Glossar

ACE-Inhibitoren sind Wirkstoffe, die zur Behandlung des Bluthochdrucks eingesetzt werden. Sie hemmen das Angiotensin konvertierende Enzym ACE (Angiotensin Converting Enzyme), das Angiotensin I in Angiotensin II umwandelt. Angiotensin II bewirkt eine Verengung der Blutgefäße, wodurch der Blutdruck steigt. Wird die Aktivität des ACE gehemmt, entsteht weniger Angiotensin II und der Blutdruck sinkt.

Bei der Acetylierung von Proteinen fügen Enzyme eine Acetyl-Gruppe an die Aminogruppen. Durch solche posttranslationalen Modifikationen werden die Eigenschaften und Funktionen der Proteine stark beeinflusst.

Adenin (Abk. „A“) ist eine Purinbase und ein Baustein der Nukleinsäuren (DNA und RNA).

Stammzellen, die nach der Geburt im Körper vorhanden sind und aus denen während der gesamten Lebensdauer eines Organismus neue spezialisierte Zellen gebildet werden. Adulte Stammzellen zeigen in der Zellkultur ein deutlich geringeres Selbsterneuerungs- und Differenzierungspotenzial als embryonale Stammzellen, da sie sich offenbar nur in verschiedene Zelltypen eines bestimmten Gewebes entwickeln können (z. B. Neuronen, Glia etc. des Nervengewebes aber keine Muskelzellen).

Lebensweise von Lebewesen, bei der elementarer Sauerstoff benötigt wird.

Agarose ist ein aus Algen gewonnener Vielfachzucker (Polysaccharid). Er wird zur Herstellung von Gelen verwendet, die in der so genannten Gelelektrophorese zur Auftrennung von Nukleinsäuren benötigt wird.

Acquired Immune Deficiency Syndrome (erworbenes Immunschwächesyndrom)bezeichnet das Endstadium einer HIV-Infektion, bei der das Immunsystem zusammenbricht.

Aktin ist ein Strukturprotein, das in allen eukaryontischen Zellen vorkommt. In der Zelle bildet Aktin dynamische Filamente, die als Bestandteile des Zytoskeletts der Stabilisierung der äußeren Zellform sowie intrazellulären Transportvorgängen dienen und zentraler Bestandteil des Kontraktionsapparats der Muskeln sind.

Alkaloide sind alkalisch (basisch) reagierende Wirksubstanzen vieler Pflanzen, die als Rauschmittel, Genussmittel und Arzneimittel verwendet werden. Bekannte Alkaloide sind Atropin, Kokain, Koffein und Nikotin.

Ein Allel ist eine von mehreren möglichen Ausprägungen eines Gens. Auf den paarweise vorhandenen Chromosomen befinden sich somit zwei alternative Formen des gleichen Gens. Beispielsweise gibt es ein Allel für die rote und ein Allel für die weiße Blütenfarbe.

Organe oder Gewebe, die von einem Individuum derselben Art stammen.

Die Allotransplantation bezeichnet eine Organübertragung innerhalb einer Spezies. Spender und Empfänger sind verschieden, gehören aber derselben Art an.

Aminosäuren sind organische Verbindungen, bestehend aus mindestens einer Carboxyl- und einer Aminogruppe, die über Peptidbindungen zu langen Aminosäureketten verbunden sind. Mit dem Begriff Aminosäure sind vor allem die 20 proteinogenen Aminosäuren gemeint, die der Mensch als Bausteine von Proteinen benötigt. Die Zusammensetzung der Aminosäuresequenz bestimmt die dreidimensionale Proteinstruktur und damit Eigenschaften und Funktion der Proteine.

Ampicillin ist ein halbsynthetisches Penicllin-Derivat mit bakteriozider (bakterienabtötender) Wirkung. Ampicillin ist ein häufig eingesetztes Antibiotikum.

Enzyme, die Vielfachzucker (Polysaccharide) wie z. B. Stärke spalten.

Eigenschaft von Lebewesen, die in Abwesenheit von Sauerstoff leben.

Bezeichnung für Zellen oder Organismen mit einer unregelmäßigen Anzahl einzelner Chromosomen im Vergleich zum üblichen Chromosomensatz.

Mit Angiogenese wird die Blutgefäßbildung zur Nährstoffversorgung von Zellen, Organen und auch Tumoren bezeichnet.

Angiotensin ist ein kleines Protein, das den Blutdruck reguliert. Es kommt als Angiotensin I und II vor. Angiotensin I wird enzymatisch in Angiotensin II umgewandelt und bewirkt daraufhin eine Verengung der Blutgefäße, wodurch der Blutdruck steigt.

Ein Antagonist ist ein Gegenspieler zum Agonist. In der Pharmakologie ist eine Antagonist eine Substanz, die einen Agonisten unter Blockierung eines entsprechenden Rezeptors in seiner Wirkung hemmt, ohne selbst einen Effekt auszulösen. In der Anatomie beschreibt der Antagonist den Muskel, der gedehnt wird, wenn der Agonist kontrahiert wird.

Medikamente, mit denen Infektionskrankheiten behandelt werden, die durch bakterielle Erreger oder Protozoen verursacht werden.

Ist eine Abfolge von drei komplementären Basen auf der Transfer-RNA (tRNA), die das entsprechende Codon auf der mRNA erkennt und daran bindet.

Antigene sind Stoffe, die vom Organismus als fremd erkannt werden und eine bestimmte spezifische Immunreaktion im Körper auslösen. Antigene stammen in der Regel von Pathogenen und sind überwiegend Proteine oder Proteinbestandteile, so genannte Peptide, können aber auch Kohlenhydrate und Lipide sein. Sie werden im Körper durch Antikörper oder T-Zellen erkannt.

Antikörper (Immunglobuline, Ig) sind spezielle Proteine, die von den B-Lymphozyten in Wirbeltieren in Reaktion auf Antigene gebildet werden. Antikörper bestehen aus zwei identischen schweren und zwei identischen leichten Aminosäureketten, die miteinander zu einer Y-ähnlichen Struktur verbunden sind.

Antioxidantien sind Substanzen, die freie Radikale neutralisieren. Freie Radikale sind aggressive Verbindungen, die bei zahlreichen physiologischen Stoffwechselprozessen und bei der Energiegewinnung entstehen und zu Schädigungen der Zellen und sogar zu Krebs führen können. Bekannte Antioxidantien sind Vitamin E, Vitamin C und Carotinoide.

Antisense-RNA (aRNA) ist ein einzelsträngiges RNA-Molekül, das mit seiner Basensequenz komplementär zu einer Boten-RNA (mRNA)-Sequenz ist. Die aRNA hemmt durch Basenpaarung mit der mRNA dessen Translation in der Zelle. Antisense-RNA stellt somit eine natürliche Möglichkeit der Genregulation bei der Proteinbiosynthese dar.

Als Apoptose wird der Prozess des programmierten Zelltods bezeichnet, der von einzelnen Zellen in Reaktion auf bestimmte Signale selbst aktiv ausgelöst wird. Bei dieser Selbstabtötung wird die DNA zerkleinert, die Zelle schrumpft und löst sich in kleine abgeschnürte Vesikel auf, die von Fresszellen des Immunsystems verdaut werden. Die Apoptose ist ein wichtiger Kontrollmechanismus zur Gewebe- und Organausgestaltung bei Entwicklungsprozessen von Lebewesen und bei der Bekämpfung infizierter Zellen mit Viren oder Bakterien.

Adenosintriphosphat (Abk. ATP) ist die primäre Form, in der chemische Energie in lebenden Zellen gespeichert wird. ATP ist ein Nukleosidtriphosphat, das neben der Purinbase Adenin, den Zucker Ribose und drei Phosphatreste enthält.

ATPasen sind Enzyme des Energiestoffwechsels, die unter Energieverbrauch ATP herstellen oder ATP spalten und dabei Energie freisetzen. ATPasen finden sich bei Eukaryonten in den Mitochondrien und Chloroplasten aber auch bei Prokaryonten.

Als attenuiert werden Impfstoffe bezeichnet, die aus abgeschwächten und nur noch teilaktiven Erregern bestehen.

Organe oder Gewebe, die „zu dem selben Individuum gehörig“ sind.

Autotrophie ist die Fähigkeit von Organismen, alle lebensnotwendigen organischen Substanzen aus anorganischen Stoffen (Wasser, Kohlenstoffdioxid, Salze, Stickstoffverbindungen) z.B. durch Photosynthese aufzubauen. Hierzu gehören alle grünen Pflanzen, Algen und einige Bakterien.

Das Axon ist der lange, faserartige Fortsatz einer Nervenzelle, der elektrische Nervenimpulse vom Zellkörper (Soma) wegleitet. Im Gehirn hat das Axon eine Länge von weniger als einen Millimeter, während es im Rückenmark länger als einen Meter sein kann.

B-Zellen (B-Lymphozyten) sind weiße Blutzellen, die sich im Rückenmark entwickeln und Bestandteil der erworbenen (adaptiven) Immunabwehr sind. B-Zellen produzieren Antikörper, die spezifisch Bakterien oder Viren erkennen.

