Erläuterungen Biotechnologie

Erläuterungen Biotechnologie

Aminosäuren   [zurück]
Organische Verbindungen, die als charakteristisches Merkmal sowohl eine Aminogruppe als auch eine Carboxylgruppe besitzen. Die 20 sogenannten “natürlichen” Aminosäuren werden an den Ribosomen einer Zelle gemäß dem Bauplan der DNA zusammengehängt und bilden die Proteine.

Antibiotika   [zurück]
Niedermolekulare Substanzen, die hauptsächlich von Mikroorganismen produziert werden und das Wachstum anderer Mikroorganismen hemmen können.

Antigene   [zurück]
Fremdstoffe, die das Immunsystem zur Produktion von Antikörpern anregen.

Antikörper   [zurück]
sind von weißen Blutkörperchen erzeugte Proteine, die zur Abwehr eingedrungener Fremdstoffe dienen.

Antisense-Technik   [zurück]
Kurze RNA-Stücke oder synthetische RNA-Analoga binden spezifisch an die komplementäre Sequenz einer m-RNA und blockieren dadurch die nachfolgende Proteinsynthese. Die Genaktivität ist somit ausgeschaltet.

Bakterien   [zurück]
Einzellige Mikroorganismen ohne Zellkern. Sie eignen sich sehr gut für biotechnologische Produktionsverfahren, da sie in billigen Nährlösungen schnell vermehrt werden können.

Basen   [zurück]
Allg. Gegenspieler von “Säuren”, mit denen sie sich zu “Salzen” neutralisieren. In der Molekulargenetik sind “Basen” die übliche Bezeichnung für die basischen Bestandteile der Nukleotide, den Untereinheiten von DNA und RNA. Die genetische Information wird durch die vier DNA-Basen Adenin (A), Cytosin (C), Thymin (T) und Guanin (G) codiert (s. Struktur der DNA ).

Basenpaar   [zurück]
Die beiden Basen Adenin und Thymin sowie die beiden Basen Cytosin und Guanin bilden in einem DNA-Doppelstrang jeweils Paare aus, die durch schwache Bindungen zusammengehalten werden. Die Summe dieser Bindungen ist für den Zusammenhalt der beiden DNA-Stränge verantwortlich. Etwas mißverständlich wird der Begriff Basenpaar auch für zwei komplementäre Nukleotide gebraucht. Die Aussage, daß die menschliche DNA aus 3 Milliarden Basenpaaren besteht, bedeutet genauer, daß sie aus rund 6 Milliarden Nukleotiden aufgebaut ist.

cDNA   [zurück]
entsteht durch die Synthese von DNA an mRNA, also einem Prozeß, der umgekehrt läuft wie die normalerweise stattfindende Synthese von mRNA an DNA (Transkription). Während die Gene höherer Organismen meist Einschübe (Introns) enthalten, sind diese Einschübe in der cDNA nicht mehr vorhanden. Sie werden beim Entstehen der mRNA aus dieser entfernt.

Chimäre   [zurück]
ein Organismus, der aus Zellen verschiedener Tiere bzw. Pflanzen besteht.

Chromosom   [zurück]
(gr. Farbkörper, weil mit spez. Farbstoffen anfärbbar) Sehr langes DNA-Molekül, das viele Gene enthält. Die DNA ist an eine Vielzahl unterschiedlicher Proteine gebunden und dadurch geschützt. Alle Zellen einer Tier- oder Pflanzenart (mit Ausnahme der Keimzellen) enthalten denselben charakteristischen Satz von C. Auch das große DNA-Molekül der Bakterien wird als C. bezeichnet.

Cytokine   [zurück]
Oberbegriff für zahlreiche körpereigene Substanzen, die von Zellen des Immunsystems während der Immunantwort freigesetzt werden. Sie sind wichtig für Reparaturmechanismen von Gewebeschäden und stimulieren spezifisch das Wachstum von Zellen. Zu den Cytokinen gehören u.a. Interleukine (IL), Interferone und die Wachstumsfaktoren GM-CSF und G-CSF (s. Kap. 7).

Desoxyribonukleinsäure; DNA/DNS   [zurück]
(engl. deoxyribonucleic acid, deutsch Desoxy-Ribonukleinsäure). Die Erbsubstanz aller Organismen – von einigen Viren abgesehen, bei denen die Erbinformation in der RNA gespeichert ist. Die DNA besteht aus linear verknüpften Nukleotiden, deren Abfolge die Erbinformation bildet. Siehe dazu auch das Schema ‘Vom Gen zum Protein’

Differenzierung   [zurück]
In höheren Organismen sind unterschiedliche Typen von Zellen vorhanden, die spezialisierte Funktionen erfüllen. Eine Hautzelle des Menschen muß andere Aufgaben erledigen als eine Leberzelle. Der Prozeß, der spezialisierte Zellen entstehen läßt, wird als Differenzierung bezeichnet. In höheren Organismen entstehen alle Zelltypen durch Teilung und Differenzierung aus der befruchteten Eizelle.

