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E-Book

Kurzlehrbuch Biologie

AutorGerd Poeggel
VerlagGeorg Thieme Verlag KG
Erscheinungsjahr2013
Seitenanzahl196 Seiten
ISBN9783131765031
FormatePUB
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis27,99 EUR
Von der Zelle zum Mensch! Mit dem Kurzlehrbuch Biologie bekommst Du: - Das gesamte prüfungsrelevante Wissen für das Fach Biologie: Bereite Dich sinnvoll auf Semesterprüfungen und Dein Examen vor. - Eine klare Gliederung und übersichtliche Aufbereitung des Fachs Biologie: Strukturiere Deinen Lernplan, wie Du möchtest. - Abbildungen: Betrachte genau wie das Gelernte tatsächlich aussieht. - Tabellen: Schau Dir alle Fakten auf einen Blick an. - Klinische Bezüge: Lerne die Themen kennen, die Dir später auch in der Klinik wieder begegnen.

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Leseprobe

1 Einleitung


1.1 Klinischer Fall


Leben im Dunkeln

Chronische Lichtschäden bei einer Xeroderma pigmentosum: Die Haut ist trocken, schuppig, teilweise über-, teilweise unterpigmentiert. Es treten multiple Hauttumoren auf, häufig bleiben - auch von Operationen - Narben zurück.

(aus Moll I. Duale Reihe Dermatologie. Thieme 2010)

Kernstück jeder Zelle des Körpers ist die DNA, der Träger der genetischen Information. Dieser Bauplan des menschlichen Lebens wird immer wieder abgeschrieben, kopiert und vervielfältigt – und muss auch repariert werden. Doch bei manchen Menschen ist dieser Reparaturmechanismus defekt. An einer solchen Krankheit – Xeroderma pigmentosum – leidet auch Lilian.

In ihrem ersten Lebensjahr war Lilian ein ganz normales Baby, doch kurz nach ihrem ersten Geburtstag, wird plötzlich alles anders: Es ist der erste schöne Frühsommertag und Lilians Mutter macht mit ihrer Jüngsten einen längeren Spaziergang. Doch sobald ein Lichtstrahl in den Kinderwagen fällt, beginnt Lilian zu weinen. Am Abend ist die Haut im Gesicht gerötet. Lilians Mutter macht sich Vorwürfe, dass sie keine Sonnencreme verwendet hat. Sie kauft eine Creme mit besonders hohem Lichtschutzfaktor und achtet darauf, dass Lilian nicht zu lange in der prallen Sonne ist. Doch als der Hochsommer beginnt, ist Lilians Haut permanent gerötet. Am liebsten verkriecht sich die Kleine unter dem Sofa, im Garten spielt sie nur ungern.

Gestörter Reparaturmechanismus

Schließlich sucht die Mutter mit Lilian einen Hautarzt auf. Dieser untersucht Lilian gründlich und erklärt, Lilian leide möglicherweise an einer extremen Lichtempfindlichkeit. Zur genaueren Diagnose überweist er das Mädchen in die Uniklinik. Nach einigen Spezialuntersuchungen steht fest: Lilian leidet an Xeroderma pigmentosum, einer Erbkrankheit, bei der der Reparaturmechanismus der DNA defekt ist. Sonnenbestrahlung, so erklären die Ärzte den Eltern, führe zu molekularbiologischen Veränderungen an der DNA. Normalerweise verfüge die Zelle über Reparaturmechanismen, die diese Mutationen beheben. Bei Lilian sei dies nicht der Fall. Deshalb könne es an der Haut zu Pigmentstörungen und Hautveränderungen – ja sogar zu gefährlichen Hauttumoren kommen. Lilian solle Licht so weit wie möglich meiden.

Leben im Dunkeln

Licht meiden? In Lilians Zuhause sind die Rollläden nun den ganzen Tag heruntergelassen. Nach Einbruch der Dunkelheit geht der Vater mit der Tochter auf den Spielplatz. Die Nacht wird zum Tag gemacht: Erst gegen drei Uhr nachts bringen die Eltern die Kleine ins Bett. Wenn sie am Nachmittag erwacht, muss sie im abgedunkelten Zimmer spielen. Nach zwei Jahren sind die Eltern mit ihren Nerven am Ende. Wie soll Lilian je ein normales Leben führen? Mit Hilfe eines engagierten Hautarztes aus der Uniklinik finden sich Lösungen: Die Fensterscheiben zu Hause und im Auto werden mit UV-Folie abgedunkelt. Draußen muss Lilian stets vollständig bekleidet sein – auch Handschuhe gehören dazu. Und vor dem Gesicht trägt sie einen speziellen Plastikschutzschild, der ebenfalls mit UV-Folie verkleidet ist.

