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Full Description
Der schnelle Uberblick fur Schuler, Studenten und jeden, den es sonst noch interessiert Stehen Sie auf Kriegsfuss mit der Biochemie? Diese ganzen Formeln und Reaktionen sind uberhaupt nicht Ihr Ding, aber die nachste Prufung steht vor der Tur? Kein Problem! Biochemie kompakt fur Dummies erklart Ihnen das Wichtigste, was Sie uber Biochemie wissen mussen. Sie warden so einfach wie moglich und so komplex wie notig in die Welt der Kohlenhydrate, Lipide, Proteine, Nukleinsauren, Vitamine, Hormone und Co. eingefuhrt. So leicht und kompakt kann Biochemie sein.
Contents
Einleitung 19 Uber dieses Buch 19 Konventionen in diesem Buch 19 Torichte Annahmen uber den Leser 20 Wie dieses Buch aufgebaut ist 20 Teil I: Vorhang auf: Grundlagen der Biochemie 20 Teil II: Das Fleisch der Biochemie: Proteine 20 Teil III: Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsauren und mehr 21 Teil IV: Bioenergetik und Reaktionswege 21 Teil V: Genetik: Warum wir sind, was wir sind 21 Teil VI: Der Top-Ten-Teil 21 Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 21 Teil I Der Einstieg in ein spannendes Fach 23 Kapitel 1 Biochemie: Was Sie daruber wissen sollten und wozu 25 Warum interessieren Sie sich fur Biochemie? 25 Pro- und eukaryotische Zelltypen 25 Prokaryoten 26 Eukaryoten 27 Typische Bestandteile einer Tierzelle 27 Ein kurzer Blick in eine Pflanzenzelle 29 Kapitel 2 Einfach eintauchen: Die Chemie des Wassers 31 Was Sie uber Wasser wissen sollten 31 Was Wasser so besonders macht: Polaritat und Ladungsverteilung 32 Die wichtigste biochemische Rolle des Wassers: Losungsmittel 33 Die Wasserstoffionenkonzentration: Sauren und Basen 35 Sauer, basisch oder neutral? 35 Was verraten Ihnen die Werte der pH-Skala? 36 Den pOH-Wert berechnen 36 Starke und schwache Sauren: Die Bronsted-Lowry-Theorie 37 Puffer und pH-Kontrolle 40 Verbreitete physiologische Puffer 40 Den pH-Wert eines Puffers berechnen 41 Kapitel 3 Spass mit Kohlenstoff: Organische Chemie 43 Die besondere Rolle des Kohlenstoffs auf der Erde 43 Komplizierte Zahlenspiele: Kohlenstoffbindungen 44 Magische Anziehungskrafte Bindungsstarken 45 Von Fans und Phobikern die Interaktion mit Wasser 46 Wie die Bindungsstarke die Eigenschaften einer Substanz beeinflusst 46 Hier ist was los! Die funktionellen Gruppen eines Molekuls 48 Party? Nein danke! Kohlenwasserstoffe pur 48 Funktionelle Gruppen mit Sauerstoff und Schwefel 48 Stickstoffhaltige funktionelle Gruppen 48 Phosphorhaltige funktionelle Gruppen 50 Wer macht was? Ein Exkurs zu funktionellen Gruppen 50 Die pH-Abhangigkeit der funktionellen Gruppen 52 Gleiche Zusammensetzung, andere Struktur: Isomerie 53 Cis-trans-Isomere 53 Chirale Kohlenstoffe 54 Teil II Das Fleisch der Biochemie: Proteine 57 Kapitel 4 Aminosauren: Die Bausteine der Proteine 59 Allgemeine Eigenschaften der Aminosauren 59 Positiv und negativ: Aminosauren sind Zwitterionen 60 Protoniert oder nicht? pH-Wert und isoelektrischer Punkt 60 Asymmetrie: Chirale Aminosauren 61 Die "magischen" 20 Aminosauren 62 Unpolare (hydrophobe) und ungeladene Aminosauren 64 Polare (hydrophile) und ungeladene Aminosauren 64 Saure Aminosauren 65 Basische Aminosauren 66 Wie Aminosauren mit anderen Molekulen wechselwirken 67 Wie der pH-Wert die Wechselwirkungen beeinflusst 69 Aminosauren verknupfen: Eine Bauanleitung 69 Die Peptidbindung 69 Kapitel 5 Struktur und Funktion von Proteinen 71 Proteine mehr als nur das Steak auf Ihrem Teller 71 Die Primarstruktur: Was alle Proteine verbindet 72 Ein Protein basteln die Kurzanleitung 72 Aminosauren in Reih und Glied 73 Ein