Die Bakterien sind mikroskopisch kleine einzellige Lebewesen, die keinen Zellkern besitzen und deshalb auch als Prokaryonten zusammengefasst werden.

Ein Bakteriophage, kurz Phage, ist ein Virus, das nur Bakterien infiziert. Phagen werden häufig in der Gentechnik verwendet, um fremde Gene in Bakterien einzuschleusen.

Bakteriorhodopsin ist ein Membranprotein in der Zellmembran des Archaebakteriums Halobacterium halobium, mit dem Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird. Allerdings geschieht dies nicht durch Spaltung von Wasser wie bei Pflanzen sondern durch den Aufbau eines Protonen-Konzentrationsunterschieds, der dann die Energiequelle für die ATPase bildet.

Als Basenpaar bezeichnet man die Kombination der Purinbasen Adenin (A) und Thymin (T) bzw. der Pyrimidinbase Guanin (G) und Cytosin (C), die das Zentrum der DNA bilden und über die beide DNA-Stränge zu einer Doppelhelix verbunden sind. Dabei werden Adenin und Thymin durch zwei und Guanin und Cytosin durch drei Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten.

Ein Biochip wird auch „Lab-on-a-Chip“ genannt. Er besteht aus Kunststoff oder Metall, der für biochemische Nachweisreaktionen oder elektrische, beziehungsweise optische Messungen alle notwendigen Komponenten enthält.

Ein Biofilm ist eine dünne Schleimschicht, bei der eine flächenhafte Kolonisierung von Mikroorganismen und Organismen stattgefunden hat. Beispiele für Biofilmbildungen sind Algenbewuchs auf Baumstämmen, Zahnbelag oder Aufwuchs an Schiffsrümpfen und Kaianlagen.

Die Bioinformatik beschäftigt sich mit der Computer gestützten Speicherung, Organisation und Analyse biologischer Daten. Die Berechnung und Simulation von komplexen biologischen Prozessen mit Hilfe der Bioinformatik wird auch als in silico -Berechnung bezeichnet.

Biokatalysatoren sind Enzyme, die biochemische Reaktionen beschleunigen oder verlangsamen, indem sie die Aktivierungsenergie der Reaktionen herab- oder heraufsetzen. Da sie selbst unverbraucht aus der Reaktion hervorgehen, können sie viele Reaktionszyklen hintereinander katalysieren.

Biomasse bezeichnet die Gesamtheit an biochemisch synthetisiertem organischem Material in einem definierten Ökosystem.

Implantate und Prothesen sowie alle weiteren Werkstoffkomponenten, die mit biologischen Systemen interagieren und dort eine Funktion übernehmen. Dazu zählen beispielsweise Materialien, die zur Züchtung von körpereigenen oder künstlichen Ersatzgeweben genutzt werden, oder polymere Partikel, die pharmakologische Wirkstoffe im Körper freisetzen können.

Bei der Biomineralisation entstehen mineralische Produkte als Folge der Lebenstätigkeit von Organismen. Beispielsweise bilden sich Biominerale an den Bruchflächen eines Knochenbruchs. Die Schalenbildung von Kieselalgen oder Muscheln sind ebenfalls Ergebnisse der Biomineralisation.

Biopharmazeutika sind therapeutisch wirksame Substanzen, die mit Hilfe natürlicher oder gentechnisch veränderter Organismen hergestellt werden. Hierzu gehören zum Beispiel Antikörper, gentechnisch hergestellte Impfstoffe und rekombinantes Humaninsulin.

Eine komplexe Verbindung aus Ketten oder verzweigten Biomolekülen, die aus gleichen oder gleichartigen Einheiten bestehen. Eine Kette aus mehreren Einfachzuckern (z. B. Glukose oder Fruktose), die sich zu einem Vielfachzucker zusammenfügen, ist zum Beispiel ein Biopolymer.

Ein Bioreaktor (Fermenter) ist ein Behälter, in dem Mikroorganismen oder Zellen unter möglichst optimalen Bedingungen in einem Nährmedium kultiviert werden, um entweder die Zellen selbst, Teile von ihnen oder einer ihrer Stoffwechselprodukte zu gewinnen.

Der Begriff Biosensor wird für einen Aufbau verwendet, bei dem die biologische Wirkung eines bestimmten Faktors nachgewiesen oder gemessen wird. Dieser Aufbau besteht aus einer biologischen Komponente wie Enzymen, Antikörpern oder Mikroorganismen, die unmittelbar mit einem Signalwandler (Elektrode, optische Phase, Transistor usw.) verbunden ist, der die detektierten Wechselwirkungen in elektrische Signale umwandelt.

Mit Bioverfügbarkeit bezeichnet man die Menge und Geschwindigkeit, mit der ein Wirkstoff am Wirkort im menschlichen Körper verfügbar ist. Sie ist abhängig davon, wie die Wirksubstanz vom Körper aufgenommen und weitertransportiert wird.

Durch die Blut-Hirn-Schranke können nur bestimmte Substanzen vom Blutkreislauf in das Nervengewebe des Gehirns gelangen. Blutgefäße, die das Gehirn versorgen, sind mit speziellen Zellen ausgekleidet, die viele Substanzen nicht passieren lassen. Die Blut-Hirn-Schranke spielt deshalb in der Medikamentenentwicklung eine wichtige Rolle.

Bovine Spongioforme Enzephalopathie (BSE, “Rinderwahnsinn“) ist eine Erkrankung von Rindern, bei der sich das Hirngewebe schwammartig auflöst. Auslöser sind infektiöse Proteine, Prione, die im Gehirn Aggregate bilden.

Gentechnisch veränderte Maissorte, die ein Gen aus dem Bodenbakterium Bacillus thuringiensis (Bt) enthält und dadurch gegen den Schädling Maiszünsler resistent ist.

Mit BtL (engl. „Biomass to Liquid“) wird ein Verfahren zur Biokraftstoffgewinnung aus fester, zellulosehaltiger Biomasse wie Holz, Stroh oder Bioabfall beschrieben.

Zyklisches Adenosinmonophosphat (cAMP) ist ein von Adenosintriphosphat (ATP) abgeleitetes Molekül, das als sekundärer Botenstoff vor allem der Verstärkung eines Signals innerhalb der zellulären Signalweiterleitung (Signaltransduktion) dient.

Carotinoide sind natürliche, fettlösliche Farbstoffe aus Pflanzen, die vor allem als Radikalfänger den Körper vor schädlichen freien Radikalen schützen. Das bekannteste Carotinoid ist das Beta-Carotin (Provitamin A) aus der Karotte, der es auch die charakteristische Farbe verleiht.

DNA-Sequenz (Abk. für complementary DNA), die im Labor mit Hilfe des Enzyms Reverse Transkriptase aus der mRNA (Boten-RNA) hergestellt wird und zu ihr komplementär ist. Damit lassen sich bei Eukaryonten verschiedene Varianten der mRNA nachweisen, die durch alternatives Spleißen entstehen. Beim alternativen Spleißen werden nicht kodierende Abschnitte aus der RNA entfernt.

Ein Cell Harvest Center ist eine Einrichtung, in der Zellen und Gewebeproben gewonnen und gelagert werden.

Cellulasen sind Enzyme, die Cellulose zu Glukose abbauen.

Die Cellulose ist ein Vielfachzucker (Polysaccharid) und als Hauptbestandteil von pflanzlichen Zellwänden die häufigste organische Verbindung auf der Erde.

Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen mit Hilfe einer beweglichen und einer stationären Phase. Chromatographische Verfahren kommen sowohl bei der Aufreinigung großer Mengen von Biomolekülen als auch bei der Analyse kleinster Mengen zur Anwendung.

Ein Chromosom ist eine kompakte Organisationsform der DNA, bei der die DNA-Fäden um ein Stützgerüst aus speziellen Proteinen, den Histonen, gewickelt sind. Während der Zellteilung haben Chromosomen ihre kompakteste Form, da sie transportiert und auf die zwei entstehenden Tochterzellen verteilt werden müssen.

Mit Chromosomenaberration werden mutationsbedingte Veränderungen in der Struktur oder in der Anzahl der Chromosomen bezeichnet. Bekanntes Beispiel beim Menschen ist die Trisomie 21 (Down-Syndrom), bei der das Chromosom 21 dreifach statt zweifach vorliegt.

Als cisgen werden Organismen mit genetisch neu kombinierten und eingeschleusten Gensequenzen bezeichnet, die nicht aus artfremden, sondern aus derselben Art stammen.

Ein Codon ist die Abfolge einer Sequenz von drei Nukleobasen (Basentriplett) der mRNA oder DNA, die stellvertretend für eine Aminosäure kodiert. Die verwendeten Basen der DNA sind Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin, bei der RNA wird Thymin durch Uracil ersetzt. Jede Aminosäure wird durch mindestens ein Codon kodiert, insgesamt bilden 64 Codone den genetischen Code, der im Prinzip für alle Lebewesen gleich ist. Darunter befinden sich auch Start- und Stopcodone, die den Anfang und Ende eines Gens bei der Transkription der DNA bzw. eines Proteins bei der Translation festlegen.

