Druckansicht
Lexikon der Biotechnologie & Gentechnik
 
 
Jede Wissenschaft bedient sich einer eigenen Sprache, weil die Alltagssprache häufig keine Begriffe bereithält oder umfangreiche Umschreibungen notwendig wären. Neben Abkürzungen und vielen Anglizismen enthält die Sprache der Biotechnologie auch Metapher: Hätten Sie gewußt, was ein "Gen-Taxi" ist, was man unter "Pharming" versteht und wodurch sich DNA und RNA unterscheiden?

Bitte auswählen:

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z



A

Adaptation
Anpassung an Umweltbedingungen

Adenin
Bestandteil (Base) der Nukleinsäuren, Purin-Abkömmling

AIDS
Aquired immune deficiency syndrome - Erworbenes Immunschwächesyndrom. Name für die Endphase einer Erkrankung des Immunsystems, das durch eine HIV-Infektion ausgelöst wird.

Allele
Alternative Formen eines Gens an denselben Genorten homologer Chromosomen. Innerhalb der Bevölkerung kommen oft viele unterschiedliche, als normal einzustufende Allele (sog. Multiple Allele) vor.

Alzheimer Krankheit
Hauptverantwortlich für die Alzheimer Krankheit ist das ß-Amyloid-Protein. Es verursacht durch seine Ablagerungen im Großhirn die sogenannten Plaques, die für die Zerstörung von Hirngewebe verantwotlich sind. An transgenen Mäusen wird nun untersucht, welches die molekularen Ursachen der Krankheit sein könnten. Die transgenen Mäuse weisen die typischen Merkmale der Alzheimer-Krankheit in ihren Gehirnen auf.

Aminosäure
Baustein der Proteine; es gibt insgesamt 20 verschiedene Aminosäuren. In den Genen im Zellkern ist festgeschrieben, in welcher Abfolge die Aminosäuren wie zu einer Kette aneinandergehängt werden, um ein Protein zu bilden.

Antibiotika-Resistenz
Fähigkeit von Mikroorganismen, durch Synthese von bestimmten Stoffen die Wirkung von Antibiotika aufzuheben (z.B. das Enzym Penicillinase spaltet Penicillin und macht es damit unwirksam). Antibiotikaresistenzgene werden häufig als selektive Marker für den Nachweis von Vektoren verwendet.

Antikörper
Körpereigene Proteine (Immunglobuline), die im Verlauf einer Immunantwort von den B-Lymphozyten (Lymphozyten) gebildet werden. Sie erkennen in den Körper eingedrungene Fremdstoffe (z.B. Bakterien) und machen diese unschädlich.

Antithrombin III, menschliches
wird als Antikoagulans eingesetzt und ist besonders bei heparinresistenten Patienten angezeigt. Antithrombins III wird durch transgene Ziegen hergestellt, Klinische Phase II wurde bereits mit positivem Ergebnis abgeschlossen.

Apoptose
programmierter Zelltod der aktiv durch die Zelle selbst ausgelöst wird (durch Bildung eines DNS-zerschneidenden Enzyms, das die DNS des eigenen Zellkerns fragmentiert u. zerstört); Der Zelltod wird ausgelöst z.B. durch Killerzellen, Glucocorticoide, den Tumor-Nekrose-Faktor oder nach Entzug von Wachstumsfaktoren; in der Krebstherapie konnte experimentell mit einem monoklonalen Antikörper (Anti-APO-1) die A. bei Lymphom- u. Leukämiezellen induziert werden.

Asilomar (Konferenz von)
1974 organisierten US-Wissenschaftler eine Konferenz in Asilomar, Kalifornien über Sicherheit und ethische Fragen im Zusammenhang mit der Gentechnik.

Autosomen
Von den 46 Chromosomen in menschlichen Körperzellen sind 44 Autosome und 2 Chromosome (X-Chromosom, Y-Chromosom)

B

Bäckerhefe
(Saccharomyces cerevisiae). In Biotechnologie und molekularbiologischer Forschung häufig benutzter, im Labor einfach zu handhabender Mikroorganismus. Erster höherer (eukaryonter) Organismus, dessen komplettes Genom erforscht ist. Wird seit Jahrtausenden zur Herstellung von Wein, Bier und Brot verwendet. Heute werden gentechnisch veränderte Hefen zur Produktion von Wirkstoffen für Medikamente eingesetzt.

Bakterien
Einzellige Mikroorganismen ohne Zellkern (Prokaryonten), die sich durch Teilung vermehren. Die Bakterien werden in viele verschiedene Gattungen und Familien eingeteilt. Sie können Krankheitserreger beim Menschen übertragen, oder aber wichtig für eine gesunde Darmflora und damit unentbehrlich für den Menschen sein (das Darmbakterium E. coli). An dem Bakterium E.coli wurden die ersten Experimente der molekularen Biolgie und später der Gentechnik durchgeführt.

Bakteriophage
= Phage Virus, das ausschließlich Bakterien infiziert. Phagen werden in der Gentechnik häufig als Vektoren benutzt.

Base
Bestandteil von Nukleinsäuren. Es gibt vier verschiedene Basen: Adenin, Guanin (Purinabkömmlinge), Cytosin und Thymin bzw. Uracil (Pyrimidinabkömmlinge). In der RNA ersetzt Uracil Thymin.

Basenpaar
Die vier Basen liegen in der DNA-Doppelhelix immer als Paare vor. Aufgrund der chemischen Struktur ist eine Paarbildung nur zwischen Adenin und Thymin (DNA) bzw. Adenin und Uracil (RNA) sowie Cytosin und Guanin möglich. Adenin und Thymin (Uracil) sowie Cytosin und Guanin werden deshalb auch als komplementär bezeichnet.

Basensequenz
Abfolge der Basenpaare der DNA oder RNA

Basentriplett siehe unter Codon

Befruchtung
Verschmelzung zweier Keimzellen mit einfachem Chromosomensatz, also einer Eizelle mit einer Samenzelle. Dabei entsteht eine befruchtete Eizelle, die nun wieder den doppelten Chromosomensatz, also 46 Chromosomen enthält.

Bioethik-Kommission
Wird dann eingesetzt, wenn über die ethische Vertretbarkeit von Forschung und Einsatz gentechnischer Möglichkeiten entschieden werden soll. In Österreich hat sich die Bioethik-Kommission im Mai 2001 konstituiert.

Bioinformatik
Zweig der Informatik, der sich mit der Datenauswertung und dem Datenmanagement aus biologischen Experimenten befasst. Dient derzeit hauptsächlich zur Vorhersage der Proteinstruktur, des molekularen Wirkmechanismus und der Eigenschaften von Wirkstoffen.

Biopharmazeutika
Pharmazeutika, die durch die Produktion in einem Organismen anstatt in einer chemischen Synthese hergestellt werden. Dazu gehören rekombinante Präparate, molekularbiologische Tests, monoklonale Antikörper oder gentechnisch produzierte Impfstoffe. Biopharmazeutika werden in Europa durch die europäische Zulassungsbehörde EMEA und in den USA durch die oberste Gesundheitsbehörde FDA
zugelassen. Zur Zeit befinden sich nach Angaben des amerikanischen Pharmaverbandes PhRMA etwa 400 Biopharmazeutika in klinischer Entwicklung.

Biosimilars
Die EMEA nennt Nachfolgeprodukte von biologischen Arzneimitteln „Biosimilars“ und sagt ausdrücklich, dass sie keine Generika sind. Die FDA nennt sie „Follow-on Biologics“.

Biotechnik
Praktische Anwendung der Biotechnologie

Biotechnologie
Verfahren, die mit technischen (nicht natürlichen) Mitteln in biologische Abläufe eingreifen. Prinzipiell können alle Prozesse zur Herstellung von Produkten durch lebende Organismen oder isolierte Enzyme als biotechnologische Verfahren bezeichnet werden. Der Herstellung geht dabei meist eine Optimierung von Biosynthesen voraus, bei denen genetisches Material verändert oder neu kombiniert wird. Auch im Rahmen biotechnischer Prozesse kann DNA verändert werden, allerdings (im Gegensatz zur Gentechnologie) nicht gezielt, sondern zufällig und nicht als isoliertes Molekül, sondern als Teil einer vitalen Zelle.

Biotransformation
Synonyme: Metabolismus, Metabolisierung, Stoffwechsel. Unter Biotransformation ist die durch Enzyme katalysierte chemische Umwandlung von Arzneimitteln oder anderen Xenobiotika in eine andere Molekülart zu verstehen. Heute empfehlen viele Fachleute, statt «Metabolismus» bei Arzneimitteln den Begriff «Biotransformation» einzusetzen und den Ausdruck «Metabolismus» für Stoffwechselvorgänge zu reservieren, die mit der Ernährung zu tun haben.