Domäne   [zurück]
Eine Proteindomäne ist die kleinste Einheit eines Proteins mit einer definierten und unabhängig gefalteten Struktur. Proteindomänen bestehen aus 50-150 Aminosäuren und führen häufig individuelle Reaktionen aus, deren Zusammenwirken die Gesamtfunktion eines Proteins ausmacht

Doppelhelix   [zurück]
Zwei schraubenförmig umeinander gewundene DNA-Stränge (s. Struktur der DNA )

Einzel-Nucleotid-Polymorphismen (engl. single nucleotide polymorphisms, SNPs)   [zurück]
sind Abweichungen in einzelnen Basenpaar-Positionen zwischen den Genomen zweier Organismen derselben Art. SNPs tauchen im ganzen Genom je nach Region in Abständen von 100-2000 Basenpaaren auf. Sie sind für die individuell unterschiedliche Ausprägung von gleichen Phänotypen verantwortlich, z.B. die Nebenwirkungen bzw. Verträglichkeit eines Medikaments.

Enzyme   [zurück]
Proteine, die chemische Reaktionen beschleunigen (Biokatalysatoren).

ESTs (expressed sequence tags)   [zurück]
Zur Suche nach unbekannten Genen werden bevorzugt sogenannte ESTs (expressed sequence tags) als “Gen-Sonden” eingesetzt. ESTs sind kurze cDNA-Fragmente, die aus mRNAs erhalten werden, welche ja bekanntlich die Botenmoleküle für die Proteinsynthese sind. ESTs sind deshalb charakteristische Marker für codierende Abschnitte im Genom, sprich für Gene. Findet man eine EST-Sequenz im Genom wieder, hat man auch das Gen gefunden.

Eukaryonten   [zurück]
Zellen mit echtem Zellkern

Fluoreszenzfarbstoff   [zurück]
Farbstoff, der bei Bestrahlung mit kurzwelligem UV-Licht Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich aussendet.

Gen   [zurück]
Grundeinheit der Erbinformation. Ein G. besteht aus einem DNA-Abschnitt, der die Information zur Synthese einer RNA enthält. In einigen Fällen ist die RNA selbst das Endprodukt. Meist dient sie aber dem Transport der genetischen Information zu den Ribosomen, wo dann Proteine gebildet werden.

Genbank   [zurück]
Sammlung von klonierten Genfragmenten.

Genexpression   [zurück]
Ablesen der in den Genen enthaltenen Informationen in mRNA, meistens zur Umsetzung in Proteine

Genetischer Code   [zurück]
Stellt die Beziehung zwischen der Nukleotid-Abfolge in einem Gen und der Aminosäure-Abfolge in einem Protein her.

Genom (Genotyp)   [zurück]
Summe der Erbanlagen eines Organismus.

Gentechnik   [zurück]
Verfahren zur gezielten Veränderung des Erbguts von Organismen.

Gentherapie   [zurück]
Versuch der Heilung von Krankheiten z.B. durch das Einführen intakter Gene in die “kranken” Zellen. Man unterscheidet beim Menschen die erlaubte (nicht auf die Nachkommen vererbbare) Somatische Gentherapie an Körperzellen von der verbotenen Keimbahntherapie (auf die Nachkommen vererbbar) an den Keimzellen.

Glycoproteine   [zurück]
G. sind Eiweisse, an die Zuckermoleküle bzw. ganze Ketten von Zuckereinheiten gebunden sind. Die Glycosylierungen (“das Zuckeranhängen”) werden von ganz spezifischen Enzymen ausgeführt; die erhaltenen “Glycosylierungsmuster” sind charakteristisch für die jeweiligen Zelltypen, in denen sie stattfinden. Bakterien führen Glycosylierungen von fremden, sprich humanen Proteinen meistens nicht aus. Hefen können das zwar, machen es aber “falsch”.

gram-negativ, gram-positiv   [zurück]
Gram-negative und gram-positive Bakterien unterscheiden sich im Aufbau ihrer Zellwand. Die Bezeichnung ‘gram-negativ/gram-positiv’ kommt von der sogenannten Gram-Färbung. Gram-positive Bakterien können mit diesem Verfahren angefärbt werden, gram-negative nicht.

Hybridisierung   [zurück]
Doppelstrangbildung von komplementären einzelsträngigen DNA- und/oder auch RNA-Molekülen.

Immunologie   [zurück]
Wissenschaft, die sich u.a. mit den Abwehrreaktionen von Mensch und Tier gegen Organismen wie Bakterien, Pilze und Viren, aber auch mit Abwehrreaktionen gegen fremde Zellen und Gewebe bzw. gegen eigene Zellen und Gewebe beschäftigt (Autoimmunreaktionen).

