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(Verlagstext)

Biotechnologie ist ein spannendes und wichtiges Thema, aber auch sehr vielschichtig und manchmal kompliziert. Dieses Buch hilft Ihnen, wenn Sie einen Kurs in Biotechnologie besuchen oder sich einfach so für das Thema interessieren. Joachim Fensterle erklärt Ihnen die Grundlagen und Methoden von Biotechnologie, führt Sie in die Bioverfahrenstechnik ein und ebenso in die industrielle und mikrobielle Biotechnologie. Außerdem erfahren Sie, was Biotechnologie in der Medizin leisten kann und was es mit Pflanzenbiotechnologie auf sich hat. Bei all dem kommt der Aspekt der Nachhaltigkeit nicht zu kurz. So ist dies eine umfassende, verständliche und bisweilen amüsante Einführung in die Biotechnologie. Zahlreiche Videos unterstützen Sie dabei den Inhalt didaktisch gut aufbereitet und visuell ansprechend zu verinnerlichen.

 

 

Aus dem Inhalt:

Auf einen Blick / / Einleitung 21 / / Teil I: Einstieg in die Biotechnologie 29 / Kapitel 1: Biotechnologie - was ist das eigentlich? 31 / Kapitel 2: Biotechnologie-gibt es noch was zu regeln? 53 / Teil II: Die Grundlagen verstehen 61 / Kapitel 3: Die Zelle - hier arbeitet der Biotechnologe! 63 / Kapitel 4: Vorn Gen zum Protein - DAS ist also Molekularbiologie! 73 / Kapitel 5: Enzyme und Stoffwechsel - endlich kommen wir dem Alkohol näher! 111 / Teil III: Methoden der Biotechnologie 159 / Kapitel 6: Mach mal den Klon - molekularbiologische Methoden, Klonierung und CRISPR 161 / Kapitel 7: Bioinformatik - damit sollten Sie rechnen! 221 / Teil IV: Bioverfahrenstechnik 241 / Kapitel 8: Bioverfahrenstechnik - was ist das eigentlich? 243 / Kapitel 9: Dem Ingenieur ist nichts zu schwer - Bilanzen, Kinetik und mehr 257 / Kapitel 10: Der Bioreaktor-Betriebsweisen und Design 285 / Teil V: Industrielle Biotechnologie 299 / Kapitel 11: Wie geht eigentlich Industrie - Stämme, Medien und Prozesse am Beispiel von Metaboliten 301 / Kapitel 12: Proteine, technische Enzyme und Biokatalyse - manchmal geht's auch ohne Mikrobe! 315 / Kapitel 13: Biotech-Lebensmittel - na, schmeckt's? 329 / Teil VI: Pflanzenbiotechnologie 335 / Kapitel 14: Grüne Biotechnologie - und Algen 337 / Kapitel 15: Pflanzenzucht, ganz modern 341 / Kapitel 16: Transgene Pflanzen 353 / Teil VII: Medizinische Biotechnologie 371 / Kapitel 17: Pharmazeutische Biotechnologie 373 / Kapitel 18: Vom Antikörper bis zum Impfstoff- Immunologie und Immuntherapie 407 / Teil VIII: Biotechnologie und Umwelt 443 / Kapitel 19: Umweltbiotechnologie - es gibt immer was zu klären! 445 / Kapitel 20: Biogas - bitte Luft anhalten! 459 / Teil IX: Der Top-Ten-Teil 467 / Kapitel 21: Die 10 heißesten Gebiete der Biotechnologie 469 / Abbildungsverzeichnis 473 / Stichwortverzeichnis 479 / / / Einleitung 21 / Über dieses Buch 21 / Konventionen in diesem Buch 22 / Was Sie nicht lesen müssen 22 / Biotech-Bites - gar nicht bissig! 22 / Törichte Annahmen über den Leser 23 / Wie dieses Buch aufgebaut ist 24 / Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 26 / Wie es weitergeht 27 / / TEIL I / EINSTIEG IN DIE BIOTECHNOLOGIE 29 / Kapitel 1 / Biotechnologie - was ist daseigentlich? 31 / Der Versuch einer Definition 31 / »Die ganze Welt der Biotechnologie« im Schnelldurchlauf 32 / Bio- = Bier-technologie - wusst ich’s doch! 33 / Industrielle Biotechnologie - oder Essen ist eben nicht alles! 36 / Keine Lust mehr auf Corona? Pharmazeutische Biotechnologie! 