Molekularbiologie : für Biologen, Biochemiker, Pharmazeuten und Mediziner (Verdammt clever!) （1. Auflage. 2013. X, 340 S. m. 50 Abb. 244 mm）

Mitarbeit: McLennan, Alexander/ Bates, Andy/ Turner, Phil/ White, Mike/ UEbersetzung: Haecker, Baerbel

WILEY-VCH（2013発売）

• 製本 Paperback:紙装版/ペーパーバック版
• 商品コード 9783527334766

Full Description

Kompakt und "verdammt clever" auf den Punkt gebracht vermittelt Molekularbiologie das unverzichtbare Grundwissen zu Struktur, Biosynthese und Funktion von DNA und RNA und erklart, wie diese untereinander und mit Proteinen interagieren. Endlich ein massgeschneidertes Kurzlehrbuch fur Studenten, die auf der Suche nach einer knappen Einfuhrung in dieses grundlegende Fachgebiet sind: Ideal fur Einsteiger! Beschrankt sich auf die wirklich wichtigen Themen der Molekularbiologie und fasst die wesentlichen Fakten und Begriffe fur jedes Thema zusammen. Einpragsam! Klare Abbildungen erleichtern das Lernen und Verstehen, Querverweise auf verwandte Kapitel zeigen Zusammenhange auf und fordern so das Verstandnis. Ausgezeichnete Prufungsvorbereitung! Ermoglicht strukturiertes Lernen und schnelles Wiederholen durch einzigartigen Kapitelaufbau mit uber 70 Fragen und Antworten.

Contents

Vorwort XV Liste der Abkurzungen XVII 1 Informationsmakromolekule 1 1.1 Informationsverarbeitung und Molekularbiologie 1 1.1.1 Das zentrale Dogma 1 1.1.2 Rekombinante DNA-Technologie 3 1.2 Nukleinsaurestruktur und -funktion 5 1.2.1 Basen 5 1.2.2 Nukleoside 5 1.2.3 Nukleotide 6 1.2.4 Phosphodiesterbindungen 6 1.2.5 DNA/RNA-Sequenz 7 1.2.6 DNA-Doppelhelix 7 1.2.7 A-, B- und Z-Helices 9 1.2.8 RNA-Sekundarstruktur 11 1.2.9 Modifizierte Nukleinsauren 11 1.2.10 Nukleinsaurefunktion 11 1.3 Proteinstruktur und -funktion 14 1.3.1 Aminosaurestruktur 14 1.3.2 Proteingrosse und -formen 16 1.3.3 Primarstruktur 16 1.3.4 Nichtkovalente Wechselwirkungen 17 1.3.5 Sekundarstruktur 18 1.3.6 Tertiarstruktur 19 1.3.7 Quartarstruktur 20 1.3.8 Prosthetische Gruppen 21 1.3.9 Domanen, Motive, Familien und Evolution 21 1.3.10 Proteinfunktion 23 2.1 Chemische und physikalische Eigenschaften von Nukleinsauren 29 2.1.1 Stabilitat von Nukleinsauren 29 2.1.2 Saureeffekt 30 2.1.3 Alkalieffekt 30 2.1.3.1 DNA 30 2.1.3.2 RNA 30 2.1.4 Chemische Denaturierung 32 2.1.5 Viskositat 32 2.1.6 Schwimmdichte 32 2.2 Spektroskopische und thermische Eigenschaften von Nukleinsauren 34 2.2.1 UV-Absorption 34 2.2.2 Extinktion und Struktur 34 2.2.3 Mengenbestimmung der Nukleinsauren 35 2.2.4 Reinheit der DNA 35 2.2.5 Warmedenaturierung 36 2.2.6 Hybridisierung 37 2.3 DNA-Superspiralisierung 38 2.3.1 Geschlossen-zirkulare DNA 38 2.3.2 Superspiralisierung 38 2.3.3 Topoisomer 39 2.3.4 Helikale und superhelikale Windungszahl 39 2.3.5 