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Helmut Plattner nimmt Sie mit auf eine Zeitreise, die die Entwicklung der Zellbiologie von der Erfindung des Mikroskops bis in unsere Zeit mit ihrem rasanten Fortschritt und zahlreichen Nobelpreisen nachzeichnet. Neben seiner langjährigen Lehrerfahrung schöpft er v. a. daraus, dass er oft als Gast oder sogar Akteur Teil dieser Entwicklung war. Modellorganismen von unterschiedlichem evolutionärem Niveau waren wichtige Hinweisgeber für Problemlösungen, besonders auch unter Einbeziehung neuer Methoden einschließlich der Molekularbiologie. Der Text ist verständlich geschrieben, zieht anschauliche Vergleiche und bietet Ihnen Anknüpfungspunkte durch bekannte Krankheiten (z. B. die Thematik Malaria und Sichelzellanämie) und prominente Namen. Zahlreiche anschauliche Abbildungen runden den Text ab.

 

 

 

Über den Autor

Helmut Plattner studierte von 1959-1965 an der Universität Innsbruck Biologie, mit den Nebenfächern Chemie, Physik und Philosophie. Er wurde an der Universität Innsbruck mit einer experimentellen Arbeit auf dem Gebiet Strahlenbiologie zum Dr. phil. promoviert. Nach einer kurzen Assistentenzeit ging er von 1965-1968 als "PostDoc" (Research Fellow) an die Cornell University, Ithaca (New York), kehrte 1970 wieder kurz an die Universität Innsbruck zurück, um dann von 1971-1975 am Institut für Zellbiologie der Medizinischen Fakultät der Universität München zu arbeiten. In dieser Zeit hat er sich 1974 im Fach Zellbiologie an der Universität Innsbruck habilitiert. Es folgte 1977 eine Zeit als "PostDoc" am Centre National de Recherche Scientifique in Gif-sur-Yvette nahe Paris und ein Aufenthalt an der Universität Innsbruck bis zur Berufung auf den Lehrstuhl für Zellbiologie an der Universität Konstanz, den er von 1978 bis 2006 führte. Hier forschte er an der Sekretionssteuerung im Protozoon Paramecium tetraurelia (Ciliaten, Alveolata) sowie an neurosekretorischen und neuronalen Zellen, auch unter Einsatz neuentwickelter Methoden. Er lehrte Zellbiologie und Histologie und war 1981/82 und 1992/93 Dekan der Biologischen Fakultät. Von 1984 bis 1986 war er Präsident der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie. 1985 und 1992 organisierte er große Kongresse mit 750 bzw. über 500 Teilnehmern für die Gebiete Elektronenmikroskopie (Internationale Dreiländer-Tagung) bzw. Zellbiologie. An Forschungspreisen erhielt er 1969 den "Theodor Körner Preis" des österreichischen Bundespräsidenten, 1971 den Forschungspreis der Pharmafirma Sandoz und 1977 sowie 1980 den Forschungspreis der Pharmafirma Höchst. In den 1990er Jahren war er zeitweise als Gastprofessor am Instituto de Biofísica der Universidad Federal do Rio Do Janeiro tätig. Bis 2006 forschte er an der Universität Konstanz mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft, in der letzten Zeit überwiegend zu den Themen intrazellulärer Vesikelverkehr und intrazelluläre Signalübertragung. Die Arbeiten mit Protozoen ergaben letztlich auch Kontakte und Publikationen mit brasilianischen und US-amerikanischen Kollegen, die an verwandten pathogenen Protozoen arbeiten (Malaria- und Toxoplasmose-Erreger aus der Gruppe der Apicomplexa, Trypanosomen). Darüber hinaus liefen Kooperationen mit Kollegen der Neurobiologie über Membran-Mikrodomänen und Prion-Protein. Verschiedentlich wurden Arbeiten in führenden Fachjournalen veröffentlicht, u.a. im Journal of Cell Biology (Rockefeller University Press (N.Y.), Nature (London), National Academy of Science USA, Proceedings of the Royal Society Cambridge etc. Insgesamt wurden die über 265 Publikationen über 10.000-mal in der Fachliteratur zitiert. Der Autor ist Herausgeber mehrerer Bücher über zellbiologische Spezialgebiete sowie Erstautor eines Einführungs-Lehrbuches für das Fach Zellbiologie, das auch in mehrere Sprachen, u.a. in Chinesisch, übersetzt wurde. Er ist Mitherausgeber (Associate Editor) von Journal of Eukaryotic Microbiology.