Blastozyste (Blastula)
Entwicklungsstadium (kugelförmiges Gebilde aus ungefähr 140 Zellen, die im Zuge der Embryogenese ein paar Tage nach der Befruchtung aus der Verschmelzung von Eizelle und Spermium entstehen).

Blotting
Transfer von Nukleinsäure auf Nitrozellulose oder Nylonmembran.
· Northern Blotting: Verfahren zum Nachweis von RNA.
· Southern Blotting: Verfahren zum Nachweis von DNA-Fragmenten.
· Western Blotting: Durch diese Methode lassen sich bestimmte Proteine in einer Mischung nachweisen; z.B. spezif. Nachweis von Antikörpern im Serum; erfolgt in drei Schritten: 1) elektrophoretische Auftrennung, 2) Transfer der aufgetrennten Proteine auf einen inerten Träger (»blotting«), 3) Immunreaktion mit spezifischen Antikörpern u. Sichtbarmachen
Botenstoffe
Können Hormone, andere Proteine wie Zytokine (Interleukine, Wachstumsfaktoren) sein.

C

cDNA
= complementary/copy DNA: DNA, die mit Hilfe eines viralen Enzyms (Reverse Transkriptase) nach der Vorlage einer mRNA synthetisiert wird. Diese DNA ist zur ursprünglichen mRNA komplementär.

Chimäre
In der griechischen Mythologie ein Ungeheuer mit Löwenkopf, Ziegenkörper und Schlangenschwanz. Genetisch: Individuum, das aus genetisch verschiedenen Geweben zusammengesetzt ist. Ein Beispiel ist die Schiege, ein Tier, bei dem man die frühembryonalen Zellen ( vor der sogenannten Determination) von Schaf und Ziege miteinander im Reagenzglas vereinigt hat. Eine solche Vereinigung findet auf natürlichem Wege nicht statt.
Gentechnisch: z.B. Gen-Chimäre: Ein Gen, das zwei oder mehrere Gensequenzen verschiedener Herkunft in sich vereinigt.

Chromatiden
Die beiden Hälften eines Chromosoms. Sie werden in der Metaphase der Mitose und Metaphase II der Meiose sichtbar.

Chromatin
Komplex von DNA und Protein im Zellkern höherer Organismen. Ist am Aufbau der Chromosomen beteiligt; ist mit basischen Farbstoffen sehr gut zu färben.

Chromomere
Chromatinteilchen bzw. Chromatinkörnchen in den Chromosomen.

Chromosom
In jedem Zellkern ist für jede Art von Lebewesen das gesamte Erbgut in artspezifischer Anzahl und Gestalt vorhanden. Der Träger dieser Informationen (der Gene) ist ein Chromosom, eine Kompakte, anfärbbare Struktur, die aus der DNA-Doppelhelix und Proteinen besteht und während der Zellteilung im Lichtmikroskop sichtbar ist. Der Mensch besitzt 46 (23 Paare) solcher Chromosomen, darunter 2 Geschlechtschromosomen(XX = weiblich oder XY = männlich). Je ein Satz (23 Chromosomen) stammt von der Mutter und vom Vater. Codieren heißt, auf der DNA- oder mRNA-Ebene verschlüsseln. Die Aufeinanderfolge von drei Basen (Basentriplett oder Codon) bestimmt nach einem festen Code (genetischer Code) die Zusammensetzung der Proteine (drei Basen = eine Aminosäure).

Codon
Abfolge von drei Basen, die die Information für eine Aminosäure oder ein Stoppsignal enthält. Insgesamt gibt es 43= 64 verschiedene Codons (darunter 3 Stoppcodons, die restlichen Codons stehen für die 20 Aminosäuren).

Cystische Fibrose
Cystische Fibrose oder Mukoviszidose ist eine Erbkrankheit, bei der vor allem die Lungen und die Bronchien, die Bauchspeicheldrüse sowie die Schweissdrüsen betroffen sind. Die Erkrankten erreichen meist nur ein Alter von dreißig bis vierzig Jahren. Mit Methoden der Gentechnologie konnte die Ursache für das Leiden genau festgestellt werden. Es handelt sich um ein defektes Gen auf Chromosom 7. Dadurch entsteht ein fehlerhaftes Protein, das die Feuchtigkeitszufuhr bei der Schleimabsonderung im ausscheidenden Drüsengewebe nicht mehr korrekt regulieren kann. Durch den Mangel an Flüssigkeit entsteht der zähe Schleim. An einer Korrektur des defekten Gens durch Gentherapie wird gearbeitet. Ein gentechnisches hergestelltes Medikament kann zur Verflüssigung des zähen Schleims dienen.

Cytoplasma
= Zellplasma. Größtenteils unstrukturierter Teil einer Zelle.

Cytosin
Bestandteil (Base) der Nukleinsäuren, Pyrimidin-Abkömmling, Abkürzung: C.

D

Darwin, Charles
formuliert und erläutert seine These von der "natürlichen Selektion" in der Tierwelt. Er behauptet, dass sich Tierpopulationen mit der Zeit ihrer Umwelt anpassen und dass nur die Spezies, die das leisten, überleben. Sein revolutionäres Buch On the Origin of Species wurde 1859 in London verlegt.

Degeneration des genetischen Codes
64 Codons (s. Codon) stehen für die Festlegung von 20 Aminosäuren sowie 3 Stoppsignalen zur Verfügung. Folglich sind manche Aminosäuren mehrfach codiert (z.B. werden Leucin, Serin und Arginin durch je 6 Codons spezifiziert).

Degeneration
bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Aminosäure auf der DNA-Ebene unterschiedlich verschlüsselt vorliegen kann, d.h. es sind verschiedene Basentripletts (Codons) möglich. Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere bevorzugen für gleiche Aminosäuren unterschiedliche Basentripletts.

Deletion
Mutationsform, die durch den vollständigen Verlust von Basenpaaren in einem DNA-Molekül charakterisiert ist. Deletionen können ein einziges Basenpaar betreffen, sich jedoch auch über längere DNA-Bereiche mit vielen Genen erstrecken.

Differenzierung
Spezialisierung einer Körperzelle für eine bestimmte Funktion (z.B. Muskelzelle, Hautzelle...). Dabei werden je nach Funktion bestimmte Gene ein- oder ausgeschaltet. Differenzierte Zellen enthalten prinzipiell noch die gesamte genetische Information.

Diploid
Körperzellen besitzen einen doppelten Chromosomensatz (z.B. Mensch 2 x 23 Chromosomen). Einer stammt von der Mutter, der andere vom Vater.

DNA (DNS)
= deoxyribonucleic acid = Desoxyribonukleinsäure (DNS), doppelsträngiges Molekül mit einem Rückgrat aus Zuckermolekülen (Desoxyribose) und Phosphatgruppen und einer linearen Abfolge von Basenpaaren. Die beiden Einzelstränge sind komplementär zueinander, verlaufen in antiparallele Richtung und werden über die Basenpaare zusammengehalten.

DNA-Bibliothek
Gesamtzahl aller Bakterien, die ein rekombinantes Plasmid mit unterschiedlichen DNA-Fragmenten eines anderen Organismus enthalten. Eine DNA-Bibliothek kann entweder mit genomischer DNA (genomische Bibliothek, Genom) oder mit cDNA (cDNA-Bibliothek) hergestellt werden.

DNA-Chip
Auf einem speziell behandelten Glas-Chip, der nur knapp größer als zwei Quadratzentimeter ist, und bis zu 64 000 winzige Testfelder aufweist, kann man die DNS eines Patienten auf bestimmte Sequenzveränderungen in Genen testen. Aufgrund der Ergebnisse kann so frühzeitig eine zielgerichtete Therapiemöglichkeit erwägen. DNA-Chips können einen Einblick in die Gen-Expression (Aktivität eines Gens) liefern, genetische Veränderungen oder neue Gene aufzeigen und im DNA-Fingerprinting (Vaterschaftstests, usw.) angewendet werden.

DNA-Ligase
Enzym, das DNA-Fragmente miteinander verknüpft; wird in der Gentechnik als molekularer "Kleber" eingesetzt.

DNA-Polymerase
"DNA-Kopierer". Enzym, Enzym, das die Synthese von DNA nach einer DNA-Vorlage katalysiert (z.B. bei der Replikation). Wird vielfach in der Gentechnik zur in vitro Synthese von DNA-Stücken verwendet.

