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Chemie, Computertechnologie

Der Siegeszug der Computertechnologie, speziell die Entwicklung von Personalcomputern, eröffnet auch der chemischen Forschung neue, bisher ungeahnte Möglichkeiten. Die Leistungsfähigkeit vieler Analyseverfahren wird erheblich verbessert, sodass u. a. in der Dopinganalytik und in der Kriminaltechnik (genetischer Fingerabdruck) beachtliche Erfolge erzielt werden. In Zusammenarbeit von Chemikern, Biologen und Informatikern gelang es 2004 sogar, das menschliche Genom vollständig zu entschlüsseln.
Mit der Biotechnologie entwickelt sich ein neuer innovativer Industriezweig, in dem hoch wirksame Arzneistoffe und neue Werkstoffe mit biochemischem Methoden hergestellt werden. Große Hoffnungen setzt man auch in neue anorganische Werkstoffe, z. B. in die Nanotechnologie und die Hochtemperatursupraleiter, die den Strom bei der Siedetemperatur von flüssigem Stickstoff praktisch verlustfrei leiten.
Überdeutlich wird gegen Ende des 20. Jahrhunderts die Notwendigkeit einer nachhaltigen, umweltverträglichen Entwicklung der Menschheit. Die Ursachen des anthropogen verursachten Ozonlochs und des Treibhauseffekts wurden erkannt und auf Internationalen Umweltkonferenzen wird versucht, die Entwicklung zu stoppen. Neu entwickelte Kunststoffe und Tenside müssen biologisch vollständig abbaubar sein. Die Vermeidung von Abfällen und die mögliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht schon bei der Konzeption von Industrieanlagen im Vordergrund. Eine Reihe von neu gegründeten Umweltorganisationen schärft das Bewusstsein der Öffentlichkeit für eine effizientere Nutzung der Ressourcen. Der Super-GAU von Tschernobyl 1986 läutete das Ende der Kernenergie in Westeuropa ein und es wird verstärkt an der Nutzung alternativer Energiequellen (Wind, Wasser, Wasserstoff, Sonnenenergie) gearbeitet.

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Moderne Chemie und Computertechnologie (1976 - Heute)

Der Siegeszug der Computertechnologie, speziell die Entwicklung von Personalcomputern, eröffnet auch der chemischen Forschung neue, bisher ungeahnte Möglichkeiten. Die Leistungsfähigkeit vieler Analyseverfahren wird erheblich verbessert, sodass u. a. in der Dopinganalytik und in der Kriminaltechnik (genetischer Fingerabdruck) beachtliche Erfolge erzielt werden. In Zusammenarbeit von Chemikern, Biologen und Informatikern gelang es 2004 sogar, das menschliche Genom vollständig zu entschlüsseln.
Mit der Biotechnologie entwickelt sich ein neuer innovativer Industriezweig, in dem hoch wirksame Arzneistoffe und neue Werkstoffe mit biochemischem Methoden hergestellt werden. Große Hoffnungen setzt man auch in neue anorganische Werkstoffe, z. B. in die Nanotechnologie und die Hochtemperatursupraleiter, die den Strom bei der Siedetemperatur von flüssigem Stickstoff praktisch verlustfrei leiten.
Überdeutlich wird gegen Ende des 20. Jahrhunderts die Notwendigkeit einer nachhaltigen, umweltverträglichen Entwicklung der Menschheit. Die Ursachen des anthropogen verursachten Ozonlochs und des Treibhauseffekts wurden erkannt und auf Internationalen Umweltkonferenzen wird versucht, die Entwicklung zu stoppen. Neu entwickelte Kunststoffe und Tenside müssen biologisch vollständig abbaubar sein. Die Vermeidung von Abfällen und die mögliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht schon bei der Konzeption von Industrieanlagen im Vordergrund. Eine Reihe von neu gegründeten Umweltorganisationen schärft das Bewusstsein der Öffentlichkeit für eine effizientere Nutzung der Ressourcen. Der Super-GAU von Tschernobyl 1986 läutete das Ende der Kernenergie in Westeuropa ein und es wird verstärkt an der Nutzung alternativer Energiequellen (Wind, Wasser, Wasserstoff, Sonnenenergie) gearbeitet.

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Störfaktoren der Embryonalentwicklung

Der Embryo ist während seiner Entwicklung normalerweise gut geschützt. Dennoch gibt es verschiedene Störfaktoren, die zu Fehlentwicklungen, schweren Missbildungen des Embryos oder zum Abort führen können.

Zu diesen schädigenden Einflüssen gehören genetische und mütterliche Faktoren sowie Umweltfaktoren wie Medikamente, Chemikalien, Suchtmittel, Strahlung und Infektionserreger, die spezifische Entwicklungsstörungen hervorrufen. Die Anfälligkeit für solche Störfaktoren sowie das Ausmaß der ausgeprägten Missbildungen sind wesentlich von dem Zeitpunkt der Einwirkung abhängig.

Während der sensiblen Phase, in der komplexe und grundlegende Prozesse der Organogenese ablaufen, wirken solche Störfaktoren besonders fatal.