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Aufbruch zu neuem Denken und Fragen, die sich uns im Rückblickstellen 1 / 1.1 Frühe Nutzanwendungen förderten den Fortschritt 2 / 1.2 Was man sich im Rückblick alles fragt-eine Vorwegnahme 6 / Zitierte Literatur 8 / / 2 Die frühe Mikroskopie zeigte den zellulären Bau aller Organismen 9 / 2.1 Die Urväter der Zellbiologie 10 / 2.2 Die Großväter und Väter der Zellbiologie - Aufbruch in die Moderne 11 / 2.3 Unsere Körperzellen 19 / 2.4 Beispiele für frühe Ansätze zu modernen Methoden, Korrekturen alter Ansichten, rezente Entwicklungen und neue Überheblichkeiten 19 / 2.5 Persönlicher Aufbruch zur Zellbiologie 22 / Zitierte Literatur 23 / / 3 Bakterien und Protozoen als Krankheitserreger: Segen und Fluch früher Entdeckungen 25 / 3.1 Seuchen: Zellbiologie zwischen Erfolg und Resignation 26 / 3.2 Bakterien als Krankheitserreger: von ihrer Entdeckung bis zu heutigen Entwicklungen 27 / 3.3 Pathogene Protozoen 32 / 3.4 Biologische Waffen 35 / Zitierte Literatur 35 / / 4 Entdeckung von zellulären Innenstrukturen, Funktionen und Dynamik der Zelle 37 / 4.1 Das Elektronenmikroskop hilft, zellbiologische Probleme zu lösen 40 / 4.2 Lichtmikroskopie: stetig verbesserte Auflösung auch für dynamische Prozesse 44 / 4.3 Elektronenmikroskopie für funktionelle Analysen 48 / 4.4 Organell-und membranspezifische Färbemethoden 49 / 4.5 Immunologische Techniken unterstützen die Zellbiologie 53 / 4.6 Radioaktivität in der Zellbiologie 57 / 4.7 Neue „Highlights": molekularbiologische Markierungen (optogenetische Methoden) 59 / 4.8 Kryomethoden: aussagekräftige Alternativen für die Analyse der dynamischen Zellstruktur 61 / 4.9 Rückblick und einige weitere Entwicklungen in der mikroskopischen Technik 64 / Zitierte Literatur 66 / / 5 Zelluläre Membranen. Die Zellmembran: Umschlagplatz für Stoffe und Information 69 / 5.1 Frühe Einsichten 70 / 5.2 Eine mit Proteinen bestückte Lipiddoppelschicht als Grundstruktur von Biomembranen 71 / 5.3 Elektrophysiologische Aspekte der Membranstruktur und-funktion 74 / 5.4 Komplexität der Membranproteine und ihre Mobilität 76 / 5.5 Zell-Zell-und Zell-Matrix-Verbindungen 82 / 5.6 Membran-Mikrodomänen 87 / 5.7 Stoffaustausch 93 / Zitierte Literatur 95 / / 6 Der Zellkern als Kommandozentrale. Modulation von „Befehlen" bei der Umsetzung 99 / 6.1 Historischer Rückblick: ein Start mit Hindernissen mit Nachwirkung uralter Vorurteile 102 / 6.2 DNA ab origine = wie sie als Erbträger entdeckt wurde 103 / 6.3 Strukturelle und funktionelle Organisation des Zellkerns 108 / 6.4 Der Randbereich des Zellkerns im Fokus 116 / 6.5 Kernmembran mit Kernporen: Stoffaustausch zwischen Cytosol und Zellkern 117 / 6.6 Wer„sagt" dem Kerngenom, was zu tun ist - Befehle an den Befehlshaber? 121 / 6.7 Das Geschlecht ist im Zellkern einer jeden unserer Zellen festgelegt 122 / 6.8 Ein paar Worte zu Nukleolus, Telomeren und Ribozymen 124 / 6.9 Umsetzung von „Befehlen" aus dem Zellkern und das zentrale Dogma der Molekularbiologie 127 / 6.10 Moderne Methoden der Genetik in der Zellbiologie 128 / 6.11 Genaue Zielansprache im Genom ist gefragt 132 / Zitierte Literatur 136 / / 7 Wie man Zellen in ihre Bestandteile zerlegen kann 139 / 7.1 Techniken zur Isolierung von Organellen 140 / 7.2 Isolierung von Molekülen 144 / Zitierte Literatur 147 / / 8 Biogenese verschiedener Zellorganellen 149 / 8.1 Das endoplasmatische Retikulum: Proteinsynthese und Entgiftungsfunktion 150 / 8.2 Apparato reticolare interno - der Golgi-Apparat: ein schwieriges Objekt bis in die Gegenwart 153 / 8.3 Mitochondrien und Plastiden (Chloroplasten) 155 / 8.4 Peroxisomen 162 / 8.5 Späte