Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik

Abkürzungen U2

Einführung 1

Einleitung

Frühe Entwicklungen 2

Biotechnologie heute 4

Mikrobiologie

Viren 6

Bakteriophagen 8

Mikroorganismen 10

Bakterien 12

Hefen 14

Pilze 16

Algen 18

Einige biotechnologisch wichtige Bakterien 20

Mikroorganismen: Isolierung, Stammhaltung, Sicherheit 22

Stammverbesserung von Mikroorganismen 24

Biochemie

Biochemie 26

Aminosäuren, Peptide, Proteine 28

Enzyme: Aufbau, Funktion, Kinetik 30

Zucker, Glykoside, Polysaccharide 32

Lipide, Membranen, Membran-Proteine 34

Stoffwechsel 36

Gentechnik

DNA: Aufbau und Struktur 38

DNA: Funktion 40

RNA 42

Gentechnik: Allgemeine Arbeitsschritte 44

Präparation von DNA 46

Weitere Enzyme zur Bearbeitung von DNA 48

PCR: allgemeine Methode und praktische Anwendungen 50

PCR: Labormethoden 52

DNA: Synthese und Größenbestimmung 54

DNA: Sequenzierung 56

Einführung von DNA in lebende Zellen (Transformation) 58

Klonierung und Identifizierung von Genen 60

Genexpression 62

Abschalten von Genen 64

Epigenetik 66

Genbanken und Genkartierung 68

Genome von Prokaryoten 70

Genome von Eukaryoten 72

Metagenom 74

Zellbiologie

Zellbiologie 76

Stammzellen 78

Blutzellen und Immunsystem 80

Antikörper 82

Reporter-Gruppen 84

Oberflächen-Fermentation 86

Mikroorganismen: Anzucht 88

Wachstumskinetik und Produktbildung 90

Zulauf-, kontinuierliche und Hochzelldichte-Fermentationen 92

Fermentationstechnik 94

Fermentationstechnik: Maßstabsvergrößerung 96

Kultivierung tierischer Zellen 98

Kultivierung tierischer Zellen im größeren Maßstab 100

Enzym- und Zellreaktoren 102

Aufarbeitung von Bioprodukten 104

Aufarbeitung von Bioprodukten: Chromatographie 106

Ökonomische Gesichtspunkte bei industriellen Verfahren 108

Alkoholische Getränke 110

Bier 112

Fermentierte Lebensmittel 114

Lebensmittel und Milchsäure-Gärung 116

Präbiotika und Probiotika 118

Backhefe und Futterhefen 120

Futterhefen aus Chemie-Rohstoffen, Einzelleröl 122

Aminosäuren 124

L-Glutaminsäure 126

d,L-Methionin, L-Lysin und L-Threonin 128

Aspartam™, L-Phenyl-alanin und L-Asparaginsäure 130

L- und D-Aminosäuren durch enzymatische Transformation 132

Vitamine 134

Nucleoside und Nucleotide 136

Industrieprodukte

Bio-Ethanol 138

Butanol 140

Höhere Alkohole und Alkene 142

Essigsäure 144

Citronensäure 146

Milchsäure, 3-Hydroxy-Propionsäure 148

Gluconsäure und andere „grüne“ Zucker-Bausteine 150

Dicarbonsäuren 152

Biopolymere: Polyester 154

Biopolymere: Polyamide 156

Polysaccharide 158

Biotenside 160

Fettsäuren und Ester 162

Enzymtechnologie

Biotransformation 164

Enzyme in der Technik 166

Angewandte Enzymkatalyse 168

Regio- und enantioselektive enzymatische Synthesen 170

Enzyme als Verarbeitungs- Hilfsmittel 172

Enzyme und Waschmittel 174

Enzyme zum Stärkeabbau 176

Enzymatische Stärkehydrolyse 178

Enzyme und Süßkraft 180

Enzyme zum Abbau von Cellulose und Polyosen 182

Enzymatische Verfahren bei der Zellstoff- und Papierherstellung 184

Pektinasen 186

Enzyme und Milchprodukte 188

Enzyme zur Bearbeitung von Backwaren und Fleisch. 190

Neue Enzyme für Lebensmittel und Tierfutter 192

Enzyme zur Leder- und Textilbehandlung 194

Neue Wege zu technischen Enzymen 196

Protein Design 198

Antibiotika

Antibiotika: Vorkommen und Anwendungen 200

Antibiotika: Screening, Herstellung und Wirkungs mechanismus 202

Antibiotika-Resistenz 204

β-Lactam-Antibiotika: Struktur, Biosynthese und Wirkungsmechanismus 206

β-Lactam-Antibiotika: Herstellung 208

Aminosäure- und Peptid-Antibiotika 210

Glykopeptid-, Lipopeptid-, Polyether- und Nucleosid-Antibiotika 212

Aminoglykosid-Antibiotika 214

Tetracycline, Fluorochinolone, andere aromatische Antibiotika 216

Polyketid-Antibiotika 218

Neue Wege zu 220

Medikamente und Medizintechnik

Insulin 222

Wachstumshormon und andere Hormone 224

Hämoglobin, Serumalbumin, Lactoferrin 226

Gerinnungsfaktoren 228

Antikoagulanzien und Thrombolytika 230

Enzym-Inhibitoren 232

Interferone 234

Interleukine 236

Erythropoietin und andere Wachstumsfaktoren 238

Andere therapeutische Proteine 240

Monoklonale Antikörper 242

Rekombinante Antikörper 244

Therapeutische Antikörper 246

Vakzine 248

Rekombinante Vakzine 250

Steroid-Biotransformationen 252

Enzyme für die Analytik 254

Enzym-Tests 256

Biosensoren 258

Immunanalytik 260

Glykobiologie 262

Landwirtschaft und Umwelt

Tierzucht 264

Embryotransfer, geklonte Tiere 266

Genkartierung 268

Transgene Tiere 270

Züchtung, gene pharming und Xenotransplantation 272

Pflanzenzucht 274

Pflanzliche Zellkulturen: Oberflächen-Kulturen 276

Pflanzliche Zellkulturen: Suspensionskulturen 278

Transgene Pflanzen: Methoden 280

Transgene Pflanzen: Resistenz 282

Transgene Pflanzen: Wertstoffe 284

Aerobe Abwasserbehandlung 286

Anaerobe Abwasser- und Schlammbehandlung 288

Biologische Reinigung von Abluft 290

Biologische Reinigung von Böden 292

Mikrobielle Erzlaugung (Biolaugung) und Biokorrosion 294

Megatrends

Human-Genom 296

Funktionsanalyse des Humangenoms 298

Pharmakogenomik, Nutrigenomics 300

DNA-Analytik 302

Gentherapie 304

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) 306

Tissue Engineering 308

Wirkstoff-Screening 310

Hochdurchsatz-Sequenzierung 312

Proteomics 314

DNA- und Protein-Arrays 316
Metabolomics und
Metabolic Engineering 318

Synthetische Biologie 320

Systembiologie 322

Bioinformatik: Sequenz- und Struktur-Datenbanken 324

Bioinformatik: Funktionsanalysen 326

C-Quellen 328

Bioraffinerien 330

Sicherheit und Ethik

Sicherheit in der Gentechnik 332

Zulassung bio- und gentechnischer Produkte 334

Ethik und Akzeptanz 336

Patente in der Biotechnologie 338

Biotechnologie im internationalen Leistungsvergleich 340

Literatur 343

Sachverzeichnis 376

Bildquellen 405