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* 27.11.1701 Uppsala
† 25.04.1744 Uppsala

ANDERS CELSIUS war ein schwedischer Astronom und Wissenschaftler, entwickelte eine Temperaturskala, die Celsius-Skala, und führte eine Reihe von astronomischen Untersuchungen durch.

In der Biologie spielt das Element Kohlenstoff eine herausragende Rolle. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass Kohlenstoffatome vier Außenelektronen aufweisen. Der Bau des Kohlenstoffatoms erlaubt Bindungen mit vielen anderen Atomen. Von großer Relevanz sind in der Organik Atombindungen und zwischenmolekulare Kräfte.

Wer hätte gedacht, dass der Kokonfaden verschiedener Insekten aus Chitin, einer ansonsten eher als sehr hart bekannten Substanz, besteht. Chitin (von griech.: chiton = Panzer) ist eine weiße hornige Substanz, die aus verschiedenen tierischen Organismen isoliert wird. Es handelt sich um einen aminozuckerhaltiges Homopolysaccharid. Es besitzt für viele wirbellose Tiere eine ähnliche Stützfunktion, wie Cellulose bei Pflanzen. Einem bakteriellen Angriff gegenüber ist das Chitin sehr widerstandsfähig. Daher lässt es sich auch in frühen geologischen Ablagerungen noch nachweisen. Eine große Zukunft besitzt das Chitin sicherlich in der Verwendung als Biopolymer zur Konstruktion verschiedenster Bauteile (Bionik).

Cholesterol (Cholesterin) ist ein wesentlicher Bestandteil aller Membranen im tierischen und natürlich auch im menschlichen Organismus. Cholesterol bildet die Basis für die Biosynthese der Gallensäure in der Leber, den Corticosteroiden in den Nebennierenrinden, den Geschlechtshormonen und des Vitamin D in der Haut. Unser Körper nimmt Cholesterol aus der Nahrung auf, kann es aber auch selbst synthetisieren.

* 08.06.1916 in Northampton/England
† 28.07.2004 LA Jolla/USA

FRANCIS HARRY COMPTON CRICK war bereits studierter Physiker, als er 1947 nach Cambridge ging, um Biologie zu studieren. Er wurde mit der Röntgenstrukturanalyse vertraut. Diese Methode wird auf kristalline Stoffe angewendet. Sie dient dem Erkennen von Raumstrukturen, welche zu klein sind, um mit einem Mikroskop aufgelöst werden zu können. CRICK hatte bereits Pionierarbeit mit der Anwendung der Röntgenstrukturanalyse in der Molekularbiologie geleistet. Zusammen mit seinem jungen Kollegen JAMES D. WATSON (*1928) gelang es ihm, die Struktur der Erbsubstanz Desoxyribonucleinsäure (DNA) aufzuklären. Für diese Leistung erhielten CRICK und WATSON 1962 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

* 23.08.1933 in Alice (Texas)

ROBERT CURL ist ein amerikanischer Chemiker. Er erforschte die Struktur von Siliciumverbindungen und befasste sich mit der Spektralanalyse.

Gemeinsam mit seinen Kollegen R. SMALLEY (geb. 1943) und HAROLD W. KROTO (geb. 1939) erhielt er 1996 den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung einer neuen Modifikation von festem Kohlenstoff, in der die Atome zu polyederartigen Hohlkörpern mit fünf- und sechseckigen Seitenflächen verknüpft sind, den Fullerenen.

Auch einzellige Lebewesen durchlaufen zum Zweck der Vermehrung die Mitosestadien. Als Ergebnis sind aus einer Mutterzelle zwei neue Tochterzellen entstanden. Dieses Prinzip gleicht auch relativ einfachen Zelldifferenzierungen in Geweben vielzelliger Organismen. Bleiben die neu entstandenen Zellen zusammen, entstehen vielzellige Organismen.

1924 erkannte der französische Physiker LOUIS DE BROGLIE (1892-1987), dass sich bewegende Elektronen kürzere Wellenlängen haben als Lichtstrahlen, sich bündeln lassen und genutzt werden können, um äußerst dünne Präparate zu durchleuchten. Das Elektronenmikroskop war „ geboren“. Es wurde erst im Jahr 1931 von dem Deutschen ERNST RUSKA (1906-1988) gebaut. Damit konnte einebis zu 2 000 000-Fache Vergrößerung des Objektbilds erreicht werden. So war es z. B. möglich, den Aufbau von feinsten Strukturen der Lebewesen und Viren erstmals zu erkennen. Während die besten Lichtmikroskope eine Auflösung von maximal 0,2 µm (= 200 nm) besitzen, kann man mit den hochbeschleunigten Elektronen des Elektronenmikroskops ein Auflösungsvermögen von maximal 0,0001 µm (= 0,1 nm), also 2 000-mal so groß wie beim Lichtmikroskop, erreichen.

