Das ABC des Genklonens

Vorwort zur dritten Auflage
Vorwort zur zweiten Auflage
Vorwort zur ersten Ausgabe
Inhaltsverzeichnis
Teil I: Grundlagen der genetischen Prozesse
Kapitel 1: Einführende Konzepte
1.1 Was ist DNA und was ist ein Gen?
1.2 Was ist Genklonieren?
1.3 Zellorganisationen
1.4 Vererbungsfaktoren und Merkmale
1.5 Mitose und Meiose
1.6 Zusammenhang zwischen Genen und vererbten Merkmalen
1.7 Warum Genklonieren?
Kapitel 2: Strukturen von Nukleinsäuren
2.1 5′-P- und 3′-OH-Enden
2.2 Purin- und Pyrimidinbasen
2.3 Komplementäre Basenpaarung
2.4 Schreiben eines DNA-Moleküls
2.5 Beschreiben von DNA-Größen
2.6 Denaturierung und Renaturierung
2.7 Ribonukleinsäure
Kapitel 3: Strukturen von Proteinen
3.1 Aminosäuren
3.2 Die Peptidbindung
3.3 Strukturelle Organisation
3.4 Posttranslationale Modifikation
3.5 Enzyme
Kapitel 4: Der genetische Prozess
4.1 Von Genen zu Proteinen
4.2 Transkription
4.3 Translation
4.4 Der genetische Code
4.5 Warum eine Sequenz mithilfe des kodierenden Strangs darstellen?
4.6 Der Leserahmen
4.7 DNA-Replikation
4.8 Das Replikon und der Replikationsursprung
4.9 Zusammenhang zwischen Replikation und Genklonierung
Kapitel 5: Organisation von Genen
5.1 Das Laktose-Operon
5.2 Kontrolle der Transkription
5.2.1 Wo befinden sich Start- und Endpunkt der Transkription?
5.2.2 Wann beginnt oder endet die Transkription?
5.3 Kontrolle der Translation
5.3.1 Ribosomenbindungsstelle und Startcodon
5.3.2 Terminierungsort der Translation
5.4 Das Tryptophan-Operon
5.4.1 Co-Repressor
5.4.2 Abschwächung
5.4.3 Hybride Promotoren
5.5 Das Kontrollsystem in eukaryotischen Zellen
5.5.1 Transkriptionelle Kontrolle
5.5.2 Introns und Exons
5.5.3 Abdeckungen und Nachlauf
5.5.4 Ribosomenbindungssequenz
5.5.5 Monocistronisch und polycistronisch
Kapitel 6: Ablesen der Nukleotidsequenz eines Gens
6.1 Das E.-coli-Gen dut
6.2 Das menschliche bgn-Gen
6.2.1 Ablesen der genomischen Sequenz
6.2.2 Ablesen der cDNA-Sequenz
Teil II: Techniken und Strategien des Genklonierens
Kapitel 7: Bei der Klonierung verwendete Enzyme
7.1 Restriktionsenzyme
7.2 Ligase
7.3 DNA-Polymerasen
7.3.1 E.-coli-DNA-Polymerase I
7.3.2 Bakteriophage-T4- und -T7-Polymerase
7.3.3 Reverse Transkriptase
7.4 Phosphatase und Kinase
Kapitel 8: Techniken des Klonierens
8.1 DNA-Isolierung
8.2 Gelelektrophorese
8.2.1 Agarose-Gelelektrophorese
8.2.2 Polyacrylamid-Gelelektrophorese
8.3 Western Blot
8.4 Southern-Transfer
8.5 Kolonie-Blot
8.6 Hybridisierung
8.7 Kolonie-PCR
8.8 Immunologische Verfahren
8.9 DNA-Sequenzierung
8.10 Polymerasekettenreaktion
8.11 Ortsgerichtete Mutagenese
8.12 Nichtradioaktive Nachweismethoden
Kapitel 9: Klonierungsvektoren für das Einbringen von Genen in Wirtszellen
9.1 Vektoren für bakterielle Zellen
9.1.1 Plasmidvektoren
9.1.2 Bakteriophagenvektoren
9.1.3 Cosmide
9.1.4 Phagemiden
9.2 Hefe-Klonierungsvektoren
9.2.1 Der 2-micron-Circle
9.2.2 Die Pichia-pastoris-Expressionsvektoren
9.3 Vektoren für Pflanzenzellen
9.3.1 Binäres Vektorsystem
9.3.2 Kointegratives Vektorsystem
9.3.3 Genetische Marker
