Biochemische Genetik, Softcover reprint of the original 1st ed. 1968 Eine Einführung unter besonderer Berücksichtigung höherer Pflanzen

Die Biochemische Genetik und hier vor allem die Molekulare Genetik hat wesent­ lichen Anteil an der rapiden Entwicklung der Biologie in den letzten J ahren. Die Grunddaten der Molekularen Genetik wurden an Viren und Mikroorganismen er­ mittelt. Nach wie vor sind Viren und Mikroorganismen in dieser Hinsicht uberaus lohnende Studienobjekte. Dariiber hinaus macht sich aber zunehmend die Tendenz bemerkbar, zu uberprufen, inwieweit die an niederen Organisationsstufen des Lebendigen erarbeiteten Daten auch fur hOhere Organismen zutreffend sind, und herauszufinden, mit welchen Variant en und neuen Erscheinungen hohere Pflanzen und Tiere aufzuwarlen haben. Bucher zur Biochemischen Genetik von Viren, Mikroorganismen und in ge­ ringerem MaB tierischen Objekten stehen nicht nur im auslandischen, sondem seit einigen Jahren auch im deutschen Sprachbereich zur Verfugung. Dagegen fehlt im Schrifttum des In-und Auslandes ein Werk, das die Biochemische Genetik hOherer Pflanzen zum Gegenstand hat. Diese Lucke versucht das vorliegende Buch zu schlieBen. Es wendet sich dabei in erster Linie an diejenigen, die in Zukunft die Forschung zu tragen haben, an unsere Studenten. Vorausgesetzt werden Kennt­ nisse in Allgemeiner Botanik, Genetik und Chemie, die in den ersten Studien­ semestem, in selteneren Fallen vielleicht schon auf der hOheren Schule erworben werden konnen. Daruber hinaus mag aber auch der interessierte Wissenschaftler dem Buch entnehmen, welchen Stand die Biochemische Genetik hOherer Pflanzen gegenwarlig erreicht hat.

1. Teil Gene und chemische Merkmale.- A. Methodik: Aufklärung von Biosynthese-Wegen.- I. Primäre und sekundäre, essentielle und nicht essentielle Stoffe.- II. Isotopenversuchein vivo.- 1. „Strukturanalyse”.- 2. Bausteinanalyse.- 3. Vorstufe und Zwischenstufe, Haupt- und Nebenweg.- III. Mutanten und die Aufklärung von Biosynthese-Wegen.- 1. Experimentell zugängliche Mutanten bei Mikroorganismen und höheren Pflanzen.- 2. Lokalisierung des genetischen Blocks.- a) Zufuhr von Intermediärstoffen hinter dem genetischen Block: Normalisierungsversuche.- b) Anhäufung von Zwischenstufen vor dem genetischen Block.- IV. Versuche im zellfreien System.- B. Genwirkungen in Biosynthese-Wegen.- I. Essentielle Metaboliten und Chlorophyll-Mutanten.- 1. Chlorophyll-Mutanten.- 2. Selektionstechnik.- 3. Genetisch bedingte Blockierungen der Synthese essentieller Metaboliten bei Chlorophyll-Mutanten.- a) Thiamin-pyrophosphat.- b) Chlorophylle.- c) Aminosäuren.- d) Eisen und Chelatbildung.- II. Stärke.- 1. Chemische Konstitution.- 2. Biosynthese.- 3. Genetik.- III. Fettsäuren.- 1. Chemische Konstitution.- 2. Biosynthese.- 3. Genetik.- IV. Terpenoide.- 1. Chemische Konstitution.- 2. Biosynthese.- 3. Genetik.- a) Monoterpene.- b) Diterpene (Gibberelline).- c) Triterpene (Gossypol, Cucurbitacine).- d) Tetraterpene (Carotinoide).- e) Polyterpene (Kautschuk).- V. Phenole und Phenolderivate.- 1. Chemische Konstitution.- 2. Biosynthese.- 3. Genetik.- a) Zimtsäuren.- b) Arbutin und Phloridzin.- c) Cumarine.- d) Lignin.- e) Flavan-Derivate, insbesondere Anthocyane.- VI. Alkaloide.- 1. Lupinen-Alkaloide.- 2. Morphin-Alkaloide.- C. Die Ein-Gen-Ein-Enzym-Hypothese und ihre Modifikationen.- I. Die Ein-Gen-Ein-Enzym-Hypothese.- II. Methodik.- 1. Serologische Methoden.- 2. Zonenelektrophorese.- 3. Immunoelektrophorese.- III. Ein-Gen-Ein-Enzym.- 1. Linamarase.- 2. „Direkte” Oxydasen.- a) Chemie und Funktion.- b) Genetik.- IV. Ein- Gen-Ein- Protein.- 1. Die Genetik der Reserveproteine des Maises.- 2. Immunogenetische Untersuchungen zur Selbstincompatibilität.- a) Die Selbstincompatibilität.- b) Die Immunitätstheorie.- c) Die Dimer-Hypothese.- d) Immunogenetische Untersuchungen.- V. Ein- Gen-Ein- Polypeptid.- 1. Multiple Formen von Enzymen (Isozyme).- 2. Genetik und Isozyme.- a) Steuerung durch verschiedene Gen-Loci.- b) Steuerung durch verschiedene Allele eines Gen-Locus.- 2. Teil Nucleinsäuren als Träger genetischer Informationen.- A. Chemische Konstitution der Nucleinsäuren.- B. DNS und RNS als Träger genetischer Informationen bei Viren und Bakterien.