Als Cofaktor bezeichnet man eine niedermolekulare Substanz, die gebunden an ein Enzym für den Ablauf einer biochemischen Reaktion notwendig ist.

Als CRO (Contract Research Organization) wird eine Firma bezeichnet, die für ein Pharmaunternehmen klinische Studien zur Arzneimittelzulassung durchführt.

Form der genetischen Rekombination, bei der ein Austausch von Chromosomenstücken und darauf enthaltenen Genen zwischen homologen Chromosomen stattfindet. Ein Crossing over tritt bei der Reifeteilung der Gameten während der Meiose auf und ist eine Voraussetzung dafür, dass neue Merkmalskombinationen bei der geschlechtlichen Fortpflanzung entstehen.

Cytosin (Abk. „C“) ist eine Pyrimidinbase und Bestandteil der Nukleinsäuren (DNA und RNA), die der Speicherung und Weitergabe der genetischen Information dient.

Die Deletion bezeichnet eine der vielen Formen von Mutationen im Erbgut, die durch den Verlust oder das Fehlen von Genen, Genbestandteilen oder sogar eines ganzen Chromosoms verursacht wird. Mit Hilfe gentechnischer Verfahren werden gezielt Gene deletiert, also entfernt, um die Funktionen eines Gens zuordnen und damit besser verstehen zu können.

Ein Detergenz ist ein Molekül, das sowohl wasserabweisende (hydrophobe) als auch wasserfreundliche (hydrophile) Eigenschaften besitzt und hydrophobe Moleküle, einschließlich Fette, Öle und Schmierstoffe, in Wasser lösen kann.

Beschreibt die strukturelle und funktionelle Spezialisierung von Zellen und Zellgeweben während der Entwicklung eines Organismus. So differenzieren aus unspezialisierten embryonalen Stammzellen eines Embryos z.B. Nerven-, Muskel- und Drüsenzellen. Während einer Immunreaktion differenzieren die Immunzellen in Abhängigkeit des Pathogens zu spezialisierten Effektorzellen.

Ein Dimer ist ein Molekül, das aus zwei Untereinheiten (Monomeren) besteht. Es ist das einfachste so genannte Polymer. Dimerisieren zwei identische Monomere, spricht man von einem Homodimer, bei unterschiedlichen Monomeren von einem Heterodimer.

Das Vorhandensein von zwei vollständigen und damit doppelten Chromosomensätzen bezeichnet man als diploid. Damit liegt auch jedes Gen doppelt vor. Diploidie ist typisch für geschlechtlich fortpflanzende Organismen, bei denen jeweils ein einfacher (haploider) Chromosomensatz von jeweils einem Elternteil beigesteuert wird.

DNA (engl. Abk. für Desoxyribonukleinsäure) ist die Trägerin der Erbinformation und enthält in Form von Genen die Bauanleitungen für Ribonukleinsäuren (RNA) und Proteine, die für die Regulation aller biologischen Prozesse in der Zelle notwendig sind. Die DNA wird aus einer doppelsträngigen Nukleinsäure gebildet, die strickleiterartig in Form einer Doppelhelix organisiert und aus Nukleotiden aufgebaut ist. Jedes Nukleotid besteht aus einem Zucker (Desoxyribose), einem Phosphatrest und einer von vier organischen Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin.

Eine DNA-Bibliothek (=DNA-Bank) ist eine Sammlung sequentiell verschiedener DNA-Fragmente eines fremden Organismus, die entweder aus genomischer DNA oder cDNA gewonnen wurde. Die DNA-Fragmente werden in Träger (Vektoren) eingebaut, die in Bakterien vervielfältigt (kloniert) werden können.

Ein DNA-Chip ist ein Glas- oder Silizium-Träger, mit dem sich die Aktivität von 100.000 verschiedenen Genen aus einer bestimmten Probe in einem Arbeitsschritt nachweisen lässt. Der Chip ist mit einzelsträngigen DNA-Fragmenten beschichtet, die sich mit komplementären DNA-Fragmenten aus einer Probe zusammenlagern. Da die Probe zuvor mit einem Fluoreszenzfarbstoff behandelt wird, strahlen die komplementären DNA-Fragmente Licht ab. Die Intensität und Position der Lichtstrahlung auf dem Chip liefert Informationen über die Stärke und die Unterschiede in der Expression verschiedener Gene.

Die DNA-Polymerase ist ein Enzym, das aus Desoxyribonukleotiden einen neuen DNA-Strang entlang einer DNA-Matrize synthetisiert. Sie haben eine Schlüsselrolle bei der DNA-Replikation, bei der die DNA während der Zellteilung verdoppelt wird.

Bei der DNA-Sequenzierung wird die Basenabfolge in einem DNA-Strang bestimmt, also die Reihenfolge von Adenin, Guanin,Thymin und Cytosin.

Das DNA-Shuffling ist eine Methode, mit der in vitro die Rekombination von homologen DNA-Sequenzen ermöglicht wird. Dabei werden bereits vorhandene Gensequenzen gemischt und neu kombiniert. Dadurch können zu Forschungszwecken gesunde Gene durch Gene mit gezielten Mutationen ausgetauscht werden, um deren Funktion zu untersuchen.

Liegt ein Gen in unterschiedlichen Ausprägungen (Allelen) vor, wird die Ausprägung als dominant bezeichnet, die sich als äußerlich erkennbares Merkmal (Phänotyp) durchsetzt. Das Allel, dessen Ausprägung dabei überdeckt wird, bezeichnet man als rezessiv.

Die Durchflusszytometrie (Fluorescence Activated Cell Sorting, FACS) ist ein Verfahren zur Analyse der Fluoreszenz- und Streulichteigenschaften von Einzelzellen in Suspension. Sie erlaubt die Charakterisierung und Unterscheidung morphologischer Eigenschaften von Zellen, die mit spezifischen Fluoreszenz-gekoppelten Antikörpern markiert wurden.

E. coli ist die Kurzbezeichnung für das natürlich im Darm vorkommende Bakterium Escherichia coli. Diese Bakterienart wird bevorzugt bei der gentechnischen Forschung und bei biotechnologischen Anwendungen wie der Insulinproduktion genutzt, da es gut erforscht ist und beim Menschen keine Allergien verursacht.

Abkürzung für extrazellulläre Matrix. Eine solche versuchen Biomaterialforscher mit Biohybrid-Systemen nachzuahmen.

Als Ektoderm bezeichnet man das äußere der drei Keimblätter, die sich während der Embryogenese entwickeln. Aus dem Ektoderm bilden sich Haut, Sinnesorgane und das zentrale Nervensystem.

Abkürzung für den englische Bezeichnung enzyme linked immunosorbent assay. Verfahren in der Diagnostik, das die Eigenschaft von Antikörpern nutzt, nur ganz bestimmte Strukturen (Antigene) zu erkennen und zu binden. Mit ELISAs wird das Vorhandensein und die Menge solcher Antigene in einer Probe bestimmt.

Embryonale Stammzellen (ES) entstehen bei der Teilung einer befruchteten Eizelle in eine Blastozyste und können sich in Zellen aller drei Keimblätter (Entodern, Ektoderm und Mesoderm), also praktisch alle Zellen des Körpers, entwickeln. Man bezeichnet diese Fähigkeit auch als pluripotent. Für experimentelle Zwecke werden ES während der Blastulation aus der inneren Zellmasse eines Embryos (Embryoblast) gewonnen, der dabei zerstört wird.

Endorphine sind vom Körper produzierte Opiate, die nach Verletzungen oder nach körperlichen Anstrengungen ausgeschüttet werden und schmerzunterdrückend bzw. euphorisierend (“Glückshormone“) wirken.

Als Entoderm bezeichnet man das innere der drei Keimblätter, die sich während der Embryogenese entwickeln. Aus dem Entoderm bilden sich die Drüsengewebe der Organe Leber, Pankreas, Schilddrüse, Thymus, Verdauungstrakt (ohne Mundhöhle und After), Atmungstrakt und Harnblase.

Enzyme sind Proteine, die als Katalysatoren bestimmte biochemische Reaktionen beschleunigen. Sie sind von zentraler Bedeutung für alle Stoffwechselvorgänge in einem Organismus und katalysieren z.B. den Fettabbau (Lipasen), spalten Stärke (Amylasen) und verdauen DNA (Nukleasen).

Die Epigenetik beschäftigt sich mit vererbbaren Merkmalen, die nicht in der Sequenz der Gene festgelegt sind. Epigenetische Vorgänge steuern die Aktivität von Genen. Ein wichtiger Mechanismus ist bsp. die DNA-Methylierung, einer Art chemischen Verpackung. Der Grad und das Muster der Methylierung ist bei unterschiedlichen Zelltypen verschieden.

