Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte Hier wird es anschaulicher Das Wichtigste Z3 282 Der in Österreich geborene Forscher Eric Kandel erhielt im Jahr 2000 den Nobelpreis für die Entdeckung der chemischen Grundlagen einfacher Lernformen: Wird die Meeresschnecke Aplysia vorsichtig an einer Kieme berührt, so zieht sie diese rasch zurück. Durch mehrmaliges Wiederholen dieses harmlosen Vorganges »lernt« die Schnecke und reagiert nicht mehr. Messungen zeigen, dass Sinneszellen ein Signal zur Gehirnzelle L7 weiterleiten. Diese veranlasst das Zusammenziehen der Muskulatur. Bei der Reizleitung öffnen sich Ionenkanäle, und am Ende des Zellfortsatzes werden aus Vesikeln Botenmoleküle ausgeschüttet. Diese wandern über den synaptischen Spalt zum nächsten Neuron, werden dort von einem Rezeptor aufgenommen und lösen ein neuerliches elektrisches Signal aus (siehe R4 und Y4). Die Freisetzung der Botenmoleküle wird durch einströmende Calcium-Ionen verursacht (a). Bei wiederholten Reizungen der Schnecke dringen immer weniger Calcium-Ionen ein, sodass dadurch die Ausschüttung der Botenstoffe erschwert wird und schließlich aufhört (b). Wird der Berührungsreiz in schädlicher Weise für die Schnecke durchgeführt, so zieht sie sich anschließend heftiger zurück. Wie kommt dieser Lernvorgang zu Stande? Die Nervenzelle L29 – erregt durch die schädigende Berührung – schüttet einen Botenstoff aus. Dieser lagert sich am Rezeptor von L7 an. Dadurch wird eine Folge bekannter Reaktionen ausgelöst, die zu einer stärkeren Durchlässigkeit der Kanäle für Calcium-Ionen führt (c). Die Verbindung zur Nervenzelle L27, die die Muskulatur für das Zurückziehen beeinflusst, ist verfestigt worden. Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ a) Kontaktstelle von Neuronen b) erschwertes Eindringen für Ca 2 + Mithilfe von Enzymen kann man DNA gezielt schneiden und wieder »verkleben«. Werden DNA-Bruchstücke in das Erbmaterial von Bakterien eingebaut, so können diese über das Wachstum von Bakterienkulturen beliebig vermehrt werden. Die Herstellung identischer DNA-Stücke wird als DNA-Klonierung bezeichnet und führt zu Gen-Bibliotheken . Zur Auffindung eines bestimmten Gens wird das zugehörige Protein in ein radioaktiv markiertes RNA- Stück übersetzt. Aufgrund der Basenpaarung bleibt dieses am gesuchten Gen haften und wirkt als Sonde . Abgabe an benachbarte Neuronen, die erregt oder beruhigt werden Signal Abgabe an Kreislauf c) erleichtertes Eindringen für Ca 2 + Neuron mit verpackten Protein-Botenstoffen Transkription Spaltung kurze Proteine, in Vesikel »verpackt« Gen (DNA-Abschnitt) Vorläufer-Protein Nur zu Prüfzwecken s – Eigentum des Verlags r öbv