Dolly
berühmtes Klonschaf, das 1996 als erstes Säugetier aus einer einfachen Körperzelle eines erwachsenen Schafes hergestellt wurde. Ein reifer Zellkern aus einer Euterzelle wurde in die entkernte Eizelle eines anderen Schafes eingesetzt. Keith Campbell und Ian Wilmut vom britischen Roslin Institute bei Edinburgh und die britische Biotech-Firma PPL Therapeutics sind die wissenschaftlichen Väter des Lammes. Nach ”Dolly” folgten eine Reihe weiterer Experimente, darunter nicht zuletzt einer der ersten erfolgreichen Versuche, Schweine zu klonen (publiziert im September 2000). Die meisten Hoffnungen setzt PPL Therapeutics gegenwärtig in die gentechnische Produktion des Proteins 1-Antitrypsin (AAT), das in der Milch von eigens dafür klonierten Schafen ausgeschieden
wird (siehe auch unter Gen-Pharming). AAT befindet sich in der 3. Phase der Klinischen Erprobung und soll in weitere Folge bei der Behandlung von bestimmten Erbkrankheiten (vererbbares Lungenemphysem, Cystische Fibrose) eingesetzt werden.

dominant
Prinzipiell ist jede genetische Information in jedem Lebewesen doppelt gespeichert – sozusagen als Sicherheitsmaßnahme. Einmal kommt die Erbinformation von der Mutter und einmal vom Vater. Wird ein Merkmal nun so vererbt, dass schon die Erbinformation eines Elternteils genügt, damit in der nachkommenden Generation das Merkmal auch auftritt, so nennt man dieses sichtbare Merkmal dominant. Rezessiv ist das nicht sichtbare Merkmal.

Doppelhelix
Räumliche Anordnung der DNS. Die DNS liegt als Doppelstrang vor. Man kann sich dieses Gebilde am besten als doppelte, in sich gewundene Leiter vorstellen. In dieser Struktur stehen sich in den jeweiligen DNS-Strängen stets Adenin und Thymin, sowie Guanin und Cytosin gegenüber. Man nennt dies die Basenpaarung.

Down-Syndrom
Auch als „Mongolismus“ bezeichnet, ist eine Erbkrankheit, bei der das Chromosom 21 dreifach vorhanden ist (Trisomie 21).

Drug design
Entwicklung von "maßgeschneiderten" Medikamenten, die aufgrund der Erkenntnisse im molekularen Bereich und oft mit Hilfe von Computersimulation hergestellt werden. Ein Beispiel sind bestimmte Proteasehemmer, die gegen AIDS eingesetzt werden.

E

EMEA
European Medicines Evaluation Agency, Zulassungsbehörde für rekombinante Arzneimittel mit Sitz in London. Auf der Homepage www.ema.europa.eu/ema findet man ausführliche Dokumentationen zu den in der EU zugelassenen biotechnisch hergestellten Medikamenten.

Empfängerorganismus
Organismus, in den die fremde DNA eingeführt wird.

Endoplasmatisches Retikulum
Membransystem, das den größten Teil des Cytoplasmas durchzieht. Es ist ein Ort biochemischer Austausch- und Synthesevorgänge und dient dem Transport wasserlöslicher Stoffe in und zwischen den Zellen.

Enukleierte Eizelle
Eizelle, aus welcher der Zellkern entfernt wurde. Sie wird zum Klonen verwendet.

Enzym
Protein, das als Biokatalysator Stoffwechselreaktionen beschleunigt. DNA-Ligase, DNA-Polymerase und Restriktionsendonuklease sind wichtige Werkzeuge der Gentechnik.

EPO
siehe unter Erythropoietin

Erythrozyt
Rotes Blutkörperchen, enthält den Blutfarbstoff Hämoglobin, der den Sauerstoff zu den Körperzellen transportiert.

Erythropoietin
Wachstumsfaktor, der die Neubildung von Erythrozyten stimuliert; wird in der Niere gebildet. Erythropoietinmangel führt zum Krankheitsbild der renalen Anämie.

Escherichia coli
= E.coli: Colibakterium, das im menschlichen Darm vorkommt; Varianten dieses Colibakteriums, denen bestimmte für das Überleben in "freier Wildbahn" notwendige Eigenschaften des Wildtypbakteriums fehlen, werden in der Gentechnik häufig als sogenannte Empfängerorganismen für die Klonierung von rekombinanten DNA-Stücken eingesetzt.

Eukaryonten
Organismen, deren Zellen einen Zellkern und Organelle besitzen. Zu den Eukaryonten gehören Protozoen (Einzeller), Algen, Pilze, Pflanzen und Tiere (einschließlich Mensch).

Exon
Ist ein DNA-Abschnitt eines Gens, der eine Information für das entsprechende Protein enthält. Zwischen den Exons eines Gens befinden sich die Introns, Abschnitte, die nicht in ein Protein übersetzt werden.

Expression
Aktivierung eines Gens, was zur Synthese des darauf kodierten Proteins in einer Zelle führt.

Expressionsprofil
Vergleich der Aktivität möglichst aller Gene einer Zelle/eines Gewebes/eines Organismus

Expressionsvektor
Vektor, der in einer bestimmten Wirtszelle (z.B. E.coli, Zellkultur) die Umsetzung eines Gens in das Protein ermöglicht. Er enthält alle Regulationselemente, die hierfür nötig sind.

F

Fermentation
Ursprünglich die Vergärung von Kohlenstoff-Verbindungen durch Mikroorganismen unter Ausschluss von Sauerstoff. Heute wird der Begriff für alle mikrobiellen biotechnischen Produktionsprozesse verwendet. So zum Beispiel die Aufzucht gentechnisch veränderter Hefezellen, die den Impfstoff gegen Hepatitis B produzieren.

Fermenter
Gärtank, in dem Bakterien oder Zellkulturen vermehrt werden (siehe unter Fermentation).

Fingerprint
Charakteristische Muster des Erbmaterials, die nach der Behandlung mit den sogenannten Restriktionsenzymen und zusätzlichen Analyseverfahren entstehen und für jeden Menschen unterschiedlich sind, vergleichbar mit dem Fingerabdruck. Daher nennt man dieses charakteristische Muster auch den genetischen Fingerabdruck eines Menschen.

G

Gel-Elektrophorese
Methode, mit der Moleküle (DNA oder Eiweiße) nach ihrer Größe sortiert werden können.

Gen
Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z.B. tRNA) enthält. Bei Eukaryonten sind Gene häufig "gestückelt": codierende Bereiche(Exons) sind durch nicht codierende Teile (Introns) getrennt.

Gen-Defekt
Ein oder mehrere "Schreibfehler" in einem Gen. Ein Gen-Defekt kann z.B. dazu führen, dass ein fehlerhaftes Eiweiß produziert wird, was eine Krankheit verursachen kann.

Genetischer Code
Der genetische Code legt die Zuordnung der 64 Codons (s. Codon) der DNA bzw. der mRNA zu den 20 Aminosäuren und 3 Stoppcodons fest. Man kann sagen: Die Sprache der Gen-Kopien (Bausteine: A, U, C, G) wird in die Sprache der Eiweiße (Bausteine: Aminosäuren) übersetzt. Dabei bestimmen immer drei Buchstaben in der Gen-Kopie eine bestimmte Aminosäure im Eiweiß. Diesen Übersetzungsschlüssel nennt man "genetischen Code".

Genexpression siehe unter Expression

Gen-Fähre
auch Gen-Taxi genannt, siehe unter Vektor

Genmanipulation
Künstliche Veränderung der Erbsubstanz. Der Begriff wird meist von Kritikern der Gentechnik verwendet, während Gentechniker lieber von Gentechnologie sprechen.

Genmutation
Gene können auch spontan mutieren – als Folge von Fehlern bei der Verdoppelung der DNA bei der Zellteilung oder durch verschiedene Umwelteinflüsse (mutagene Faktoren). Meist werden solche Veränderungen vom Körper selbst repariert.

Genom
Die gesamte Erbsubstanz eines Organismus. Jede Zelle eines Organismus verfügt in ihrem Zellkern über die komplette Erbinformation.

Genomics / Genomik
Forschungszweig, der sich mit der Beschreibung der gesamten Erbinformation eines Organismus (eines Gewebes oder einer Zelle), sowie Analyse der Funktion und Aktivität von Genen in Zellen beschäftigt.

Genotyp
Die Gesamtheit aller Erbanlagen eines Menschen, die aber keine äußeren Merkmale verursachen müssen (s. Phänotyp).

Gen-Pharming
Züchtung transgener Tiere, mit dem Zweck, menschliche, pharmazeutisch wirksame Proteine zu gewinnen. Z.B. die Züchtung transgener Ziegen, deren weibliche Tiere mit ihrer Milch das menschliche Antithrombin III ausschütten.