Damit bezeichnet man reversible, chemische Veränderungen der DNA, mit der unabhängig vom genetischen Code der Aktivitätszustand von Genen vererbt oder reguliert wird. Epigenetische Modifikationen sind z.B. Methylierung, Acetylierungen und Phosphorylierung von DNA-Histon-Strukturen, die den Verpackungsgrad der DNA bestimmen und somit ein Ablesen bestimmter Gene verhindern.

Erythropoetin (EPO) ist ein Hormon, das von der Niere hergestellt wird und als Wachstumsfaktor die Bildung roter Blutkörperchen im Knochenmark anregt.

Erythrozyten sind die roten Blutkörperchen im Blut von Wirbeltieren, die das Sauerstoff bindende Protein Hämoglobin enthalten und damit die Versorgung und den Transport von Sauerstoff zu den Zellen gewährleisten.

Rote Blutkörperchen, deren Aufgabe im Sauerstofftransport von der Lunge in den gesamten Körper besteht. Dies wird über den roten Blutfarbstoff Hämoglobin bewerkstelligt. Aufgrund unterschiedlicher Zuckerstrukturmuster auf den Erythrozyten werden die vier Blutgruppen A, B, AB und 0 unterschieden.

Ethidiumbromid (EtBr) ist ein karzinogener Farbstoff, der in der Molekularbiologie zum Nachweis von Nukleinsäuren benutzt wird. Der Farbstoff lagert sich zwischen den Basen der DNA oder RNA ein und erhöht dadurch die Fluoreszenz im ultravioletten Licht.

Als Eukaryonten werden alle Organismen bezeichnet, deren Zellen einen Zellkern und Zellorganellen enthalten. Zu den Eukaryonten gehören Protozoen (Einzeller), Algen, Pilze, Pflanzen, Tiere und der Mensch.

Ein Exon ist der kodierende Teil eines eukaryontischen Gens, das in ein Protein übersetzt wird. Davon unterscheidet man nicht-kodierende Bereiche, so genannten Introns.

Die Expression beschreibt die Biosynthese von RNA und Proteinen aus der genetischen Information (Gene). Wie stark oder wie schwach ein Gen exprimiert wird, kann beispielsweise über die Menge der RNA oder des entsprechenden Proteins bestimmt und reguliert werden.

Extrakorporal bedeutet „außerhalb des Körpers befindlich“.

„außerhalb der Zelle“, Prozesse und Signalereignisse, die außerhalb der Zelle passieren oder von dort eintreffen.

Als extremophil werden Mikroorganismen beschrieben, die unter extremen, lebensfeindlichen Umweltbedingungen leben.

Englische Abkürzung für fluorescence activated cell scanner/sorter. FACS-Geräte messen bei der Durchflusszytometrie die Merkmale einer großen Anzahl von Zellen, die zuvor mit fluoreszierenden Farbstoffen markiert wurden. Mit Laserstrahlen werden diese angeregt und anschließend zum Leuchten gebracht.

Die Fermentation bezeichnet in der Biotechnologie die Umsetzung von biologischen Materialien mit Hilfe von Bakterien, Pilz-oder Zellkulturen oder durch Zusatz von Enzymen.

Ein Fermenter ist ein Behälter, indem Mikroorganismen unter optimalen Wachstumsbedingungen zur Gewinnung ihrer Stoffwechselprodukte kultiviert werden. Fermentoren werden auch als Bioreaktoren bezeichnet und umfassen Volumina von mehr als 100 Kubikmeter.

Freie Radikale sind Molekülteile mit einem ungepaarten und deshalb sehr reaktionsfreudigen Elektronenpaar, die durch Stoffwechselprozesse, extreme Hitze oder Strahlung entstehen. Sie lösen in der Zelle Kettenreaktionen aus, die zu Zellschäden und auch Krebs führen können. Im Körper werden freie Radikale durch Antioxidantien neutralisiert.

Mit Functional Food bezeichnet man Lebensmittel, die mit zusätzlichen Inhaltsstoffen angereichert werden und dadurch eine gesundheitsfördernde Wirkung haben sollen.

Ein Fusionsprotein besteht eigentlich aus zwei unterschiedlichen Proteinen, die miteinander verbunden sind, weil ihre Gene hintereinander im Genom liegen und ohne Unterbrechung wie ein einziges Gen abgelesen werden.

Untergruppe der Lektine. Galektine sind wichtig für das Wachstum und die Ausdifferenzierung von Zellen und können beispielsweise die Zellteilung oder den programmierten Zelltod beinflussen.

Mit GCP (Good Clinical Practice) wird die Durchführung medizinischer Behandlungen und klinischer Tests bezeichnet, bei denen ethische, nach praktischen Gesichtspunkten und vom aktuellen Stand der wissenschaftlichen Erkenntnis abhängige Regeln beachtet werden. Diese Richtlinien werden durch Leitlinien für die Herstellung der eingesetzten Arzneimittel und Medizinprodukte ergänzt, die nach der so genannten Good Manufacturing Practice (GMP) hergestellt wurden.

Mit dieser Methode lassen sich Nukleinsäuremoleküle oder Proteine analysieren. Die Proben werden in ein Gel aus Agarose oder Polyacrylamid eingebettet. Ein elektrisches Feld trennt die Moleküle aufgrund ihrer unterschiedlichen Beweglichkeit der Größe nach auf.

Ein Genchip oder DNA-Chip ist ein Glas- oder Silizium-Träger, auf dem hunderte oder tausende Gensonden in einem Raster angeordnet sind. Diese Gensonden bestehen aus einzelsträngiger DNA, die mit komplementären DNA-Fragmenten aus einer Probe verschmelzen können und dabei eine Farbreaktion auslösen. Mit Hilfe von DNA-Chips lassen sich sehr viele verschiedene Gene in RNA-oder DNA-Proben in einem Arbeitsschritt nachweisen. So kann beispielsweise untersucht werden, welche Gene zu einer bestimmten Lebensphase aktiv sind.

Mit dem Begriff ,Gene Silencing’ ist das aktive Abschalten bzw. die Inaktivierung von Genen durch epigenetische Modifikationen oder durch molekularbiologische Methoden wie RNA-Interferenz (RNAi) gemeint.

Der genetische Code beschreibt die spezifische Kodierung von jeweils drei aufeinanderfolgenden Basen auf der DNA bzw. RNA (Codon) für eine spezifische Aminosäure. So steht zum Beispiel das Basentriplett GAU für die Aminosäure Asparaginsäure. Insgesamt bilden 64 Codone den genetischen Code, der im Prinzip für alle Lebewesen gleich ist. Durch die Abfolge der Basensequenz auf der DNA (bzw. RNA) wird daher die Aminosäuresequenz eines Proteins kodiert.

Als Genexpression wird die Synthese von RNA bzw. eines Proteins nach dem Bauplan eines Gens auf der DNA bezeichnet. Die Genexpression verläuft in zwei Schritten: der Transkription (Übersetzung von DNA in RNA) und der Translation (Übersetzung von RNA in Protein).

Eine Genkarte stellt die lineare Anordnung der Gene im Genom eines Organismus dar.

Gesamtheit aller Erbinformationen eines Organismus. In Eukaryonten verfügt jede Zelle in ihrem Zellkern über die gesamte Erbinformation.

Der Genotyp ist die gesamte genetische Ausstattung eines Individuums.

Der Genpool bezeichnet die Gesamtheit aller Genvariationen (Allele) von Genen einer Population.

Eine Gensonde ist eine kurze einzelsträngige RNA- oder DNA-Sequenz, die radioaktiv oder mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert ist und an komplementäre Nukleinsäuresequenzen bindet. Durch die Markierung können mit Hilfe von Gensonden bestimmte Gene in einer DNA-Probe nachgewiesen werden.

Therapeutisches Verfahren, mit dem gezielt Gene in Zellen eines Individuums eingeschleust werden, um Erbkrankheiten oder Gendefekte ursächlich zu behandeln. Bislang wurde noch keine Gentherapie als offizielles therapeutisches Verfahren zugelassen.

Mit Gentransfer ist ein Prozess der Übertragung von Genen zwischen verschiedenen Organismen gemeint.

GFP (Green Fluorescent Protein) ist ein grün fluoreszierendes Protein und stammt ursprünglich aus der Qualle Aequorea victoria. GFP wird zur Untersuchung biologischer Prozesse in Kombination mit anderen Proteinen als Fusionsprotein genutzt, um die Genexpression und die räumliche Verteilung des fusionierten Proteins in lebenden Zellen direkt zu beobachten.

Bezeichnung für komplexe Zuckermoleküle (Mehrfach- und Vielfachzucker), die über glykosidische Bindungen verknüpft sind.

Darunter wird die strukturelle Analyse der Zuckermoleküle verstanden. Es kommen u.a. Methoden der Chromatographie, Massenspektrometrie, Röntgenkristallographie und Kernspinresonanzspektroskopie zum Einsatz.

Darunter wird die gezielte Beeinflussung der Glykosylierung verstanden. Derzeit sind rund 200 Enzyme bekannt, die zur Glykosylierungsmaschinerie zählen. Glykodesigner versuchen, in diese Maschinerie gezielt einzugreifen, beispielsweise bei der biotechnologischen Herstellung von therapeutischen Proteinen und Antikörpern.

