Grundlagen der Molekularen Medizin, 3.Auflage

Inhaltsverzeichnis......Page 8
Vorwort......Page 5
Autorenverzeichnis......Page 9
Abkürzungen und Erläuterungen......Page 13
1. Allgemeine Grundlagen......Page 36
1.1 Molekulare klinische Zellbiologie......Page 37
1.1.2 Subzelluläre Prozesse......Page 38
1.1.3 Zelluläre Prozesse......Page 48
1.1.4 Ausblick......Page 51
1.1.5 Literatur......Page 52
1.1.6 Zeittafel......Page 53
Literatur zur Zeittafel......Page 54
1.2 Molekulare Mechanismen von Zell-Zell- Wechselwirkungen......Page 55
1.2.2 Zelladhäsionsmoleküle......Page 56
1.2.3 Connexine und die Gap junctions......Page 68
1.2.4 Claudine, Occludin und Tight junctions......Page 69
1.2.6 Literatur......Page 70
1.2.7 Zeittafel......Page 73
Literatur zur Zeittafel......Page 74
1.3 Die zytogenetischen Grundlagen der Molekularen Medizin......Page 75
1.3.1 Einleitung......Page 76
1.3.2 Chromosomentheorie der Vererbung......Page 77
1.3.3 Grundlagen der Chromosomenphysiologie......Page 80
1.3.4 Zellzyklus und Checkpoint-Kontrolle......Page 83
1.3.5 Chromosomopathien......Page 85
1.3.6 Somatische Chromosomenmutationen......Page 88
1.3.7 Ausblick......Page 91
1.3.8 Literatur......Page 92
1.3.9 Zeittafel......Page 96
1.4 Analyse von Biochips: Von der Sequenz zum System......Page 97
1.4.1 Analyse von Krankheitsprozessen in der modernen Genomforschung......Page 99
1.4.2 Biochips I: Messung des Transkriptoms......Page 100
1.4.3 Biochips II:Messung transkriptioneller Abhängigkeiten......Page 103
1.4.4 Bildauswertung und Qualitätskontrolle von Biochips......Page 107
1.4.5 Detektion differenziell exprimierter Gene......Page 108
1.4.6 Analyse von Genexpressionsprofilen......Page 112
1.4.7 Klassifizierung......Page 117
1.4.8 Genetische Netzwerke......Page 120
1.4.9 Datenbanken und Datenintegration......Page 125
1.4.10 Ausblick – Systembiologie in der molekularen Medizin......Page 127
1.4.11 Literatur......Page 128
1.4.12 Zeittafel......Page 133
Literatur zur Zeittafel......Page 134
1.5 Mitochondriale DNA des Menschen......Page 135
1.5.1 Struktur und Funktion der Mitochondrien......Page 136
1.5.2 Das mitochondriale Genom des Menschen......Page 137
1.5.3 Transkription und RNA-Prozessierung......Page 138
1.5.4 Translation......Page 141
1.5.5 Replikation......Page 142
1.5.6 Mitochondriale Vererbung......Page 145
1.5.7 Mitochondriale Erkrankungen......Page 147
1.5.8 mtDNA als molekularer Marker......Page 149
1.5.9 Literatur......Page 150
Literatur zur Zeittafel......Page 152
1.6 Regulationsmechanismen der Transkription in Eukaryonten......Page 154
1.6.1 Transkription durch die RNA-Polymerase......Page 155
1.6.2 Das Chromatin......Page 159
1.6.3 „Regulationsmaschinen“......Page 163
1.6.4 Regulation durch nichtkodierende RNA......Page 165
1.6.5 Regulationsmodelle mit klinischer Relevanz......Page 166
1.6.7 Literatur......Page 169
1.6.8 Zeittafel......Page 171
Literatur zur Zeittafel......Page 172
1.7 Mechanismen der Translationskontrolle in Eukaryonten......Page 173
1.7.1 Der Ablauf der Translation......Page 174
1.7.2 Globale Kontrolle der Translationsinitiation......Page 176
1.7.3 mRNA-spezifische Translationskontrolle......Page 181
1.7.4 Ausblick......Page 188
1.7.5 Literatur......Page 189
1.7.6 Zeittafel......Page 190
Literatur zur Zeittafel......Page 191
1.8 Molekulare Grundlagen der Apoptose......Page 193
1.8.1 Eine biologische Rationale des programmierten Zelltods......Page 194