Der zelluläre Baustein aller Eukaryoten, gleichgültig ob Ein- oder Vielzeller, Pflanzen, Pilze oder Tiere, ist der Eucyt. Gegenüber dem Procyten zeichnet sich dieser Zelltyp grundsätzlich in erster Linie durch folgende Baueigenheiten aus:

Fett ist nicht gleich Fett. Das stellt jeder sofort fest, der sich über gesunde Ernährung informiert.

Diese Tatsache hängt mit dem Bau der Fette zusammen. Fette sind die Ester langkettiger Carbonsäuren. Diese Carbonsäuren sind mit Glycerol (Propan-1,2,3-triol, Glycerin), einem mehrwertigen Alkohol, verestert.

Jede der drei Hydroxylgruppen des Glycerols kann mit einer anderen Carbonsäure reagieren, sodass ganz unterschiedliche Fette entstehen und existieren.

* 09.10.1852 in Euskirchen
† 15.07.1919 in Berlin

EMIL HERMANN FISCHER war ein deutscher Biochemiker. Er erforschte viele organische Verbindungen, den Aufbau der Kohlenhydrate, Aminosäuren, Polypeptide, Proteine, Enzyme, Purine und Gerbstoffe und gilt als Mitbegründer der Biochemie. Er entwickelte die FISCHER-Projektionsformeln zur Darstellung von organischen Verbindungen mit asymmetrischen Kohlenstoffatomen. Sie wird auch heute noch verwendet. 1902 erhielt EMIL FISCHER den Nobelpreis für Chemie.

ROSALIND FRANKLIN war eine engagierte und kenntnisreiche Naturwissenschaftlerin, die entscheidend zur Strukturaufklärung der Nucleinsäuren beigetragen hat. Während ihrer beruflichen Laufbahn hatte sie erheblich mit Vorurteilen ihrer männlichen Kollegen zu kämpfen. Ihre Verdienste wurden erst nach ihrem Krebstod 1958 angemessen gewürdigt.

Was die Wissenschaft heute vom Bau der Zelle und ihren Funktionen weiß, wie sie diese zu nutzen versteht, sie physiologisch beeinflussen und in ihrem Erbgut verändern kann, das ist das Ergebnis eines fast 350 Jahre währenden Erkenntnis- und Forschungsprozesses. Erst nach der Entwicklung stark vergrößernder optischer Geräte war es überhaupt möglich, die kleinsten Bestandteile eines Lebewesens sichtbar zu machen. Eine bedeutende Rolle nahm dabei die Konstruktion des Mikroskops ein. Viele Wissenschaftler beschäftigten sich seitdem mit der Erforschung der Zellen, ihrer Strukturen, Eigenschaften und Bestandteile und reicherten den Erkenntnisstand bis zum heute verfügbaren Wissen an.

* 07.07.1843 in Corteno (heute, Corteno-Golgi, Norditalien)
† 21.01.1926 in Pavia

Als der italienische Pathologe und Histologe CAMILLO GOLGI 1898 eine Zellstruktur bestehend aus übereinandergestapelter, flacher Membranvesikeln beschrieb, ahnte er noch nicht, dass sein Name im Zusammenhang mit dieser Zellstruktur weltweit in der Zellbiologie bekannt werden würde. Er hatte den GOLGI-Apparat entdeckt, ein wichtiges Organell der eukaryotischen Zelle. Möglich war dies durch seine neu entwickelte Färbe- und Imprägnationsmethode für Gewebeschnitte, mithilfe von Silbernitrat, auch „Schwarze Reaktion“ genannt. Diese histologische Methode verhalf ihm auch zu neuen bahnbrechenden Erkenntnissen in der modernen Neurologie. 1906 erhielt er zusammen mit dem spanischen Histologen SANTIAGO RAMON Y CAJAL (1852-1934) als Anerkennung für ihre Arbeit über die Struktur des Nervensystems den Nobelpreis für Medizin.