Gensonde
Einzelsträngige DNA- oder RNA-Sequenz, die spezifisch markiert ist (z.B. radioaktiv) und an komplementäre Nukleinsäuresequenzen (komplementär) bindet. Dies ermöglicht eine Identifizierung der erkannten Sequenzen (bei radioaktiver Markierung Schwarzfärbung des Films).

Gen-Taxi
siehe unter Vektor

Gentechnisch veränderter Organismus
Organismus, dessen genetisches Material in einer Weise verändert worden ist, wie sie unter natürlichen Bedingungen durch Kreuzen oder natürliche Rekombination nicht vorkommt.

Gentechnik
Sammelbegriff für verschiedene molekularbiologische Techniken. Sie ermöglicht, DNA-Stücke unterschiedlicher Herkunft neu zu kombinieren und in geeigneten Wirtszellen zu vermehren und zu exprimieren (z.B. Klonierung und Expression des menschlichen Insulingens in E.coli). Im Gegensatz zur Biotechnik wird bei der Gentechnik DNA isoliert und diese isolierte DNA im Reagenzglas gezielt verändert, d.h. sie wird mutiert.

Gentechnik-Kommission
entspricht in Österreich der Bioethik-Kommission (s. dort)

Gentherapie
Neue Therapieform, mit deren Hilfe die Ursache von Erbkrankheiten behandelt werden kann.

Gentomate
Mit der Sorte „Flavr Savr“ kam 1994 in Kalifornien das erste gentechnisch veränderte Lebensmittel auf den Markt. Durch Blockade des für die Reifung zuständigen Gens Polygalacturonase gelang es, die Haltbarkeit der Tomate zu verlängern.

Gentransfer
Übertragung eines Gens in andere Zellen (die nicht vom selben Lebewesen stammen müssen). Erhält nun ein Lebewesen Gene von einem Lebewesen anderer Gattung, so spricht man von einem transgenen Lebewesen.

GILSP (Good Industrial Large Scale Practice)
Deutsch GHP = Gute Herstellungspraxis. Von der internationalen Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) herausgegebene Empfehlungen für industrielle biotechnische Verfahren, speziell bei der Verwendung genetisch veränderter Organismen.

Guanin
Bestandteil (Base) der Nukleinsäuren, Purin-Abkömmling, Abkürzung: G.

GVO
Gentechnisch veränderter Organismus = transgener Organismus. Organismus, auf den mittels Gentechnik fremde DNS übertragen wurde.

H

Hämatopoese
Blutbildung. Entstehung der Blutzellen durch Teilung und Differenzierung der Stammzellen im Knochenmark.

haploid
Haploide Zellen besitzen nur einen Chromosomensatz (z.B. Mensch: 23 Chromosomen, Keimzelle).

Helix
schraubenförmige Anordnung eines Moleküls im Raum aufgrund von Wasserstoff-Brückenbindungen. Siehe auch unter Doppelhelix.

High Throughput Screening (HTS)
für die schnelle und effiziente Durchführung von repetitiven Aufgaben, die ein hohes Maß an Genauigkeit erfordern, eignet sich eine Automatisierung. Beim High Throughput Screening (HTS) werden vollautomatisch und roboterunterstützt große Substanzzahlen mit Hilfe geeigneter Verfahren getestet. Ein solches HTS-System kann in einer Woche 100.000 und mehr Tests durchführen. Siehe auch unter Ultra-High-Throughput-Screening UHTS.

Hit
Wirkstoff, der in einem Testsystem die gesuchte Wirkung zeigt.

Hormon
Protein, das als Botenstoff von seinem Entstehungsort zu seinem Zielort transportiert wird (häufig über das Blut) und dort eine Reaktion in der Zelle auslöst. Z.B. Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse produziert, gelangt über das Blut zum Muskel und sorgt dort für eine Senkung des Blutzuckerspiegels.

heterozygot
Eine Zelle mit zwei verschiedenen Allelen.

homozygot
Eigenschaft einer Zelle mit zwei gleichen Allelen eines Gens, also identischen Genen auf seinen beiden Chromosomen.

Hotspot
DNA-Abschnitt, der besonders leicht durch Mutation verändert wird.

HUGO
Human Genome Organisation; betreibt das Human Genome Projekt zur Entschlüsselung des menschlichen Erbguts.

Human Genome Project
Internationales Projekt unter der Trägerschaft verschiedener staatlicher Institutionen, welche die systematische Erforschung der Struktur, Funktion und Regulation von menschlichen Genen zum Ziel hat.

hybrid
Organismen, Zellen oder Moleküle, die aus einer Kreuzung oder einer Fusion zweier genetisch verschiedener Elternzellen oder Elternmoleküle hervorgehen.

Hybridisierung
Paarung zweier komplementärer DNA-Einzelstränge zu einem doppelsträngigen Molekül. Die Technik wird heute dazu verwendet, um komplementäre Sequenzen bei verschiedenen DNA-Proben zu finden.

I

Insulin
Hormon, das in den b-Zellen der Langerhans'schen Inseln der Bauchspeicheldrüse gebildet wird und die Senkung des Blutzuckerspiegels bewirkt. Zuckerkranken (Diabetikern) fehlt dieses Hormon.

Interferone
Drei Arten eng verwandter Proteine ( a-, b- und g-Interferon), die bei einer Virusinfektion von unterschiedlichen Zellen ausgeschüttet werden. Sie verhindern die Virusvermehrung. Interferone werden auch bei der Behandlung bestimmter Krebsarten eingesetzt.

Interleukine
Proteine, die als Botenstoffe die Immunantwort stimulieren. Sie regen u.a. die Teilung der B-Lymphozyten an, die für die Produktion von Antikörpern sorgen.

Intron
Abschnitt eines Gens, der keine Funktion trägt, also nicht in ein Protein übersetzt wird. Introns trennen die Informationstragenden Abschnitte, die Exons, voneinander.

in vitro Fertilisation
= IVF = Extrakorporale Befruchtung. Künstliche Befruchtung, d.h. Befruchtung außerhalb des Körpers im Reagenzglas (in vitro). Die befruchtete Eizelle (Zygote) wird anschließend in die Gebärmutter eingepflanzt, in der sich der Embryo wie nach einer normalen Befruchtung weiterentwickelt.

K

Karyogramm
Paarweise Anordnung der homologen Chromosomen nach Länge, Lage des Zentromers und nach Muster der Chromosomenbänder zur systematischen Analyse der Chromosomen.

Karyotyp
Ist der Chromosomensatz eines Individuums. Er bezeichnet sowohl die Anzahl der Chromosomen, als auch deren mikroskopische Morphologie in der mitotischen Metaphase.

Keimbahn
Die Zellenfolge, die von der Zygote bis zu den Keimzellen des neuen Individuums führt, bezeichnet man als Keimbahn. Jede menschliche Körperzelle besitzt 23 Chromosomenpaare, also 46 Chromosomen. Ei- und Samenzellen sind allerdings nur „einfach“ ausgestattet, haben also nur je 23 Chromosomen. Verschmelzen nun Ei- und Samenzelle, so erhält die befruchtete Eizelle (Zygote) 23 Chromosomen von der Mutter und 23 Chromosomen vom Vater. Somit verfügt auch die befruchtete Eizelle wieder über 46 Chromosomen. Bei jeder Verschmelzung werden auch die Gene neu durchgemischt, sodass jeder Mensch (abgesehen von eineiigen Zwillingen) genetisch absolut einzigartig ist.

Keimbahntherapie
Methode zur Übertragung von Genen in die befruchtete Eizelle unter therapeutischen Kriterien. Da dieser Eingriff auch Auswirkungen auf die folgenden Generationen haben würde, ist man sich heute weitgehend einig, dass in die Keimbahnen, auch zu therapeutischen Zwecken, nicht eingegriffen werden soll.

Keimzelle
Geschlechtszelle eines Organismus (Eizelle, Spermium). Siehe unter Keimbahn.

Klinische Phase I
Bestimmung der Pharmakologie und der Sicherheit eines Wirkstoffes an gesunden Probanden (Phase I/II: bei Krebs- und Aids-Medikamenten werden Patienten behandelt); Anzahl der Probanden: 10-50.

Klinische Phase II
Bestimmung der Effektivität, der Dosis, Verabreichungsform und exakten Indikation bei Patienten; Testen verschiedener Dosen und Verabreichungsformen; Anzahl der Patienten: 20-300.