39 / Tiermodelle - und wie die Biotechnologie auf den Hund kommt 41 / Einzellerprotein, oder »ich muss nur mal kurz die Welt retten«!? 44 / Das zarte Pflänzchen der Pflanzenbiotechnologie 47 / Gutes muss nicht immer gut riechen: Umweltbiotechnologie 49 / Noch was vergessen? 51 / Die Farben der Biotechnologie 52 / Kapitel 2 / Biotechnologie - gibt es noch was zu regeln? 53 / Wissenschaft -ist doch alles logisch!? 53 / Chancen, Risiken und Ethik - oder was wollen SIE eigentlich? 55 / Regulierung von Biotechnologie 57 / Gentechnikgesetz 58 / / TEIL II / DIE GRUNDLAGEN VERSTEHEN 61 / Kapitel 3 / Die Zelle - hier arbeitet derBiotechnologe! 63 / Ein bisschen Systematik hat noch niemandem geschadet! 63 / Ein Blick in die Zelle(n) 65 / Prokaryotische Zellwand - man sieht also doch was! 67 / Die Zellmembran 67 / Struktur der bakteriellen Zellwand 68 / Peptidoglycan - ein bissl genauer 70 / Lipopolysaccharid (LPS) 70 / Und was ist mit Archaeen?? 71 / Kapitel 4 / Vom Gen zum Protein - DAS ist also Molekularbiologie! 73 / DNA-Struktur - es ist eine Doppelhelix <3 73 / Ich will mehr- DNA-Replikation 75 / Jetzt aber: vom Gen zum Protein 79 / Die Essentials im Schnelldurchlauf 80 / RNA - und wie man sie macht 81 / Der genetische Code - und die zellulären Übersetzer 84 / Zumindest noch ein Wort zu Proteinen 88 / Jetzt räumen wir auf: Genregulation und Chromatin 92 / Chromatin, Epigenetik und noch mehr Regulierung: packen wir’s ein, äh an! 99 / Und was ist mit den Viren? 103 / Kapitel 5 / Enzyme und Stoffwechsel - endlich kommen wir dem Alkohol näher! 111 / Proteine, Enzyme und chemische Reaktionen 111 / Aufbau und Struktur von Proteinen und Enzymen 112 / Chemie auf vier Seiten 116 / Jetzt re(a)giert das Enzym! 124 / Stoffwechsel - was geht ab? 126 / Stoffwechsel - das große Ganze 126 / Energiestoffwechsel - Katabolismus 127 / Aufbaustoffwechsel - Anabolismus 129 / Reduktionsäquivalente 129 / Katabolismus - die Macht, äh Energie, sei mit Euch! 130 / Wie komme ich denn nun zu ATP? 130 / Glykolyse - alle zentralen Reaktionsmechanismen vereint 134 / Zitratzyklus - durchatmen! 139 / Manchmal ist Alkohol eben doch eine Lösung - alkoholische Gärung 143 / Alter Wein ist Essig- Essigsäure»gärung« 144 / Milchsäuregärung - saurer wird's nicht! 145 / GlykolyseN - viele Wege führen zum Pyruvat 147 / Anabolismus - regeln wir das! 151 / Anabole Wege - allem Komplizierten wohnt ein einfacher Anfang inne! 152 / Ein Beispiel - Synthese aromatischer Aminosäuren 153 / / TEIL III / METHODEN DER BIOTECHNOLOGIE 159 / Kapitel 6 / Mach mal den Klon - molekularbiologische Methoden, Klonierung und CRISPR 161 / Eine kleine Auswahl molekularbiologischer Methoden 162 / PCR- die eierlegende Wollmilchsau der Molekularbiologie 162 / Einschub: Achtung, Kontrolle-von der Methode zum Experiment 176 / Gelelektrophorese - man will auch mal was sehen! 182 / Lesen bildet - Sequenzierung 185 / Sonst noch was? 189 / Klonierung-jetzt wird's richtig gentechnisch! 195 / Klonierung im Schnelldurchlauf 197 / Restriktionsenzyme - die DNA-Scheren 199 / Plasmide 201 / Jetzt aber - let/s klon! 204 / CRISPR/Cas- Wollmilchsau Nummer 2? 212 / CRISPR - wer - wie - was - Cas? 213 / Omics - der Blick aufs Ganze mit System 219 / Kapitel 7 / Bioinformatik-damit sollten Sie rechnen! 221 / Die Welt der Bioinformatik 221 / Daten, noch mehr Daten, Data Science! 223 / Datenbanken-Banken ohne Geld, aber mit Sinn! 223 / Data-Mining-oder was wollen uns die Daten eigentlich sagen? 