Einsichten in Sonderfälle: Biogenese von Fetttropfen und des Golgi-Apparats bei der Zellteilung 166 / 8.6 Cilien und Flagellen 167 / Zitierte Literatur 169 / / 9 Dynamik intrazellulärer Prozesse: Gleitschienen, Zugstränge und gezielte „Paketzustellung" 173 / 9.1 Signale für die Zielgebung und Lokalisierung von Proteinen 175 / 9.2 Posttranslationale Modifikationen zur Zielfindung 177 / 9.3 Qualitätskontrolle und Einbau von Proteinen in die Membran 179 / 9.4 Zielfindung von Proteinen auf der Schiene raues endoplasmatisches Retikulum—> Golgi-Apparat und darüber hinaus 182 / 9.5 Reise vom und zum Mittelpunkt der Zelle: ein System von Gleitschienen an die Peripherie 188 / 9.6 Exocytose - Paketlieferung an die Zellmembran 194 / 9.7 Das lange Rätselraten über den Mechanismus der Membranfusion - ein langes Vorspiel 201 / 9.8 Dock- und Fusionsproteine 202 / 9.9 Endocytose 205 / 9.10 Exocytose-Endocytose-Kopplung 207 / 9.11 Molekulare Filter 209 / 9.12 Phagocytose 210 / 9.13 GPI-verankerte Proteine als Spezialfall 212 / 9.14 Intrazelluläre Filamente 213 / 9.15 Wanderung immer der Nase nach: Chemotaxis 215 / Zitierte Literatur 219 / / 10 Extra- und intrazelluläre Signalgebung: Wahrnehmung, Verstärkung und Umsetzung 223 / 10.1 Elektrische Signale mit und ohne Zweitboten und Ca2+als Zweitbote 227 / 10.2 Kleine organische Moleküle (Metaboliten) als Zweitboten 232 / 10.3 Flexible Ca2+-Signalgebung und Nachweismethoden 234 / 10.4 Calciumsensoren dienen der Signalvermittlung, als Effektoren und zur Beendigung der Stimulation 239 / 10.5 Steroidhormone und weitere Primärboten 243 / 10.6 Weitere niedermolekulare Verbindungen als neuronale Primärboten 247 / 10.7 Proteine und Peptide als Primärboten und Signaltransduktion über / G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) - eine vertiefte Übersicht 253 / 10.8 Man glaubte es anfangs nicht: Hormone zur Steuerung und Freisetzung von Hormonen 259 / 10.9 Die fokale Adhäsionskinase - Signalgeber auch an unerwarteter Stelle 262 / 10.10 Stickstoffmonoxid (NO) als Signalmolekül - eine erstaunliche Geschichte 263 / Zitierte Literatur 266 / / 11 Energieversorgung der Zelle: Frühe Erfindung von Turbine und ATP als Einheitswährung 269 / 11.1 Prinzipielle Voraussetzungen: Offene Systeme im Fließgleichgewicht und die Gesetze der Thermodynamik 270 / 11.2 Eine kurze Übersicht: Woher bezieht die Zelle ihre Energie? 272 / 11.3 Eine lange Vorgeschichte: Einsichten in kleinen Portionen 275 / 11.4 Tiefere Einsichten kamen erst im 20. Jahrhundert 278 / 11.5 Ergebnisse aus neuerer Zeit 285 / 11.6 Nachlauf in jüngster Zeit und Rückblick 288 / Zitierte Literatur 291 / / 12 Selbstreproduktion: Zellteilung, Krebs, Stammzellen und Epigenetik 293 / 12.1 Der Zellzyklus aus historischer Sicht: frühe Einsichten in ein komplexes Geschehen 295 / 12.2 Ablauf der Mitose: alte und neue Erkenntnisse im Einklang 297 / 12.3 Reduktionsteilung: auch hierzu gibt es rezente Erkenntnisse 299 / 12.4 Neue Ansätze aus der Molekularbiologie - ein kurzer Überblick 300 / 12.5 Ein erster Blick auf Stammzellen 301 / 12.6 Stammzellen und Vorläuferzellen: Ersatzteillager und Material für gentechnische Medizin 305 / 12.7 Einige Bemerkungen zum Phänomen Krebs 310 / 12.8 Es muss nicht immer Krebs sein: evolutive Umprogrammierung am Beispiel von Giftdrüsen 314 / 12.9 Epigenetik-ein neues Feld der Zellbiologie 316 / Zitierte Literatur 327 / / 13 Einige Bemerkungen zum Abbau von Zellbestandteilen: kleine und große „Müllverbrennungsanlagen" 331 / 13.1 Das „Falsche" entdeckt und mit dem Nobelpreis geehrt: Die ungewollte Entdeckung der Lysosomen 332 / 13.2 Abbau extrazellulärer Proteine 338 / 