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Aufbau, Einteilung und Benennung von Viren

Viren sind Krankheitserreger, gegen die es noch immer fast keine Gegenmittel gibt. Sie sind völlig unempfindlich gegen Antibiotika, die pharmazeutische Wunderwaffe gegen bakterielle Erreger. Gegen einige Viren helfen vorbeugende Schutzimpfungen, und wer eine Viruserkrankung überstanden hat, besitzt häufig eine lebenslange spezifische Immunität gegen diesen Erreger. Die meisten Virusinfektionen sind zwar harmlos, doch in einigen Fällen nimmt die Krankheit einen lebensbedrohlichen Verlauf. Einige Viren führen zu Epidemien, bei denen sich die Erreger weltweit ausbreiten und viele Todesopfer fordern können.
Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel; sie missbrauchen deshalb für ihre Vermehrung den Wirtsorganismus. Dies können Bakterien oder auch pflanzliche und tierische Zellen sein. In der Gentechnik sind Viren heute unentbehrliche Hilfsmittel für die gezielte Übertragung von Erbsubstanz zwischen verschiedenen Zellen geworden.

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Viren, Viroide und Prionen

Trotz ihres unterschiedlichen Aufbaus haben Viren, Viroide und Prionen eine Gemeinsamkeit, die sie für alle Lebewesen gleich gefährlich macht – sie sind die Erreger vieler gefährlicher und lebensbedrohlicher Krankheiten.
Viren gehören nicht zu den echten Lebewesen, sondern zeigen erst Kennzeichen des Lebendigen, wenn sie sich in einer Fremdzelle befinden. Ihre Vermehrung kann nur in Wirtszellen stattfinden. Dieser Prozess ist immer mit dem Absterben der befallenen Zelle verbunden. Deshalb zählen Viren zu den gefährlichsten Krankheitserregern im Tier- und Pflanzenreich. Viren, die sich mithilfe von Bakterienzellen vermehren, heißen Bakteriophagen.
Ein Virus besteht immer aus einer Proteinhülle, welche in ihrem Inneren Nucleinsäuren in Form von DNA oder RNA enthält. Im Gegensatz zu den Zellen aller Lebewesen, die immer beide Nucleinsäuren enthalten, findet man bei Viren immer nur eine der beiden Formen vor.
Viroide sind mehr oder weniger „reduzierte“ Viren. Sie sind infektiöse Moleküle mit einer sehr kurzen Nucleinsäuresequenz. Die Proteinhülle fehlt vollständig.
Bei Prionen handelt es sich um Proteine zellulärer Herkunft, welche eine andere räumliche Struktur als normale Proteine aufweisen. Normale, richtig gefaltete Proteine werden PrPC genannt und kommen natürlicherweise in jedem Organismus vor. Die krankhaften Formen (PrPSc) breiten sich, nachdem sie einmal entstanden sind, weiter im Gewebe aus. Dabei wandeln sie die gesunden Proteine durch chemische Anbindung in die krankhafte Variante um. Obwohl Prionen sich ohne Besitz von Nucleinsäuren vermehren können, werden auch sie nicht zu den Lebewesen gezählt. Krankheiten wie die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit oder BSE werden von Prionen ausgelöst.

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Hautpilze

Bei Hautpilzen denkt ein jeder wahrscheinlich gleich an Fußpilz. Viele Hautpilze gehören aber zur natürlichen Besiedlung der Haut und Schleimhäute, deren vermehrtes Auftreten kann dann jedoch zu Krankheiten führen. Zu den durch Hautpilze hervorgerufenen Krankheiten zählen insbesondere die „Tinea“ (Sammelbegriff für Pilzerkrankungen der Haut, Haare und Nägel beim Menschen), und die Kandidose (Soor). Die Kandidosen werden durch Candida albicans und nah verwandte Arten ausgelöst. Arzneimittel gegen Pilzkrankheiten heißen Antimykotika.

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Hefepilze, Candida

Candida-Hefepilze (candidus: lat: glänzend)
Zu den Candida-Hefepilzen gehören zahlreiche Arten, die in ihrer Wirkung für und auf den Menschen sehr unterschiedlich sind. Sie besitzen eine große Bedeutung für die Lebensmittelindustrie. So wird die klassische Bier-, Back- und Weinhefe zum Teil aus Candida-Hefe, Candida utilis, hergestellt. Es handelt sich dabei um Hefepilze, die eine alkoholische Gärung verursachen. Auch bei Kefir handelt es sich um eine mit Kefirferment alkoholisch vergorene Kuh- bzw. Stutenmilch. Kumys wird ebenfalls aus Kuh- bzw. Stutenmilch durch die Einwirkung von Hefe hergestellt. Der Alkoholgehalt bei Kefir und Kumys beträgt ca. 3 %.

Zum anderen besitzen einige Arten aber auch eine pathogene (krankheitsauslösende) Wirkung, z. B. Candida albicans (Soorpilz). Normalerweise verursacht ihr Auftreten keine Krankheiten. Erst eine unnatürlich starke Vermehrung führt zu sogenannten Kandidosen. Diese sind durch das Auftreten von Pusteln oder Erosionen der Schleimhäute gekennzeichnet. Die Candida-Hefe-Theorie versucht z. B. das gesamte Spektrum der Lebensmittelallergien durch Hefeallergien zu erklären. Populär wurde diese Theorie durch das 1984 erschienene Buch „Yeast Connection“ von Dr. W. G. CROOK.

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