226 / Lern's doch selber! Kl und maschinelles Lernen 233 / Kl in der Biotechnologie - quo vadis? 234 / Maschinelles lernen - auch hier gilt: lern erst mal was! 235 / AlphaFold - einfach mal kurz Proteinfaltung umkrempeln! 238 / / TEIL IV / BIOVERFAHRENSTECHNIK 241 / Kapitel 8 / Bioverfahrenstechnik - was ist das eigentlich? 243 / Wir brauchen Verfahren für Schimmelpilze! 243 / Die Geschichte von Penicillin - der lange Weg von der Schlamperei zum Produkt 244 / Verfahrenstechnik-warum das alles? 246 / Struktur und Inhalt machen das Verfahren! 247 / Upstream und Downstream -wir verfahren mit Struktur! 247 / Wir gehen in die Tiefe - hierarchische Strukturierung 249 / Der Bioreaktor - von außen und von innen 251 / Was macht eigentlich so eine Ingenieurin - und vor allem, wie macht sie es? 253 / / Kapitel 9 / Dem Ingenieur ist nichts zu schwer - Bilanzen, Kinetik und mehr 257 / Zeit für eine Bilanz! 257 / Massenbilanzen 258 / Energiebilanzen 265 / Stofftransfer - einfach mal rüber machen! 269 / Diffusion und Konvektion-Transport eher lahm oder schnell! 270 / Sauerstofftransfer berechnen - so geht's 271 / Wachstums-und Produktionskinetik 274 / Monod Kinetik - endlich mal ein Gesetz zum mitwachsen! 275 / Wachstumskinetik 276 / Kinetik der Produktbildung und des Substratverbrauchs 280 / Nicht alle Ausbeuten sind schlecht -zumindest als Substantiv! 281 / Kapitel 10 / Der Bioreaktor - Betriebsweisen und Design 285 / Reaktorbetriebsweisen - Batch, Fed-Batch und Chemostat, denn rühren ist nicht alles! 285 / Betriebsweise Batch - im Reaktor nichts neues! 287 / Betriebsweise Fed-Batch - bitte füttern! 289 / Chemostat - geregeltes Wachstum! 291 / Auswahl der Betriebsweise 295 / Reaktordesigns - oder was ist Ihr Typ? 296 / Geschüttelt oder gerührt - was ist besser? 298 / / TEIL V / INDUSTRIELLE BIOTECHNOLOGIE 299 / Kapitel 11 / Wie geht eigentlich Industrie - Stämme, Medien / und Prozesse am Beispiel von Metaboliten 301 / Auf dem Weg zum Optimum! 303 / Der Produktionsstamm-von nichts kommt nichts 304 / Irgendwas mit Medien 306 / Der Prozess - ohne Kafka! 308 / Metaboliten - oft primär, denn alles andere ist sekundär! 310 / Primärmetaboliten - kein Grund, sauer zu werden! 310 / Nicht nur Penicillin ist Sekundär(-metabolit) 313 / Kapitel 12 / Proteine, technische Enzyme und Biokatalyse - manchmal geht's auch ohne Mikrobe! 315 / Welchen Stamm hätten Sie denn gern? 316 / Bringt die Zellen in die Bank - Zellbanken 318 / Produktion von Proteinen - alles wie immer? 320 / Downstream Processing von Proteinen - einer muss ja sauber machen! 321 / Formulierung und Immobilisierung - jetzt taugt das technische Enzym endlich was! 323 / Biokonversion - Enzyme als Chemiker 324 / Was gibt es denn zum Katalysieren? 324 / Brauchst Du ein Enzym? Ich besorg Dir ein Enzym! 325 / Kapitel 13 / Biotech-Lebensmittel - na, schmeckt's? 329 / Fermentierte Lebensrnittel - was gibt's denn so? 331 / Fermentationswege, Prozesse und technologische Ziele - geht es auch mit Struktur? 331 / Was wäre ein Biotech-Buch ohne Bier? 332 / / TEIL VI / PFLANZENBIOTECHNOLOGIE 335 / Kapitel 14 / Grüne Biotechnologie - und Algen 337 / Algen - nicht nur zum Essen! 338 / Algen als Nahrungsmittel 339 / Produktion von Algenbiomasse 340 / Kapitel 15 / Pflanzenzucht, ganz modern 341 / Züchten - warum und wie? 342 / Was ist modern? 343 / Moderne Beispiele 343 / Marker-unterstützte Züchtung- DNA statt Aussehen! 345 / Mapping und Marker- wir führen zusammen! 345 / Marker-assisted Selection - es kann losgehen! 