Moleküle, die aus Zucker und anderen Komponenten bestehen.

Mit Zuckerstrukturen ausgestattete Fettmoleküle.

Chemische Moleküle, die die Strukturen der Zucker nachahmen und als Therapeutikum eingesetzt werden.

Makromoleküle, die aus einem Protein und einer oder mehreren gebundenen Zuckergruppen bestehen und im Organismus vielfältige Aufgaben übernehmen.

Enzyme, die zur Gruppe der Hydrolasen gezählt werden und eine glykosidische Bindung unter Verbrauch eines Wassermoleküls aufspalten können.

Die Glykosylierung, Verzuckerung, beschreibt einen enzymatischen Prozess, bei dem Saccharide an Proteine (Glykoproteine) oder Lipide (Glykolipide) geknüpft werden. Die Mehrzahl der eukaryontischen Proteine sind glykosyliert. Glykosylierungsmuster sind entscheidend für die Stabilität und die biologische Aktivität des betreffenden Moleküls.

Glykosyltransferasen sind hochspezifische Enzyme, die als Katalysatoren Einfachzucker-Einheiten eines aktivierten Zuckers, so genannte Glykosylreste, auf ein Akzeptor-Molekül, üblicherweise einen Alkohol, übertragen. Diese Reaktionen laufen normalerweise bei der Bildung von Glykoproteinen als N-Glykosylierung im endoplasmatischen Retikulum oder als O-Glykosylierung im Golgi-Apparat ab.

Der Begriff Good Manufacturing Practice (GMP)beschreibt Richtlinien für ein standardisiertes Arbeiten im Labor sowie bei der Produktion, um die Qualität der Produkte sicherzustellen.

Golden Rice ist eine gentechnisch veränderte Reissorte, in der das Provitamin A (Beta-Carotin) angereichert ist. Der Reis wurde 1999 von Ingo Potrykus aus Zürich und Peter Bayer aus Freiburg mit Unterstüzung internationaler Stiftungen und Unternehmen entwickelt.

Guanin (Abk. „G“) ist eine Purinbase und Bestandteil der Nukleinsäuren (DNA und RNA), die der Speicherung und Weitergabe der genetischen Information dient.

Als GVO (Abk. für gentechnisch veränderter Organismus) bezeichnet man Organismen, deren Erbmaterial mit Hilfe gentechnischer Methoden gezielt verändert wurde, um bestimmte Eigenschaften zu vermitteln, die mit herkömmlichen Züchtungsverfahren nicht zu erreichen sind. Dazu zählt z.B. die Übertragung von Genen über Artgrenzen hinweg.

Als Gärung bezeichnet man Stoffwechsel-Prozesse, bei denen organisches Material energiegewinnend unter Sauerstoffabschluß (anaerob) zersetzt wird.

Der einfache Chromosomensatz, in dem jedes Chromosom nur einmal vorkommt, wird als haploid bezeichnet. Ei- und Spermazellen besitzen z. B. einen haploiden Chromosomensatz.

Hefen sind einzellige Pilze, die sich durch Sprossung oder Teilung (Spaltung) vermehren. Sie werden mittlerweile häufig in der Biotechnologie als Produzenten für bestimmte Eiweiße eingesetzt.

Helicobacter pylori ist ein Bakterium, das sich in der Magenschleimhaut einnistet und dadurch Entzündungsreaktionen hervorruft, die zur Bildung von Magengeschwüren führen können.

Eine Zelle oder ein Organismus ist heterozygot, wenn ein Gen in zwei unterschiedlichen Ausprägungen auftritt.

Spezielles Protein bei Eukaryonten, um das die DNA gewickelt ist und der Kompression des Genoms besonders bei der Bildung der Chromosomen dient.

HIV (Human Immunodeficiency Virus) ist der Erreger der Immunschwächekrankheit AIDS. HIV ist ein Retrovirus, bei dem die Erbinformation aus RNA besteht. Zur Vermehrung des Virus wird die RNA zunächst in der infizierten Zellen in DNA „zurück umgeschrieben“ (revers transkribiert) und dann fest in das Genom der Wirtszelle integriert.

Das Hochdurchsatzverfahren ist ein schnelles, automatisiertes Verfahren zur Analyse und Messung einer großen Anzahl von Proben.

HPLC (High Performance Liquid Chromatography, Hochleistungs-Flüssigchromatographie) ist eine chemisch-analytische Methode, mit der Substanzen voneinander getrennt, identifiziert und genau quantifiziert werden können.

Wasser anziehend (liebend), gut in Wasser löslich

Wasser abstoßend (meidend), nur schlecht in Wasser löslich

Eine Methode, bei der ein bestimmtes Protein in Zell- oder Gewebeproben durch Bindung von Fluoreszenzfarbstoff-markierten Antikörpern nachgewiesen wird.

Immunglobuline (Ig) sind Proteine, die vor allem als Antikörper einen zentralen Bestandteil des Immunsystems ausmachen. In den meisten Wirbeltieren unterscheidet man fünf verschiedene Klassen (Isotypen) von Immunglobulinen, die sich nach ihrem Wirkungsort und Funktion einteilen lassen: IgG, IgA, IgM, IgE und IgD

Als Immunisierung wird das aktive Einbringen eines Immunogens in den Körper bezeichnet, das eine Immunreaktion auslösen soll. Bei einer Schutzimpfung geschieht dies durch abgeschwächte Krankheitserreger, die den Körper anschließend vor einer Infektionskrankheit schützen sollen.

Gene, die abhängig von ihrer elterlichen Herkunft aktiv oder inaktiv vererbt werden, erhalten eine genomische Prägung (Imprinting) durch epigenetische Modifikationen der DNA.

Mit diesem Begriff werden Experimente beschrieben, die mit Hilfe von Computermodellen (in silicium) durchgeführt werden.

Prozesse oder Experimente, die „im Reagenzglas“ (lat. in vitro) durchgeführt werden.

Prozesse oder Experimente, die im lebenden (lat. in vivo) Organismus oder in der lebenden Zelle durchgeführt werden oder ablaufen.

Substanzen, die chemische bzw. biologische (enzymatische) Reaktionen verlangsamen oder blockieren.

Bei einer Insertion werden ein oder mehrere Nukleotide in einen bestehenden DNA-Strang eingefügt.

Insertionsmutagene sind Substanzen, die sich in die DNA einlagern und dadurch Veränderungen in der genetischen Information auslösen.

Botenstoffe, die von Immunzellen ausgeschüttet oder als Signale erkannt werden und daraufhin eine Immunantwort stimulieren.

„innerhalb einer Zelle“, alle Prozesse und Ereignisse, die abgegrenzt durch die Zellmembran innerhalb der Zelle stattfinden.

Ein Intron ist ein nicht-kodierender Abschnitt eines eukaryontischen Gens auf der DNA. Er wird nach der Transkription aus der mRNA herausgeschnitten und daher nicht in ein Protein übersetzt. Davon unterscheidet man kodierende Bereiche, so genannten Exons.

Bezeichnung für alle Chromosomen, die in einem Individuum vorkommen und innerhalb einer Art normalerweise gleich sind. Der Mensch besitzt in beiden Geschlechtern 46 Chromosomen, nämlich 22 Chromosomenpaare (Autosome) und jeweils zwei Geschlechtschromosome (Gonosome) für Frauen (XX) und Männer (XY).

Killerzellen sind spezialisierte Lymphozyten des Immunsystems, die infizierte oder veränderte Körperzellen erkennen und abtöten.

Ein Klon ist ein genetisch identischer Nachkomme eines einzelnen Individuums, der sich durch Teilung aus einer Zelle gebildet hat (z.B. Bakterien- oder Zellkolonien, eineiiger Zwillling).

Mit Klonen bezeichnet man die Herstellung eines genetisch identischen Organismus aus Pflanze,Tier oder Mensch.

Als Klonierung bezeichnet man in der Molekularbiologie eine Methode, mit der bestimmte DNA-Fragmente, z.B einzelne oder mehrere Gene, mit Hilfe von Vektoren in eine Empfängerzelle. z. B. Bakterien, eingebracht und vermehrt werden. Daneben kann eine Klonierung auch durch somatischen Zellkerntransfer oder Zellteilung vollzogen werden.

In der Genetik wird davon gesprochen, dass Abschnitte auf der DNA, so genannte Gene, den Bauplan von Proteine kodieren. Auf der DNA von Eukaryonten unterscheidet man zusätzlich kodierende (Exons) und nicht-kodierende (Introns) Abschnitte.

In der Stoffklasse der Kohlenhydrate wird zwischen Einfachzuckern (Monosaccharide), Zweifachzuckern (Disaccharide), Mehrfachzuckern (Oligosaccharide) und Vielfachzuckern (Polysaccharide) unterschieden.