9.3.4 Pflanzenspezifische Promotoren
9.4 Vektoren für Säugetierzellen
9.4.1 SV40-Virusvektoren
9.4.2 Direkter DNA-Transfer
9.4.3 Insekten-Baculovirus
9.4.4 Retrovirus
Kapitel 10: Gen-Vektor-Konstruktion
10.1 Klonierung oder Expression
10.2 Die grundlegenden Komponenten
10.2.1 Expressionsvektoren
10.3 Lesen einer Vektorkarte
10.4 Die Klonierungs-/Expressionsregion
10.5 Das Gen muss zur Expression mit dem Vektor im Leseraster ligieren
10.6 Linker und Adapter für die Einführung von Restriktionsstellen
Kapitel 11: Transformation
11.1 Behandlung mit Kalziumsalz
11.2 Elektroporation
11.3 Agrobacterium-Infektion
11.4 Der biolistische Prozess
11.5 Virale Transfektion
11.6 Mikroinjektion
11.7 Kerntransfer
11.8 Zellfreie Expression
Kapitel 12: Isolierung von Genen für die Klonierung
12.1 Die genomische Bibliothek
12.2 Die cDNA-Bibliothek
12.3 Auswahl der richtigen Zelltypen für die mRNA-Isolierung
Teil III: Auswirkungen des Genklonierens: Anwendungen in der Landwirtschaft
Kapitel 13: Verbesserung der Qualität von Tomaten durch Antisense-RNA
13.1 Antisense-RNA
13.2 Eine Strategie für das Engineering von Tomaten mit Antisense-RNA
Kapitel 14: Transgene Nutzpflanzen mit Insektizidwirkung
14.1 Bacillus-thuringiensis-Toxine
14.2 Klonierung des cry-Gens in die Baumwollpflanze
14.2.1 Modifizierung des cry-Gens
14.2.2 Der intermediäre Vektor
14.2.3 Transformation durch Agrobacterium
Kapitel 15: Transgene Nutzpflanzen mit Herbizidresistenz
15.1 Glyphosat
15.2 Klonierung des aroA-Gens
Kapitel 16: Wachstumsverbesserung bei transgenen Fischen
16.1 Gentransfer bei Fischen
16.2 Klonieren von Lachsen mit einem chimären Wachstumshormon-Gen
Teil IV: Auswirkungen des Genklonierens: Anwendungen in der Medizin und verwandten Bereichen
Kapitel 17: Mikrobielle Produktion von rekombinantem Humaninsulin
17.1 Struktur und Wirkung von Insulin
17.2 Klonierung des menschlichen Insulin-Gens
Kapitel 18: Suche nach krankheitsverursachenden Genen
18.1 Genetische Kopplung
18.1.1 Häufigkeit der Rekombination
18.1.2 Genetische Marker
18.2 Positionsklonierung
18.2.1 Chromosomen-Walking
18.2.2 Chromosomen-Jumping
18.2.3 Künstliches Hefechromosom
18.3 Exonamplifikation
18.4 Isolierung des Fettleibigkeitsgens der Maus
18.5 Exomsequenzierung
18.5.1 Gezielte Anreicherung durch Sequence Capture
18.5.2 Identifizierung von Krankheitsgenen
Kapitel 19: Gentherapie beim Menschen
19.1 Physikalische und chemische Methoden
19.2 Biologische Methoden
19.2.1 Lebenszyklus von Retroviren
19.2.2 Konstruktion eines sicheren Retrovirusvektors
19.2.3 Gentherapie der schweren kombinierten Immunschwäche
19.3 Adenoassoziiertes Virus
19.3.1 Lebenszyklus des adenoassoziierten Virus
19.3.2 Rekombinantes adenoassoziiertes Virus
19.3.3 Rekombinante-adenoassoziierte-Virus-vermittelte Gentherapie bei Leberscher kongenitaler Amaurose Typ 2
19.4 Therapeutische Impfstoffe
19.4.1 Konstruktion von DNA-Impfstoffen
19.4.2 Lieferung von DNA-Impfstoffen
Kapitel 20: Gen-Targeting und Genomeditierung
20.1 Rekombination
20.2 Ersatz-Targeting-Vektoren