Klinische Phase III
Bestimmung der endgültigen Effektivität der Behandlung an einer statistisch signifikanten Patientenzahl, Vergleich mit anderen Therapien oder Placebo. Zulassung von den Gesundheitsbehörden nach Phase III; Anzahl der Patienten: 300-5000.

Klinische Phase IV
„Post-Marketing Phase"; zusätzliche vergleichend Studien, Kombinationstherapien, Aufdecken seltener Nebenwirkungen.

Klon
Bakterien- oder Zellkolonie, die sich durch Teilung aus einer einzigen Zelle bildet. Alle Zellen dieser Kolonie besitzen eine identische genetische Ausstattung. Es ist also die exakte genetische Kopie einer Gruppe genetisch identer Organismen oder von Zellen, die durch asexuelle Reproduktion aus einem gemeinsamen Vorfahren entstehen. – Ursprünglich verwendet wurde der Begriff des Klonens, um ganz allgemein eine ungeschlechtliche Vermehrung zum Beispiel von Pflanzen zu beschreiben. ("Klon" kommt aus dem Griechischen und bedeutet "Spross".)

Klonierung
a. in vitro Neukombination von DNA und deren Vermehrung in Wirtszellen
b. Erzeugung genetisch identischer Zellen (Mehrlinge) durch Zellteilung oder Kerntransplantation.
Das Klonieren ist die Grundoperation der Gentechnik. Ein Plasmid wird mit einem Restriktionsenzym geöffnet und fremde DNA in die Schnittstelle eingepasst. Dann wird die rekombinierte DNA in Wirtszellen übertragen und von diesen vermehrt.

kombinatorische Synthese
Methoden, auf deren Basis in kurzer Zeit große Mengen an Verbindungen hergestellt werden können. Das wird durch eine Maßstabsverkleinerung in Form der Spotsynthese oder durch die Synthese von Substanzgemischen (Bibliotheken) möglich. Siehe auch unter kombinatorische Chemie.

kombinatorische Chemie
Techniken der kombinatorischen Chemie eröffnen die Möglichkeit, verschiedene chemische Bausteine in zahlreichen unterschiedlichen Kombinationen zusammenzusetzen und so gleichzeitig große Mengen verschiedenartiger Substanzen (z.B. fürs Testen auf therapeutische Wirksamkeit in der Pharmaindustrie) zu gewinnen. Die Sammlung der verschiedenen Molekülstrukturen wird als kombinatorische Bibliothek bezeichnet.

komplementär
Basenpaar

Komplementsystem
Dies ist eine Komponente unseres menschlichen Immunsystems. Es umfasst eine Gruppe von Proteinen, die hauptsächlich in der Blutbahn vorliegen. Das Komplementsystem ist maßgeblich beteiligt an der Kontrolle von Entzündungsreaktionen, der Aktivierung von Fresszellen, dem Abbau von Fremdproteinen und auch an der Auflösung von fremden Zellmembranen. Es spielt in der Reaktion des menschlichen Körpers auf Xenotransplantata eine wesentliche Rolle, denn es kann zu der hyperakuten Abstoßung führen.

Konjugation
Natürlicher Vorgang, mit dem bestimmte Bakterien durch "Paarung" (Aneinanderlagern von Spender- und Empfängerzelle) genetische Information (Plasmide) austauschen. Die hierfür benötigten Gene liegen in der Regel auf den Plasmiden.

Krebsmaus
Weltweit bekannt geworden ist die erste Maus, der in den Labors der "Harvard Medical School" ein menschliches Krebsgen eingepflanzt wurde, um den Verlauf der Krankheit und mögliche Therapien am Tiermodell zu testen. Um die Idee des Krankheitsmodells Krebs zu schützen, wurde die Harvard-Maus in den USA patentiert.

L

Ligasen
„Molekulare Kleber“, die die offenen DNA-Stücke nach dem Einführen fremden Erbmaterials wieder zusammenfügen.

Leitstruktur / Lead
(Chemische) Substanz, die an ein Target bindet; quasi die Rohform eines Wirkstoffes.

Lymphokine
Signalstoffe des Immunsystems, die v.a. von T-Lymphozyten nach Kontakt mit ihrem Antigen freigesetzt werden u. die zellvermittelten Immunreaktion wesentlich beeinflussen. Gehören in die Gruppe der Zytokine.

Lymphozyten
Klasse der weißen Blutkörperchen, die in B- und T-Lymphozyten unterteilt werden und bei der Immunantwort des Körpers unterschiedliche Funktionen übernehmen (z.B. produzieren B-Lymphozyten Antikörper).

Lysosom
Die "Abfalleimer" der Zellen, in denen Stoffe abgebaut werden

M

Markergene
„molekulare Aufkleber“; meist handelt es sich um eine Antibiotika-Resistenz, die auf den Vektoren angebracht wird, um das eingeschleuste gen wiederfinden und kontrollieren zu können.

Matrize
in der Molekularbiologie bezeichnet man denjenigen Teil der DNA, von dem die mRNA abgelesen wird, als Matrize.

Meiose
Reife- und Reduktionsteilung bei der Bildung von Keimzellen. Sie besteht aus zwei Schritten: Im ersten Schritt wird der diploide Chromosomensatz halbiert (beim Menschen von 46 auf 23). Die sich anschließende Teilung entspricht dagegen weitgehend einer Mitose. Als Produkte entstehen 4 haploide Keimzellen.

Mendel, Gregor
entdeckt 1865 durch Kreuzungsexperimente mit Erbsen, dass es bei der Vererbung von Eigenschaften auf nachfolgende Generationen Gesetzmäßigkeiten gibt.

Mendelsche Regeln
Gesetzmäßigkeiten bei der Vererbung, die zum ersten Mal von Mendel und später unabhängig voneinander von Correns, Tschermak und de Vries formuliert wurden.
· Uniformitätsgesetz: Alle Individuen der 1. Filialgeneration (F1) aus der Kreuzung reinerbiger Eltern sind unabhängig von der Kreuzungsrichtung unter sich gleich.
· Spaltungsgesetz: In der aus Selbst- oder Geschwisterbefruchtung der F1 entstandenen F2-Generation wird die Faktorenkombination der F1 z.T. wieder aufgespalten, so dass neben F1-gleichen heterozygoten auch wieder elterngleiche homozygote Merkmalsträger in einem bestimmten Zahlenverhältnis auftreten (1:2:1 bzw. 3:1).
· Unabhängigkeits-, Rekombinationsgesetz: In der Nachkommenschaft von Eltern, die sich in mehr als 1 Merkmalspaar unterscheiden, wird jedes Merkmals- bzw. Faktorenpaar unabhängig von den anderen entsprechend dem Spaltungsgesetz verteilt, so dass alle theoretisch möglichen Kombinationen in statistisch bestimmten Zahlenverhältnissen auftreten.
Metabolomics
Aufklärung der Gesamtheit des Stoffwechsels eines Organismus, eines Gewebes oder einer Zelle.

Metaphase
Zweite Phase der Mitose. Die Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an und ihre Chromatiden werden sichtbar.

Miescher, Friedrich
Isoliert 1868 aus den Kernen von Zellen eine Substanz, die er "Nukleinsäure" (die heutige DNA) nennt.

Mitose
Zellteilung, bei der nach vorheriger Verdoppelung der DNA (Replikation) jede Tochterzelle einen vollständigen Chromosomensatz erhält. Die Mitose läuft in vier Phasen ab (Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase) und gewährleistet die äquivalente Verteilung der genetischen Information der DNA auf die beiden Tochterzellen.

Molekularbiologie und Molekulargenetik
Die Molekularbiologie ist ein relativ junger Zweig der Biologie, der sich mit den chemisch-physikalischen Eigenschaften organischer Verbindungen im lebenden Organismus beschäftigt. Die Molekulargenetik ist ein Teilgebiet der Genetik, das sich mit den Zusammenhängen zwischen Vererbung und den chemisch-physikalischen Eigenschaften der Gene beschäftigt.

Monogenetische Erkrankung
basiert auf molekularen „Fehlern“ im Bereich eines einzigen Gens und entsteht unabhängig von Umweltfaktoren.

Monokine
verschiedene Lymphozyten-aktivierende Makrophagenfaktoren sowie einige Wachstumsfaktoren aus der Gruppe der Zytokine.

Monoklonale Antikörper
Ein identischer, sehr spezifischer Antikörper zu Forschungs-, diagnostischen oder therapeutischen Zwecken.

mRNA
= messenger RNA = Boten-RNA: Einzelsträngige Kopie eines Gens, die vom Zellkern zu den Ribosomen wandert und dort in ein Proteinmolekül übersetzt wird (Translation).