So wie ein Haus aus Ziegeln, Betonteilen und Balken entsteht, so dienen auch relativ wenige Grundstrukturen zur Ausbildung von Zellorganellen und -bestandteilen. Immer wiederkehrende Grundstrukturen sind

Bewohner der kleinen Pazifikinsel Guam zwischen den Philippinen und Hawai leiden teilweise an einer Nervenkrankheit, die sonst nur ganz selten auftritt. Ihre Symptome erinnern an Lateralsklerose, Alzheimer und Parkinson und sie ist unheilbar. Als Ursache konnte eine seltene Aminosäure, $\text{ß}\text{-}\text{Methylamino}\text{-}\text{L}\text{-}\text{Alanin}$ (BMAA) ausgemacht werden. Sie wird von den Luftstickstoff fixierenden, endosymbiontischen Cyanobakterien produziert, die in den Wurzeln des guamesischen Palmfarns Cycas micronesica leben. In den Samen dieses Nacktsamers kann man die seltene Aminosäure ebenfalls nachweisen. Diese Samen dienen den Einheimischen als Nahrung, aber auch Flughunde, die ebenfalls von den Bewohnern Guams verzehrt werden, ernähren sich häufig von Cycas-Samen.

Unerklärlich scheint es auf den ersten Blick, dass Stoffe mit der gleichen Anzahl und Art von Atomen, mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Anordnung dieser Atome so verschieden sein sollen. Solche Verbindungen werden Isomere genannt. Sie weisen nicht nur unterschiedliche physikalische Eigenschaften auf, sondern reagieren auch unterschiedlich und haben unterschiedliche Bedeutsamkeit in der Biochemie.

Um das Überleben ihrer Art zu gewährleisten, vollziehen unterschiedliche Organismengruppen verschiedene Arten der Vermehrung. Bei Eukaryoten teilt sich zunächst der Kern (Mitose), dabei werden die Chromosomen repliziert und danach gleichmäßig auf die beiden Tochterzellen verteilt.
Der Vorgang der Mitose gliedert sich in 5 Phasen:

Im Zellzyklus wird über die weitere Aufgabe der Zelle entschieden.

Kohlenstoff ist ein Element des Periodensystems. Jedes Element weist aufgrund seines Atombaus bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften auf. Den Atombau und die Eigenschaften findest du, wenn auf nebenstehendes Bild klickst. Der Artikel enthält außerdem das Energieniveauschema und Informationen über die Entdeckung, Herstellung und Verwendung von Kohlenstoffen.

Etwa 90 % aller bekannten Verbindungen sind Kohlenstoffverbindungen, die meisten von ihnen sind organische Verbindungen. Die Vielfalt der organischen Verbindungen ist durch den Bau des Kohlenstoffatoms erklärlich. Er ermöglicht die unterschiedlichsten Verknüpfungen zwischen Kohlenstoffatomen untereinander und Kohlenstoffatomen und anderen Atomen. Aus unterschiedlichen Strukturen resultieren jeweils auch unterschiedliche Eigenschaften.

Das explosionsartige Anwachsen des chemischen Wissens hat in der organischen Chemie zu einer fast unübersehbaren Anzahl neuer Verbindungen und Verbindungsklassen geführt, deren systematische Benennung immer dringender wurde. Deshalb wurden von der IUPAC Regeln für eine systematische Nomenklatur entwickelt, die heute für Publikationen allgemein verbindlich sind. Demgegenüber stehen immer noch viele Trivialnamen, von denen einige in die IUPAC-Nomenklatur mit eingegangen sind.

Die Anzahl der Liganden in einem Komplex wird Koordinationszahl (KZ) genannt, sie bestimmt seinen räumlichen Aufbau. Am häufigsten sind oktaedrische (KZ = 6), tetraedrische (KZ = 4) und quadratisch-planare (KZ = 4) Komplexe. Sowohl die Art der Liganden als auch die Art des Zentralteilchens haben Einfluss auf den räumlichen Bau eines Komplexes. Wie die unterschiedlichen räumlichen Anordnungen zustande kommen, kann durch die Valenzbindungstheorie oder die Ligandenfeldtheorie beschrieben werden.

* 07.10.1939 in Wisbech (Cambridgeshire)

HAROLD KROTO ist ein britischer Chemiker. Er forscht und lehrt an der Universität in Sussex.

Gemeinsam mit seinen Kollegen ROBERT F. CURL (geb. 1933) und R. SMALLEY (geb. 1943) erhielt er 1996 den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung einer neuen Modifikation von festem Kohlenstoff, in der die Atome zu polyederartigen Hohlkörpern mit fünf- und sechseckigen Seitenflächen verknüpft sind, den Fullerenen.