Interkalatoren 40 2.3.6 Superspiralisierungsenergie 41 2.3.7 Topoisomerasen 41 2.4 Chromatinstruktur 44 2.4.1 Chromatin 44 2.4.2 Histone 44 2.4.3 Nukleosomen 45 2.4.4 Die Rolle von H1 46 2.4.5 Linker-DNA 47 2.4.6 Die 30 nm-Faser 48 2.4.7 Hoher geordnete Struktur 48 2.5 Eukaryotische Chromosomenstruktur 50 2.5.1 Das Mitosechromosom 50 2.5.2 Das Centromer 51 2.5.3 Telomere 51 2.5.4 Interphasechromosomen 51 2.5.5 Heterochromatin 52 2.5.6 Euchromatin 52 2.5.7 DNase-I-Uberempfindlichkeit 52 2.5.8 CpG-Methylierung 52 2.5.9 Histonvarianten und -modifikation 54 3 DNA-Replikation 59 3.1 DNA-Replikation: eine Ubersicht 59 3.1.1 Semikonservativer Mechanismus 59 3.1.2 Replikons, Ursprunge und Termini 61 3.1.3 Semidiskontinuierliche Replikation 62 3.1.4 RNA-Primer 63 3.2 Bakterielle DNA-Replikation 64 3.2.1 Experimentelle Systeme 64 3.2.2 Initiation 65 3.2.3 Strangentwindung 67 3.2.4 Elongation 67 3.2.5 Termination und Aufteilung 69 3.3 Eukaryotische DNA-Replikation 70 3.3.1 Experimentelle Systeme 70 3.3.2 Ursprunge und Initiation 70 3.3.3 Replikationsgabeln 71 3.3.4 Kernmatrix 72 3.3.5 Telomerreplikation 72 4 DNA-Schaden, -Reparatur und -Rekombination 77 4.1 DNA-Schaden 77 4.1.1 DNA-Defekte 77 4.1.2 Oxidative Schaden 78 4.1.3 Alkylierung 79 4.1.4 Sperrige Addukte 79 4.2 Mutagenese 81 4.2.1 Mutation 81 4.2.2 Replikationsgenauigkeit 82 4.2.3 Physikalische Mutagene 83 4.2.4 Chemische Mutagene 83 4.2.5 Direkte Mutagenese 83 4.2.6 Indirekte Mutagenese und Translasions-DNA-Synthese 84 4.3 DNA-Reparatur 87 4.3.1 Photoreaktivierung 87 4.3.2 Alkyltransferase 87 4.3.3 Reparatur von Strangbruchen 87 4.3.4 Exzisionsreparatur 88 4.3.5 Fehlpaarungsreparatur 90 4.3.6 Erbliche Reparaturdefekte 90 5 Transkription in Bakterien 95 5.1 Grundlagen der Transkription 95 5.1.1 Transkription: eine Ubersicht 95 5.1.2 Initiation 95 5.1.3 Elongation 97 5.1.4 Termination 97 5.2 Escherichia coli-RNA-Polymerase 99 5.2.1 RNA-Polymerase-Holoenzym von E. coli 99 5.2.2 a-Untereinheit 99 5.2.3 b-Untereinheit 99 5.2.4 b -Untereinheit 100 5.2.5 s-Faktor 100 5.3 Der s70-Promotor von E. coli 101 5.3.1 Promotorsequenzen 101 5.3.2 Promotorgrosse 102 5.3.3 10-Sequenz 102 5.3.4 35-Sequenz 102 5.3.5 Promotoreffizienz 103 5.4 Transkriptionsinitiation, -elongation und -termination 104 5.4.1 Promotorbindung 104 5.4.2 DNA-Entwindung 105 5.4.3 Initiation der RNA-Kette 105 5.4.4 Elongation der RNA-Kette 105 5.4.5 Termination der RNA-Kette 106 5.4.6 Rho-abhangige Termination 108 6 Regulation der Transkription in Bakterien 113 6.1 Das lac-Operon 113 6.1.1 Das Operon 113 6.1.2 Das Lactose(lac)-Operon 113 6.1.3 Der Lac-Repressor 114 6.1.4 Induktion 115 6.1.5 Katabolit-Aktivatorprotein 116 6.2 Das trp-Operon 117 6.2.1 Das Tryptophan(trp)-Operon 