| Vorwort | 6 |
| Inhaltsverzeichnis | 8 |
| Kapitel 1 | 10 |
| Einleitung | 10 |
| 1.1 Was ist Leben? | 10 |
| Kapitel 2 | 13 |
| Gene | 13 |
| 2.1 Die Desoxyribonucleinsäure (DNA) enthält die Erbinformationen: Was ist DNA? | 13 |
| 2.2 Die Replikation von DNA | 19 |
| 2.3 Wie werden die Informationen der DNA gelesen? | 23 |
| Transkription: Die Synthese von RNA | 23 |
| Translation: Die Synthese von Proteinen | 27 |
| Die Vielfalt von RNA und Proteinen | 31 |
| 2.4 Alle meine DNA | 32 |
| Ein Überblick über verschiedene Typen von DNA-Sequenzen im menschlichen Genom | 32 |
| Mütterliche und väterliche DNA | 36 |
| 2.5 Die Zugänglichkeit von DNA: epigenetische Regulationen | 39 |
| Die Methylierung von DNA | 40 |
| Histonproteine, Modifizierungen von Histonen und Histonvarianten | 41 |
| Chromatin-modellierende Komplexe und Polycombproteine | 43 |
| Epigenetische Regulationen können durch äußere Einflüsse verändert werden | 44 |
| 2.6 Die Regulation der Transkription: wie Gene angeschaltet werden | 45 |
| Promotorsequenzen und allgemeine Transkriptionsfaktoren | 46 |
| DNA-Verstärker- und Silencersequenzen. Gen-Aktivator- und Gen-Repressorproteine | 47 |
| Eine mrna wird synthetisiert | 50 |
| Kontrolle proteincodierender mrna durch RNA-Interferenz | 51 |
| Funktionelle Elemente des menschlichen Genoms in Zahlen | 52 |
| 2.7 Die Evolution von DNA | 53 |
| Vergleiche von DNA-Sequenzen niederer und höherer Organismen. | 54 |
| Wie Gene abgewandelt werden und wie neue Gene entstehen | 57 |
| DNA-Evolution heute | 60 |
| 2.8 Wie wir uns in unseren Genen unterscheiden genetische Variation und Defekte des Genoms | 61 |
| Variante DNA-Sequenzen | 62 |
| Beziehungen zwischen varianten Genomsequenzen und phänotypischen Merkmalen | 63 |
| Genomdefekte | 65 |
| Literatur | 67 |
| Kapitel 3 | 70 |
| Proteine | 70 |
| 3.1 Proteine sind Polymere aus Aminosäuren | 70 |
| Die Faltung von Proteinen | 72 |
| Die Modifizierung von Proteinen | 75 |
| Die Sortierung und Lokalisation von Proteinen | 75 |
| Der Abbau von Proteinen | 76 |
| 3.2 Die dreidimensionale Struktur von Proteinmolekülen | 78 |
| Einige Erläuterungen zur Natur schwacher Wechselwirkungen | 78 |
| Sekundärstrukturen sind räumliche Anordnungen der Hauptkette | 80 |
| Die Tertiärstruktur von Proteinen | 82 |
| Die Quartärstruktur von Proteinen und supramolekulare Proteinstrukturen | 84 |
| Fehler und Defekte der Proteinfaltung | 85 |
| 3.3 Proteinfunktion I: Bindung von Liganden | 86 |
| Protein-Protein-Bindungen: die Bindungssspezifität von Antikörpern | 89 |
| Bindungen zwischen Proteinen und Nucleinsäuren | 92 |
| 3.4 Proteinfunktion II: Katalyse biochemischer Reaktionen durch Enzyme | 93 |
| Die Klassifikation von Enzymen | 94 |
| Wie Enzyme chemische Reaktionen beschleunigen: die Selektivität von Enzymen | 95 |
| Die Kopplung energieaufwendiger und energiefreisetzender Reaktionen durch Enzyme | 97 |
| Die Geschwindigkeit enzymatischer Reaktionen und ihre Regulation | 99 |
| 3.5 Proteinfunktion III: Energieumwandlungen und Bewegungen | 103 |
| Der Energiehaushalt von Zellen im Überblick | 103 |
| Die ATP-Synthase | 109 |
| ATP-abhängige Membrantransporte: Na+/K+-ATPase und Ca2+-ATPase | 112 |
| Der „Kraftschlag“ der Myosinmoleküle | 116 |
| 3.6 Proteinfunktion IV: Signalübertragungen | 118 |
| Wie Zellen sich verständigen: ein Überblick | 118 |
| G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR), trimere G-Proteine und intrazelluläre Botenstoffe | 122 |
| Enzymgekoppelte Rezeptoren | 127 |
| Aktivierung latenter genregulierender Proteine durch Proteolyse | 132 |
| Intrazelluläre Rezeptorproteine | 134 |
| Zelluläre Signalwege in Stichworten | 135 |
| Literatur | 136 |
| Kapitel 4 | 138 |
| Zellen | 138 |
| 4.1 Wie Zellen aufgebaut sind: Zellhülle, Zellorganellen und Cytoskelett | 138 |
| Die Plasmamembran | 139 |
| Der Zellkern | 141 |
| Das endoplasmatische Reticulum (ER) | 142 |
| Der Golgi-Komplex | 144 |
| Lysosomen | 146 |
| Vesikeltransporte zwischen Membranen | 146 |
| Mitochondrien | 148 |
| Peroxisomen | 150 |
| Das Centrosom | 150 |
| Das Cytoskelett | 151 |
| 4.2 Die Teilung von Zellen: der Zellzyklus | 153 |
| Die Hauptphasen des Zellzyklus | 153 |
| Das Zellzyklus-Kontrollsystem | 158 |
| Wie zelltypspezifische Eigenschaften bei Zellteilungen aufrechterhalten werden | 164 |
| 4.3 Von Stammzellen zu differenzierten Zellen und wieder zurück zu Stammzellen | 166 |
| Embryonale Stammzellen (ES-Zellen) | 168 |
| Die Differenzierung von Zellen am Beispiel von Skelettmuskelzellen | 170 |
| Gewebespezifische Stammzellen: Beispiele Skelettmuskel und Haut | 173 |
| Reprogrammierung differenzierter Zellen in pluripotente Stammzellen | 176 |
| Mit Zellen heilen | 178 |
| 4.4 Die Organisation von Zellen in Geweben | 179 |
| Die extrazelluläre Matrix | 180 |
| Verbindungen zwischen Zellen und zwischen Zellen und extrazellulärer Matrix | 183 |
| 4.5 Wie Zellen altern und sterben | 190 |
| Zellseneszenz | 193 |
| Der programmierte Zelltod durch Apotose | 195 |
| Alterungsprozesse und Lebenserwartung werden durch genetische und epigenetische Anlagen, Verhaltensweisen und die Umwelt beeinflusst | 200 |
| Literatur | 204 |
| Kapitel 5 | 207 |
| Anhang | 207 |
| 5.1?????Keine Angst vor chemischen Formeln: eine Einführung in Konzepte der chemischen Bindung | 207 |
| Literatur | 212 |
| Sachverzeichnis | 213 |