Inserieren   [zurück]
Einfügen von DNA-Abschnitten in ein anderes DNA-Molekül.

in silico   [zurück]
wörtlich: in Silizium. Silizium ist das Material, aus dem Computerchips bestehen; in silico heißt daher: im Computer

in vitro   [zurück]
lat. im (Reagenz-)Glas

in vivo   [zurück]
lat. im Lebewesen, im Körper

Karyogramm   [zurück]
Mikroskopisches Bild aller im Zellkern enthaltenen Chromosomen, meistens nach Größen sortiert dargestellt.

Katalysator   [zurück]
Reaktionsbeschleuniger

Keimbahn   [zurück]
Organe und Zellen – sog. Keimzellen – des Körpers, die der Vererbung dienen

Klonen   [zurück]
Erzeugen von Zellen oder ganzen Organismen, die genotypisch gleich sind. Die ursprüngliche Zelle stammt z.B. aus einem frühen Embryonalstadium.

Klonieren   [zurück]
Erzeugen von Zellen, die gentechnisch verändertes Erbgut enthalten.

Liganden   [zurück]
Häufig relativ kleine Moleküle, die genau in die Bindungstasche von Rezeptoren passen. So wie nur ein ganz bestimmter Schlüssel in ein Schloß paßt, können nur genau definierte Liganden mit ihren jeweiligen Rezeptoren in Wechselwirkung treten.

Lymphozyten   [zurück]
Bestimmte Klasse von weißen Blutkörperchen, die von entscheidender Bedeutung für das Immunsystem sind.

Lymphom   [zurück]
Unter einem Lymphom versteht man allgemein einen Tumor, das heißt eine “Schwellung” eines Lymphknotens. Als maligne Lymphome werden die bösartigen Tumoren des lymphatischen Systems bezeichnet. Das bedeutet, daß diese Erkrankungen von lymphatischen Organen oder den lymphatischen Zellen ausgehen. Da lymphatisches Gewebe viele Regionen des menschlichen Körpers durchzieht, können maligne Lymphome auch andere Organe, z.B. das Gehirn oder die Leber betreffen.

messenger-RNA, mRNA   [zurück]
entsteht mit Hilfe von RNA-Polymerasen aus der DNA (Transkription) und enthält die Information zur Synthese eines Proteins. Siehe dazu auch das Schema ‘Vom Gen zum Protein’

Metastase   [zurück]
Bei Krebs eine Tochtergeschwulst durch Wachstum von Zellen, die sich vom Primärtumor abgelöst haben. Eine Metastase kann weit entfernt vom Primärtumor und in völlig anderen Geweben entstehen.

Mitochondrien   [zurück]
sind membranumgebene, bakteriengroße Zellbestandteile, die das “Kraftwerk” der Zelle enthalten, d.h. für die Bildung des Treibstoffs ATP sorgen. M. verfügen über eigenes, unabhängig von zellulärer DNA vermehrtes Erbgut, das stark bakteriellen Plasmiden ähnelt. Man vermutet, dass M. aus Bakterien hervorgegangen sind, die mit höheren Zellen zusammenlebten und von diesen zum beidseitigen Nutzen aufgenommen wurden (Endo-Symbionten-Hypothese).

Monoklonale Antikörper   [zurück]
strukturell identische Antikörper, die daher auch über die exakt gleiche Bindungsstelle für ein Antigen verfügen.

Multipotenz, multipotent   [zurück]
Eigenschaft von gewebetypischen Stammzellen, sich in unterschiedliche Zelltypen eines Organs (z.B. des Bluts) entwickeln zu können.

Mutation   [zurück]
Veränderung des Erbmoleküls DNA dergestalt, daß sich Veränderungen in der Abfolge der Nukleotide ergeben.

Mutagenese   [zurück]
Erzeugung von Mutationen. M. können u.a. durch UV- Licht oder andere Strahlung und zahlreiche Chemikalien ausgelöst werden.

Non-Hodgkin Lymphom   [zurück]
Etwa 10 von 100.000 Menschen erkranken jährlich in Deutschland an Non-Hodgkin-Lymphomen. Als maligne Lymphome werden alle bösartigen Erkrankungen des lymphatischen Systems bezeichnet. Mit Hilfe spezieller Gewebeuntersuchungsmethoden können sie genau klassifiziert werden. Dabei unterscheidet man das Hodgkin-Lymphom von den Non- Hodgkin-Lymphomen, weil sich histologisch sogenannte Hodgkin-Krebszellen nachweisen lassen. Non-Hodgkin Lymphome können in jedem Alter auftreten; finden sich jedoch gehäuft zwischen dem 50. und 70. Lebensjahr.

Nukleosid   [zurück]
Grundbaustein der DNA. Ein Nukleosid besteht aus einer Zuckereinheit, die mit einer Base verbunden ist. In der DNA bzw. RNA werden die Nukleoside an den Zuckereinheiten durch Phosphatreste zu den DNA- bzw. RNA-Ketten verbunden.

