Verfügbarkeit: Genetik und Molekularbiologie | Technische Universität München

Genetik und Molekularbiologie:

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Bibliographische Detailangaben
Beteilige Person:	Schmidt, Olaf 1967- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Berlin Springer Spektrum [2017]
Schriftenreihe:	Kompaktwissen Biologie Lehrbuch
Schlagwörter:	Genetik Molekularbiologie
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Umfang:	XVI, 320 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783662502730

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adam_text	Inhaltsverzeichnis 1 Das genetische Material................................................1 1.1 Nachweis der DNA als Erbmolekül.........................................2 1.1.1 Das transformierende Prinzip............................................2 1.1.2 Radioaktive Markierung von Viren........................................3 1.1.3 Lokalisation von DNA und RNA............................................4 1.2 Chemie von DNA und RNA.................................................4 1.2.1 Das einzelne Nucleotid..................................................5 1.2.2 Die Verknüpfung der Nucleotide..........................................6 1.3 Die Struktur der DNA....................................................7 1.3.1 Das Doppelhelixmodell von Watson und Crick..............................7 1.3.2 Konformationen der DNA..................................................9 1.3.3 Schmelzen und Hybridisieren.............................................9 1.4 RNA-Moleküle...........................................................10 2 Organisation des Erbguts...............................................13 2.1 Struktur des Chromosoms und Organisation des Genoms bei Bakterien......14 2.1.1 Größenvergleich........................................................14 2.1.2 Topologie von DNA-Ringen und Verdrillung...............................14 2.1.3 Ordnung durch DNA-bindende Proteine....................................15 2.1.4 Organisation von Genen und nichtcodierende DNA.........................16 2.1.5 Wiederholungssequenzen und bewegliche DNA..............................16 2.1.6 Plasmide...............................................................16 2.2 Genom von Archaeen.....................................................17 2.3 Genom von Eukaryoten...................................................18 2.3.1 Größe, Komplexität und Teilgenome......................................18 2.3.2 Organisationsebenen....................................................19 2.3.3 Färbemethoden..........................................................22 2.3.4 Klassifizierung von DNA-Abschnitten....................................23 2.3.5 Gestalt von Metaphasechromosomen.......................................25 2.3.6 Ungewöhnliche Chromosomen..............................................25 2.3.7 Struktur des Genoms bei Eukaryoten.....................................26 2.3.8 Mitochondriengenom und Plastom.........................................29 2.3.9 Viren und Bakteriophagen...............................................31 3 DNA-Replikation........................................................33 3.1 Prinzipien.............................................................34 3.1.1 Überblick..............................................................34 3.1.2 Enzymfunktionen und Hilfsproteine......................................35 3.1.3 Startpunkte der Replikation............................................37 3.1.4 Syntheserichtung.......................................................37 3.2 Initiation der Replikation.............................................38 3.2.1 Initiation bei Bakterien...............................................38 39 39 40 41 41 41 42 42 43 45 45 46 46 48 50 51 52 54 54 55 56 57 57 57 59 60 60 60 62 64 64 64 65 65 66 66 66 67 72 75 76 77 79 79 Inhaltsverzeichnis Initiation bei Archaeen........................................... Initiation bei Eukaryoten......................................... Elongation der Replikation........................................ Elongation bei Bakterien.......................................... Elongation bei Archaeen........................................... Elongation bei Eukaryoten......................................... Termination der Replikation....................................... Termination bei Bakterien......................................... Termination bei Eukaryoten.......................................... Replikation ohne Zellteilung........................................ Kontrolle der Replikation........................................... Kontrolle bei Bakterien............................................. Kontrolle bei Eukaryoten............................................ Phagen und Viren.................................................. Replikation des Mitochondrien- und Plastidengenoms................ Transkription..................................................... Überblick und Grundbegriffe....................................... Funktionell gleiche Elemente und Strukturen bei Bakterien, Archaeen und Eukaryoten.................................................... RNA-Polymerase.................................................... Regulierende DNA-Elemente (ds-Elemente)........................... Regulierende Proteine (fmns-Faktoren)............................. Prinzip der Transkriptionsinitiation.............................. Initiation bei E coli............................................. Aufbau der RNA֊Polymerase......................................... Aufbau der Promotoren............................................. Initiation bei Archaeen und Eukaryoten............................ RNA-Polymerase und Promotoren von Archaeen........................ Eukaryotische RNA-Polymerasen und ihre Promotoren................. Aufbau des Präinitiationskomplexes für die Pol II................. Elongation........................................................ Elongation bei Eco//.............................................. Elongation bei Archaeen und Eukaryoten............................ Termination....................................................... Terminaton bei Bakterien.......................................... Termination bei Archaeen und Eukaryoten........................... Prozessierung vonTranskripten..................................... Prozessierung bei Bakterien....................................... Prozessierung bei Eukaryoten...................................... KHJK-Editing...................................................... Translation....................................................... Überblick und Grundbegriffe....................................... Der genetische Code............................................... tRNA-Moleküle als Dolmetscher („Adaptoren )....................... Struktur der tRNA................................................. Inhaltsverzeichnis 53.2 Beladung der tRNA........................................................80 5.33 Der Wobble-Effekt.......................................................81 5.4 Das Ribosom..............................................................81 5.4.1 Struktur der Ribosomen...................................................82 5.5 Translation bei Bakterien................................................84 5.5.1 Initiation...............................................................84 5.5.2 Elongation...............................................................84 5.53 Termination..............................................................87 5.5.4 Geschwindigkeit und Genauigkeit..........................................87 5.6 Translation bei Archaeen.................................................88 5.7 Translation bei Eukaryoten...............................................88 5.7.1 Initiation...............................................................88 5.7.2 Elongation...............................................................89 5.73 Termination..............................................................90 5.8 Prozessierung von Proteinen..............................................90 5.8.1 Proteinfaltung...........................................................91 5.8.2 Spaltung und Transport von Proteinen.....................................91 5.83 Chemische Veränderungen und Modifikationen...............................92 5.8.4 Proteinspleißen..........................................................93 5.9 Abbau von Proteinen, Degradation.........................................93 6 Regulation der Genexpression: Allgemeines und Regulation bei Prokaryoten.............................................................97 6.1 Grundlagen...............................................................98 6.1.1 Notwendigkeit zur Regulation.............................................98 6.1.2 Allgemeine Reguiationsmöglichkeiten und beteiligte Elemente..............98 6.13 Regulationsebenen........................................................99 6.1.4 DNA-bindende Proteine bei Pro- und Eukaryoten............................99 6.2 Regulation der Transkription bei Prokaryoten............................102 6.2.1 Einleitung und grundsätzliche Regulationsmöglichkeiten..................102 6.2.2 Das / ?c-Operon von E coli: Regulation eines Abbauwegs..................103 6.2.3 Das trp-Operon von E coli: Regulation eines Synthesewegs................104 6.2.4 Regulation an der DNA des Phagen X......................................106 6.2.5 Regulation über o-Faktoren..............................................106 6.2.6 Stringente Kontrolle....................................................107 6.2.7 Riboswitches (RNA-Schalter).............................................108 6.3 Regulation der Translation..............................................108 6.3.1 Antisense-RNA...........................................................108 6.3.2 CRISPR/Cas..............................................................108 7 Regulation der Genexpression bei Eukaryoten.............................111 7.1 Allgemeiner Vergleich zur Regulation bei Prokaryoten....................113 7.2 Gewebe- und entwicklungsspezifische Regulation der Globingene beim Menschen...............................................................113 