117 6.2.2 Der Trp-Repressor 118 6.2.3 Der Attenuator 118 6.2.4 Struktur der RNA-Leitsequenz 119 6.2.5 Das Leitpeptid 119 6.2.6 Attenuation 119 6.2.7 Die Bedeutung der Attenuation 121 7 Transkription in Eukaryoten und Regulation der eukaryotischen Transkription 125 7.1 Die drei RNA-Polymerasen: Charakterisierung und Funktion 125 7.1.1 Eukaryotische RNA-Polymerasen 125 7.1.2 RNA-Polymerase-Untereinheiten 126 7.1.3 Aktivitaten eukaryotischer RNA-Polymerasen 126 7.1.4 Die CTD der RNA-Pol II 126 7.2 RNA-Pol-I-Gene: die ribosomale Wiederholung 128 7.2.1 Ribosomale RNA-Gene 128 7.2.2 Die Rolle des Nukleolus 128 7.2.3 RNA-Pol-I-Promotoren 129 7.2.4 Upstream binding factor 129 7.2.5 Selektivitatsfaktor 1 129 7.2.6 TBP und TAFIs 131 7.3 RNA-Pol-III-Gene: 5S- und tRNA-Transkription 132 7.3.1 RNA-Polymerase III 132 7.3.2 tRNA-Gene 132 7.3.3 5S-rRNA-Gene 133 7.3.4 Alternative RNA-Pol-III-Promotoren 135 7.3.5 RNA-Pol-III-Termination 135 7.4 RNA-Pol-II-Gene: Promotoren und Enhancer 136 7.4.1 RNA-Polymerase II 136 7.4.2 Promotoren 137 7.4.3 Stromaufwartige Regulationselemente (URE) 137 7.4.4 Verstarkerelemente (Enhancer) 138 7.5 Allgemeine Transkriptionsfaktoren und RNA-Pol-II-Initiation 139 7.5.1 Basale RNA-Pol-II-Transkriptionsfaktoren 139 7.5.2 TFIID 139 7.5.3 TBP 141 7.5.4 TFIIA 141 7.5.5 TFIIB- und RNA-Polymerasebindung 141 7.5.6 Nach der RNA-Polymerase bindende Faktoren 141 7.5.7 CTD-Phosphorylierung durch TFIIH 142 7.5.8 Der Initiatortranskriptionskomplex 142 7.6 Eukaryotische Transkriptionsfaktoren 143 7.6.1 Transkriptionsfaktordomanenstruktur 143 7.6.2 DNA-Bindungsdomanen 144 7.6.2.1 Die Helix-Kehre-Helix-Domane 144 7.6.2.2 Die Zinkfingerdomane 145 7.6.2.3 Die basische Domane 146 7.6.3 Dimerisierungsdomanen 146 7.6.3.1 Leucin-Zipper 146 7.6.3.2 Die Helix-Schleife-Helix-Domane 147 7.6.4 Transkriptionsaktivierungsdomanen 147 7.6.4.1 Saure Aktivierungsdomanen 147 7.6.4.2 Glutaminreiche Domanen 147 7.6.4.3 Prolinreiche Domanen 147 7.6.5 Repressordomanen 148 7.6.6 Ziele von Transkriptionsregulatoren 148 7.6.7 Chromatinmodifikation 149 8 Der genetische Code und tRNA 155 8.1 Der genetische Code 155 8.1.1 Grundlagen 155 8.1.2 Entschlusselung 156 8.1.3 Degeneriertheit, Universalitat und Doppeldeutigkeit 156 8.1.4 Mutationswirkung 158 8.1.5 Offene Leseraster (ORFs) 159 8.1.6 Uberlappende Gene 159 8.2 tRNA-Struktur und -funktion 161 8.2.1 tRNA-Primarstruktur 161 8.2.2 tRNA-Sekundarstruktur 161 8.2.3 tRNA-Tertiarstruktur 163 8.2.4 tRNA-Funktion 163 8.2.5 Aminoacylierung der tRNAs 164 8.2.6 Aminoacyl-tRNA-Synthetasen 164 8.2.7 Korrekturlesen 166 9 Proteinsynthese 169 9.1 Aspekte der Proteinsynthese 169 9.1.1 Codon-Anticodon-Wechselwirkung 169 9.1.2 Wobble 169 9.1.3 Ribosomenbindungsstelle 171 