Nukleotid   [zurück]
Nukleoside, die an einer freien Hydroxylgruppe (meistens der 5′-Hydroxylgruppe) mit Phosphorsäure-Resten verbunden sind.

Oligonukleotid   [zurück]
(oligo, gr. wenig, gering) Abfolge von einigen wenigen bis zu vielen Hundert, miteinander verknüpften, Nukleotiden. Ein Oligonukleotid entspricht damit einem (sehr) kurzen DNA-Einzelstrang.

Omnipotenz, omnipotent   [zurück]
s. Totipotenz

pathogen   [zurück]
Krankheiten auslösend, krankmachend

PCR   [zurück]
(eng. polymerase chain reaction). Verfahren zur Vermehrung von DNA in vitro.

Penicillin   [zurück]
Naturstoff, der von verschiedenen Pilzen, u.a. Penicillium chrysogenum, gebildet wird. Penicillin gehört zur Gruppe der ß-Lactam Antibiotika und stört die Synthese der Zellwand von Bakterien, wodurch diese letztlich abgetötet werden.

Phänotyp   [zurück]
Erscheinungsbild eines Organismus durch Ausprägung der Erbanlagen.

Phage   [zurück]
Abkürzung für Bakteriophage. P. sind Viren, die Bakterien befallen und daher harmlos für höhere Organismen.

Phasenproblem   [zurück]
Die Reflexe im Röntgen-Diffraktionsbild liefern nur die Beträge der komplexzahligen Interferenzsignale (genauer: der Strukturfaktoren), und deshalb nicht die Information über die Phasenverschiebungen der Teilstrahlen.

Plasmide   [zurück]
Ringe aus DNA-Doppelsträngen, die hauptsächlich in Bakterien vorkommen. Sie werden unabhängig vom Chromosom vermehrt und können in der Gentechnik bei der Klonierung fremder DNA von Nutzen sein.

Pluripotent, Pluripotenz   [zurück]
Potential von embryonalen Stammzellen, in Zellen verschiedener Gewebetypen ausreifen (differenzieren) zu können.

Prokaryonten   [zurück]
Zellen ohne Zellkern, z.B. Bakterien.

Proteine   [zurück]
Werden im Deutschen auch als Eiweisse bezeichnet. Sehr vielseitige Werkzeuge und Bausteine der Zellen, die viele Funktionen haben können, z.B. als Enzyme. P. bestehen aus Ketten von Aminosäuren. Teils sind mehrere Ketten von Aminosäuren zusammengelagert und ergeben erst dadurch das fertige Protein.

Proteinstruktur   [zurück]
Die lineare Abfolge der Aminosäuren in einer Kette bildet die sogenannte Primärstruktur. Sie sagt nur wenig über die räumliche Gestalt des Proteins aus. Längere Abschnitte einer Kette können sich zu Schrauben (Helices, singular Helix) aufwinden oder in parallele Stränge einer Mehrfach-Schlaufe anordnen, die zusammen ein sogenanntes beta-Faltblatt bilden. Diese charakteristischen Formen bezeichnet man auch als Sekundärstrukturen. Die über Schlaufen verbundenen Sekundärstrukturen bilden schließlich die Struktur des kompletten Proteins, die sogenannte Tertiärstruktur. Oft hat man es mit zusammengesetzten Proteinen zu tun, die aus mehreren Untereinheiten bestehen. Die Struktur eines solchen Komplexes nennt man Quartärstruktur.

Protoplasten   [zurück]
Zellen ohne Zellwände.

Rekombination   [zurück]
Kombination von DNA unterschiedlicher Herkunft. Im klassischen Sinn bezieht sich R. auf den Austausch von Erbinformation zwischen eng verwandten DNA-Molekülen, z.B. einem väterlichen und einem mütterlichen Chromosom. Im Zusammenhang mit der Gentechnik bezeichnet R. ganz allgemein die Kombination von DNA-Molekülen aus unterschiedlichen Quellen.

Restriktionsenzyme   [zurück]
Enzyme, die bestimmte Sequenzen der DNA erkennen und die DNA spezifisch schneiden können.

Restriktionsschnittstelle   [zurück]
DNA-Sequenz, die von einem Restriktionsenzym gespalten wird.

Retroviren   [zurück]
Viren, deren Erbgut aus RNA besteht. Es muss nach dem Entern der Zelle (mittels Reverser Transkriptase) erst in DNA umgeschrieben werden, um vermehrt bzw. ins Wirtsgenom integriert werden zu können. Viele krankheitserregende Viren, insbesondere Krebs-auslösende Viren oder das HIV zählen dazu.