Mutation
Jede Veränderung des Erbgutes (z.B. Austausch einer Base; Umstellung einzelner DNA-Abschnitte; Einfügung zusätzlicher Basen; Verlust von Basen oder ganzen DNA-Abschnitten). Mutationen kommen ständig in der Natur vor (z.B. ausgelöst durch UV-Strahlen, natürliche Radioaktivität) und sind die Grundlage der Evolution.

N

NIH-Richtlinien
Von den "National Institutes of Health" (NIH), der amerikanischen Gesundheitsbehörde herausgegebene Richtlinien für das sichere Arbeiten mit rekombinanter DNS.

Nukleinsäuren
DNA und/oder RNA.

Nukleoside
Verbindung von Base mit Zucker

Nukleotide
Bausteine der Nukleinsäuren. Sie setzen sich aus einer Base, einem Zuckerrest und drei Phosphatgruppen zusammen. Bei der DNA- bzw. RNA-Synthese werden Nukleotide miteinander über eine Phosphodiesterbindung verknüpft. Dabei werden zwei Phosphatgruppen abgespalten.

Nukleus
Zellkern

O

Onkogene
Gene, die die Entstehung von Krebs verursachen oder begünstigen können

Organelle
Subzelluläre Partikel, die von einer eigenen Membran umschlossen sind und denen bestimmte Funktionen zugeordnet werden können (z.B. Mitochondrien, Golgi-Apparat, Chloroplasten, Lysosomen). Sie kommen nur bei Eukaryonten vor.

Organismus
a. biologisch: Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren und selbständig, d.h. ohne fremde Hilfe zu existieren (Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen, Tiere einschließlich Mensch)
b. Legaldefinition aus dem Gentechnikgesetz: "Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches Material zu übertragen". Diese Definition erfasst auch Viren und Viroide. Folglich fallen gentechnische Arbeiten mit diesen Partikeln unter die Bestimmungen des Gentechnikgesetzes.

Orphan-Drug Status
Dieser Status kann von staatlichen Gesundheitsbehörden erteilt werden und soll für Unternehmen ein Anreiz sein, Medikamente gegen seltene Krankheiten zu entwickeln; als Anreiz dienen Gebührennachlässe, Erteilung exklusiver Vermarktungsrechte und Steuervorteile

P

Partikelbombe
Anstatt mittels Gen-Taxi eingeschleust zu werden, wird bei dieser Anwendung die DNS auf winzige Gold- oder Wolframkügelchen geladen, und in einer Mikrovorrichtung in die Zellen geschossen.

Pasteur, Louis
Französischer Chemiker und Mikrobiologe (1822-1895). Er konnte als erster zeigen, dass Gärung kein chemischer Prozess ist, sondern immer durch Mikroorganismen hervorgerufen wird.

PCR siehe unter Polymerase-Kettenreaktion

Phage
Viren, die ausschließlich Bakterien befallen. Phagen, mit der vollständigen Bezeichnung Bakteriophagen genannt, sind für die Gentechnik als Gen-Taxi interessant.

Phänotyp
Ist die Summe aller Merkmale eines Individuums, die durch das Zusammenwirken von genetischer Anlge (Genotyp) und Umwelteinflüssen ausgeprägt werden.

Pharmacogenomics
1. Auffinden und Charakterisierung der Korrelationen zwischen der Wirkung von Medikamenten und dem individuellen Genom eines Patienten
2. Forschungszweig, der die Unterschiede von Individuen hinsichtlich der Wirkung von Medikamenten untersucht.

Pharming
siehe unter Gen-Pharming

Physiological Genomics
Aufklärung physiologischer Abläufe in Organismen mittels Genomics

Phytomics
Anwendung leistungsfähiger Biotechnologien wie Genomics und Proteomics zur Optimierung der Qualität von Drogen und Drogenzubereitungen.

Pipeline
Gesamtheit der sich in der Forschung, präklinischer und klinischer Entwicklung befindlichen Produkte.

Plasmid
Kleines ringförmiges Stück DNS bakteriellen Ursprungs, das zur selbständigen Vermehrung innerhalb eines Wirtsorganismus fähig ist. Die meisten gentechnischen Experimente werden an und mit Plasmiden ausgeführt.

Plasmide
Gene für Resistenzfaktoren (z.B. gegen Antibiotika), die den Trägern einen Selektionsvorteil vermitteln. Wenn die Gegenwart eines Plasmides für ein Bakterium keinen Überlebensvorteil bietet, dann verliert es dieses mit der Zeit. Plasmide mit Transfergenen können von einem Bakterium auf ein anderes übertragen werden (Konjugation)

Plasminogen-Aktivator
Enzym (z.B. Gewebe-Plasminogen-Aktivator= tPA, Urokinase), das an der Auflösung von Blutgerinnseln beteiligt ist; wird zur Behandlung von Herzinfarktpatienten eingesetzt.

pluripotenten Zellen
sich Zellen, die zu verschiedenen Vertretern einer bestimmten Klasse von Zellen ausdifferenzieren können. Ein Beispiel sind die Blutstammzellen im Knochenmark, aus denen die verschiedenen Blutzellen, also Erythrocyten, Leukocyten und Plättchen hervorgehen. Die Eigenschaft, einen ganzen Organismus bilden zu können, haben pluripotente Zellen nicht. Siehe auch unter toti- oder omnipotente Zellen.

Polymerase-Kettenreaktion (PCR)
enzymatische Vermehrung von DNS, um aus wenig Probenmaterial in Stunden genügend Material für die genetische Analyse der Nucleinsäuresequenzen zu gewinnen; Anw. z.B. zur Erkennung bestimmter Gendefekte, in der Gerichtsmedizin (Vaterschaftsdiagnostik), in der Virologie (Nachweis von Viren – etwa HIV in Blutkonserven, etc.)

Präimplantationsdiagnostik
Diagnostik an einem in virto befindlichen Embryo vor seinem Transfer in den mütterlichen Organismus.

Präklinik
Labor- und Tierversuche, Bewertung von Sicherheit und biologischer Wirkung

Pränatale Diagnose
Die Möglichkeit, zu einem frühen Zeitpunkt der Schwangerschaft durch gezielte Ultraschalluntersuchungen oder durch eine Amniozentese (Fruchtwasseruntersuchung in der 16. Woche) Informationen über die Entwicklung des Embryo zu erhalten. Bei der Amniozentese werden die kindlichen Zellen aus dem Fruchtwasser untersucht. Erfassbar sind vor allem Chromosomenabberationen wie z.B. das Down-Syndrom durch eine Chromosomenanalyse, Stoffwechseldefekte durch biochemische Enzymanalysen und Neuralrohrdefekte durch die Bestimmung der alpha-Fetoprotein-Konzentration.

Prokaryonten
Einzellige Organismen, die weder Zellkern noch Organelle besitzen (z.B. Bakterien, Grünalgen).

Proteine
Eiweiße, Eiweißstoffe. Proteine sind vorwiegend aus 20 verschiedenen Aminosäuren aufgebaut. Zu den Proteinen zählen u.a.: Enzyme (z.B. DNA-Polymerase), Hormone (z.B. Insulin), Strukturproteine (z.B. Kollagen), Transportproteine (z.B. Hämoglobin), Antikörper (z.B. Immunglobuline), Neurotransmitter (z.B. Stoffe zur Signalübertragung bei Nervenzellen) sowie Rezeptoren (z.B. Lichtrezeptoren im Auge).

Proteinbiosynthese
Zelluläre Synthese von Proteinen; umfasst Transkription und Translation. Ort der Proteinbiosynthese sind die Ribosomen. Mit ihrer Hilfe wird die aus der DNA stammende, in der m-RNA verschlüsselte Information über die Zusammensetzung der Proteine abgelesen und dadurch realisiert, dass sie so festgelegten Aminosäuren in ihrer jeweils spezifischen Reihenfolge (Sequenz) zu Proteinmolekülen verbunden werden. Neben Aminosäuren. Ribosomen und m-RNA ist für den Ablauf dieser Synthese die Anwesenheit von zumindest einer t-RNA für jede der einzubauenden Aminosäuren sowie von ATP und einer Reihe von Enzymen notwendig.

Proteom
die Gesamtheit aller Proteine eines Organismus, Analogie zu Genomics.

Proteomics / Proteomik
Forschungszweig, der sich mit der Beschreibung der Gesamtheit der Proteine und Erforschung der Arbeitsweise der Proteine eines Organismus (eines Gewebes oder einer Zelle) und der Analyse ihrer Funktion und Wechselwirkungen in Zellen beschäftigt; die Gesamtheit aller Proteine eines Organismus nennt man Proteom.

