Danksagungen.
Widmung.
Einführung.
Über dieses Buch.
Konventionen in diesem Buch.
Was Sie nicht lesen müssen.
Törichte Annahmen über den Leser.
Wie dieses Buch aufgebaut ist.
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden.
Wie Sie dieses Buch lesen können.
Teil I.
Molekularbiologisches Grundwissen.
Kapitel 1.
Was Molekularbiologie überhaupt ist.
Was geht uns Molekularbiologie an?
Genetik + Biochemie = Molekularbiologie.
Molekularbiologie im »engen« Sinne: Nucleinsäuren und Proteine.
Die DNA: das Molekül der Vererbung.
Die RNA: kleine Schwester der DNA.
Die Proteine: Perlenketten aus Aminosäuren.
Molekularbiologie im »weiten« Sinne: weitere Moleküle.
Kapitel 2.
Grundlagen der Molekularbiologie.
Aufbau der Zelle in Kürze.
DNA-Verstecke in der eukaryotischen Zelle.
RNA geht ihren eigenen Weg.
Chromosomen sind Träger der Gene.
Gene und Genstruktur.
Der Fluss genetischer Information.
Ein Gen – ein Protein – eine Eigenschaft.
DNA als Trägerin genetischer Information.
RNA als Übersetzerin genetischer Information.
Proteine bestimmen die Vielfalt des Lebens.
Kapitel 3.
DNA – das Molekül des Lebens.
DNA-Chemie oder warum eine (Nuclein-)Säure aus Basen aufgebaut ist.
DNA-Grundbaustein Nr. 1: die Basen.
Grundbaustein Nr. 2: der Zucker.
Grundbaustein Nr. 3: der Phosphatrest.
Die Hälfte des DNA-Moleküls: der Einzelstrang.
Die Doppelhelix und etwas DNA-Physik.
DNA-Wendeltreppe mit großen und kleinen Furchen.
Chemische und physikalische Eigenschaften –oder was die DNA für ein Typ ist.
Kapitel 4.
RNA – Transportunternehmen für genetische Information.
Nur ein kleines bisschen anders als DNA.
Ribose oder Sauerstoff macht aktiv.
Uracil ist das Thymin in der RNA.
Einzelsträngigkeit macht RNA flexibel.
Das RNA-Molekül ist vielseitig einsetzbar.
Transkription: aus DNA mach RNA.
Ein bisschen anders als andere: Retroviren.
Kapitel 5.
Lebewesen sind aus Proteinen gemacht.
Der genetische Code.
Die Code-Sonne: Hilfsmittel zum Entschlüsseln.
Degeneration ist halb so schlimm.
Proteine sind Perlenketten aus Aminosäuren.
Aminosäuren halten über Peptidbindungen zusammen.
Nur gefaltet sind sie aktiv.
Zu Besuch in einer Proteinfabrik.
Die Translation: Aus RNA wird Protein.
Genexpression: alles unter Kontrolle.
Teil II.
Das Werkzeug des Molekularbiologen.
Kapitel 6.
Die Hardware des Molekularbiologen.
Die Grundausrüstung: Pipette & Co..
Das Laborkarussell und andere Geräte.
Keine Angst vor großen (und teuren) Geräten.
Ordnung ist das halbe (Molekularbiologen-)Leben.
Das Labor: Rumpelkammer oder Hochsicherheitstrakt?
Molekularbiologen arbeiten in Sicherheitsstufen.
Weg damit: wie man biologische Abfälle entsorgt.
Alternativen zum Gift.
Kapitel 7.
Bakterien – die fleißigen Helfer des Molekularbiologen.
Wie man sich ein Bakterium hält.
Das Medium macht’s.
Kuschelig muss es sein.
Molekularbiologie ohne Helfer – undenkbar.
Klonieren ist nicht gleich Klonen, nur ein bisschen.
Das Bakterium als Bioreaktor.
Das Bakterium als Werkzeuglieferant.
Welche Bakterien nehm’ ich?
Kapitel 8.
Das Virus – der Kuckuck unter den Helfern.
Ein Virus ist kein lebender Helfer – oder doch?
Viren fangen mit sich allein nichts an.
Was bei einer Infektion passiert.
Wie der Molekularbiologe den Kuckuck nutzt.
Klonieren – Das Wunsch-Gen isolieren.
Gentherapie – Taxi in die Zelle, bitte!
Welches Virus nehm’ ich?
Kapitel 9.
Enzyme – die Handwerker des Molekularbiologen.
Ohne Enzym läuft gar nichts.