Beispiel: Die Primarstruktur von Insulin 74 Sekundarstruktur: Fast jedes Protein hat sie 74 Die -Helix 75 Das -Faltblatt 76 Haarnadelstrukturen und -Loops 76 Tertiarstruktur: Eine Strukturebene vieler Proteine 77 Quartarstruktur: Proteine aus mehreren Untereinheiten 78 Proteine isolieren und analysieren 78 Kapitel 6 Enzymkinetik: Mit Hilfe schneller ans Ziel 81 Enzymklassifizierung: Wer macht den Job? 82 Einer mehr, einer weniger: Oxidoreduktasen 82 Von hier nach da schieben: Transferasen 82 Mal wieder ist Wasser im Spiel: Hydrolasen 83 Vor uns ist nichts sicher: Lyasen 83 Wir sorgen fur Aufmischung: Isomerasen 84 Aus zwei mach eins: Ligasen 84 Enzyme als Katalysatoren: Wir machen Tempo 84 Katalysemodelle: Schlussel-Schloss versus induzierte Passform 84 Einige Bemerkungen zur Kinetik 85 Enzymassays: Ohne Rahmenbedingungen geht es nicht 87 Die Messung der Geschwindigkeit 87 Enzymaktivitaten messen: Die Michaelis-Menten-Gleichung 88 Ideale Anwendungen 90 Realistische Anwendungen 91 Lineweaver-Burk-Diagramm 91 Enzymhemmung: Der Bolzen im Getriebe 92 Kompetitive Hemmung 93 Nichtkompetitive Hemmung 93 Wie sich Inhibition grafisch darstellen lasst 93 Enzymregulierung 94 Teil III Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsauren und mehr 97 Kapitel 7 Wir wecken Geloste: Kohlenhydrate 99 Eigenschaften von Kohlenhydraten 99 Die chirale Natur der Kohlenstoffe 100 Es gibt mehrere Chiralitatszentren 100 Ein zuckersusses Thema: Die Monosaccharide 101 Die stabilsten Formen der Monosaccharide: Pyranosen und Furanosen 101 Chemische Eigenschaften von Monosacchariden 104 Die haufigsten Monosaccharide 104 Am Anfang allen Lebens: Ribose und Desoxyribose 105 Wenn sich Zucker die Hande reichen: Oligosaccharide 106 Eins und eins macht zwei: Disaccharide 106 Speicherformen in Pflanzen und Tieren: Polysaccharide 107 Kapitel 8 Lipide und Membranen 111 Ohne Fett geht nichts: Ein Uberblick 111 Die Fettsauren in Lipiden 113 Ein fettes Thema: Triglyzeride 113 Eigenschaften und Struktur von Fetten 114 Seifen im Einsatz: Wir spalten die Triglyzeride 115 Alles andere als einfach: Komplexe Lipide 115 Phosphoglyzeride 115 Sphingolipide 117 Sphingophospholipide 118 Membranen: Bipolaritat und Doppelschicht 118 Die Hurde uberwinden: Transport durch Membranen 119 Steroide fur Muskelspiele und viel, viel mehr 120 Prostaglandine, Thromboxane und Leukotriene die wilden Drei 121 Kapitel 9 Nukleinsauren und der Code des Lebens 123 Nukleotide: Die Bausteine der DNA und RNA 123 Speicher fur genetische Information: Die Stickstoffbasen 123 Auf der sussen Seite des Lebens: Die Zucker 125 Auf der sauren Seite des Lebens: Phosphate 125 Vom Nukleosid uber das Nukleotid zur Nukleinsaure 125 Die erste Reaktion: Stickstoffbase + Zucker = Nukleosid 125 Die zweite Reaktion: Phosphorsaure + Nukleosid = Nukleotid 126 Die dritte Reaktion: Viele Nukleotide bilden eine Nukleinsaure 127 Dogmatisches Wissen ist gefragt 128 DNA und RNA im grossen Plan des Lebens 128 Die Struktur der Nukleinsauren 129 Kapitel 10 Vitamine und Nahrstoffe 133 Nur ein Apfel am Tag? Das Einmaleins der Vitamine 133 Wer A sagt, muss auch B sagen: Die Vitamine der B-Gruppe 134 Vitamin B1 (Thiamin) 134 Vitamin B3 (Niacin) 136 Vitamin B6 (Pyridoxin) 138 Biotin 138 Folsaure 139 Pantothensaure 139 Das Wundermittel: Vitamin B12 139 VitaminA 140 VitaminD 142 VitaminE 142 VitaminK 143 VitaminC 143 Kapitel 11 Die stillen Akteure: Hormone 145 Strukturen einiger Schlusselhormone 147 Die Proteinhormone 148 Die Steroidhormone 148 Aminhormone 148 Wie bei Dornroschen: Die Prohormone 149 Proinsulin 150 Kampf oder Flucht: Hormonfunktion 150 Wie Lob und Tadel Regelkreise (Feedback-Regulation) 151 Modelle hormoneller Aktivitat 152 Teil IV Bioenergetik und Reaktionswege 153 Kapitel 12 Leben und Energie 155 ATP: Energiespritze fur alle Systeme 155 ATP und freie Energie 155 ATP als Energietransporter 156 Mit ATP verwandte Molekule 158 So einfach wie 1-2-3: AMP, ADP und ATP 158 Stoffwechsel in Zahlen 159 Was passiert bei einer Nulldiat? 