R

Rekombinante Arzneimittel
Rekombinant wird im pharmazeutischen Bereich synonym mit "gentechnisch hergestellt" verwendet.

Rekombination
Vorgang, bei dem DNA neu kombiniert wird. Als natürlicher Prozeß findet Rekombination bei der geschlechtlichen Vermehrung während der Meiose statt. Bei der in vitro Rekombination werden mit Hilfe molekulargenetischer Methoden DNA-Abschnitte unterschiedlicher Herkunft miteinander verknüpft.

Rekombinierte DNS (rekombinante DNA)
DNA-Moleküle, die durch die in vitro Verknüpfung von DNA-Abschnitten unterschiedlicher Herkunft entstanden sind (z.B. Bakterienplasmid mit Virus-DNA oder menschlicher DNA).

Rekombinantes Protein
Protein, das mit Hilfe gentechnischer Methoden beispielsweise in Bakterien hergestellt wird.

Replikation
Verdoppelung der DNA-Doppelhelix vor jeder Zellteilung. Durch die Verdoppelung der Chromosomensatzes wird die Weitergabe des gesamten Materials an die Tochterzellen gewährleistet.

Replikation der RNA
die RNA besteht aus Ketten von Nukleotiden - einzelnen Molekülen aus einem Phosphat, einem Zucker und jeweils einer der vier Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil. Das Besondere: Diese vier Basen ver-binden sich an ihren Außenkanten nach einem festgelegten Muster. Adenin und Uracil docken wechsel-seitig (komplementär) ausschließlich untereinander an, ebenso Guanin und Cytosin. Ein Einzelstrang RNA kann so über seine Basen an einen zweiten Strang andocken, wobei die Basen jeweils komplementär zuein-ander liegen. Wenn der zweite Strang nun einen dritten Strang mit dessen Basen ebenfalls komplementär anzieht, liegt das erste RNA-Molekül wieder in seiner Ausgangsform vor - die Kopie ist perfekt.

Reproduktionsmedizin
Teilbereich der Medizin, befasst sich mit Fortpflanzungsmethoden außerhalb des Körpers (in vitro Fertilisation).

Resistenzgene
Gene, die vor allem bei Bakterien und Hefen auf Plasmiden lokalisiert sind und für Faktoren codieren, die die Zellen gegenüber z.B. Antibiotika und Schwermetallen widerstandsfähig machen. Mikrobiologie und Gentechnik verwenden häufig Antibiotikaresistenzgene als selektive Marker für den Nachweis von Vektoren.

Restriktionsenzyme
= Restriktionsendonukleasen: "DNA-Schere". Enzym, das auf der DNS eine bestimmte Buchstaben-Abfolge erkennt und die DNA dort schneidet.

Retroviren
Virenklasse, die als Erbinformation zwar nur RNA besitzt, daraus aber mit Hilfe der reversen Transkriptase eine DNA-Kopie erstellen kann. In der Gentechnologie sind sie als „Gen-Taxis“ besonders geeignet, weil sie die Fähigkeit haben, ihr Erbgut in einen fremden Organismus einzubauen. Dazu verwendet man speziell „umgebaute“ (nicht mehr pathogene) Retroviren.

Reverse Transkriptase
Virales Enzym, welches den Retroviren ermöglicht, ihr genetisches material, das in Form von einsträngiger RNA vorliegt, in DNA umzuschreiben. Die so gebildete komplementäre DNA wird als cDNA bezeichnet. Dieses Enzym hat auch den Retroviren den Namen gegeben, da bei ihnen der herkömmliche Informationsfluss zwischen Nukleinsäuren und den von ihnen codierten Genprodukten (DNA > RNA) umgekehrt ist.

rezessiv
Ein Gen wird als rezessiv bezeichnet, wenn es erst in reinerbigem Zustand zum Tragen kommt. Das heißt z.B., dass rezessiv vererbte Krankheiten nur dann zum Ausbruch kommen, wenn ein Mensch von Vater und Mutter (also doppelt) das Gen, das für diese Krankheit verantwortlich ist, vererbt bekommen hat. (Siehe auch unter dominant.)

Ribosom
Die "Fabriken" der Zelle, die Proteine produzieren. Die Ribosomen lesen die Gen-Kopie durch und stellen das entsprechende Protein her.

RNA oder RNS
= ribonucleic acid = Ribonukleinsäure: Einzelsträngige Nukleinsäure, der DNA sehr ähnlich. Sie besteht ebenfalls aus einem Zuckerphosphat-Rückgrat sowie einer Abfolge von vier Basen. Allerdings handelt es sich bei dem Zuckermolekül um Ribose und anstelle von Thymin enthält die RNA die Base Uracil.
· m-RNA - Messenger- oder Boten-RNA: „Kopie“ des DNA-Abschnittes; bringt die DNA-Informationen zum Ribosom, dem Ort der Proteinbio-Synthese
· t-RNA – Transfer-RNA: sorgt für den korrekten Einbau einer Aminosäure in eine wachsende Polypeptidkette.

S

Schiege
Ein Mischwesen aus Schaf und Ziege, dessen Genom eine Mischung aus Schaf- und Ziegen-DNA darstellt. Siehe auch Chimäre.

Schutzgene
Tumorsuppressorgene

Screening
Automatisierte, parallele oder serielle Analyse von Substanzen zur Prüfung ihrer Eignung als Arzneimittel. Bis Anfang der 90er Jahre erfolgte die Suche nach neuen, zur Entwicklung von Medikamenten geeigneten Wirkstoffen, primär "von Hand", d.h.Forscher untersuchten jede Testverbindung einzeln. Dies war ein äußerst arbeitsintensives und zeitaufwendiges Verfahren, das viele Monate oder sogar Jahre dauern konnte. Siehe auch unter High Throughput Screening (HTS).

Sequenz
Abfolge von Basen (Nukleinsäuren) oder Aminosäuren.

Sequenzierung
a. DNA-Sequenzierung: Methode zur Entschlüsselung der Erbinformation durch Ermittlung der Basenabfolge.
b. Protein-Sequenzierung: Methode zur Ermittlung der Aminosäurenabfolge.

Sichelzellenanämie
Ererbte Anämie, tritt in bestimmten Gebieten Afrikas auf, gekennzeichnet durch Sichelform der roten Blutkörperchen. Ursache ist eine Mutation im Gen für den Blutfarbstoff Hämoglobin.

Somatische Gentherapie
Gentheraie, die auf Körperzellen abzielt, die nichts mit Reproduktion oder Vererbung zu tun haben. Das Ziel ist, fehlende oder veränderte Gene durch intakte Gene zu ersetzen.

Somatische Zellen
Sämtliche Körperzellen mit Ausnahme der Keimzellen.

Spenderorganismus
Organismus, aus dem die übertragene DNA ursprünglich stammt.

Spezifität (eines Wirkstoffes)
Ein spezifischer Wirkstoff bindet ausschließlich an das Target, gegen das er entwickelt wurde.

Stammzelle
Zelle mit der Fähigkeit, sich selbst unendlich oft zu teilen und sich in andere Zellen zu entwickeln (differenzieren). Damit sind Stammzellen noch nicht ausdifferenzierte Zelle eines Embryos, Fetus oder geborenen Menschen, die Teilungs- und Entwicklungsfähigkeit besitzt. Aus totipotenten embryonalen Stammzellen kann ein ganzer Mensch entstehen, aus pluripotenten Stammzellen entwickeln sich die verschiedenen Gewebetypen, und bei den organspezifischen Stammzellen des erwachsenen Menschen ist die Differenzierungspotenz eingeschränkt.

Stammzelltherapie
Gentherapie gegen genetisch bedingte Erkrankungen der Stammzellen im Knochenmark, die für die Blutbildung verantwortlich sind. Retroviren werden bei dieser Form der Gentherapie als Gen-Taxi benutzt, um die korrekte Genkopie in die Stammzellen einzubringen. Von einer erfolgreichen Reparatur profitieren alle aus den Stammzellen hervorgehenden Tochterzellen. Dieser Ansatz ist einer Knochenmarktransplantation sehr ähnlich und führt, wie diese, im Erfolgsfall zu einer dauerhaften Heilung. Bisherige Studienresultate haben gezeigt, dass via Gentherapie an frühen Vorläuferzellen tatsächlich Fehlerkorrekturen im gesamten blutbildenden System möglich sind. Eine routinemäßige Stammzelltherapie stößt immer noch auf eine Reihe von Problemen, die erst noch gelöst werden müssen.

Stoppcodon
Drei der 64 Codons (UAG, UAA, und UGA) führen zum Kettenabbruch bei der Proteinbiosynthese und signalisieren somit das Ende des Synthesevorgangs.