Rezeptoren   [zurück]
Moleküle, die u.a. auf Zelloberflächen anzutreffen sind. Sie sind in der Lage, ein genau definiertes Molekül zu binden, ihren Liganden. Das Zusammentreffen von Ligand und Rezeptor kann hochspezifisch eine Abfolge von Reaktionen innerhalb der Zelle in Gang setzen.

RNA   [zurück]
entsteht durch Transkription der DNA und enthält die Information zur Synthese eines Proteins (s. messenger-RNA) oder übt andere Funktionen aus (rRNA ist Bestandteil der Ribosomen, tRNA transportiert Aminosäuren zu den Ribosomen). RNA unterscheidet sich von der DNA durch das Vorhandensein einer anderen Zuckereinheit und die Verwendung der Base Uracil anstelle von Thymin.

RNA-Interferenz-Technik (RNAi)   [zurück]
Eingesetze doppelsträngige RNA-Stücke, auch siRNA genannt (small interfering RNA), führen zur Zerstörung von m-RNA, die zu einem der beiden Stränge komplementär ist. Die siRNA, die dabei eine optimale Länge von 21 Nukleotiden besitzen sollte, aktiviert unter Komplexbildung spezifische Proteine der Zelle, die dann die m-RNA an entsprechender Stelle spalten. Die Genaktivität wird damit vollständig eingestellt.

Ribosomen   [zurück]
Komplexe Strukturen in Zellen, an denen die Synthese von Proteinen abläuft. Die als mRNA vorliegende genetische Information wird am Ribosom Triplett für Triplett in eine Abfolge von Aminosäuren innerhalb einer Proteinkette übersetzt. Siehe dazu auch das Schema ‘Vom Gen zum Protein’

Ribozyme   [zurück]
sind RNA-Moleküle, die katalytische Aktivität besitzen. Sie können z.B. sich und andere RNA-Moleküle ganz spezifisch spalten.

Selektion   [zurück]
Auswahl von Organismen, die einen bestimmten Phänotyp aufweisen.

Sequenzanalyse   [zurück]
ermittelt die Abfolge der Nukleotide innerhalb der DNA bzw. die Abfolge der Aminosäuren innerhalb von Proteinen.

Somatische Gentherapie   [zurück]
Gentherapie an Zellen des Körpers, ausser den Keimzellen. Die Veränderungen können daher nicht vererbt werden.

Sphingolipide   [zurück]
Diese komplexen Moleküle sind zusammengesetzt aus einem hydrophoben Anteil, dem Ceramid, und einer hydrophilen Komponente, die aus einer unterschiedlichen Anzahl von Zuckern aufgebaut ist. Neutrale Sphingolipide stellen wesentliche Membran-Komponenten dar, die vor allem auch am Aufbau intrazellulärer Organellen (Golgi-Apparat, Lysosomen) beteiligt sind.

Spliceosomen   [zurück]
sind die Präzisionsmaschinen für die Spaltung der primären m-RNA. Es handelt sich um große Molekülkomplexe, die große Mengen an “Vorläufer”-mRNA, Ribonucleoprotein-Partikel und weitere Proteine, sog. splicing-Faktoren, enthalten. Ribonucleoprotein-Partikel verfügen über RNA-ähnliche Strukturen, die zur “Vorläufer”-mRNA komplementäre Basenpaare bilden und damit die Stränge beim Schneiden zusammenhalten.

Totipotent, Totipotenz   [zurück]
Eigenschaft früher Embryonalzellen (meistens bis zum 8-Zellstadium) sich auch nach Abtrennung vom Embryo zu einem kompletten Organismus entwickeln zu können.

Transformation   [zurück]
Einführen fremder DNA in eine Zelle.

transgen   [zurück]
Als transgen werden höhere Organismen bezeichnet, die fremdes Erbgut tragen.

t-RNA   [zurück]
Die t-RNA sorgt als Trägermolekül dafür, daß die entsprechenden Aminosäuren zum Ribosom gebracht und in die von der m-RNA vorgegebene Reihenfolge zum Protein zusammengebaut werden. Die t-RNA enthält zum einen eine Region, an die die zu übertragende Aminosäure mittels eines Enzyms spezifisch gebunden wird. Die Aminosäureaktzeptorregion ist für jede Aminosäure spezifisch. Zum anderen verfügt sie über ein Triplett, das ‘Anticodon’, das komplementär zum m-RNA-Codon für die Aminosäure ist. Damit ist gewährleistet, daß die Aminosäure genau an der vorgesehenen Stelle in die entstehende Aminosäurekette eingebaut wird. Siehe dazu auch das Schema ‘Vom Gen zum Protein’

Transkription   [zurück]
Umschreiben der DNA in RNA. Wichtigstes Enzym hierfür ist die RNA-Polymerase. Siehe dazu auch das Schema ‘Vom Gen zum Protein’

Translation   [zurück]
Übersetzung der mRNA in Proteine. Siehe dazu auch das Schema ‘Vom Gen zum Protein’

Triplett   [zurück]
Abfolge von 3 Nukleotiden innerhalb der DNA. Einem Triplett in der DNA ist nach den Regeln des genetischen Codes eine definierte Aminosäure in einem Protein zugeordnet (Codon).