160 Kapitel 13 ATP: Das Wahrungssystem des Korpers 161 Metabolismus Teil I: GlykolyseI 161 Von der Glukose zum Pyruvat: Der Anfang aller Dinge 161 Wie effizient sind Garung und Atmung? 165 Das Ganze einmal umgedreht: Glukoneogenese 166 Alkoholische Garung: Von Pyruvat zu Ethanol 166 Metabolismus Teil II: Der Zitratzyklus (Krebs-Zyklus) 167 Bald geht's rund: Die Synthese von Acetyl-CoA 167 Die drei sind ein Team: Tricarbonsauren 170 Jetzt wird Gas gegeben: Oxidative Decarboxylierung 171 Uber Succinyl-CoA zu Succinat und GTP 171 Regeneration von Oxalacetat 172 Aminosauren als Energiequelle 172 Metabolismus Teil III: Elektronentransport und oxidative Phosphorylierung 173 Das Elektronentransportsystem 173 Die oxidative Phosphorylierung 177 Theorien Hypothesen Die chemiosmotische Kopplung 178 Am Ziel angelangt: Die ATP-Ausbeute 178 Und wieder wird's fettig: Die -Oxidation 178 Verkorpern auch Energie: Ketonkorper 180 Investition in die Zukunft: Biosynthese 181 Fettsaure-Synthese 181 Aminosauresynthese 182 Kapitel 14 Ein anruchiges Thema: Stickstoff in biologischen Systemen 187 Ringelrein mit Stickstoffen: Purine 187 Die Biosynthese von Purinen 188 Was mag das nur kosten? 188 Die Biosynthese von Pyrimidinen 189 Alles beginnt mit Carbamoylphosphat 189 Uber Orotat zu CTP 190 Zuruck zum Anfang: Katabolismus 191 Der Abbau der Purine 191 Aminosaurekatabolismus 191 Abfallbeseitigung: Der Harnstoffzyklus 192 Teil V Genetik: Warum wir sind, was wir sind 195 Kapitel 15 DNA fotokopieren 197 Aus eins mach zwei: DNA-Replikation 197 DNA-Polymerasen 200 Das aktuelle Modell der DNA-Replikation 201 Die Mechanismen der DNA-Reparatur 203 Mutationen: Gut, schlecht oder neutral 204 Restriktionsenzyme 205 Mendel ware begeistert: Rekombinante DNA 206 Ein spannungsreiches Thema: DNA-Analyse 207 DNA-Sequenzierung 208 Das war wohl der Gartner: Forensische Anwendungen 210 Erbkrankheiten und andere Anwendungsmoglichkeiten der DNA-Analytik 212 Sichelzellenanamie 213 Mukoviszidose 213 Hamophilie 213 Kapitel 16 Schon abschreiben, bitte! RNA-Transkription 215 Arten der RNA 215 Was RNA-Polymerasen brauchen 216 Transkription stromauf, stromab 216 Die RNA-Polymerase der Prokaryoten 218 Die Extras der Eukaryoten 219 RNA-Spleissen und RNA-Editing 220 Der genetische Code 221 Modelle der Genregulation 222 Das Jacob-Monod-Modell (Operonmodell) 223 Regulation eukaryotischer Gene 224 Kapitel 17 Korrekt ubersetzen Die Translation 227 Bitte keine Fehler! 227 Warum die Translation so wichtig ist 227 Trautes Heim, Gluck allein: Das Ribosom 228 Das Team 228 Der Mannschaftskapitan: rRNA 228 Der Spielmacher: mRNA 229 Passgenaues Zuspiel: tRNA 229 Das Aufwarmtraining: Aminosauren aktivieren 231 Und Anpfiff: Proteinsynthese 232 Aktivierung 233 Initiation 233 Elongation 233 Termination 234 Die Wobble-Hypothese 234 Unterschiede bei eukaryotischen Zellen 235 Initiation 235 Elongation und Termination 236 Teil VI Der Top-Ten-Teil 237 Kapitel 18 Zehn beeindruckende Einsatzgebiete der Biochemie 239 Ames-Test 239 Schwangerschaftstests 239 HIV-Tests 240 Brustkrebsuntersuchungen 240 Pranatale Gentests 240 PKU-Screening 241 Gentechnisch veranderte Nahrungsmittel ("Genfood") 241 Gentechnik 241 Klonen 241 Gentherapie 242 Stichwortverzeichnis 243