T

Target
Wirkort, über den Wirkstoffe in Medikamenten ihre Wirkung entfalten.

Technikfolgenabschätzung
Methodisches Verfahren zur Analyse und Bewertung von möglichen Auswirkungen einer Technikanwendung.

Telomere
DNA-Stücke, die an den Enden der Chromosomen sitzen („Kappen“) und keine Erbinformation enthalten, verkürzen sich bei jeder Zellteilung. Eine normale Zelle verträgt rund 2.000 Zellteilungen, sind alle Telomere aufgebraucht, stirbt die Zelle. Der Zelltod (Apoptose) soll den Körper vor Schäden durch dysfunktional gewordene Zellen bewahren. In Krebs- und Geschlechtszellen wurde beobachtet, dass mit Hilfe des Enzyms Telomerase verkürzte Telomere wieder aufgebaut werden. Gelänge es nun, Telomere in allen Zellen zu verlängern, könnte der Zelltod sehr lange aufgeschoben werden.

Thymin
Bestandteil (Base) der Nukleinsäuren, Pyrimidin-Abkömmling, Abkürzung: T.

Toti- oder omnipotente Zellen
sind embryonale, vollkommen undifferenzierte Zellen, die die Eigenschaft der befruchteten Eizelle (Zygote) beibehalten haben, sich zu einem kompletten Organismus entwickeln zu können. Beispiel: Zellen aus dem Zweizellstadium (Blastomerenstadium) von Amphibien, sogenannte Blastomerenzellen. Bei vielen Arten ist jedoch nur die Zygote totipotent. Siehe auch unter pluripotent.

Toxicogenomics
Forschungszweig, der Genomics und Toxikologie vereint: Das Ziel ist die Aufklärung der molekularen Wirkung von Toxinen durch die Untersuchung des Expressionsprofils der exponierten Gewebe oder Organismen.

Transduktion
Phagen (Bakteriophage), die eine Bakterienzelle infiziert haben, sind in der Lage, Teile der Bakterien-DNA von einem Bakterium auf ein anderes zu übertragen. Dieses DNA-Teilstück kann über Rekombination in das Chromosom des neuinfizierten Bakteriums integriert werden. Die Gentechnik macht sich diesen natürlichen Vorgang zunutze, um fremde DNA mit Hilfe von Phagen in Bakterien einzuschleusen.

Transfektion
Bezeichnung von Verfahren zum Einschleusen fremder DNA in eukaryontische Zellen.

Transformation
Natürliche Fähigkeit mancher Bakterienarten, freie DNA aus der Umgebung durch ihre Zellwand hindurch aufzunehmen. In der Gentechnik wird die Transformation häufig dazu benutzt, um rekombinante Plasmide z.B. in E.coli einzuschleusen. Hierbei handelt es sich um eine modifizierte Form der natürlichen Transformation.

Transgene Organismen
Organismen (Mikroorganismen, Tiere, Pflanzen), denen mit Hilfe gentechnischer Methoden ein fremdes Gen eingeführt worden ist, das von Generation zu Generation weitervererbt wird. Transgene Organismen sind somit gentechnisch veränderte Organismen.

Transkriptase
Synonym für RNA_Polymerasen: Enzyme, die RNA synthetisieren. Sie benutzen dabei DNA als Matrize, sodass die gebildete RNA komplementär zu einem DNA-Strang ist. So verknüpft die Transkriptase beim Vorgang der Transkription die in die richtige Position gebrachten Nukleosidtriphosphate unter Abspaltung von Pyrophasphat zu RNA.

Transkription
Das Überschreiben der DNS Form eines Gens in Boten-RNS (Messenger-RNS). (=Umschreibung von DNA in RNA).

Translation
Prozess, bei dem die Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz des Proteins übersetzt (translatiert) wird. Dieser Vorgang findet an den Ribosomen statt. Nach der Vorlage eines einzigen mRNA-Moleküls können zahlreiche Proteinmoleküle synthetisiert werden.

Translokation
Verlagerung eines Chromosomenbruchstückes in ein anderes Chromosom (wobei es seine Eigenschaften verändert).

Transplantation
Übertragung von lebenden Zellen (Bluttransfusion), Gewebe (Hauttransplantation) oder ganzen Organen (Herz, Niere, Leber). Das größte Problem bei einer Transplantation in einen anderen Organismus ist die Abwehrreaktion des Körpers auf das Transplantat.

Tumorsupressorgene
Eine Gruppe von Genen, die normalerweise die Teilung der Zellen unterdrückt. Wenn ihnen diese Fähigkeit, z.B. als Folge einer Mutation, verloren geht, so vermehrt sich die Zelle unkontrolliert und ein Tumor entsteht. Im Gegensatz zu den zellulären Onkogenen, bei denen schon die Störung einer Hälfte genügt, um sie außer Funktion zu setzen, sind die Tumorsupressorgene besonders potent und verlieren ihre Funktion erst, wenn beide Teile eines Gens zerstört werden. Gerade diese besonderen Fähigkeiten machen diese Gene im Kampf gegen Krebs besonders interessant für die Genforschung.

U

Ultra-High-Throughput-Screening (UHTS)
Weiterentwicklung des HTS. Bei Einsatz entsprechender Testverfahren sollen damit Durchsätze von 100.000 Proben am Tag erreicht werden.

Uracil
Bestandteil (Base) der Nukleinsäuren, Pyrimidin-Abkömmling, Abkürzung: U. Ersetzt in RNA-Molekülen die Base Thymin.

V

Vektor
molekulares Transportmittel („Gen-Taxi“) für DNA-Abschnitte oder Gene, die in andere Zellen gebracht werden sollen.
Vehikel, das sich in einer Zelle autonom replizieren kann (Replikation) und mit dessen Hilfe Fremd-DNA in eine Zelle eingeschleust wird. Vektoren (Plasmid, Phage oder Virus) sind wichtige Werkzeuge der Gentechnik zum Klonieren rekombinanter DNA.

Viroid
Infektiöse RNA-Moleküle, die keine Proteinhülle besitzen; rufen bestimmte Pflanzenerkrankungen hervor

Virus
Infektiöses Partikel (keine Zelle!), das aus einer Proteinhülle und einem Genom (DNA oder RNA) besteht. Um sich vermehren zu können, ist es vollständig auf die Stoffwechselleistungen lebender Zellen von sog. Wirtsorganismen angewiesen (z.B. Bakterien für Phagen, Leberzellen für Hapatitis A-Viren). Im Gentechnikgesetz fallen Viren trotzdem unter den Begriff "Organismus".

W

Wachstumsfaktoren
sind multifunktionale Botenstoffe, die die Kommunikation zwischen Zellsystemen regeln und Aufträge für die Vermehrung einer Zellart geben. Sie gehören wie die Interleukine, Lymphokine oder Monokine zur Gruppe der Zytokine.

Westernblot (Immunoblot) siehe unter „Blotting“

Wirtszelle
Biologie: Zelle mit einem Parasiten im Zellinneren (Beispiel: Hepatitis-Virus in der Leberzelle)
Gentechnik: Zellsystem, in dem eingeschleuste Fremd-DNS sich stabil integrieren und in Protein übersetzt werden kann. (Beispiel: E.coli als Wirtszelle für die Gewinnung von menschlichem Interferon, Hefe als Wirtszelle für den Impfstoff gegen Hepatitis B.)

X

Xenobiotika
sind chemische Stoffe, die normalerweise in Lebewesen nicht vorkommen. Die meisten Arzneimittel sind Xenobiotika; weitere Beispiele umfassen natürliche und synthetische Substanzen wie bestimmte Nahrungsbestandteile ohne nutritiven Wert sowie Umweltgifte verschiedener Art.

Xenotransplantation
Verpflanzung tierischer Spenderorgane in menschliche Körper.

Y

YAC
Yeast Artificial Chromosome: künstliches Hefechromosom. YAC ist ein künstlich hergestellter Vektor.

Z

Zellkern
Membranumschlossenes Kompartiment eukaryontischer Zellen (s.u. Eukaryonten), in dem die Chromosomen lokalisiert sind.

Zentromer
Ist die verengte Stelle eines Chromosoms, an der sich während der Zellteilung die Spindelfasern anheften.

Zygote
Befruchtete Eizelle.

Zytokine
Klasse von Proteinen, die gewöhnlich in bestimmten weißen Blutkörperchen gebildet werden und als Botenstoffe mit zellregulierenden Funktionen in zellulären Reaktionen wirken. Je nach Produktionsort werden Zytokine als Lymphokine, Monokine, Interleukine oder Interferone bezeichnet.