Taschenlehrbuch Biologie: Genetik

575 Pages·2017·17.361 MB·German

by  Katharina Munk (editor)

Auf einen Blick
1 Nucleins(cid:2)uren, Chromatin und Chromosomen 1
2 Genomstruktur 2
3 DNA-Replikation 3
4 Transkription 4
5 Translation 5
6 Meiose 6
7 Formalgenetik 7
8 Geschlechtsbestimmung 8
9 Rekombination 9
10 Mutation und Reparatur 10
11 Kontrolle der Genexpression und Systembiologie 11
12 Methoden der Molekularbiologie 12
13 Anhang 13

TTaasscchheennlleehhrrbbuucchh BBiioollooggiiee
Taschenlehrbuch Biologie
GGeenneettiikk
Genetik
HHeerraauussggeeggeebbeenn vvoonn
KKaatthhaarriinnaa MMuunnkk
Herausgegeben von
Katharina Munk
UUnntteerrMMiittaarrbbeeiittvvoonn
DDiieetteerr JJaahhnn
UnterMitarbeitvon
MMaarrttiinnaa JJaahhnn
Dieter Jahn
IInnggee KKrroonnbbeerrgg
Martina Jahn
TThhoommaass LLaannggeerr
Inge Kronberg
RReeggiinnee NNeetthhee--JJaaeenncchheenn
Thomas Langer
HHaarraalldd SScchhllaatttteerr
Regine Nethe-Jaenchen
BBeeaattee SScchhuullttzzee
Harald Schlatter
JJoohhaannnneess SSiieemmeennss
Beate Schultze
JJ��rrgg SSooppppaa
Johannes Siemens
KKllaauuss WW.. WWoollff
J�rg Soppa
Klaus W. Wolf
2., unveränderte Auflage
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4422TTaabbeelllleenn
344Abbildungen
42Tabellen
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GeorgThiemeVerlag
BibliografischeInformation
DerDeutschenBibliothek
DieDeutscheBibliothekverzeichnetdiese
PublikationinderDeutschenNational-
bibliographie;detailliertebibliographische
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1. Auflage 2010
c2010GeorgThiemeVerlagKG
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Vorwort V
Vorwort
F(cid:3)rdieStudierendenwirdesimmerschwierigerbeidemwachsendenInfor-
mationsangebotundderFlutant(cid:4)glichneuhinzukommendenForschungsergeb-
nissenimRahmendeskurzenBachelor-StudiumsderBiologie,einVerst(cid:4)ndnis
f(cid:3)rbiologischeZusammenh(cid:4)ngeundPrinzipienzuentwickeln.Dieverschiede-
nenbiologischenFachb(cid:3)cheralsReiheherauszubringen,bietetdieM(cid:2)glichkeit,
dieZusammenh(cid:2)ngezwischendenFachgebietenherauszuarbeiten.VierB(cid:4)nde
enthaltendasrelevanteGrundwissenderZoologie,Botanik,Mikrobiologieund
Genetik.UmdieGemeinsamkeitenderOrganismenherauszustellenundgleich-
zeitigdie(cid:5)berschneidungenzwischendenB(cid:4)ndenm(cid:2)glichstgeringzuhalten,
haben wir diesen „klassischen“ F(cid:4)chern zwei (cid:3)bergreifende B(cid:4)nde zur Seite
gestellt:DenBandBiochemie·Zellbiologie,dersichmitderZellealsderkleins-
tenLebenseinheitbesch(cid:4)ftigt,undderBandEvolution·(cid:3)kologie,dersichmit
Interaktionen befasst, die (cid:3)ber den einzelnen Organismus hinausgehen und
ganzeLebensgemeinschaftenund(cid:6)kosystemebetreffen.