13.3 Rezente Einsichten in die Autophagie 339 / 13.4 Proteasomaler Abbau und Beseitigung normaler und pathogener Proteine 345 / 13.5 Apoptose (programmierter Zelltod) 347 / Zitierte Literatur 349 / / 14 Erkenntnisse zu und aus Krankheiten. Eukaryoten gifte als Impulsgeber für die Zellbiologie 351 / 14.1 Chromosomenanomalien bzw. Aneuploidien und Genschäden 354 / 14.2 Störungen an Cilien und Flageilen - mit Folgen für Embryonalentwicklung und Gesundheit 358 / 14.3 Weitere genetische Störungen durch Mutationen, Deletion oder Genverlängerung 362 / 14.4 Störungen in den (semi-)autonomen Organellen 372 / 14.5 Rezente Volkskrankheiten 373 / 14.6 Protoonkogene und onkogene Viren 377 / 14.7 Lobpreisung von Eukaryotengiften - Geschenke für die Zellbiologen 378 / 14.8 Aus der Natur ins Zeillabor: Kanalhemmer, Pfeilgifte und weitere Gaben der Natur 385 / 14.9 Spätere Anläufe zu vertieftem Verständnis von „Gaben" der Natur in der Zellbiologie 388 / 14.10 Toxine, Zivilisation und Zellbiologie 392 / Zitierte Literatur 398 / / 15 Infektiöse Agenzien: Viren, Bakterien, niedere Pilze und Protozoen 403 / 15.1 Die Vielfalt von Viren, Viren als Pathogene und Entwicklungshelfer 405 / 15.2 Cytopathologische Effekte von Viren 414 / 15.3 Viren als Werkzeuge in der Zellbiologie 416 / 15.4 Pathogene Bakterien und Bakterienpathogene 418 / 15.5 Pathogene Protozoen: Plasmodien und Trypanosomen im Fokus 427 / 15.6 Mikrobielle Antibiotika - eine Fundgrube für Zellbiologie und Medizin 430 / 15.7 Antihelminthika - Drogen gegen Wurminfektionen 435 / 15.8 Von Menschen erfundene Toxine und wirkungslose Pharmaka 436 / Zitierte Literatur 437 / / 16 Die energetisch autonome Pflanzenzelle. Ähnliche Probleme mit unterschiedlichen Lösungen bei Tieren und Pflanzen 441 / 16.1 Vesikeltransport über den Golgi-Apparat und darüber hinaus 443 / 16.2 Die moderne Zellbiologie der Pflanzen profitierte von Erkenntnissen an tierischen Zellen 444 / 16.3 Die Zellwand 448 / 16.4 Fetttropfen und Oleosomen 451 / 16.5 Alternative zu tierischen Gap Junctions (Plasmodesmen) und parasitäre Interaktionen 451 / 16.6 lonenhomöostase und Entwicklung von Kulturpflanzen 452 / 16.7 Weitere Besonderheiten der Pflanzenzelle 461 / Zitierte Literatur 465 / / 17 Ansichten zur Evolution der Zelle im Wandel der Zeit-vom Ursprung zur Vielfalt 469 / 17.1 Ansichten zur präbiotischen Evolution und zur Bildung der ersten Zellen 470 / 17.2 Evolution der Eukaryotenzelle und ihre Entfaltung 476 / 17.3 Sexualität - eine alte Erfindung 484 / 17.4 Was die Eukaryotenzelle sonst noch erfunden hat 486 / 17.5 Sauerstoff in der Atmosphäre -Gefahr und Chance 491 / 17.6 Evolution von Mitochondrien und Chloroplasten - alte Hypothesen glänzend bestätigt 494 / 17.7 Evolution weiterer Organellen, Organellkomponenten und Motorproteine 501 / 17.8 Die komplexe Geschichte vom Calcium - wieder eine Ummünzung eines Nachteils zum Vorteil 504 / 17.9 Was haben Humanbiologie und Evolution des Menschen mit Zellbiologie zu tun? 506 / 17.10 Evolution höherer geistiger und emotionaler Fähigkeiten: die zellbiologische Perspektive 508 / 17.11 Neue Methoden, neue Daten und neues Denken über das Denken 518 / Zitierte Literatur 526 / / 18 Rundumblick aus der Warte der Zellbiologen 531 / 18.1 Praktische Nutzbarkeit - ein Erfolgskriterium? Sind Modellsysteme passe? 532 / 18.2 Falsche Propheten: Kritik an Pharmafirmen und Auftragsgutachten 535 / 18.3 Seitenblicke - der Wert hoch dotierter Forschungspreise 536 / 18.4 Unschärfe als Prinzip: Praktische Erwartungen und Forderungen 542 / Zitierte Literatur 547 / / Serviceteil / Glossar 550 / Personenverzeichnis 573 / Stichwortverzeichnis 585 /