Schwangerschaftstests 306
HIV-Tests 307
Brustkrebsuntersuchungen 307
Pränatale Gentests
307
PKU-Screening 308
Gentechnisch veränderte Nahrungsmittel (»Genfood«) 308
Gentechnik 309
Klonen 309
Gentherapie 310
Kapitel 19
Zehn Karrierewege in der Biochemie 34 ;
Wissenschaftlicher Mitarbeiter 34I
Pflanzenzüchter 341
Qualitätskontrollanalytiker 342
Klinischer Forschungsassistent 342
Technischer Redakteur 342
Biochemischer Entwicklungsingenieur 342
Marktforschungsanalytiker 343
Patentanwalt 343
Pharmareferent 343
Biostatistiker 343
Ein letzter Tipp ... 344
Stichwortverzeichnis
I Q SäÉíSSS? !. ·
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