Damit wird die Zuordnung der vier Basen Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin zueinander in einem DNA-Molekül beschrieben. Adenin ist immer mit Thymin (bzw. Uracil in der RNA) gepaart, während sich Guanin nur mit Cytosin zusammenlagert. Die Abfolge der Basen (Basensequenz) zueinander in den beiden DNA-Stränge ist dann komplementär.

Rezeptormoleküle, die zielgerichtet Zuckerstrukturen erkennen und über eine Bindung biochemische Reaktionen auslösen können.

Leukozyten sind die weißen Blutzellen, die im Blut und in der Lymphe durch den Körper zirkulieren und Krankheitserreger bekämpfen. Sie bilden mit zahlreichen Untergruppen einen wichtigen Bestandteil des Immunsystems und umfassen u.a. Lymphozyten (T-Zellen, B-Zellen), Makrophagen, Dendritische Zellen, Neutrophile, Basophile Granulozyten.

Ein Ligand ist ein Bindungspartner, das beispielsweise an ein Zielprotein (Rezeptor) bindet.

(griech. lipos „Fett“) Sammelbezeichnung für wasserunlösliche (hydrophobe) Naturstoffe, zu denen auch die die Fette (Trigylceride) gehören.

Liposome sind kugelförmige „Fettkörperchen“, in die physiologisch aktive Substanzen „eingepackt“ und in den Körper eingeschleust werden können. Aufgrund ihrer äußeren Lipid-Doppelmembran können diese Membran-Bläschen (Vesikel) leicht mit Zellmembranen verschmelzen und dabei ihren Inhalt abgeben.

Lymphozyten gehören zu den weißen Blutzellen und sind Teil der körpereigenen Immunabwehr. Man unterscheidet T-Lymphozyten, B-Lymphozyten und natürliche Killerzellen (NK-Zellen)

Abkürzung für monoklonale Antikörper. Strukturell identische Antikörper, die über die gleiche Bindungsstelle für ein Antigen verfügen und als eine wichtige Klasse biotechnologisch hergestellter Medikamente gelten.

„Fresszellen“, Untergruppe der Leukozyten, deren Aufgabe es ist, tote Zellen oder als körperfremd markierte Substanzen (Bakterien) durch Phagozytose zu eliminieren und deren Bestandteile anschließend als Antigene T-Zellen zu präsentieren, die daraufhin eine spezifische Immunantwort einleiten können.

bösartig, dem menschlichen Körper durch Aufbau von Fremdgewebe schädigend.

Markergene werden in der molekularbiologischen Forschung eingesetzt, um den erfolgreichen Transfer und die Expression von Genen bei gentechnischen Veränderungen nachzuverfolgen oder darauf „selektieren“ zu können. Markergene werden dabei gemeinsam mit dem Gen eingeschleust, das dem Organismus neue Eigenschaften verleihen soll.

Membranproteine sind in die Zellmembran eingelagerte Strukturen, die als Rezeptoren die Zell-Zell-Interaktion vermitteln, Informationen der äußeren Umgebung in das Innere der Zelle übertragen oder als Kanäle für bestimmte Substanzen agieren können.

Embryonales Bindegewebe, das sich vor allem aus den Zellen des Mesoderms entwickelt. Aus dem Mesenchym differenzieren sich im Laufe der Embryonalentwicklung Bindegewebe, Knochen, Muskeln, Sehnen, Blutgefäße und Blutzellen.

Das Mesoderm ist eine Zellschicht im frühen Embryonalstadium von Wirbeltieren, aus dem Knochen-, Knorpel-, Muskel-, Fett- und Bindegewebe entstehen. Das Mesoderm entwickelt sich aus der äußeren und inneren Zellschicht (Ekto- und Entoderm) des frühen Embryos.

Mit Metabolismus wird der Stoffwechsel bezeichnet. Er umfasst den chemischen Abbau (Katabolismus) und und den Aufbau (Anabolismus) zelleigener Substanzen, die für das Überleben des Organismus oder der Zelle notwendig sind.

Die Methylierung ist eine DNA-Modifikation, bei der durch Übertragung von Methylgruppen an die Nukleotide eine chemische Veränderung an der DNA vorgenommen wird. Es handelt sich um Markierungen, die es der Zelle ermöglicht, Bereiche innerhalb der DNA für verschiedene Prozesse selektiv zu nutzen, beispielsweise bei Fehlerkorrekturen der DNA-Neusynthese, zum Schutz vor fremder DNA, oder bei der Markierung aktiver und inaktiver Gene bzw. Gen-Bereiche auf der DNA.

Kurze, sich wiederholende Abschnitte einer DNA, die aus ein, zwei oder drei Basenwiederholungen bestehen und über das gesamte Genom verteilt sind. Mikrosatelliten haben eine hohe Mutationsrate und sind daher individuell sehr verschieden, weshalb sie vor allem für forensische („genetischer Fingerabdruck“) und allgemein humangenetische Analysen von Bedeutung sind.

Technische Systeme, deren funktionelle Strukturen nur wenige Mikrometer groß sind. Ein Mikrometer entspricht einem Tausendstel Millimeter. Dabei werden Elemente der Mikroelektronik, Mikromechanik, Mikrofluidik, Mikrooptik, aber auch Entwicklungen der Bio- und Nanotechnologie genutzt. Bei diesen Größenordnungen benötigen biochemische Reaktionen weniger Zeit.

Einfachzucker (z.B. Glukose und Fruktose), kleinste Einheiten der Stoffklasse der Kohlenhydrate.

Boten-RNA (messenger RNA), Ribonukleinsäure, die von einer DNA als Matrize umgeschrieben (transkribiert ) wird. Die mRNA ist damit die Kopie eines zu einem Gen gehörigen Teilabschnitts der DNA und enthält die Information für die Aminosäuresequenz eines Proteins.

Veränderung des Erbguts durch Einfügen, Austauschen, oder Verlust von einzelnen Nukleotiden, Genen, Gen- oder DNA-Abschnitten. Mutationen sind Grundlage der Evolution und treten ständig in der Natur, z.B. durch UV-Strahlung, auf.

Forschungsfeld, das sich mit chemischen oder biologischen Strukturen beschäftigt, die kleiner als 100 Nanometer sind. Ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter.

Enzym, das Nukleinsäuren (DNA und RNA) abbaut oder zerschneidet.

Das Nukleotid ist der Grundbaustein der Nukleinsäuren DNA und RNA. Es besteht aus einer Base, einem Zuckerrest und drei Phosphatresten. Unter Abspaltung von zwei Phosphatresten werden bei der DNA- bzw. RNA-Synthese Nukleotide über eine Phosphodiesterbindung miteinander verknüpft.

Gene, die als Protoonkogene bei der Regulation des Zellwachstums und der Zellteilung eine wichtige Rolle spielen. Durch Mutationen entstehen Onkogene, die an der Entstehung von Krebs und Tumorwachstum beteiligt sind.

Die PCR (Polymerase Chain Reaction), Polymerase-Kettenreaktion, ist ein Verfahren zur Vervielfältigung einzelner DNA-Abschnitte.

Ein Peptid ist eine organisch-chemische Verbindung, das aus einer kurzen Aminosäurekette besteht. Aminosäureketten mit weniger als 100 Aminosäuen bezeichnet man in der Regel als Peptide, mehr als 100 Aminosäuren bilden Proteine.

Der pH-Wert ist ein Maß für die Stärke der sauren bzw. basischen Wirkung einer wässrigen Lösung.

Das Kurzwort für Bakteriophage bezeichnet einen Virus, das spezifisch Bakterien infiziert.

Die Photosynthese ist ein Prozess, bei dem mit Hilfe der Energie des Sonnenlichts aus Kohlendioxid und Wasser Kohlenhydrate (Zucker) und Sauerstoff entstehen. Dabei wird die Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt. Nicht nur grüne Pflanzen und Algen, sondern auch bestimmte Bakterien (Blaualgen) nutzen die Photosynthese für ihren Energiestoffwechsel.

Der Phänotyp ist die Gesamtheit aller äußerlich feststellbaren und physiologischen Merkmale eines Individuums.

Plantibodies sind Antikörper oder Teile davon, die mit Hilfe gentechnisch veränderter Pflanzen produziert werden. Ein Beispiel ist etwa die Produktion eines speziellen Antikörpers (IgA) in Tabak, der gegen ein Oberflächeneiweiß des Kariesbakteriums Streptococcus mutans gerichtet ist und in Zahnpasten zur Kariesprävention eingesetzt werden soll.

Ringförmiges doppelsträngiges DNA-Molekül, das zur Selbstreplikation (Vervielfältigung) fähig ist und zumeist in Prokaryonten vorkommt. In der Molekularbiologie werden Plasmide als Vektoren zur Übertragung und Vervielfältigung von Genen benutzt.

Als pluripotent bezeichnet man die Fähigkeit von embryonalen Stammzellen, sich in vitro und in vivo in Zellen aller drei Keimblätter (Entoderm, Ektoderm und Mesoderm) sowie in Zellen der Keimbahn auszudifferenzieren.