- C. DNS als Träger genetischer Informationen bei höheren Pflanzen.- I. Die autokatalytische Funktion der DNS: Reduplikation.- 1. Der Mechanismus der DNS-Reduplikation bei Mikroorganismen und Tieren.- 2. Der Mechanismus der DNS-Reduplikation bei höheren Pflanzen.- a) Veränderungen der Chromosomenzahl und Veränderungen des DNS-Gehaltes.- b) Semikonservative DNS-Reduplikation in höheren Pflanzen.- c) Hypothesen zum Feinbau der Chromosomen.- II. Die heterokatalytische Funktion der DNS: Transskription und Translation.- 1. Transskription und Translation bei Mikroorganismen und Tieren.- a)Transskription.- b)Translation.- c)Der genetische Code.- 2. Transskription und Translation bei höheren Pflanzen.- a)Selektive Hemmungen mit Antimetaboliten.- b)Selektive Hemmung der Blütenbildung und m-RNS.- c)Versuche zum direkten Nachweis von m-RNSin vivo.- d)RNS- und Protein-Synthese im zellfreien System.- dl. Die Komponenten des Systems der Transskription und Translation in höheren Pflanzen.- d2. Die Funktion der Komponenten: Transskription und Translation im zellfreien System.- III. Piastiden als Träger extrachromosomaler Erbfaktoren.- 1. Extrachromosomale Vererbung.- 2. Piastiden (Chloroplasten) als Träger extrachromosomaler Erbfaktoren.- 3. Cooperation zwischen Genom und Plasmon, speziell Piastom.- 3. Teil Die Regulation der Gen-Aktivität.- A. Différentielle Gen-Aktivität.- I. Veränderungen der genetischen Konstitution während der Individualentwicklung.- 1. Somatische Mutationen einzelner chromosomaler Erbfaktoren.- 2. Erbungleiche Mitosen.- 3. Polyploidie.- 4. Totipotenz.- II. Différentielle Gen-Aktivität bei Dipteren.- 1. Definitionen.- 2. Gewebe- und Stadien-spezifische Puffmuster auf Riesenchromosomen.- 3. Puffs als Orte primärer Genaktivität.- III. Différentielle Genaktivität bei höheren Pflanzen.- 1. Nachweis einer differentiellen Genaktivität bei der Induktion der Anthocy an-Synthese.- 2. Différentielle Synthese vom m-RN S.- 3. Différentielle Synthese von Proteinen.- a) Différentielle Protein-Muster.- b) Différentielle Isozym-Muster.- c) De novo-Synthese von Enzymen während der Entwicklung.- 4. Aktivitätszustände von Genen.- B. Regulation der Gen-Aktivität.- I. Möglichkeiten der Regulation von St off Wechselprozessen.- II. Die intracelluläre Regulation von Stoff Wechselprozessen.- a) Regulation der Genaktivität: Regulation der Transskription nach dem Jacob-Monod-Modell.- b) Regulation der Enzym-Aktivität.- c) Vergleich der intrazellulären Regulations-Mechanismen; konstitutive Enzyme.- III. Induktion und Repression bei höheren Pflanzen.- 1. Induktion.- 2. Repression.- IV. Regulation der Enzym-Aktivität bei höheren Pflanzen.- V. Wirkungsmechanismus tierischer Hormone: Ecdyson und primäre Genaktivität.- 1. Das Häutungs-Hormon Ecdyson.- 2. Ecdyson und Puffbildung.- 3. Ecdyson, Synthese von m-RN S und Enzym-Induktion.- 4. Hormone als Effektoren bei der Enzym-Induktion.- VI. Phytohormone und andere Regulatoren als Effektoren bei Induktion und Repression.- 1. Phytohormone.- 2. Phytohormone und Abscissin II: Effektoren bei Induktion und Repression?.- a) Gibberellinsäure.- b) IE S.- c) Phytokinine.- d) Abscissin II (Dormin).- VII. Histone und Heterochromatin.- 1. Histone und Gen-Inaktivierung.- a) Repression durch Histone im zellfreien System.- b) Histon-Muster während der Entwicklung.- c) RNS-Histon-Komplexe als Repressoren?.- 2. Heterochromatin und Gen-Inaktivierung.- a) Regulation auf dem Niveau des Gens und auf dem des Chromosoms.- b) Heterochromatin.- c) Gene auf dem Heterochromatin.- d) Heterochromatin und Gen-Inaktivierung.- VIII. Genetische Befunde an höheren Pflanzen und Jacob-Monod-Modell.- 1. Operon?.- 2. Kontrollelemente bei Zea mays: Regulator- und Operator-Gene ?.- IX. Außenfaktoren und Gen-Aktivität: das Phytochromsystem.- 1. Äußere und innere Faktoren.- 2. Phytochrom-abhängige Photomorphosen.- 3. Phytochromsystem und différentielle Gen-Aktivierung.- a) Différentielle Gen-Aktivierung bei der Phytochrom-induzier-ten Anthocyan-Synthese.- b) Hypothesen zum Mechanismus der Phytochrom-induzierten Gen-Aktivierungen bzw. -Inaktivierungen.- Autorenverzeichnis.- Verzeichnis der Familien, Gattungen und Arten.