Vakzin   [zurück]
Impfstoff.

Vektor   [zurück]
DNA-Molekül (z.B. ein Plasmid), das in Zellen eingeschleust werden kann und von den Wirtszellen bei Teilung meist an die Tochterzellen weitergegeben wird. Vektoren werden für die Übertragung von fremden DNA-Abschnitten benutzt.

Virus   [zurück]
Viren können in bestimmte Zellen eindringen und ihr Erbgut (d.h. die DNA bzw. RNA) einschleusen. Das Erbgut der Viren kann ins Genom der Zelle integriert werden (immer als DNA) und lange Zeit ohne Wirkung bleiben. Wird es aktiv, kommt es zur Produktion neuer Viren und meist zum Tod der Wirtszelle.

Wasserstoff-Brückenbindung   [zurück]
Sehr schwache Anziehungskraft zwischen kleinsten elektrischen Ladungen in der Elektronenhülle von Atomen. Wasserstoffatome, die an ein Atom eines stark elektronegativen Elements (Fluor, Sauerstoff, Stickstoff) gebunden sind, tragen eine positive Teilladung. Dadurch wirken sie auf Atome elektronegativer Elemente in benachbarten Molekülen elektrostatisch anziehend.

Wirtszelle, Wirtsorganismus   [zurück]
Zelle, die eingeschleuste Viren oder Plasmide vermehrt und/oder gewünschte Produkte herstellt.

Zellkern   [zurück]
Unter dem Mikroskop erkennbare Struktur in höher entwickelten Zellen (Eukaryonten), die mit einer Membran das Erbmaterial umschließt.

Zytostatika   [zurück]
Substanzen, die teilungsaktive eukaryontische Zellen – also auch menschliche Zellen – töten. Z. werden zur Behandlung von Krebserkrankungen eingesetzt.

