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Die fett markierten Fachbegriffe in den Erklärungstexten verweisen auf weitere Erläuterungen unter dem betreffenden Stichwort.
Adenin
Eine der vier Basen. Adenin bildet mit Thymin ein Basenpaar.
Aminosäuren
Bausteine der Proteine. Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die Proteine aufbauen. Die Zusammensetzung der Aminosäuren bestimmt den Charakter des Proteins. Der menschliche Körper stellt nicht alle 20 Aminosäuren selber her. Die essentiell genannten Aminosäuren - zum Beispiel Leucin, Lysin und Valin - müssen mit der Nahrung aufgenommen werden.
Bakterien
Unsichtbare, einzellige Lebewesen. Da ihre Erbsubstanz nicht in einem Zellkern verpackt und damit von der übrigen Zelle getrennt ist, gehören Bakterien zu der Gruppe der Prokaryonten. Lebewesen mit Zellkern werden Eukaryonten genannt. Die meisten Bakterien sind sehr nützliche Lebewesen (z.B. Vitaminbildner im Darm). Da sich Bakterien ungeheuer schnell vermehren und ihre Erbsubstanz einfacher zu untersuchen ist, als bei Pflanzen und Tieren, sind sie in der Gentechnologie als Versuchsorganismen äusserst beliebt.
Bakteriophage
Auch Phage genannter Bakterienfresser: Virus, das Bakterien befällt. Wird in gentechnisch veränderter Form oft zur Klonierung von Genen benutzt.
Basen
Bestandteil der Nukleotide.Die DNA enthält die vier Basen Adenin (A), Thymin (T), Cystosin (C) und Guanin (G). Auf der Doppelhelix der DNA paart sich Adenin mit Thymin und Cytosin mit Guanin. Die genaue Abfolge (Sequenz) der Basen ist der Code, der die genetische Information enthält.
Biotechnologie
Nutzt die natürlichen Vorgänge und Leistungen lebender Organismen (Bakterien, Pilze, tierische und menschliche Zellen etc.), um Produkte herzustellen oder Stoffe umzuwandeln. Anwendungsbereiche: Käse, Wein- und Bierherstellung, Produktion von Medikamenten, Abwasserreinigung in Kläranlagen. Gentechnologie ist ein Fachgebiet der Biotechnologie.
Chromosomen
Fadenförmiges Molekül, das aus DNA und Proteinen besteht. Der Mensch hat neben den Geschlechtschromosomenpaar XX (Frau) und XY (Mann) 22 Chromosomenpaare, die je zur Hälfte von Mutter und Vater stammen.
Code
Ubersetzungsschlüssel, der zwischen der Nukleinsäure-Schrift und der Aminosäure-Schrift vermittelt. Die Aufeinanderfolge von drei Basen - Triplett oder Codon genannt - bestimmt eine Aminosäure. Anders ausgedrückt: Diese dreibuchstabigen Worte codieren jeweils eine der 20 Aminosäuren. Aufgrund der potentiellen Kombination der vier Basen sind 64 Codons möglich. Der Code enthält daher auch zahlreiche Synonyme für einzelne Aminosäuren. Ausserdem gibt es ein Codon für den Anfang und drei verschiedene Codons für das Ende eines Gens.
Codon
Drei Basen umfassender Abschnitt der Nukleinsäure, der die Information für eine Aminosäure enthält.
Cytoplasma
Grundflüssigkeit der Zelle, die den Kern und die Zellorganellen umgibt. Im Cytoplasma finden auch zahlreiche Stoffwechselreaktionen statt.
Cytosin
Eine der vier Basen. Cytosin bildet mit Guanin ein Basenpaar.
DNA
Englische Abkürzung für Desoxyribonucleinsäure (DNS). Die DNA trägt die Erbinformation. Sie hat die Form einer Doppelhelix. Die Bausteine der DNA sind die vier verschiedenen Nukleotide.
Enzyme
Spezialisierte Proteine, die als Biokatalysatoren die Stoffwechselreaktionen ermöglichen.
Exon
DNA-Sequenz innerhalb eines Gens, die in Proteinform übersetzt wird. Exon-Sequenzen können von Introns unterbrochen sein, die keine Information enthalten. Im Umschreibeprozess von DNA zu RNA werden die nutzlosen Sequenzen ausgeschnitten, so dass die RNA-Abschrift nur die vollständige Gensequenz für ein bestimmtes Protein enthält.