20.3 Gen-Targeting ohne selektierbare Marker
20.3.1 Die PCR-Methode
20.3.2 Die Double-Hit-Methode
20.3.3 Die Cre/loxP-Rekombination
20.4 Gen-Targeting für Xenotransplantate
20.5 Konstruierte Nukleasen: ZFN, TALEN, CRISPR
20.5.1 Zinkfingernukleasen
20.5.2 Transkriptionsaktivatorähnliche Effektornukleasen
20.5.3 Das CRISPR/Cas-System
20.5.4 Nichthomologes Endjoining und homologiegeleitete Reparatur
20.5.5 Expression gentechnisch veränderter Nukleasen in Zielzellen
Kapitel 21: DNA-Typisierung
21.1 Variable Anzahl von Tandemwiederholungen
21.2 Polymorphismusanalyse mit VNTR-Markern
21.3 Einzellokus- und Multilokussonden
21.4 Analyse von Vaterschaftsfällen
21.5 Short-tandem-repeat-Marker
21.5.1 Das kombinierte DNA-Indexsystem
21.6 Mitochondriale DNA-Sequenzanalyse
Kapitel 22: Transpharmers: Bioreaktoren für pharmazeutische Produkte
22.1 Allgemeines Verfahren zur Erzeugung transgener Tiere
22.2 Transgene Schafe für α1-Antitrypsin
Kapitel 23: Klonen von Tieren
23.1 Zelldifferenzierung
23.2 Kerntransfer
23.3 Das Klonen von Dolly
23.4 Gentransfer für landwirtschaftliche Nutztiere
Kapitel 24: Gesamtes Genom und Next-generation-Sequenzierung
24.1 Genetische Karten
24.1.1 DNA-Marker
24.1.2 Stammbaumanalyse
24.2 Physikalische Karten
24.2.1 Sequenzmarkierte Stellen
24.2.2 Radiation-Hybridisierung
24.2.3 Klonbibliotheken
24.2.4 Der bakterielle Vektor für künstliche Chromosomen
24.3 Umfassende integrierte Karten
24.4 Strategien für die Genomsequenzierung
24.4.1 Hierarchische Shotgun-Sequenzierung
24.4.2 Shotgun-Sequenzierung gesamter Genome
24.5 Next-generation-Sequenzierung gesamter Genome
24.5.1 Das Grundschema der Next-generation-Sequenzierung
Empfohlene Lektüre
Erster Teil: Grundlagen der genetischen Prozesse
Kap. 1: Einführende Konzepte
Kap. 2: Strukturen von Nukleinsäuren
Kap. 3: Strukturen von Proteinen
Kap. 4: Der genetische Prozess
Kap. 5: Organisation von Genen
Kap. 6: Ablesen der Nukleotidsequenz eines Gens
Zweiter: Techniken und Strategien des Genklonierens
Kap. 7: Bei der Klonierung verwendete Enzyme
Kap. 8: Techniken des Klonierens
Kap. 9: Klonierungsvektoren zum Einbringen von Genen in Wirtszellen
Kap. 10: Gen-Vektor-Konstruktion
Kap. 11: Transformation
Kap. 12: Isolierung von Genen für die Klonierung
Dritter Teil: Auswirkungen des Genklonierens: Anwendungen in der Landwirtschaft
Kap. 13: Verbesserung der Qualität von Tomaten durch Antisense-RNA
Kap. 14: Transgene Nutzpflanzen mit Insektizidwirkung
Kap. 15: Transgene Nutzpflanzen mit Herbizidresistenz
Kap. 16: Wachstumsverbesserung bei transgenen Fischen
Vierter Teil: Auswirkungen des Genklonierens: Anwendungen in der Medizin und verwandten Bereichen
Kap. 17: Mikrobielle Produktion von rekombinantem Humaninsulin
Kap. 18: Suche nach krankheitsverursachenden Genen
Kap. 19: Gentherapie beim Menschen
Kap. 20: Gen-Targeting und Genomeditierung
Kap. 21: DNA-Typisierung
Kap. 22: Transpharmers: Bioreaktoren für pharmazeutische Produkte
Kap. 23: Klonen von Tieren
Kap. 24: Gesamtes Genom und Next-generation-Sequenzierung