sales of recombinant drugs

sales of recombinant drugs

Product Protein Effects/ therapeutic use Marketed by Worldwide sales 2005
in US$m
Worldwide sales 2004
in US$m
Worldwide sales 2003
in US$m
Worldwide sales 2002
in US$m
Worldwide sales 2001
in US$m
Worldwide sales 2000
in US$m
Worldwide sales 1999
in US$m
Worldwide sales 1998
in US$m
Worldwide sales 1997
in US$m
Epogen Erythropoeitin* stimulation of the production of erythrocytes Amgen 2455 2601 2400 2300 2200 1960 1760 1380 1161
Procrit/ Eprex Erythropoeitin alfa * stimulation of the production of erythrocytes J&J/ Ortho Biotech 3324 3589 3984 4283 3430 2709 1505 1460 1000
NeoRecormon/ Epogin Erythropoeitin beta * stimulation of the production of erythrocytes Genentech/ Roche/ Chugai 1710 1842 1527 1192 443 - - - -
Aranesp Darbepoeitin alfa * stimulation of the production of erythrocytes Amgen 3273 2473 1500 400 42 - - - -
Peg-Intron
(Intron-A)
PEGylated alpha-interferon + ribavirin anti Hepatitis C Schering-Plough 1369 1851 1851 2700 1447 1361 650 - 598
Pegasys PEGylated interferon alpha-2a + copegus (ribavirin) anti Hepatitis C Roche 1374 1382 762
Avonex Interferon beta-1a multiple sclerosis Biogen Idec 1543 1417 1168 1034 972 761 621 394.9 240
Rebif Interferon-beta-1a multiple sclerosis Serono 1270 1091 819 548,8 379.6 254 143 44 19
Betaseron/
Betaferon
Interferon beta-1b multiple sclerosis Schering AG 1026 1057 929 830 592 546 395 321 297
Neupogen G-CSF stimulation of the production of granulocytes Amgen 1216 1200 1300 1400 1300 1220 1260 1120 1056
Neulasta G-CSF PEG conjugate stimulation of the production of granulocytes Amgen 2288 1700 1300 - - - - - -
Leukine GM-CSF stimulation of leukocytes Schering AG 80 77 n.a. 108.4 88.3 69.1 63.8 53
Proleukin Interleukin cancer Chiron 129 115 114 93 113 112 93 71
Humulin Insulin diabetes Eli Lilly 1005 998 1060 1004 1060.6 1114.5 1087.5 959.2 936
Humalog Insulin diabetes Eli Lilly 1198 1102 1021 1004 627.8 350.2 - - -
Rituxan
(in EU: Mabthera)
rituximab, humanised MAb leukemia and lymphomes Genentech/ Roche 3154 2989 2243 1163 818.7 444.1 279.4 162.6 -
Herceptin trastuzumab, humanised anti-HER-2 MAb breast cancer Genentech/ Roche 1629 1270 952 385 346.6 275.9 188.4 30.5 -
Campath alemtuzumab, humanised MAb against CD52 B-cell chronic lymphoma Genzyme 77 72
Mylotarg gemtuzumab ozogamicin, humanised anti-CD33 MAb relapsed acute myeloid leukemia Wyeth 20 20
Enbrel etanercept (fusion protein of antibody-Fc and p75-TNF receptor protein) rheumatoid
arthritis
Amgen 3657 2580 1300 802 761.9 652.4 366.9 - -
Remicade Infliximab, chimaeric MAb rheumatoid
arthritis, morbus Crohn
J&J 3477 2891 1729 1297 721 116 - - -
Humira Adalimumab rheumatoid
arthritis
Abbott 1400 852 280
Humatrope human growth hormone (HGH) Somatotropin dwarfism Eli Lilly 430 371 329 312.7 301 300 268 260
Protropin/Nutropin human growth hormone (HGH) Somatotropin dwarfism Genentech 396 322 297 250 226.6 221.2 214 224
Serostim human growth hormone (HGH) dwarfism Serono 86.8 88.8 95.1 125.3 137.1 137.4 88.2 38.8
Saizen human growth hormone (HGH) dwarfism Serono 182.1 151.5 124 107.3 90.0 - - -
Cerezyme/
Ceredase
Glucocerebrosidase Gaucher’s disease Genzyme 932 839 734 619 570 537 479 411 333
Synagis humanised mAb respiratory syncytia virus prevention Abbott/ Medimmune 1063 942 849 668 516 427 293 110 -
Gonal F Follitropin alpha stimulation of ovulation Serono 572.7 526.1 450,4 410.5 365.9 348.7 243.8 116
Activase tissue plasminogen activator coronary infarct Genentech n.a. 185 180 197 206 236 213
ReoPro GBIIb/IIIa-antibody inhibition of thrombosis Eli Lilly/Centocor 363 364 384 431.4 418.1 447.3 365.4 254
Kogenate Factor VIII hemophilia Bayer <481 497 424 - 427 327 335 262
Engerix-B envelope protein of the hepatitis B virus vaccine SmithKline Beecham n.a. n.a. 483 641 - 540 574 584
Pulmozyme human DNAse mucoviscidosis Genentech 299 167 138 123 121.8 111.4 93.8 92
Aldurazyme rec. human alpha-L-iduronidase enzyme replacement theapy mucopolysaccharidosis Genzyme 43 12
Fabrazyme rec. human alpha-glactosidase A enzyme replacement therapy Genzyme 305 209 81
Amevive alefacept severe plaque psoriasis Biogen Idec 43 40
Xolair omalizumab, humanised anti-IgE MAb persistent allergic asthma Genentech, Novartis 188 25
Raptiva efalizumab, humanised anti-CD11a MAb severe plaque psoriasis Genentech, Xoma 57 1
Erbitux cetuximab advanced colorectal cancer ImClone, Merck KGaA 365 (partial year)
Mylotarg gemtuzumab ozogamicin bone marrow cancer (CD33 positive acute myeloid leukemia) Wyeth Ayerst 20 20
Zevalin Ibritumomab Tiuxetan relapsed or refractory low-grade, follicular, or transformed B-cell non-Hodgkin’s lymphoma IDEC Pharmaceuticals 23 20
Avastin bevacizumab advanced colorectal cancer Genentech 1264 555 (partial year)

* Information on EPO from BIO-GAL http://www.bio-gal.com/Epo.htm:
EPO was cloned and consequently produced in recombinant genetic engineering by Amgen in 1985. Following extensive clinical trials, it was approved for end-stage kidney disease-related anemia. Later, its approval was broadened to other types of anemia, including cancer-related anemia. The original patent application for Epo was filed by Amgen and subsequently transferred to J&J, which currently sells Epoetin-alfa as Procrit in the U.S. and Eprex in Europe, distributed by Janssen Cilag. Amgen sells EPO under the name Epogen mainly for the U.S. dialysis market. Epoetin-beta is produced and marketed by Hoffman La Roche, under the name Recormon (Chugai markets the Epogin brand in Japan). Epoetin Omega is produced by Elanex and marketed under the Epomax and Hemax names. Most products are licensed and positioned to treat mainly kidney-related and cancer-related anemia. Amgen’s patents expire in 2004 (mainly in Europe). Numerous players are striving to dominate this market, including, among others, Amgen, J&J, Roche, Chugai, Genetics Institute, Kirin and Elanex.