Chemische Verbindung aus gleichartigen Einheiten, die eine kettenartige oder verzweigte Struktur besitze. Viele Kunststoffe wie Polyester sind Polymere.

Mit Polymorphismus bezeichnet man die Variation eines Gens in einer Population. Wenn die Häufigkeit einer bestimmten Variante (eines Allels) größer als 1% ist, spricht man von einem Polymorphismus, anderenfalls handelt es sich um eine Mutation.

Vielfachzucker, der aus vielen Einfachzuckereinheiten (Monosacchariden) aufgebaut ist.

Komplexes Zuckermolekül, das sich als mögliches Gerüstmaterial zum Einsatz beim Tissue Engineering eignet.

Prione (PrP) sind Proteine, die natürlicherweise im Gehirn vorkommen und durch eine Missfaltung pathogene Eigenschaften ausüben. Pathogene Prione sind mit großer Wahrscheinlichkeit beim Menschen für die Creutzfeld-Jakob-Krankheit, bei Rindern für die Bovine Spongioforme Enzephalopathie (BSE) und bei Schafen für Scrapie verantwortlich.

Im engeren Sinne sind Probiotika definierte lebende Mikroorganismen, die in ausreichender Menge in aktiver Form in den Darm gelangen und dadurch positive gesundheitliche Wirkungen erzielen.

Prokaryonten sind einzellige Organismen, die keinen Zellkern und keine Zellorganellen haben. Ihre Erbinformation tragen sie hauptsächlich auf einem einzigen Chromosom, das ringförmig geschlossen ist (Plasmid). Bakterien und Blaualgen sind typische Prokaryonten.

Der Promotor ist der regulatorische Bereich eines Gens auf der DNA, von dem aus die Aktivität eines Gens (Genexpression) gesteuert wird.

Proteasen sind Enzyme, die Proteine oder Peptide spalten (zerschneiden) können.

Ein Protein-Chip ist ein Träger aus Glas oder Kunststoff, auf dem beispielsweise Antikörper in großer Zahl und Dichte in einem Raster auf Mikrooberflächen aufgebracht sind. An die Antikörper können spezifische Eiweiße aus einer Probe binden. Über eine Farbreaktion und mit Hilfe eines mikrooptischen Systems kann festgestellt werden, welche Antikörper ein Eiweiß gebunden haben.

Makromolekül aus kovalent verknüpften Amniosäureresten (ugs. „Eiweiß“). Proteine zählen in allen lebenden Zellen zu den wichtigen Funktionsträgern zellulärer und anderer physiologischer Prozesse, indem sie Stoffe transportieren, Ionen pumpen, chemische Reaktionen katalysieren und Signalstoffe erkennen. Aufgebaut sind Proteine aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel.

Vergleichende, umfassende Analysen von Proteinbeständen von Organismen, Organen, Geweben oder Zellen.

Bei Punktmutationen ist eine einzelne Base in der DNA vertauscht oder fehlt.

Damit wird die gezielte Neukombination von bisher nicht verknüpfter genetischer Information bezeichnet. Im pharmazeutischen Bereich ist damit die gentechnische Herstellung von Wirkstoffen gemeint.

Ein Reporterprotein ist ein Marker, der ein sichtbares oder meßbares Lichtsignal abgibt, und mit dem die erfolgreiche Übertragung von beispielsweise DNA oder die Stärke der Genexpression nachgewiesen werden kann.

Beim reproduktiven Klonen wird ein klonierter Embryo einer Leihmutter eingepflanzt und die Entwicklung bis zur Geburt abgewartet.

Gruppe von RNA-Viren, die Ribonukleinsäure als Erbinformation enthalten. Mit dem viralen Enzym Reverse Transkriptase wird die RNA bei der Infektion einer Zelle in DNA umgeschrieben und stabil in das Genom der Wirtszelle integriert, die daraufhin die Virenbestandteile herstellt.

Ein Rezeptor ist (häufig) ein Membranprotein auf der Zelloberfläche, das nach Bindung eines spezifischen Liganden eine Abfolge von Reaktionen und Signalen in der Zelle auslösen kann.

Ein Gen ist rezessiv, wenn es von der dominanten Ausprägung des gleichen Gens (Allel) unterdrückt wird. Es wird nur dann als äußerliches Merkmal sichtbar, wenn zwei rezessive Allele des Gens vorliegen.

Ribosome sind Komplexe aus Proteinen und Ribonukleinsäuren (ribosomale RNA, rRNA), die im Zytoplasma Proteine nach dem Bauplan der mRNA als Vorlage herstellen. Dieser Prozess der Proteinbiosynthese, bei der wird auch als Translation bezeichnet.

RNA (= Ribonukleinsäure) ist ein wichtiger Informations- und Funktionsträger in Zellen und besteht aus einer einzelsträngigen Nukleinsäure, die im Aufbau der DNA sehr ähnlich ist. Sie besteht ebenfalls aus einem Zucker-Phosphatrückgrat und einer Abfolge von vier Basen. Beim Zuckermolekül handelt es sich aber um Ribose und anstelle von Thymin enthält RNA die Base Uracil. Man unterscheidet drei Untergruppen (mRNA, rRNA, tRNA) die alle bei der Proteinbiosynthese wichtige Aufgaben erfüllen.

Natürlicher Mechanismus zur Genregulation oder Abwehr von Viren in eukaryontischen Zellen, wodurch die Aktivität einzelner Gene gehemmt wird, indem die zugehörige Boten-RNA (mRNA) durch kleine RNA-Moleküle (siRNA) erkannt und zerschnitten wird.

Die RNA-Polymerase ist ein Enzym, das aus Ribonukleinsäure-Bausteinen die Synthese von Ribonukleinsäuremolekülen (z.B. mRNA) an der DNA als Vorlage katalysiert. Dieser Vorgang wird auch als Transkription bezeichnet.

Als Gerüstsubstanz benutzte biologische Strukturen, die bei der Züchtung von künstlichen Ersatzgeweben und Transplantaten eingesetzt werden. Sie bilden das Gewebe oder Organ nach, dienen als Träger für Zellen und sind eine mechanische Stütze für die Zusammenführung verschiedener Gewebe.

SDS-PAGE (engl. Sodium DodecylSulfate PolyAcrylamide Gel Electrophoresis) ist ein gelelektrophoretisches Verfahren, bei dem verschiedene Proteine in einem elektrischen Feld nach ihrer Größe aufgetrennt und analysiert werden können.

Kleine Moleküle, sekundäre Botenstoffe (z.B. cAMP, Kalzium-Ionen), deren Konzentration in Reaktion auf ein eintreffendes Hauptsignal verändert wird und der Signalübertragung und Signalverstärkung innerhalb einer Zelle dient.

Mit Sequenz ist die Abfolge der Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin auf der DNA (bzw. Uracil statt Thymin auf der RNA) oder die Abfolge von Aminosäuren eines Proteins gemeint.

Diese Moleküle gehören zu den sauersten im menschlichen Körper und spielen insbesondere für das Immunsystem eine wichtige Rolle: Sie helfen zum Beispiel bei der Ausübung der Schutzfunktion von weißen Blutkörperchen (Leukozyten), die ein Teil des Waffenarsenals des Körpers im Kampf gegen Krankheitserreger und Entzündungen darstellen.

Die größte Gruppe der Sialinsäure-bindenden Lektine. Von dieser Eiweißfamilie sind 14 verschiedene Typen bekannt. Sie kommen vor allem auf den Oberflächen von Zellen des Immunsystems vor, beeinflussen die Kommunikation der Immunzellen untereinander und kontrollieren das Ausmaß ihrer Aktivität.

Prozesse der Signalübertragung, bei denen eine Zelle äußere Reize mit Rezeptoren aufnimmt, umwandelt und in das Zellinnere weiterleitet. Dabei sind eine Vielzahl an Enzymen beteiligt, die nacheinander geschaltet (Signalkaskade) das Signal weiterleiten und verstärken. Signaltransduktionsprozesse erlauben der Zelle auf Veränderung ihrer Umwelt zu reagieren.

Eine siRNA (small interfering RNA) ist eine nur 21-28 Nukleotide lange RNA, die an komplementäre mRNA-Moleküle bindet und deren Abbau einleitet. In der Molekularbiologie werden synthetisch hergestellte siRNAs eingesetzt, um durch RNA-Interferenz (RNAi) die Aktivität von spezifischen Zielgenen zu verringern.

„Präzisionszucht“, bei der das Erbgut von gekreuzten Pflanzen genau analysiert wird, um danach die passenden Kreuzungspartner oder gezielt zu selektieren. Dabei entstehen keine transgenen Pflanzen, da keine artfremden Gene in die DNA eingebaut werden.

Abkürzung für Single Nucleotide Polymorphisms. Bezeichnet die Variation einzelner Nukleotide innerhalb eines Gens oder des Genoms. Wenn die Häufigkeit dieser Variation in einer Population größer als 1% ist, spricht man von einem Polymorphismus, anderenfalls handelt es sich um eine Mutation. SNPs geben zudem Aufschluss über den Zusammenhang von Genen und Krankheiten.