Eukaryonten
Lebewesen, dessen Zellen einen Kern mit der DNA enthalten. Die Erbinformation ist dadruch vom Cytoplasma getrennt. Tiere, Pflanzen und Pilze sind Eukaryonten.
Gen
Grundeinheit der Vererbung; Bauplan zur Synthese eines bestimmten Proteins.
Genetik
Wissenschaft der Vererbung.
Genexpression
Umsetzung der genetischen Information in eine Genprodukt (meist ein Protein). Der Vorgang: Als erstes wird eine Kopie des Gens in das Cytoplasma der Zelle überführt, wo das Protein nach dem Gen-Bauplan aus Aminosäuren zusammengebaut wird. Diesen Ablese- und Transportvorgang besorgt die Ribonucleinsäure RNA, die in dieser Funktion als Boten-RNA (englisch messenger-RNA) bezeichnet wird.
Gen-Fähren
siehe Vektor.
Genom
Erbgut. Gesamtheit der genetischen Informationen eines Organismus. Das menschliche Genom enthält zwischen 50'000 und 100'000 Gene.
Gen-Scheren
Restriktions-Enzyme (Restriktionsendonucleasen), die den DNA-Doppelstrang an Stellen, die aus einer spezifischen Abfolge von 4 oder 6 genetischen Buchstaben (Basen) bestehen, schneiden. Mit anderen Enzymen (Ligasen) können solche Fragment mit einem DNA-Uberträgermolekül (Bakteriophagen, Plasmide) verbunden werden.
Gentechnologie/Gentechnik
Zusammensetzen von DNA-Segmenten im Reagenzglas, das Einschleusen der neukombinierten DNA in die Wirtszelle sowie das Vermehren dieser DNA in teilungsaktive Zellen (Klon).
Guanin
Eine der vier Basen. Guanin bildet mit Cytosin ein Basenpaar.
HUGO
Abkürzung für Human Genome Organization. Dieses internationale Grossforschungsprojekt hat zum Ziel, alle menschlichen Gene zu entschlüsseln, das heisst die Abfolge der vier Milliarden Basenbuchstaben A, T, G, C (siehe Basen) zu bestimmen. Damit ist jedoch die Funktion der Gene noch nicht entschlüsselt.
Intron
DNA-Sequenz innerhalb eines Gens, die keine Information enthält (siehe Exon).
Klonierung
In der Gentechnik versteht man unter Klonierung: Das Einfügen eines Gens oder einer genetischen Sequenz in einen Vektor (z.B. Plasmid oder Bakteriophage). Der Vektor wird dann in eine Wirtszelle (z.B. Bakterien, Hefen) eingeführt, wo die fremde Erbinformation vermehrt oder das entsprechende Protein produziert wird.
Die andere Bedeutung von Klonierung: die Erzeugung von genetisch identischen Zellen durch die ungeschlechtliche Vermehrung einer Zelle.
Kultur
Wachstum von Mikroorganismen in einer Nährlösung oder auf einem Nährboden.
Ligasen
Klebe-Enzyme (siehe Gen-Scheren)
Mikororganismen
Sammelbegriff für Kleinstlebewesen wie Bakterien, Pilze, tierische Einzeller (Protozoen), Mikroalgen und Viren.
Molekularbiologie
Wissenschaft, die sich mit den Vorgängen in den Zellen auf der Ebene chemisch-organischer Verbindungen (Moleküle) befasst. Das sind beispielsweise die Nukleinsäuren der DNA.
Mutation
Änderung der Erbinformation, die weitervererbt wird.
Nukleinsäuren
Sammelbegriff für die Erbsubstanz DNA und der RNA.
Nukleotid
Die Bausteine der DNA. Ein Nukleotid besteht aus einem Zucker (Desoxyribose), einer Phosphatgruppe und einer der vier Basen Adenin, Guanin, Cytosin oder Thymin.
Plasmide
Kleine, vom Chromosom unabhängige DNA-Ringe in Bakterien. Sie spielen für die Klonierung ein wichtige Rolle.
Prokaryonten
Lebewesen, dessen Zellen keinen echten Zellkern besitzen (Bakterien).