DiemeistenderanderBuchreihebeteiligten(cid:3)ber40AutorensindinLehre
und Forschung erfahrene Dozenten ihrer Fachgebiete. Ihre Erfahrungen mit
den seit einigen Jahren laufenden Bachelor-Studieng(cid:4)ngen haben sie in diese
Taschenb(cid:3)cher eingebracht, die Stofff(cid:3)lle auf ein (cid:3)berschaubares Basiswissen
reduziert und durch eine f(cid:4)cher(cid:3)bergreifende, vergleichende Darstellung und
vieleVerweiseQuerverbindungenzwischendeneinzelnenbiologischenDiszipli-
nenhergestellt.SovermittelndieB(cid:4)ndeeinenzusammenh(cid:4)ngenden(cid:5)berblick
(cid:3)berdieBasisinhaltederBiologie.
IndemBandGenetikwirdindenKapitelnzuNucleins(cid:4)uren,Genomstruktur,
DNA-Replikation, Transkription und Translation den Unterschieden bzw.
GemeinsamkeitenzwischenBacteria,ArchaeaundEukaryabesondereBeachtung
geschenkt.DieVorg(cid:4)ngebeiderMeioseundderGeschlechtsbestimmungsowie
dieFormalgenetikgeh(cid:2)renebensozudenGrundlagenderGenetikwiediewich-
tigstengentechnischenMethoden,dieausdermedizinischenundbiologischen
Forschungnichtmehrwegzudenkensind.VerbessertegentechnischeMethoden
erzeugenzunehmendeDatenmengen,die,inzahlreichenDatenbankenabgelegt,
zurVerf(cid:3)gungstehen.InderSystembiologiewerdendieDatenderDNA-Sequen-
zierung, Transkriptomic und Metabolomic zu neuen Modellen zusammen-
gef(cid:3)hrt.AngesichtsderFlutanneuentdecktenMechanismenundFaktorenauf
dem Gebiet der Rekombination und Regulation ist es den Autoren gelungen,
die zahlreichen Einzelergebnisse verst(cid:4)ndlich auf allgemeing(cid:3)ltige und (cid:3)ber-
geordneteMechanismenzureduzieren.
DieUrspr(cid:4)ngedieserTaschenlehrbuch-ReihezurBiologiegehenaufeineIni-
tiative des Gustav Fischer Verlages im Sommer 1997 zur(cid:3)ck. An dieser Stelle
m(cid:2)chte ich ganz besonders Herrn Dr. Arne Sch(cid:4)ffler danken, der damals das
VI Vorwort
ZustandekommenderReiheerm(cid:2)glichteundmitseinenvielenwertvollenRat-
schl(cid:4)gen ihren Werdegang begleitet hat. Ermutigt durch den Erfolg der ersten
Auflage,die2000und2001unterdemNamenGrundstudiumBiologieimSpek-
trum-Verlag erschien, und die starke positive Resonanz von Studenten und
Dozenten,habenwireineneueAuflageinAngriffgenommen,diemittlerweile
durchzahlreicheneueAutorenunterst(cid:3)tztwird.
MeinbesondererDankgiltdemGeorgThiemeVerlagf(cid:3)rdieneueHerausgabe
der Reihe in ihrer jetzigen Taschenbuchform und der großz(cid:3)gigen farbigen
Gestaltung. Frau Marianne Mauch als verantwortliche Programmplanerin
dankeichf(cid:3)rihreBegeisterungf(cid:3)rdasProjekt,dieeffizienteHilfeundihrewert-
volleUnterst(cid:3)tzungbeiderWeiterf(cid:3)hrungdesKonzepts.DieZusammenarbeit
macht mir sehr viel Spaß. Frau Elsbeth Elwing hat mit ihrer fr(cid:2)hlichen Ruhe
stets alle noch so aussichtslosen Terminprobleme bei der Herstellung gel(cid:2)st.
AuchallenanderenMitarbeiterndesVerlages,diemitihrerArbeitzumGelingen
derB(cid:4)ndebeigetragenhaben,seigedankt.BesondersauchMichaelZepf,deralle
meinetechnischenAnfragenimmerraschundzuverl(cid:4)ssigbeantwortethatund
WilliKuhnf(cid:3)rdieSachverzeichnis-Bearbeitung.