9.1.4 Initiator-tRNA 171 9.1.5 Polysomen 171 9.2 Proteinsynthesemechanismus 173 9.2.1 Ubersicht 173 9.2.2 Initiation 174 9.2.3 Elongation 178 9.2.4 Termination 179 9.3 Initiation in Eukaryoten 181 9.3.1 Ubersicht 181 9.3.2 Abtasten 182 9.3.3 Initiation 182 9.3.4 Elongation 184 9.3.5 Termination 185 9.4 Translationskontrolle und posttranslationale Ereignisse 186 9.4.1 Translationskontrolle in Bakterien 186 9.4.2 Translationskontrolle in Eukaryoten 187 9.4.3 Polyproteine 189 9.4.4 Protein-Targeting 189 9.4.5 Proteinfaltung und -modifikation 191 9.4.6 Proteinabbau 192 10 Genmanipulation 197 10.1 DNA-Klonierung: eine Ubersicht 197 10.1.1 DNA-Klonierung 197 10.1.2 Wirte und Vektoren 198 10.1.3 Subklonierung 199 10.1.4 DNA-Bibliotheken 200 10.1.5 Durchsuchen von Bibliotheken 200 10.1.6 Analyse eines Klons 201 10.2 Praparation von DNA-Plasmiden 203 10.2.1 Plasmide als Vektoren 203 10.2.2 Plasmid-Minipraparation 203 10.2.3 Alkalische Lyse 203 10.2.4 Plasmidreinigung 205 10.2.5 Ethanolfallung 205 10.2.6 Casiumchlorid-Gradient 205 10.3 Restriktionsenzyme und Elektrophorese 207 10.3.1 Restriktionsendonukleasen 207 10.3.2 Erkennungssequenzen 207 10.3.3 Kohasive Enden 208 10.3.4 Restriktionsverdau 209 10.3.5 Agarose-Gelelektrophorese 210 10.3.6 Isolierung der Fragmente 212 10.4 Ligation, Transformation und Analyse von Rekombinanten 213 10.4.1 DNA-Ligation 213 10.4.2 Rekombinante DNA-Molekule 214 10.4.3 Alkalische Phosphatase 215 10.4.4 Transformation 216 10.4.5 Selektion 217 10.4.6 Transformationseffizienz 217 10.4.7 Uberprufung auf Transformanten 217 10.4.8 Wachstum und Aufbewahrung der Transformanten 218 10.4.9 Gelanalyse 218 10.4.10 Fragmentausrichtung 218 10.4.11 Neue Subklonierungsmethoden 219 11 Klonierungsvektoren 223 11.1 Plasmidvektor-Design 223 11.1.1 Ligationsprodukte 223 11.1.2 Blau-weiss-Screening 223 11.1.3 Mehrfachklonierungsstellen 224 11.1.4 Transkription klonierter eingefugter Abschnitte 225 11.1.5 Expressionsvektoren 225 11.1.6 Gateway(R) Subklonierung durch Rekombination 226 11.2 Bakteriophagen, Cosmide, YACs und BACs 229 11.2.1 Bakteriophage l 229 11.2.2 l-Ersatzvektoren 230 11.2.3 Verpackung und Infektion 231 11.2.4 Plaquebildung 232 11.2.5 l-Lysogene 232 11.2.6 M13-Phage-Vektoren 233 11.2.7 Klonierung grosser DNA-Fragmente 233 11.2.8 Cosmidvektoren 234 11.2.9 YAC-Vektoren 234 11.2.10 Selektion in Hefe 236 11.2.11 BAC-Vektoren 237 11.3 Eukaryotische Vektoren 239 11.3.1 Klonierung in Eukaryoten 239 11.3.2 Transfektion eukaryotischer Zellen 239 11.3.3 Pendelvektoren 240 11.3.4 Episomale Hefeplasmide 240 11.3.5 Ti-Plasmid von Agrobacterium tumefaciens 241 11.3.6 Virale Transduktion 242 11.3.7 Baculoviren 243 12 Analyse und Verwendung klonierter DNA 247 12.1 Charakterisierung