Protein
Eiweiss-Stoff. Proteine bestehen aus Aminosäureketten. Sie sind die universellen Bau- und Betriebsstoffe aller Organismen. Proteine bauen die Zellstruktur auf, dienen dem Transport durch Membranen und wirken als Biokatalysatoren (Enzyme) in Stoffwechselreaktionen. Sie sind an der Nervenleitung und Immunabwehr beteiligt und regeln als Hormone die Gefühle höherer Lebewesen. Kurz: Fast alle Funktionen, die unsere Zellen fit und gesund halten, werden von Proteinen ausgeführt.
Protein-Design
Computergestützter Entwurf neuer, in der Natur nicht vorkommender Proteine. Enzyme erhalten mit gezielter Modifikationen neue Eigenschaften wie Lösungsmittel- und Temperaturstabilität sowie eine effizientere Stoffumwandlung.
Polymerase-Kettenreaktion (PCR)
Verfahren zur zellfreien Vermehrung von DNA.
Resistenz
Unempfindlichkeit, z.B eines Bakteriums gegenüber einem Antibiotikum oder von Insekten gegenüber einem Schädlingsbekämpfungsmittel. Bei Bakterien sitzen die Resistenzgene meistens nicht auf dem Chromosom, sondern auf Plasmid-Ringen. Dies erleichtert es den Bakterien, die Resistenz-Gene untereinander weiterzugeben.
Restriktionsenzym
Spezialisierte Proteine, die die DNA an ganz bestimmten Stellen schneiden können. Sie werden deshalb auch Gen-Scheren genannt und sind wichtige Instrumente der Gentechnologie.
Retrovirus
Einzelsträngige RNA-Viren. Das Retrovirus besitzt das Enzym reverse Transkriptase, dieses nutzt die natürlichen Vorgänge und Leistungen lebender Organismen (Bakterien, Pilze, tierische und menschliche Zellen etc.), um Produkte herzustellen oder Stoffe umzuwandeln. Anwendungsbereiche: Käse, Wein- und Bierherstellung, Produktion von Medikamenten, Abwasserreinigung in Kläranlagen. Gentechnologie ist ein Fachgebiet der Biotechnologien.
RNA
Englische Abkürzung für Ribonucleinsäure (RNS). RNA besteht wie DNA aus den Basen Adenin, Cytosin und Guanin. Anstelle der Base Thymin enthält sie das verwandte Uracil, und Desoxyribose ist durch Ribose ersetzt. Beides sind Zuckerarten, die zusammen mit Phosphatmolekülen die Basen zum DNA- respektive RNA-Strang knüpfen. Als sogenannte Boten-RNA, die eine Art Arbeitskopie der DNA ist, bringt sie die DNA-Information vom Zellkern ins Cytoplasma, wo das dem Gen entsprechende Protein gebildet wird.
Stoffwechsel
Als Stoffwechsel werden alle biochemischen Reaktionen in einer Zelle oder eines Organismus bezeichnet. Dabei wird jeder einzelne Schritt von einem ganz spezifischen Enzym gesteuert.
Synthese
Aufbau chemischer Verbindungen, beispielsweise von Proteinen aus Aminosäuren.
Thymin
Eine der vier Basen. Thymin bildet mit Adenin ein Basenpaar.
Transgen
Ein Organismus (Pflanze, Tier), in dessen Keimzellen mit gentechnischen Methoden artfremdes Erbmaterial eingefügt wurde. Diese neuen Gene geben der Pflanze oder dem Tier eine neue Eigenschaft, die sie an ihre Nachkommen weitergeben. Transgene Tiere sind vor allem in der medizinischen Forschung von Bedeutung.
Uracil
Base, die in der RNA die Base Thymin ersetzt. Uracil bildet mit Adenin in der RNA ein Basenpaar.
Vektor
DNA-Moleküle, die als Empfänger für fremde DNA dienen und sich in einer Zelle vermehren können. Vektoren sind meist Plasmide oder Bakteriophagen. Vektoren sind eigentliche Gen-Fähren: Mit ihrer Hilfe lässt sich fremde DNA in Zellen einführen und dort vermehren.
Viren
Kleinstorganismen, die keinen eigenen Stoffwechsel besitzen und deshalb auf eine Wirtszelle angewiesen sind und sich nur dort vermehren können. Deshalb spricht man den Viren den Status «Leben» ab.