BesondersbedankeichmichauchbeiFrauChristianevonSolodkoffsowiebei
FrauHennyBernst(cid:4)dt-Neubertf(cid:3)rdiesehrpers(cid:2)nlicheZusammenarbeitunddie
kreativeundprofessionelleUmsetzung–zeitweiligimDauereinsatz–derteil-
weisechaotischen Vorlagenindienunhiervorliegenden,hervorragendgelun-
genenAbbildungen.
Dieter Kapp (Bielefeld), My-Linh Du (Berlin), Tilbert Kosmehl (Berlin), Peter
Jeppesen (Edinburgh), Frantisek Marec (Ceske Budejovice, Tschechien), Heinz
Winking (L(cid:3)beck), Helmut Zacharias (Langwedel), Manfred Rohde (Braun-
schweig),AdrianSumner(Edinburgh,UK),PhilippeFournier(Saint-Christol-lez-
Al(cid:7)s,Frankreich),GeraldG.Schumann(Langen),AlicjaandAndrzejStasiak(Lau-
sanne)undEberhardSchleiermacher(Mainz)dankeichganzherzlichf(cid:3)rdiezur
Verf(cid:3)gunggestelltenOriginaleundAbbildungen.
F(cid:3)rdiegenialeUnterst(cid:3)tzungimHintergrunddankeichmeinerMutter,die
f(cid:3)runserleiblichesWohlergehensorgte,meinerTochter,diemichdaranerinner-
te, dass auch die Familie interessant sein kann, meinen beiden S(cid:2)hnen f(cid:3)r die
kompetente und permanente Computerbetreuung ohne jegliche Pannen und
Abst(cid:3)rzeundmeinemEhemannMatthiasMunkf(cid:3)rdievielenfachlichenDiskus-
sionenundErmutigungen.
DashiervorliegendeWerkisteineGemeinschaftsleistungalleranderBuch-
reihebeteiligtenAutoren.Mit großemEinsatzhabensie nichtnur die eigenen
Kapitel geschrieben, die anderen Kapitel korrigiert, sondern auch mit vielen
konstruktiven Anregungen zu den Inhalten der anderen B(cid:4)nde fach(cid:3)bergrei-
fende Zusammenh(cid:4)nge hergestellt. Wir hoffen, dass dadurch ein Gesamtwerk
Vorwort VII
entstanden ist, dessen Lekt(cid:3)re Ihnen nicht nur gute Voraussetzungen f(cid:3)r das
Bestehen Ihrer Pr(cid:3)fungen vermittelt, sondern auch Ihre Begeisterung f(cid:3)r das
FachBiologieweckt.
Wirw(cid:3)nschenIhnenvielErfolginIhremStudium!
Dr.KatharinaMunk
E-Mail:[email protected]
Oktober2009
VIII HinweisezurBenutzung
So arbeiten Sie effektiv mit der Taschenlehrbuch-Reihe
DieB(cid:3)cherbietenIhnenvielf(cid:4)ltigedidaktischeHilfen,sowohlf(cid:3)rdiePhase,in
derSiedieGrundlagenerarbeiten,alsauchf(cid:3)rdieschnelleundeffizienteStoff-
wiederholungkurzvoreinerIhrerPr(cid:3)fungen.
Einf(cid:4)hrendeAbschnittegebenIhneneinenersten(cid:5)berblickundnehmendie
wichtigstenSchl(cid:2)sselbegriffevorweg.HiererhaltenSieden„Rahmen“,inden
SiedenfolgendenInhalteinordnenk(cid:3)nnen.
Um Ihnen trotz der Stofff(cid:3)lle alle relevanten Inhalte im handlichen Taschen-
buch-Formatbietenzuk(cid:2)nnen,sinddieTextem(cid:2)glichstkurzgefasst,aberden-
noch verst(cid:2)ndlich formuliert – mit vielen Hervorhebungen f(cid:3)r eine optimale
OrientierungundeinenraschenInformationszugriff.