1.8.3 Zelltodsignalwege......Page 196
1.8.4 Stressinduzierte Signalwege......Page 210
1.8.5 Störungen der Zelltodregulation in der Pathogenese von Erkrankungen......Page 216
1.8.7 Literatur......Page 228
1.8.8 Zeittafel......Page 234
Literatur zur Zeittafel......Page 236
2. Modelle......Page 238
2.1 Tiermodelle in der biomedizinischen Forschung......Page 239
2.1.2 Strategien zur genetischen Veränderung von Versuchstieren......Page 240
2.1.3 Beispiele genetisch veränderter Tiermodelle in der biomedizinischen Forschung......Page 250
2.1.5 Literatur......Page 262
2.1.6 Zeittafel......Page 272
Literatur zur Zeittafel......Page 273
2.2 Zellkulturtechniken, Zellmodelle und Tissue Engineering......Page 274
2.2.2 Zellkulturtechniken......Page 275
2.2.3. Zellkulturmodelle......Page 284
2.2.4 Tissue Engineering......Page 295
2.2.5 Ausblick......Page 302
2.2.6 Literatur......Page 303
2.2.7 Zeittafel......Page 305
Literatur zur Zeittafel......Page 306
2.3 Molekülmodelle und Modellmoleküle: Strukturanalyse großer biologischer Moleküle für die Medizin......Page 307
2.3.1 Einleitung......Page 308
2.3.2 Strukturbiologische Methoden......Page 312
2.3.3 Molekülstrukturen in Biologie und Medizin......Page 315
2.3.4 Moleküle beflügeln die Arzneimittelentwicklung......Page 321
2.3.6 Literatur......Page 322
2.3.7 Zeittafel......Page 326
3. Diagnostik......Page 327
3.1 Klinische Proteomik......Page 328
3.1.1 Einführung......Page 329
3.1.2 Teilgebiete der Proteomik......Page 330
3.1.3 Klinische Proteomik......Page 336
3.1.5 Literatur......Page 339
Literatur zur Zeittafel......Page 343
3.2 Pharmakogenetik und Pharmakogenomik......Page 345
3.2.2 Pharmakogenomik......Page 346
3.2.3 Genvarianten arzneimittelmetabolisierender Enzyme, die zu Änderungen der Pharmakokinetik führen......Page 348
3.2.4 Genetische Varianten von Arzneimitteltransportern......Page 355
3.2.5 Genotyp-basierte Dosisempfehlungen......Page 356
3.2.6 Ausblick auf künftige Implementierung der Pharmakogenetik bei der Krankenversorgung......Page 358
3.2.7 Literatur......Page 359
3.2.8 Zeittafel......Page 361
Literatur zur Zeittafel......Page 362
3.3 Bioinformatik......Page 363
3.3.1 Einleitung......Page 364
3.3.2 Das menschliche Genom als Textspeicher......Page 365
3.3.3 Sequenzanalyse als Basis der Bioinformatik......Page 367
3.3.4 Genomkartierung......Page 370
3.3.5 Vergleichende Genomanalyse: Die evolutionäre Verwandtschaft allen Lebens......Page 371
3.3.6 „Transkriptom“: Expressionsanalyse des Genoms......Page 372
3.3.8 Strukturbiologie: Die Analyse der molekulären Raumstruktur von Proteinen und Nukleinsäuren......Page 373
3.3.9 Genetische Diversität des menschlichen Genoms......Page 374
3.3.11 Weiterführende Literatur......Page 375
Literatur zur Zeittafel......Page 376
3.4 Gendiagnostik......Page 377
3.4.1 Methodische Grundlagen......Page 378
3.4.2 Grundlagen der klinischen Anwendung......Page 394
3.4.3 Grundlagen der molekulargenetischen Diagnostik erblicher Krankheiten......Page 401
4. Therapie......Page 408
4.1 Gentherapie......Page 409
4.1.2 Gentransfer......Page 410
4.1.3 Experimentelle Anwendungen der DNA-Vakzinierung......Page 413
4.1.4 Update zu weiteren klinischen Studien und Herausforderungen der Zukunft......Page 418
4.1.5 Ausblick......Page 419
4.1.6 Literatur......Page 420
4.1.7 Zeittafel......Page 424
4.2 DNA-Reparatur und Mutagenese......Page 425
4.2.2 Bedeutung der DNA-Reparatur für den Menschen......Page 426