Handwerker und Werkzeug zugleich.
Runter mit der Aktivierungsenergie.
Des Molekularbiologen Lieblinge – ein Überblick.
Die Schere.
Der Klebstoff.
Die Zerstörer.
Das Arbeitstier.
Muss gut auch teuer sein?
Kapitel 10.
Vektoren – die nützlichen Transporter.
Vektoren nehmen DNA-Moleküle mit.
Plasmide – die Minis unter den Vektoren.
Phagen – die Anhänger unter den Vektoren.
Cosmide – die Kombis unter den Transportern.
Künstliche Chromosomen – die Schwertransporter.
Kapitel 11.
Nucleinsäure für alle Fälle: synthetische Oligonucleotide.
DNA und RNA auf Bestellung.
So wird’s gemacht.
Oligos als Primer für PCR und Sequenzierung.
Oligos als Sonden für Hybridisierungen.
Mit Oligos die Herstellung krank machender Proteine blockieren.
Teil III.
Genomik – die Arbeit mit genetischem Material.
Kapitel 12.
Molekularbiologische Standardmethoden: Die muss man können.
Wie man Nucleinsäure aus der Zelle isoliert.
Die Extraktion genomischer DNA.
DNA-Isolierung aus Plasmiden: Maxi- und Minipräp.
Die Isolierung von Phagen-DNA.
Die RNA-Isolierung.
Wie man die Konzentration von Nucleinsäuren bestimmt.
Wie man’s macht: doppelsträngige DNA.
Wie man’s macht: Oligos und RNA.
Wie man’s macht: den »Schmutz« bestimmen.
Nucleinsäure isoliert – und dann?
Wie man Nucleinsäuren manipuliert.
Fang mich auf Membran: DNA und RNA blotten.
Ab in den Süden: der Southern Blot.
Auf in den Norden: der Northern Blot.
Suche Partner für gemeinsame Bindung: die Hybridisierung.
Aus RNA mach cDNA: die reverse Transkription.
Kapitel 13.
Die Elektrophorese – Wettlauf der Nucleinsäuren.
Wie die Nucleinsäure zum Pluspol wandert.
Für Anfänger: die Agarose-Gelelektrophorese.
Einmal Farbe für die Nucleinsäure, bitte! (Teil 1).
Für Fortgeschrittene: die Polyacrylamid-Gelelektrophorese.
Farbe & Co. für die Nucleinsäure (Teil 2).
RNA – ein Spezialfall?
Nucleinsäuren getrennt – was dann?
Für Leute mit Geld, vielen Proben oder wenig Zeit: die Kapillar-Gelelektrophorese.
Kapitel 14.
Die Polymerase-Kettenreaktion PCR – Kopierer für Nucleinsäuren.
Fast alles dreht sich um die PCR.
Was man alles braucht: Oligos, Arbeitstiere und mehr.
Wie’s funktioniert: trennen, binden und kopieren.
PCR und dann?
PCR noch raffinierter.
Verschachtelt: die Nested-PCR.
Mehrere auf einmal: die Multiplex-PCR.
Mit RNA gemacht: die Reverse-Transkription-PCR.
Live dabei: die Real-time-PCR.
Zufällig: RAPD & Kollegen.
Kapitel 15.
Klonieren: 1x schneiden, kleben und vervielfältigen, bitte!
Massenhafte DNA-Vermehrung.
Klonierung zum ersten: die Kopiervorlage.
Klonierung zum zweiten: der Vektor.
Klonierung zum dritten: die Ligation.
Klonierung zum vierten: die Transformation.
Klonierung zum fünften: Selektion und Vermehrung.
Aufbewahrungsinstitut für Gene: die Genbank.
Das komplette Genom als Genbank.
Mitten aus dem Leben: die cDNA-Bank.
Kapitel 16.
Sequenzanalyse: den Nucleinsäure-Code übersetzen.
Der direkte Weg: die Sequenzierung.
Die Sanger-Methode: Kettenabbruch macht’s möglich.
Die Maxam-Gilbert-Methode: Spaltung statt Abbruch.
Der indirekte Weg: Unterschiede entdecken ohne Sequenzierung.
RFLP: Der Schnitt macht den Unterschied.
SSCP: Ja, wo laufen sie denn?
Repetitive DNA: Der Unterschied steckt im Müll.
Snips: klein, aber oho!
Alles Mini oder was: wie man Snips untersucht.
Die Genkarte: eine Landkarte fürs Erbgut.
Die genetische Kartierung: zusammen oder getrennt?