7.2.1 Allgemeines.............................................................113 7.2.2 Differenzielle Genexpression der Globingene.............................114 7.3 Regulation der Gene.....................................................115 XII Inhaltsverzeichnis 73.1 Regulation der RNA-Polymerase-I-Gene...................................115 7.3.2 Regulation der RNA-Polymerase-Il-Gene..................................116 7.3.3 Regulation der RNA-Polymerase-Ill-Gene.................................117 7.4 Signaltransduktion bei Eukaryoten......................................117 7.4.1 Überblick.............................................................117 7.4.2 Beispiele für Signalwege: vom äußeren Signal zur Regulation derTranskription...........................................118 7.4.3 cAMP und CREB-Signalweg................................................120 7.4.4 Steroidhormone.........................................................120 7.5 Regulation der Translation............................................121 7.5.1 elF4E.................................................................121 7.5.2 elF2..................................................................122 7.6 Regulatorische RNA-Moleküle und RNA-Interferenz.......................122 7.6.1 Überblick..............................................................122 7.6.2 Ablauf mit siRNAs......................................................123 7.6.3 Ablauf mit miRNAs......................................................124 7.6.4 Ablauf mit piRNA.......................................................124 7.7 Epigenetik.............................................................125 7.7.1 Chromat in-Remodeling..................................................126 7.7.2 Histonmodifikationen...................................................126 7.73 DNA-Methylierung.......................................................128 8 Formalgenetik und Geschlechtsbestimmung...............................131 8.1 Grundbegriffe..........................................................133 8.2 Mitose und Meiose......................................................134 8.2.1 Zusammenfassung zur Meiose.............................................135 8.2.2 Kernphasenwechsel......................................................135 8.23 Phasen der Meiose......................................................136 8.2.4 Besondere Aspekte zur Mitose..........................................141 83 Mendel sche Regeln.....................................................142 83.1 Mendels Kreuzungsexperimente...........................................142 83.2 Erste Mendel sche Regel: Uniformitätsregel.............................143 8.33 Zweite Mendel sche Regel: Spaltungsregel...............................144 83.4 Dritte Mendel sche Regel: Unabhängigkeitsregel oder Neukombinationsregel..............................................144 8.4 Statistik..............................................................145 8.5 Kopplung...............................................................146 8.6 Biologische und physikalische Genkarten................................146 8.7 Abweichungen von den Mendel schen Regeln und Ausnahmen.................147 8.7.1 Abweichungen...........................................................147 8.7.2 Vererbung ohne Mendel sche Regeln: cytoplasmatisch.....................148 8.73 Haploide Organismen....................................................148 8.8 Geschlechtsbestimmung und-ausbildung...................................149 8.8.1 Phänotypische Geschlechtsbestimmung....................................149 8.8.2 Genotypische Geschlechtsbestimmung und Fehlbildungen beim Menschen............................................150 Inhaltsverzeichnis 8.9 Populationsgenetik....................................................154 8.9.1 Der Genpool...........................................................154 8.9.2 Frequenzen und das Hardy-Weinberg-Gesetz..............................155 9 Rekombination und Variabilität........................................157 9.1 Homologe Rekombination................................................158 9.1.1 Modelle für die homologe Rekombination................................158 9.1.2 Genkonversion.........................................................161 9.1.3 Proteine der Rekombination bei E. coli................................161 9.1.4 Proteine der Rekombination bei Eukaryoten.............................163 9.2 Ortsspezifische Rekombination.........................................165 9.2.1 Allgemeines und Bedeutung.............................................165 9.2.2 Der Ablauf im Überblick...............................................166 9.2.3 Die Rekombinasen......................................................166 9.3 Illegitime Rekombination..............................................169 9.3.1 Überblick.............................................................169 9.3.2 DNA-Transposons.......................................................169 9.3.3 Poly(A)-Retrotransposons bei Eukaryoten...............................172 10 