(griech. soma) „den Körper betreffend“ oder „zum Körper gehörig“

Alle Körperzellen mit Ausnahme der Keimzellen (Gameten).

Verwendete Methode des Klonens (“Nukleustransfer“), bei der dem zu klonenden Organismus eine Zelle entnommen und der Zellkern mit der Erbmasse isoliert wird. Der Zellkern des Spenders wird in eine zuvor entkernte Eizelle injiziert und zum Wachstum angeregt. Aus daraus entstehenden Embryonen können embryonale Stammzellen gewonnen werden.

Vorgang, bei dem ein RNA-Molekül zurechtgeschnitten (gespleißt) wird. Bei der Transkription wird zunächst ein RNA-Strang synthetisiert, der sowohl kodierende (Exons) als auch nicht-kodierende (Introns) Bereiche enthält. Die Introns werden dann aus dem so genannten Primärtranskript herausgeschnitten, so dass die fertige mRNA nur noch Exone enthält. Unterschiedliches Spleißen der RNA führt zu einer unterscheidlichen Kombination von Exons und damit zu verscheidenen Proteinen.

Stammzellen sind noch nicht ausdifferenzierte Körperzellen mit der Fähigkeit zur unbegrenzten Zellteilung. Sie besitzen das Potential, sich in nahezu jede beliebige Gewebezelle oder Zelltyp mit der entsprechenden Funktion zu entwickeln. Man unterscheidet embryonale und adulte Stammzellen.

Synapsen sind Kontaktstellen von Nervenzellen, an denen zur Übertragung der Erregungsleitung ein elektrischer Impuls durch Ausschüttung von Neurotransmittern in ein chemisches Signal umgewandelt wird, das an der Zielzelle wieder ein elektrisches Signal erzeugt.

T-Zellen (T-Lymphozyten) sind wichtige Zellen des Immunsystems und gemeinsam mit den B-Lymphozyten an der erworbenen (adaptiven) Immunantwort beteiligt. Sie können spezifisch mit ihren Rezeptoren körperfremde Bestandteile (Antigene) erkennen, die ihnen durch andere Zellen auf deren Oberfläche präsentiert werden.

Als Target bezeichnet man den Ziel- und Wirkort eines Wirkstoffs.

Abkürzung für Tissue Engineering. Methode zur Gewebezüchtung, bei der lebende Zellen eines Organismus außerhalb des Körpers kultiviert und zu Geweben aufgebaut werden sollen, um diese wieder im gleichen Organismus zur Gewebeerhaltung oder zur Regeneration zu implantieren.

Kurze einzelsträngige DNA-Sequenzen an den Chromosomenenden von Eukaryonten. Die Länge der Telomersequenz hat vermutlich einen Einfluss auf die Lebenserwartung eines Organismus, da sie sich bei jeder Zellteilung während der Replikation etwas verkürzt.

Bildung und Zerstörung eines klonierten Embryos nach wenigen Zellteilungen zur Gewinnung einzelner Zellen (embryonale Stammzellen), um diese in Zellkultur mittels geeigneter Wachstumsfaktoren in gewünschte Gewebearten weiter wachsen zu lassen.

Thymin (Abk. „T“) ist eine Pyrimidin-Base und Bestandteil der DNA (in der RNA ersetzt durch Uracil), die der Speicherung und Weitergabe der genetischen Information dient.

Methode zum Transfer von fremder DNA in eine (eukaryontische) Zelle.

Bezeichnet entweder das Einschleusen von fremder DNA in (zumeist) Bakterien oder die Umwandlung eines differenzierten Zelltyps in einen anderen (z.B. Umwandlung in eine Tumorzelle).

Gentechnisch veränderte Organismen, denen ein artfremdes Gen hinzugefügt wurde.

Synthese einer einzelsträngigen Boten-RNA (mRNA) nach Vorlage der DNA. Die DNA wird in RNA umgeschrieben (transkribiert) und bildet im Zellkern den ersten Schritt der Proteinbiosynthese.

Bei den Transkriptionsanalysen (Transcript Profiling) wird die gesamte mRNA in einer Probe untersucht, um die Aktivität der ersten Stufe der Proteinbiosynthese (Gentranskription) zu einem bestimmten Zeitpunkt zu analysieren.

Transkriptionsfaktoren sind DNA-bindende Proteine, die im Promotorbereich von Genen binden und in Assoziation mit der RNA-Polymerase die Transkription (das Ablesen) eines Gens als ersten Schritt der Proteinbiosynthese einleiten.

Prozess, bei dem die Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt (translatiert) wird. Die Translation ist nach der Transkription der zweite Schritt der Proteinbiosynthese und findet im Zytoplasma der Zelle an Ribosomen statt.

Unter Transplantation versteht man die Übertragung von Zellen, Geweben oder ganzen Organen. Je nach Herkunft des Transplantats und des Empfängers wird zwischen autologer (Spender und Empfänger sind dieselbe Person), syngener (zwischen eineiigen Zwillingen, also genetisch identischen Organismen), allogener (Spender und Empfänger gehören derselben Art an) und xenogener (Spender gehört einer anderen Art an) Transplantation unterschieden.

Die Transfer-RNA (tRNA) ist ein spezielles RNA-Molekül mit einer dreiteiligen Basensequenz (Anticodon) und einer spezifisch gebundenen Aminosäure. Bei der Translation (zweite Stufe der Proteinbiosynthese) bindet das Anticodon der tRNA das entsprechende Codon auf der mRNA, wodurch die jeweils richtige Aminosäure in das entstehende Protein eingebaut wird.

Trypsin ist ein Enzym der Bauchspeicheldrüse, das Proteine aufspalten kann.

Uracil (Abk. „U“) ist eine Pyrimidin-Base und Bestandteil der Ribonukleinsäuren (RNA). Ersetzt in RNA-Molekülen die Base Thymin der DNA und bildet komplementäre Wasserstoffbrücken-Bindungen mit Adenin.

Vektoren sind replikationsfähige genetische Transportsysteme (Viren, Plasmide), mit denen DNA von einem Organismus in einen anderen übertragen wird.

Infektiöses Partikel, das aus einer Proteinhülle besteht und entweder DNA oder RNA als Erbinformation enthält. Da Viren sich nicht selbstständig vermehren können, dringen sie in andere Organismen ein (infizieren sie) und programmieren deren Stoffwechsel zur Produktion von Virusbestandteilen um. Viren infizieren Zellen von Eukaryonten und Prokaryonten.

Signalproteine, die zwischen Zellen übertragen werden und wichtige Rollen bei vielen Entwicklungsprozessen von mehrzelligen Organismen spielen.

Der Wildtyp ist die Bezeichnung für ein Gen oder einen Organismus in natürlicher Ausprägung, so wie sie in der Evolution entstanden sind.

Verpflanzung eines Organs, bei dem Spender und Empfänger des Organs unterschiedlichen Arten angehören (z.B. Tier auf Mensch).

Die Zelle ist die kleinste Einheit eines Organismus. Lebewesen können aus einer einzigen Zelle (Einzeller) bestehen oder sind aus vielen verschiedenen hochspezialisierten Zellen (Vielzeller) aufgebaut.

Der Zellkern (lat. „Nukleus“) ist die größte Zellorganelle und Hauptmerkmal der Eukaryonten. Im Zellkern ist der größte Teil der zellulären DNA enthalten, die dort auch in RNA umgeschrieben (transkribiert) und während der Zellteilung verdoppelt (repliziert) wird.

Kultivierung von isolierten Zellen in vitro in einem künstlichen Nährmedium zu Forschungszwecken

Zelllinien sind unsterbliche Zellen die dauerhaft unter Zellkulturbedingungen unbegrenzt vermehrt werden können. Davon unterscheidet man Primärkulturen, also Zellen, die direkt aus einem Gewebe gewonnen werden und nur eine begrenzte Lebensdauer besitzen.

Intrazelluläre, von einer Membran umschlossene funktionelle Untereinheit einer Zelle.

Intrazelluläre, von einer Membran umschlossene funktionelle Untereinheit einer Zelle.

Zyklischer Ablauf aller biochemischen Vorgänge einer Zelle, die von einer Zellteilung zur nächsten durchlaufen werden. Der Zellzyklus gliedert sich grob in die Interphase, bei der die DNA und alle Zellbestandteile verdoppelt werden und in die Mitose, bei der die eigentliche Zellteilung und die Aufteilung der Chromosomen stattfindet.

Als Zygote wird eine befruchtete Eizelle bezeichnet, die durch Verschmelzung der Erbinformation aus einer weiblichen und einer männlichen Geschlechtszelle (Gamete) entsteht.

Zytokine sind Wachstumsfaktoren, die als Signalbotenstoffe Wachstum, Differenzierung und immunologische Reaktionen von Zellen regulieren. Sie werden von Zellen ausgeschüttet und können auf denselben oder anderen Zellen an Rezeptoren binden und dort Signale auslösen.

Sustanzen, die für Zellen giftig sind und zu ihrem Absterben führen.