Berufswunsch: Höhlenforscherin

Mit sechs Jahren wird Lilian eingeschult. Sie selbst hat sich längst an ihre Montur gewöhnt, und die Klassenkameraden finden Lilians Helm richtig „cool“. Nur die Sommertage sind eine Qual: T-Shirts und kurze Hosen sind für das Mädchen tabu und von einem Besuch im Freibad kann sie nur träumen. Alle drei Monate besucht Lilian eine Spezialsprechstunde in der Uni-Hautklinik. Dort wird sie gründlich untersucht – bisher sind noch keine Hauttumoren aufgetreten. Lilians Mutter fragt regelmäßig, ob man die Krankheit inzwischen heilen könne. Doch die Ärzte machen ihr wenig Hoffnung. Eine Heilung der genetischen Erkrankung ist nicht möglich. Vielleicht können die fehlenden DNA-Reparaturenzyme eines Tages durch Cremes auf die Haut aufgetragen werden. Lilian selbst macht sich über ihre Zukunft noch wenig Gedanken. Nur einen Berufswunsch hat sie schon, der mit ihrer Erkrankung vereinbar ist: Höhlenforscherin.

1.2 Überblick


Die Biologie ist die Wissenschaft vom Leben und den Lebewesen. Sie erforscht die Gesetzmäßigkeiten lebender Systeme, den Ursprung, die Entwicklung, die Eigenschaften und die Vielfalt der Lebensformen. Dabei ist es ganz natürlich, dass eine enge Beziehung zur Medizin besteht, die Leben bewahren und eine hohe Lebensqualität bis ins hohe Alter ermöglichen soll. Während der Biologe noch vor ca. 150 Jahren mehr beschreibend und ordnend versuchte seine Umwelt zu erfassen, dringt er heute, gemeinsam mit Medizinern, in molekulare Dimensionen vor.

Dieses Buch soll den Medizinstudenten in die Lage versetzen, grundlegende Lebensprozesse zu verstehen. Im ersten Abschnitt dieses Buches werden die molekularen Grundlagen des Lebens, die charakteristische stoffliche Zusammensetzung, abgehandelt, da sie die Voraussetzung für das Verständnis aller nachfolgenden Kapitel (Zellbiologie, Genetik, Mikrobiologie, Evolution und Parasitismus) bilden.

1.3 Kennzeichen des Lebens


Wenn man sich mit den Grundlagen des Lebens beschäftigt, muss man zwangsläufig die Frage beantworten, was Leben eigentlich ist.

  • Leben ist an Zellen gebunden. Nach der Erfindung des Mikroskops konnten Schleiden und Schwann 1839 die Zelle als die kleinste Funktionseinheit von Geweben und Organen erkennen. Virchow konnte 1855 zeigen, dass jede Zelle durch Zellteilung entsteht. Es gibt zwei unterschiedliche Typen von Zellen: prokaryontische (▶ Abb. 1.1) und eukaryontische Zellen (▶ Abb. 1.2).

  • Lebende Systeme verfügen über eine hohe strukturelle und funktionelle Komplexität.

  • Lebende Systeme haben eine charakteristische stoffliche Zusammensetzung (komplexe Makromoleküle wie Proteine, Lipide, Nukleinsäuren, Zucker)

  • Lebende Systeme haben einen autonomen Stoff- und Energiewechsel. Sie können viele Prozesse innerhalb bestimmter Grenzen unabhängig von den Umweltbedingungen regeln (z. B. Temperatur, Zellstoffwechsel). Diese Unabhängigkeit ist jedoch relativ, Stoff- und Energiewechsel stehen in einem dynamischen Fließgleichgewicht mit der Umwelt.

  • Lebende Systeme haben einen Bau- und Funktionsplan. Dieser ist in der DNA gespeichert und wird über Transkription und Translation realisiert.

  • Lebende Systeme können sich vermehren, wobei die Information über den Bau- und Funktionsplan an die Nachfolgegeneration weitergegeben wird.

  • Lebende Systeme entwickeln sich, sie durchlaufen eine Individualentwicklung (Ontogenese). Beim Menschen entwickelt sich aus einer diploiden Zelle (Zygote) ein komplexer Organismus, der aus ca. 1013–1019 Zellen besteht. Neben dieser Individualentwicklung findet ein Optimierungsprozess über lange Zeiträume, die Stammesentwicklung (Phylogenese) statt.

  • Lebende Systeme sind reizbar, sie reagieren auf chemische (Transmitter, Hormone, Pheromone) und physikalische ...

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