Einführung

Sie finden, dass sich Molekularbiologie trocken anhört? Moleküle rufen in Ihnen Erinnerungen an den Chemieunterricht wach, als Sie sich mit Reaktionsgleichungen quälen mussten und man Ihnen bestenfalls dazu noch Molekülmodelle chemischer Substanzen gezeigt hat? Und Biologie ist auch nicht gerade beliebt und erinnert Sie vielleicht eher an abstrakte Einzeller oder Pflanzensystematik als an spannende Experimente?

Nicht so DIE MOLEKULARBIOLOGIE, wie sie heute in Labors auf der ganzen Welt praktiziert wird. Diese moderne Wissenschaft ist eine richtig spannende Sache - kein bisschen trocken, sie geht jeden Einzelnen von uns ganz persönlich an! Und ist deshalb wichtig, sehr wichtig sogar, denn sie beschäftigt sich mit dem Code des Lebens und wird oft auch DIE LEBENSWISSENSCHAFT genannt. Das behaupte ich nicht nur, weil ich ein Buch darüber geschrieben habe. Die Molekularbiologie geht den Geheimnissen des Lebens auf den Grund - wie Leben funktioniert und wie man es für Mensch und Umwelt möglichst lange (lebenswert) erhalten kann.

Molekularbiologen erforschen die Grundlagen des Lebens. Sie beschäftigen sich mit Nukleinsäuren und den Proteinen - den Molekülen also, auf denen jede Art von Leben gründet -, ob das von uns Menschen, Tieren, Pflanzen oder Bakterien. Diese Moleküle sind dafür verantwortlich, wie wir aussehen und wie gut unser Körper funktioniert. Bereits als ich zum ersten Mal von Vererbung, DNA und RNA gehört hatte, packte mich die Faszination, die vom Geheimnis um den Code des Lebens ausgeht - ich erinnere mich noch genau daran. Von da an habe ich versucht, möglichst viel über die Moleküle des Lebens zu erfahren und zu lernen, wie man mit ihnen umgeht. Ich bin noch immer und immer wieder begeistert, welche Geheimnisse die Molekularbiologie zutage fördert. In diesem Buch habe ich versucht, Ihnen etwas von dieser Faszination weiterzugeben - es wäre schön, wenn es mir gelungen wäre. Außerdem ist es mir ein Anliegen, Sie mit dem nötigen Hintergrundwissen in die Lage zu versetzen, sich eine eigene Meinung zu bilden über den Sinn (und manchmal natürlich auch den Unsinn) der molekularbiologischen Forschungsergebnisse, die in den Labors produziert werden. Bei der Berichterstattung unserer Medien und angesichts mancher Wissenschaftler oder Mitmenschen, die laut ihre Meinung über alle Art von Molekularbiologie kundtun, ist das manchmal gar nicht so einfach - da muss man sich gut auskennen. Ich hoffe sehr, dass Sie dies nach der Lektüre der folgenden Kapitel tun!

Über dieses Buch

Molekularbiologie für Dummies möchte Ihnen einen umfassenden Überblick über die beiden großen Teilgebiete der Molekularbiologie - Genomik und Proteomik - geben. Dieses Buch wird Sie über theoretische Erkenntnisse informieren, die Molekularbiologen in den letzten Jahren gewonnen haben, Sie in die praktische Arbeit in einem molekularbiologischen Labor einführen und mit den wichtigsten Methoden bekannt machen, die zur täglichen Arbeit des Molekularbiologen gehören. Ich habe dabei versucht, den Text möglichst so zu gestalten, dass Sie einen Einstieg ins Thema finden, der Ihnen Spaß macht, selbst wenn Sie noch nichts oder nicht viel über Molekularbiologie wissen. Aber auch Fortgeschrittene und Profis können auf unterhaltsame Weise bestimmte Aspekte vertiefen und werden mit praktischen Hinweisen versorgt.

Konventionen in diesem Buch

Die Sprache des Molekularbiologen kann (wie leider so oft bei Spezialisten) ziemlich kompliziert und für Außenstehende manchmal etwas verwirrend sein. Dieses Buch ist deshalb so geschrieben, dass Sie es hoffentlich gerne lesen, ohne für jedes Kapitel eine Recherche im Internet starten oder sich an einen Wissenschaftler Ihres Vertrauens wenden zu müssen, um das Geschriebene zu verstehen. Dabei möchte ich die Sprache des Molekularbiologen aber bewusst nicht vermeiden, da ich denke, dass es dazugehört, sich in Maßen damit zu befassen, wenn man beginnt, etwas Neues zu lernen (außerdem wäre das Buch sonst für die Profis total langweilig!). Fachausdrücke sind deshalb zunächst so einfach wie möglich erklärt, werden aber bewusst im Text eingesetzt, um Sie Stück für Stück in der Welt des Molekularbiologen heimisch werden zu lassen und Ihnen damit auch etwas von der typischen Laboratmosphäre nahezubringen. Die Texte sind dabei wie folgt gestaltet:

• Jeder wissenschaftliche Begriff, der in einem Kapitel neu auftaucht, ist kursiv geschrieben.
• Ist mir ein Begriff besonders wichtig, so habe ich ihn fett oder auch fett kursiv gedruckt.
• Links zu interessanten Webseiten sind in dieser Schrift gekennzeichnet.
• In den grauen Kästen, die Sie in manchen Kapiteln finden, stehen Informationen, die Sie zum Verständnis des Sachverhalts nicht unbedingt benötigen - Geschichten hinter wissenschaftlichen Entdeckungen, Details zu Experimenten oder Neuheiten aus der Forschung.
• Mir war wichtig, Sie so weit wie möglich mit chemischen Formeln zu verschonen. Einige Formeln sind jedoch für das Verständnis wirklich wichtig, und diese wenigen Formeln sollten Sie sich gut ansehen, um das Prinzip dahinter zu erkennen (Sie müssen die Formeln nicht auswendig lernen!).

Was Sie nicht lesen müssen

Um die wichtigsten molekularbiologischen Prinzipien zu verstehen, müssen Sie dieses Buch nicht Wort für Wort durcharbeiten. Sie müssen sich zum Beispiel nicht unbedingt die Abschnitte mit den Symbolen »Technischer Kram«, »Zusatzinformation« oder die grau unterlegten Kästen zu Gemüte führen. Hier stehen weiterführende oder einfach unterhaltsame Informationen, die Sie brauchen, wenn Sie ein absoluter Molekularbiologie-Profi werden wollen, oder die einfach nur interessant sind.

Törichte Annahmen über den Leser

Während ich dieses Buch geschrieben und viele Informationen über Molekularbiologie gesammelt und sortiert habe, habe ich mir gedacht, dass Sie als Leser

• Schüler sind, der sich auf das Abitur oder eine Biologie-Klausur vorbereitet.
• Student der Biologie oder Medizin sind, der für Genetik- oder Molekularbiologie-Prüfungen lernt und sich zusätzlich zu den klassischen Lehrbüchern über Theorie oder Methoden informieren möchte.
• ein medizinisch-, chemisch- oder biologisch-technischer Assistent sind, der in einer molekularbiologischen Abteilung arbeitet beziehungsweise arbeiten möchte und einen Einstieg ins Thema sucht.
• jemand sind, der sich schon immer einmal über Molekularbiologie informieren wollte oder sich vielleicht auch beruflich damit auseinandersetzen muss.

Vielleicht sind Sie auch einfach ein (kritischer) Patient oder Verbraucher, der verstehen möchte, was in der Wissenschaft passiert, wie man sie jetzt schon nutzt und was sie in Zukunft für Chancen und Risiken bieten kann. Oder Sie sind ein Molekularbiologie-Profi, der einfach gern über sein Fachgebiet liest (so wie ich selbst) oder auch die eine oder andere Anregung für seine eigene Lehrtätigkeit sucht. In jedem Fall habe ich für alle diese Personengruppen mein Bestes getan, um das Thema so informativ, spannend und unterhaltsam wie möglich zu gestalten.

Wie dieses Buch aufgebaut ist

Molekularbiologie für Dummies ist ganz einfach aufgebaut: Zunächst einmal möchte ich Ihnen etwas molekularbiologisches Grundwissen vermitteln, falls Sie ganz neu ins Thema einsteigen. Dann stelle ich Ihnen Werkzeug und Arbeitsbereich des Molekularbiologen vor, und wir begeben uns gemeinsam in die Praxis: erst in ein genomisches Labor, in dem man mit Nukleinsäuren arbeitet, dann in ein proteomisches Labor - dem Reich der Proteinfreunde. Zum Schluss möchte ich Ihnen noch ein paar Beispiele für Anwendungen der Molekularbiologie im Alltag vorstellen.

Teil I: Molekularbiologisches Grundwissen

In diesem Teil wird erklärt, was Molekularbiologie ist, wie eine Zelle aufgebaut ist und wo das Arbeitsmaterial des Molekularbiologen - DNA, RNA und Proteine - zu finden ist. Weiterhin finden Sie jeweils eigene Kapitel über diese Moleküle, in denen chemischer Aufbau, Struktur und Funktion oder charakteristische Eigenschaften erklärt werden.

Teil II: Das Werkzeug des Molekularbiologen

Dieser Teil führt Sie in die Arbeitswelt des Experimentators ein. Zunächst einmal lernen Sie ein typisches Labor kennen. Dann machen Sie Bekanntschaft mit einigen Helfern (Bakterien und Viren) und verschiedenen Handwerkern wie zum Beispiel Schere, Klebstoff, Zerstörer oder dem Arbeitstier, ohne die der Molekularbiologe sein Material überhaupt nicht bearbeiten und so auch keine Forschung betreiben könnte. Außerdem lernen Sie den molekularbiologischen Fuhrpark kennen, der Nukleinsäuren in fremde Zellen transportiert - eine wichtige Voraussetzung für viele Experimente.

Teil III: Genomik - die Arbeit mit genetischem Material

Hier geht es um Techniken, mit denen in einem genomischen Labor gearbeitet wird. Es beginnt mit einer Sammlung von...