Die physikalische Kartierung: Chromosom gesucht.
Kapitel 17.
Auf der Suche nach dem Sinn: der Weg zur Genfunktion.
Genexpressionsstudien: Wie aktiv ist das Gen?
Das »Wie viel«: quantitative Genexpressionsanalyse.
Das »Wo«: qualitative Genexpressionsanalyse.
Expressionsstudien auf Fingernagelgröße: Microarrays.
Genexpression live untersuchen: Mach mir das Protein!
Transfektion: wie das Gen in die Zelle kommt.
Öfter mal was Neues: die Mutagenese.
So wird’s gemacht: das Erbgut verändern.
Gen abgeschaltet: Knockout-Mäuse.
Fremdgegangen: transgene Organismen.
Laterne fürs Gen: das grün fluoreszierende Protein GFP.
Teil IV.
Proteomik – die Arbeit mit den Genprodukten.
Kapitel 18.
Mit den Genprodukten forschen: Proteine im Labor.
Proteomik – die Arbeit der Proteinfreunde.
Proteinanalytik: das grundlegende Handwerkszeug des Proteomikers.
Die Proteinisolierung: keine 08/15-Methode.
Die Menge bestimmen: Darf’s ein bisschen Farbe sein?
Riesenmoleküle handlich machen: die Proteinspaltung.
Wettlauf der Proteine: die Elektrophorese.
Proteinsequenzierung: die Primärstruktur entschlüsseln.
Massenspektrometrie: Auch Proteine können fliegen.
Kapitel 19.
Beziehungstests für Biomoleküle: Protein-Protein-Interaktionen erforschen.
Proteine – Freunde fürs Leben?
Wie man Protein-Interaktionen untersucht.
Klassiker für Beziehungskisten: das Yeast-Two-Hybrid-System.
Freunde machen Lichtsignale: die FRET-Methode.
Partnerschaftstests im Miniformat: Proteinchips.
Kapitel 20.
Personalisierte Medizin und Pharmakogenomik.
Was Pharmakogenomik ist.
Warum Menschen mit gleicher Krankheit verschieden auf gleiche Behandlung reagieren.
Personalisierte Medizin durch Genotypisierung.
Teil V.
Molekularbiologie im Alltag.
Kapitel 21.
Genchips & Co.: das molekularbiologische Minilabor.
Chips in verschiedenen Geschmacksrichtungen.
Beim Genchip macht’s die Wasserstoffbrücke.
Beim Proteinchip macht’s die Spezifität.
Kapitel 22.
Serviceunternehmen Zelle: Proteine auf Bestellung.
Molekülproduktion mit Hilfestellung: rekombinante Proteine.
Insulinproduktion mit Bakterienhilfe.
Muteine: künstliche Proteinvarianten.
Milliardenmarkt der rekombinanten Proteine.
Kapitel 23.
Molekularbiologie in Landwirtschaft und Ernährung.
Warum will man Tiere klonen?
Gene Pharming: Medikamente aus Euter, Blatt & Co..
Transgene Tiere: Die Milch macht’s.
Transgene Pflanzen: grüne Pharmafabriken.
Xenotransplantationen: Tiere als Lebensretter für Schwerkranke?
Genfood: auf dem Weg zur Designernahrung.
Functional Food und Gentechnik.
Ist Genfood gefährlich?
Nutrigenomik: Ernährungsplan nach Genprofil.
Bioethik: Was darf die Molekularbiologie?
Teil VI.
Der Top-Ten-Teil.
Kapitel 24.
Die zehn (plus vier) wichtigsten Standardlösungen des Molekularbiologen.
Puffer: Ausgleich für den pH-Wert.
Ladepuffer für Elektrophoresegele.
Lösungen für die Hybridisierung.
Bakterienmedien: Nahrung für die Helfer.
Kapitel 25.
Zehn plus vier nützliche Internetadressen für (angehende) Molekularbiologen.
50 Jahre DNA-Struktur.
Die offizielle Nobelpreis-Internetseite.
Deutsches Referenzzentrum für Ethik in den Biowissenschaften.
»GENial einfach!« des NGFN.
Laborjournal online.
Medizinische und molekularbiologische Datenbanken.
Quiz mit Dr. Axolotl und mehr.
Das Rezeptbuch für die Molekularbiologie.
Die Enzymseite.
Die European Molecular Biology Organisation.
Die National Center for Biotechnology Information.
Die wichtigste Proteindatenbank.
DNA from the Beginning.
Gene Almanac des Cold Spring Harbor Laboratory.
Stichwortverzeichnis.