349 / Kapitel 16 / Transgene Pflanzen 353 / Wie mache ich denn eine transgene Pflanze? 354 / Agrobakterium - der kleine Gentechniker 355 / Die Genkanone/Gene Gun - Transformation mit dem Doppel-Wumms 357 / Apropos Selektion - muss das sein? 358 / Die Welt der transgenen Pflanzen - was gibt es denn so? 359 / Herbizid-, Insekten-und Virusresistenz 360 / Regulation und Akzeptanz - alles viel zu riskant? 367 / Regulation und Zulassung 367 / Akzeptanz, Risiken und Chancen 370 / / TEIL VII / MEDIZINISCHE BIOTECHNOLOGIE 371 / Kapitel 17 / Pharmazeutische Biotechnologie 373 / Von der Entdeckung zum Medikament - ein langer Weg! 374 / Was gibt es denn so - Produktkategorien von Biopharmazeutika 375 / Der Weg zum Medikament 378 / Produktion von Biopharmazeutika - irgendwie schon was anderes! 389 / Freigabetestung von Biologicals - geht da vielleicht doch noch was? 395 / GMP - SO wird hier produziert und getestet! 397 / Beispiel gefällig? Vom Insulin zur Gentherapie 400 / Rekombinantes menschliches Insulin - das braucht keine Sau mehr! 400 / Glybera - die erste Gentherapie mit amtlicher Zulassung! 402 / / Kapitel 18 / Vom Antikörper bis zum Impfstoff - Immunologie und Immuntherapie 407 / Immunsystem - bitte antworten! 408 / Ablauf einer Immunantwort 409 / Aktivierungund Antigenpräsentation-wie geht das? 414 / Monoklonale Antikörper-die immunologische Wollmilchsau 420 / Struktur von Antikörpern 420 / Erzeugung monoklonaler Antikörper 421 / Corona-Schnelltests-monoklonale Antikörper atwork! 423 / Immun-basierte Therapie gegen Krebs - das Immunsystem schlägt zurück 426 / Krebs - was ist das eigentlich? 426 / Impfen gegen Krebs - HPV-Impfstoffe 427 / Immun-Checkpoint-lnhibitoren: der heiße Scheiß in der Tumortherapie - und wie er funktioniert 430 / BiTEs - das Immunsystem zeigt Zähne! 433 / CAR-T: Krebsbekämpfung mit modifizierten T-Zellen (und nicht mit dem Auto) 434 / Impfstoffe-tschüss Corona! 437 / Immunantwort gegen Viren 437 / Antikörper und Immungedächtnis - ansonsten könnte man Impfstoffe vergessen! 438 / (Corona-)lmpfstoffe, wie wirken die? 440 / / TEIL VIII / BIOTECHNOLOGIE UND UMWELT 443 / Kapitel 19 / Umweitbiotechnologie - es gibt immer was zu klären! 445 / Überblick - was tummelt sich denn so in der Umwelt(biotechnologie)? 445 / Kläranlagen - auch vor Ihrer Haustür! 447 / Kläranlage - Wasser säubern in Bio 447 / BSB und CSB - das muss weg! 448 / Rieselbettfilter - die Anfänge der Abwasserbehandlung 449 / Aufbau einer modernen Kläranlage 450 / Belebtschlammverfahren -jetzt kommt Bewegung in den Schlamm! 453 / Stickstoff-auch hier gilt: raus damit! 453 / Wir zünden die 4. Stufe! 456 / Kläranlagen und Umwelt 457 / Kapitel 20 / Biogas - bitte Luft anhalten! 459 / Gemeinsam schaffen wir das Gas - Mikrobiologie der Biogaserzeugung 460 / Syntrophie und Methanogenese - enge Freundschaften! 462 / Biogasanlagen - kompliziert ist anders 463 / Fermenter - size matters! 464 / Vom Biogas zum Biomethan - Aufreinigung und Verwendung 465 / / TEIL IX / DER TOP-TEN-TEIL 467 / Kapitel 21 / Die 10 heißesten Gebiete der Biotechnologie 469 / Kl - künstliche Intelligenz 469 / CRISPR/Cas 470 / Monoklonale Antikörper 470 / PCR 470 / OMICS und Systembiologie - einfach mal alles verstehen wollen 470 / Biotechnologie und Umwelt 471 / Bioreaktoren - vom Edelstahlreaktor zum Einwegsystem 471 / Algen 471 / Checkpoint-Inhibitoren 471 / Biotech für zu Hause - Schnelltests 472 / / Abbildungsverzeichnis 473 / Stichwortverzeichnis 479