4.2.3 Reparatur von Basenschäden......Page 427
4.2.4 Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen......Page 434
4.2.5 Reparatur und Transläsionssynthese von „DNA-Crosslinks“......Page 436
4.2.7 Literatur......Page 437
Literatur zur Zeittafel......Page 439
4.3 Antisense-, Ribozym- und RNA-Interferenz- Strategien: Methoden des posttranskriptionellen Gene Silencing in der Molekularen Medizin......Page 440
4.3.1 Einleitung......Page 441
4.3.2 Antisense-Oligonukleotide......Page 442
4.3.3 Ribozyme......Page 445
4.3.4 RNA-Interferenz......Page 447
4.3.6 Literatur......Page 453
4.3.7 Zeittafel......Page 454
4.4 Medizinische Perspektiven der kardialen Stammzellforschung......Page 455
4.4.1 Paradigmenwechsel in der Therapie: Von der medikamentösen Behandlung zur Zelltherapie......Page 456
4.4.2 Eigenschaften von Stammzellen......Page 457
4.4.3 Therapeutischer Nutzen der Stammzelltherapie des Myokardinfarkts – Ergebnisse bisheriger Studien......Page 464
4.4.4 Elektrophysiologische und molekularbiologische Untersuchungen an humanen ESKM......Page 467
4.4.5 Humane ESKM auf dem Weg zum klinischen Einsatz – welche nächsten Schritte sind zu tun?......Page 469
4.4.6 Reprogrammierungsstrategien......Page 470
4.4.8 Ausblick......Page 471
4.4.9 Literaturverzeichnis......Page 472
4.4.10 Zeittafel......Page 477
Literatur zur Zeittafel......Page 478
4.5 Monoklonale Antikörper: Grundlagen und ihre Bedeutung in Diagnostik und Therapie......Page 479
4.5.2 Eigenschaften von Antikörpern......Page 481
4.5.3 Immunisierungen......Page 482
4.5.4 Gewinnung polyklonaler Antikörper......Page 483
4.5.5 Gewinnung monoklonaler Antikörper......Page 484
4.5.6 Chemische und biochemische Modifizierung von Antikörpern......Page 486
4.5.7 Rekombinante Antikörpertechniken......Page 487
4.5.8 Nutzung von monoklonalen Antikörpern......Page 492
4.5.9 Antikörper in der Medizin......Page 494
4.5.10 Ausblick......Page 500
4.5.11 Literatur......Page 501
Literatur zur Zeittafel......Page 505
4.6 Gentechnische Grundlagen für biotechnologische Anwendungen......Page 506
4.6.2 Die Anfänge der Biotechnologie......Page 508
4.6.3 Von traditionellen zu modernen Biotechnologien......Page 509
4.6.4 Ein kleines Molekül des Bakteriums – eine große Bedeutung für die Menschheit......Page 514
4.6.5 „Enabling-Technologien“ ermöglichen eine rasante Entwicklung der Gentechnologie......Page 520
4.6.6 Moderne Biopharmazeutika sind quasi ubiquitär in der Molekularen Medizin......Page 522
4.6.7 Verschiedene Wirkmechanismen moderner Biopharmazeutika......Page 527
4.6.8 Beschleunigte Entwicklung mit Hochdurchsatz......Page 530
4.6.9 Die moderne Biotechnologie......Page 533
4.6.10 Ausblick......Page 534
4.6.11 Literatur......Page 536
4.6.12 Zeittafel......Page 538
4.7 Ethische Probleme der Molekularen Medizin: Grundlagen und Anwendungen unter Berücksichtigung der rechtlichen Rahmenbedingungen......Page 540
4.7.1 Einleitung......Page 541
4.7.2 Wissenschaftstheoretische Vorbemerkungen......Page 542
4.7.3 Ethische Grundlagen......Page 544
4.7.4 Ausgewählte Probleme der bioethischen Diskussion......Page 548
4.7.5 Ausblick......Page 559
4.7.6 Literatur......Page 560
A......Page 563
C......Page 564
D......Page 565
F......Page 566
G......Page 567
I......Page 568
K......Page 569
M......Page 570
O......Page 571
P......Page 572
R......Page 573
S......Page 574
V......Page 575
Z......Page 576