Horizontaler Gentransfer bei Bakterien................................175 10.1 Überblick.............................................................176 10.2 Konjugation...........................................................176 10.2.1 Das F-P!asmid.........................................................176 10.2.2 Integration und Exzision..............................................177 10.2.3 Ablauf der Konjugation................................................178 10.2.4 Frühe Genkartierung bei E. coli.......................................179 10.3 Transduktion..........................................................179 10.3.1 Der Aufbau von Phagen.................................................180 10.3.2 Infektionswege von Phagen.............................................180 10.3.3 Aufnahme chromosomaler DNA............................................184 10.3.4 Folgen für die Empfängerzelle.........................................185 10.4 Transformation und Transfektion.......................................185 10.4.1 Transformation bei Bakterienzellen....................................185 10.4.2 Transfektion bei eukaryotischen Zellen................................186 11 Mutationen und DNA-Reparatur..........................................187 11.1 Ursachen von Mutationen...............................................188 11.1.1 Physikalische Strahlung...............................................188 11.1.2 Chemische Veränderungen...............................................190 11.1.3 Biologische Ursachen..................................................191 11.2 Mutationsklassen......................................................193 11.2.1 Punktmutationen.......................................................194 11.2.2 Strukturelle Anomalien oder Aberrationen oder Chromosomenmutationen............................................196 11.2.3 Numerische Aberrationen...............................................202 11.3 Häufigkeit von Mutationen.............................................205 207 207 208 209 209 209 211 212 213 213 215 216 216 221 222 224 226 227 227 228 230 230 231 232 234 235 237 239 239 241 242 242 242 243 243 243 . 244 246 . 247 . 249 . 250 . 250 . 250 . 251 Inhaltsverzeichnis Spontane und induzierte Mutationen.................. Mechanismen zur Aufhebung von Mutationen............ Reparatur von DNA-Schäden........................... Direkte Reparatur................................... Basenexzisionsreparatur............................. Nucleotidexzisionsreparatur......................... Mismatch-Reparatur (Fehlpaarungsreparatur).......... Reparatur von DNA-Brüchen........................... SOS-Mechanismus..................................... Brustkrebs und DNA-Reparatur........................ Humangenetik........................................ Stammbaumanalysen mendelnder Merkmale............... Kennzeichen mendelnder Erbgänge..................... Kennzeichen mitochondrialer Erbgänge................ Schwierigkeiten bei der Interpretation von Stammbäumen .. Schwierigkeiten bei der Zuordnung von Genen......... Untersuchungsmethoden in der Humangenetik........... Pränataldiagnostik.................................. Genetischer Fingerabdruck........................... Kartierung von Krankheitsgenen...................... Assoziationsstudien................................. Nachweis von Mutationen............................. Komplexe Erkrankungen............................... Diabetes mellitus................................... Allgemeines zu Krebs und Tumorgenetik............... Tumorsuppressorgene................................. Onkogene............................................ Mutatorgene......................................... Behandlung erblich bedingter Krankheiten............ Immungenetik........................................ Überblick........................................... Einteilung des Immunsystems......................... Die genetische Komplexität der erworbenen Immunantwort B-Lymphocyten....................................... Einteilung der Antikörper........................... Struktur der Antikörper oder Immunglobuline......... Aufbau der Immunglobulingene und Anti kör per vielfalt. T-Zell-Rezeptoren................................... Haupthistokompatibilitätskomplex.................... Entwicklungsgenetik................................. Entwicklungsphasen.................................. Die Entwicklung von Drosophila...................... Ablauf der Entwicklung.............................. Genetische Charakteristika.......................... W V Inhaltsverzeichnis 14.2.3 Musterbildung und Einteilung der Gene nach Stadien.....................252 14.2.4 Maternale Gene.........................................................252 14.2.5 Zygotische Gene........................................................253 14.2.6 Homöotische Gene.......................................................254 14.3 Entwicklungsgene bei Arabidopsis.......................................255 14.3.1 Mutanten von Arabidopsis...............................................255 14.3.2 Das ABC-System.........................................................255 