von Klonen 247 12.1.1 Charakterisierung 247 12.1.2 Restriktionskartierung 248 12.1.3 Markierung von Nukleinsauren 249 12.1.4 Southern und Northern Blot 250 12.2 Nukleinsauresequenzierung 252 12.2.1 DNA-Sequenzierung nach Sanger 252 12.2.2 Schrotschusssequenzierung 254 12.2.3 Emulsion-PCR 255 12.2.4 Reversible Fluoreszenz-Abbruchsequenzierung 255 12.2.5 Pyrosequenzierung 256 12.2.6 Sequenzierung durch Ligation und andere Methoden 257 12.2.7 RNA-Sequenzierung 257 12.3 Polymerase-Kettenreaktion 259 12.3.1 PCR 259 12.3.2 Der PCR-Zyklus 259 12.3.3 Matrize und Primer 261 12.3.4 Enzyme 262 12.3.5 PCR-Optimierung 263 12.3.6 RT-PCR und RACE 263 12.3.7 Echtzeit- und quantitative PCR 264 12.4 Analyse klonierter Gene 266 12.4.1 Sequenzorganisation 266 12.4.2 S1-Nuklease-Kartierung 267 12.4.3 Primer-Verlangerung 268 12.4.4 Gelverzogerung 268 12.4.5 DNase-I-Fussabdruck 269 12.4.6 Reportergene 269 12.5 Mutagenese klonierter Gene 271 12.5.1 Mutagenesearten 271 12.5.2 Ortsgerichtete Mutagenese 271 12.5.3 Insertions-/Deletionsmutagenese 272 12.5.4 Zufallsmutagenese durch PCR 273 13 Funktionelle Genomik und die neuen Technologien 277 13.1 Einfuhrung in die Omik-Wissenschaften 277 13.1.1 Genomik 277 13.1.2 Transkriptomik 278 13.1.3 Proteomik 279 13.1.4 Metabolomik 280 13.1.5 Andere Omik-Wissenschaften 280 13.2 Allgemeine Genexpressionsanalyse 282 13.2.1 Genomweite Analyse 282 13.2.2 DNA-Mikroarrays 283 13.2.3 Chromatinimmunprazipitation 285 13.2.4 Gen-Knockouts 286 13.2.5 RNA-Knockdown 288 13.3 Proteomik 290 13.3.1 Proteomik 290 13.3.2 Protein-Protein-Wechselwirkungen 292 13.3.3 Zwei-Hybrid-Analyse 293 13.3.4 Protein-Arrays 295 13.4 Zellulare und molekulare Bildgebung 296 13.4.1 Zellulare Bildgebung 296 13.4.2 Bildgebung biologischer Molekule in fixierten Zellen 296 13.4.3 Detektion von Molekulen in lebenden Zellen und Geweben 298 13.4.4 Fluoreszierende Proteine und Reportergene 299 13.5 Transgene und Stammzelltechnologie 301 13.5.1 Genetisch veranderte und transgene Organismen 301 13.5.2 Stammzellen 302 13.5.3 Induzierte pluripotente Stammzellen 303 13.5.4 Gen- und Zelltherapie 304 13.6 Bioinformatik 306 13.6.1 Definition und Anwendungsbereich 306 13.6.2 Anwendungen der Bioinformatik 307 13.6.3 Suche nach Sequenzahnlichkeiten 309 13.6.4 Mehrfachsequenzvergleich 312 13.6.5 Phylogenetische Baume 313 13.6.6 Strukturelle Bioinformatik 314 13.7 System- und synthetische Biologie 318 13.7.1 Systembiologie 318 13.7.2 Netzwerkbiologie 319 13.7.3 Netzwerkmotive 319 13.7.4 Quantitative Biologie 320 13.7.5 Quantitative mathematische Modelle 321 13.7.6 Integration uber biologische Grossenordnungen hinweg 321 13.7.7 Synthetische Biologie 322 Richtig gelost ... 327 Mehr zum Thema 331 Stichwortverzeichnis 337