Kleingedruckte Abschnitte mit zus(cid:4)tzlichen Details, Beispielen oder weiterf(cid:3)hrenden
Informationenerm(cid:2)glichenIhneneinen„Blick(cid:3)berdenTellerrand“.
ZahlreichefarbigeAbbildungenundeindrucksvollemikroskopischeoderelek-
tronenmikroskopischeAufnahmenhelfenIhnen,sichkomplexeSachverhaltezu
erschließen.
n In gr(cid:2)n markierten Abschnitten finden Sie Informationen (cid:2)ber Anwendungs-
m(cid:6)glichkeiten,diesichausdenbeschriebenenbiologischenPrinzipienergeben.m
n Orange gekennzeichnete Abschnitte erl(cid:4)utern konkrete Methoden, die Sie
entwederinIhrerexperimentellenArbeitselbstbeherrschenm(cid:2)ssen,oderdief(cid:2)r
Anwendungenz.B.ingroßtechnischemMaßstabvonBedeutungsind.m
Repetitorien am Ende der Abschnitte greifen die wichtigsten neuen Begriffe
nochmals auf. Sie sind ideal zum Lernen und zum Nachschlagen! Außerdem
erf(cid:2)llensiedieFunktioneinesGlossars,dadieDefinitionenanhandderfarbigen
SeitenzahlimSachverzeichnisleichtnachgeschlagenwerdenk(cid:3)nnen.
DasZusatzangebotimInternet:www.thieme.de/go/taschenlehrbuch-biologie
AnhandzahlreicherPr(cid:4)fungsfragenzujedemKapitelunddenausf(cid:3)hrlichenAntwor-
tenk(cid:2)nnenSieIhrWissenselbst(cid:3)berpr(cid:3)fen.
DieZahlderInternet-Seiten,diesichmitbiologischenThemenbefassen,istgroßund
steigtstetig.Ausdemun(cid:3)bersichtlichenAngebothabenwirf(cid:3)rSienebeneinerAuswahl
derwichtigstenweiterf(cid:4)hrendenLiteratureinigeInternet-Adressenzusammengestellt,
dieIhnenalsn(cid:3)tzlichenEinstiegf(cid:3)rweiterf(cid:3)hrendeRecherchendienensollen.
WiebeieinemWerkdiesenUmfangeszuerwarten,istauchdieseTaschenlehrbuch-
ReihesichernichtfreivonFehlern.Wirsinddaherdankbarf(cid:3)rHinweise.Anregungen
undVerbesserungsvorschl(cid:4)gek(cid:2)nnenSieunsjederzeitmailen.
Die uns bekannten Korrekturen werden wir auf der oben genannten Internetseite
zusammenfassenundaktualisieren.
Adressen IX
Adressen
Prof.Dr.DieterJahn Dr.BeateSchultze
TechnischeUniversit(cid:4)tBraunschweig Kirchstraße9
Institutf(cid:3)rMikrobiologie 34519Diemelsee
Spielmannstraße7
38106Braunschweig Dr.JohannesSiemens
Philippistraße2
Dr.MartinaJahn 14059Berlin
TechnischeUniversit(cid:4)tBraunschweig
Institutf(cid:3)rMikrobiologie Prof.Dr.J(cid:6)rgSoppa
Spielmannstraße7 GoetheUniversit(cid:4)t
38106Braunschweig Biozentrum
Institutf(cid:3)rMolekulareBiowissen-
Dr.IngeKronberg schaften
M(cid:2)llersHof2 Max-von-Laue-Str.9
25761B(cid:3)sum 60438Frankfurt
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Dr.rer.nat.habil.KlausW.Wolf
Dr.ThomasLanger TheUniversityoftheWestIndies
Keltenweg10 (MonaCampus)
65843Sulzbach ElectronMicroscopyUnit
Kingston7
Dr.ReginaNethe-Jaenchen Jamaica,WestIndies
BickenbacherWeg9
64673Zwingenberg
Dr.HaraldSchlatter
Hugenottenallee35
63263Neu-Isenburg