14.4 Apoptose ֊ programmierter Zelltod......................................256 14.5 Stammzellen............................................................258 14.5.1 Embryonale Stammzellen.................................................259 14.5.2 Kerntransfer und Klonen................................................259 14.5.3 Somatische Stammzellen und induzierte pluripotente Stammzellen.........260 14.5.4 Transfer und Keimbahntherapie..........................................261 15 Genomik................................................................263 15.1 Überblick und Einteilung des Gebiets...................................264 15.2 Kartierung von Genomen.................................................264 15.2.1 Biologische Karten.....................................................265 15.2.2 Physikalische Karten...................................................266 15.2.3 Sequenzierung..........................................................268 15.2.4 Annotierung............................................................270 15.3 Variabilität und Individualität im menschlichen Genom..................270 15.3.1 Einzelnucleotidpolymorphismen und Einzelnucleotidvarianten.............270 15.3.2 Kopienzahlvarianten (CNVs).............................................272 15.3.3 Mikrosatelliten........................................................272 15.4 Funktionelle Genomik...................................................273 15.4.1 Untersuchung desTranskriptoms..........................................273 15.4.2 Proteomik..............................................................276 15.5 Komparative Genomik....................................................279 15.6 Evolution des Menschen.................................................280 16 Methoden...............................................................281 16.1 Isolierung von Nucleinsäuren...........................................283 16.1.1 Isolierung von DNA.....................................................283 16.1.2 Isolierung von RNA.....................................................283 16.1.3 Präparation von Plasmid-DNA............................................284 16.2 Polymerasekettenreaktion (PCR).........................................284 16.2.1 Standard-PCR...........................................................285 16.2.2 Nested PCR.............................................................285 16.2.3 RT-PCR (Reverse-Transkriptase-PCR).....................................287 16.2.4 Multiplex-PCR..........................................................287 16.2.5 Echtzeit-PCR (real-time PCR)...........................................287 16.3 Gelelektrophorese......................................................288 16.4 Blotting und Hybridisierung............................................289 16.5 DNA-Sequenzierung......................................................290 16.5.1 DNA-Sequenzierung nach Sanger..........................................290 16.5.2 Pyrosequenzierung......................................................291 292 293 293 295 296 296 297 297 297 298 299 299 300 300 301 301 302 302 303 304 XVI Inhaltsverzeichnis 16.5.3 Hochdurchsatzsequenzierung: Next Generation Sequencing 16.5.4 Sequenzierung von RNA.................................. 16.6 Klonierung von DNA..................................... 16.7 Transgene Tiere........................................ 16.7.1 Gene-Targeting oder gezielte Genmanipulation........... 16.7.2 Konditionale Knock-out-Mäuse........................... 16.7.3 Knock-down............................................. 16.8 Genome Editing......................................... 16.8.1 CRISPR/Cos9֊System..................................... 16.8.2 TALEN (transcription activator-like effector nuclease). 16.9 Modellorganismen....................................... 16.9.1 Escherichia coli....................................... 16.9.2 Bäcker- oder Bierhefe (Saccharomyces cerevisiae)....... 16.9.3 Taufliege (Drosophila melanogaster).................... 16.9.4 Caenorhabditis elegans................................. 16.9.5 Ackerschmal wand {Arabidopsis tha liana)............... 16.9.6 Zebrabärbling oder Zebrafisch (Danio rerio)............ 16.9.7 Hausmaus (Mus musculus)................................ Serviceteil........................................... Stichwortverzeichnis..................................
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Teilbibliothek Weihenstephan, Lehrbuchsammlung

Bestandsangaben von Teilbibliothek Weihenstephan, Lehrbuchsammlung
Signatur:	1003 BIO 180f 2017 L 173 Lageplan
Exemplar 1	Ausleihbar Ausgeliehen – Rückgabe bis: 18.03.2025
Exemplar 2	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 3	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 4	Ausleihbar Ausgeliehen – Rückgabe bis: 21.03.2025
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Exemplar 30	Ausleihbar Am Standort

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Bestandsangaben von Teilbibliothek Weihenstephan
Signatur:	1004 BIO 180f 2017 A 2657 Lageplan
Exemplar 1	Nicht ausleihbar Am Standort