Jobs in der Biotechnologie im Jahre 2020

BIOTECHNOLOGIE 2020

Von der gläsernen Zelle zum maßgeschneiderten Prozess

Die Biotechnologie gilt als eine der wichtigsten Zukunftstechnologien. Bereits im letzten Viertel des vorigen Jahrhunderts hat sie unter Einsatz neuer Methoden, insbesondere der Gentechnik, zu einem Erkenntnisschub in der Wissenschaft und zu einer Vielzahl neuer, innovativer Anwendungen geführt. Diese Entwicklung wurde begleitet von intensiven gesellschaftlichen Diskussionen um die Nutzung und die Konsequenzen des neuen Wissens.

Die DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. hat sich bereits zu Beginn der 1970er Jahre mit den Potenzialen der neuen Biotechnologie beschäftigt. Hervorzuheben ist hier besonders die von Prof. Hans-Jürgen Rehm konzipierte Biotechnologie-Studie, eine einzigartige Broschüre, die neue Forschungsfelder und zukünftige Entwicklungen aufzeigte. Die Broschüre, die sogar ins Japanische übersetzt wurde, nahm auf die Entwicklung der Biotechnologie nachhaltig Einfluss. Nicht zuletzt deshalb, weil es den Fachleuten gelang, die Biotechnologie als ein zukunftsweisendes und förderungswürdiges Arbeitsgebiet herauszustellen. Die DECHEMA hat sich seit dieser Zeit als größte gemeinnützige Organisation in der deutschen Biotechnologie intensiv für die Förderung der Biotechnologie in Forschung und Anwendung eingesetzt.

In der vorliegenden Broschüre richtet ein Team jüngerer Experten nun den Blick weit nach vorn und präsentiert mögliche Anwendungen der Biotechnologie bis ins Jahr 2020. Die Autoren kommen dabei aus ganz unterschiedlichen Bereichen der Biotechnologie und haben die Inhalte der Broschüre untereinander intensiv diskutiert. Sie haben aus der großen Vielzahl neuer Forschungsfelder und Anwendungen besonders wichtige Beispiele herausgegriffen und schlaglichtartig beleuchtet. Damit erhält der Leser einen guten Eindruck von dem, was aus Sicht der Experten in Zukunft besonders bedeutsam sein wird. Als Querschnittstechnologie wirkt die Biotechnologie ja bereits in viele tradierte Anwendungsfelder hinein. Dazu gehören die Medizin, die Pharmazie, die Landwirtschaft, die Lebensmitteltechnologie, die Chemie und der Umweltschutz. In Zukunft werden wir aber noch ganz neue Optionen hinsichtlich der Anwendung haben. Viel stärker als bisher wird die Biotechnologie deshalb Einzug in unseren Alltag halten. So werden wir die Chancen der regenerativen Medizin nutzen, und neue zelluläre Therapieverfahren werden uns zur Verfügung stehen. Medikamente werden kostengünstig auch in Pflanzen und Tieren als Bioreaktoren herstellbar sein. Die Medizin wird stärker individualisiert werden, und die Möglichkeiten der medizinischen Diagnostik werden unseren Lebensstil beeinflussen und mehr Eigenverantwortung für unsere Gesundheit erfordern. Auch werden wir uns gesundheitsbewusst mit maßgeschneiderten Lebensmitteln ernähren können, deren Eigenschaften weit über den reinen Nährwert hinausgehen.

Die Ausblicke in der Broschüre sind nicht spekulativ, sondern orientieren sich am aktuellen Wissensstand und verweisen auf das, was sehr wahrscheinlich eintreten wird. Im Zentrum der möglichen Entwicklungen steht die lebende Zelle mit ihren unerhörten Leistungspotenzialen. Deshalb spannt die Broschüre auch den Bogen von unserem wachsenden Verständnis zellulärer Stoffwechsel-Vorgänge hin zu der gezielten Nutzung und Optimierung von einzelnen dieser Leistungsmerkmale. Dabei versuchen die jeweiligen Kapitel sowohl Experten als auch Nicht-Fachleute anzusprechen. Jedem Kapitel ist daher ein Glossar direkt zugeordnet, um den einen oder anderen unvermeidbaren Fachbegriff auch für den Laien verständlich zu machen.

Die Broschüre ist also weniger wissenschaftliche Publikation als vielmehr eine wissensbasierte Auseinandersetzung mit den Chancen und Herausforderungen, die sich mit neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen in der Biotechnologie verbinden. Es würde dabei den Rahmen der Broschüre sprengen, wollten die Autoren auch gesellschaftspolitische Auswirkungen intensiv diskutieren. Einige Überlegungen dazu, insbesondere mit Blick auf die Ausbildung, die Rahmenbedingungen für die Forschung und die Berufschancen in der Biotechnologie, finden sich aber in einigen Kapiteln und im Schlusswort der Broschüre.

Stellvertretend für den Forschungsausschuss und die Fachsektion Biotechnologie der DECHEMA, auf deren Initiative hin die vorliegende Broschüre entstanden ist, wünschen wir Ihnen eine interessante und spannende Lektüre.
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