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* 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.

Bei der Herstellung von Lebensmitteln werden häufig auch Farbstoffe verwendet. Das Färben von Lebensmitteln hat vor allem den Grund, dem Verbraucher das Lebensmittel schmackhafter und attraktiver erscheinen zu lassen: „Das Auge isst mit“. Farbstoffe, die zur Färbung von Lebensmitteln verwendet werden dürfen, müssen für diesen Zweck zugelassen sein und sind in der Lebensmittelzusatzstoffverordnung aufgeführt.
Die eingesetzten Farbstoffe kann man in natürliche, naturidentische und künstliche Farbstoffe unterteilen.

Das kleinste bisher bekannte, freilebende Lebewesen wurde im Jahre 2002 entdeckt und hat den Namen Nanoarchaeum equitans („Reitender Urzwerg“). Es ist so winzig, dass auf einer Nadelspitze eine halbe Millionen davon bequem Platz hätten. Nanoarchäen leben in kochendem Wasser und lieben Schwefel, Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid. Sie sitzen stets auf einem etwas größeren Archaeum, dem Ignicoccus, was übersetzt „Feuerkugel“ bedeutet. Bei dem Bakterium, das Regensburger Forscher 120 Meter tief im Meer nördlich von Island gefunden haben, könnte es sich um ein lebendes Fossil handeln, welches von den Anfängen des Lebens auf der Erde zeugt.

Die sehr heterogene Gruppe der Lipide wird umgangssprachlich auch als Fette bezeichnet. Das ist jedoch nicht richtig. Zu der Gruppe der Lipide wird eine Vielzahl von Verbindungen gestellt, zu denen auch die Fette gehören. Weiterhin sind hier Wachse und auch solche wichtigen Verbindungen wie Lecithin und das Cholesterin (Cholesterol) einzuordnen.

* 26.06.1824 Belfast
† 17.12.1907 Netherhall (Largs bei Glasgow)

KELVIN war ein irisch-schottischer Physiker und Wissenschaftler und führte die absolute Temperaturskala ein. Die Einheit der absoluten Temperatur, das Kelvin, ist nach ihm benannt. Darüber hinaus beschäftigte er sich mit elektrischen Schwingungen und mit der Telegrafie und führte technisch wichtige Untersuchungen zu Leitungsvorgängen in Kabeln durch.

Lösungsmittel sind flüssige Verbindungen, die feste, flüssige und gasförmige Substanzen lösen können, ohne diese oder sich selbst chemisch zu verändern. Bei einem Lösungsvorgang wird die Gitterenergie des Moleküls aufgehoben.
Dabei werden energetisch weniger fest gebundene äußere Moleküle oder Ionen einer Verbindung durch das Lösungsmittel aus dem Kristall herausgelöst, in Form einer Hülle abgefangen und stabilisiert. Ebenso müssen die inneren Kräfte der Lösungsmittelmoleküle überwunden werden.
Die benötigte Energie wird aus der Anziehung zwischen den gelösten Teilchen und dem Lösungsmittel erhalten. Im Fall von Wasser bezeichnet man diesen Vorgang als Hydratisierung, bei anderen Lösungsmitteln als Solvatisierung. Neben Wasser, das sich durch seine Fähigkeit zur dreidimensionalen Ausbildung von Wasserstoffbrücken auszeichnet, werden viele anorganische und organische Flüssigkeiten als Lösungsmittel eingesetzt. Sie gehören zu den nichtwässrigen Systemen und werden nach ihrer Fähigkeit zur Abgabe von Protonen oder anderen Ionen und ihrer Polarität in die Kategorien protisch, aprotisch unpolar und aprotisch polar unterteilt.

Biomembranen sind häutchenartige Abgrenzungsstrukturen des Cytoplasmas, die eine lebende Zelle von außen umgeben und auch ihr Inneres durchziehen. Biomembranen sorgen für eine Kompartimentierung der Zelle: Jede Zelle enthält zahlreiche, unterschiedlich gestaltete Reaktionsräume (Kompartimente), die gegeneinander durch Biomembranen abgegrenzt sind. Alle Biomembranen trennen einzig und allein Plasma (plasmatische Phasen) von Nichtplasma (nichtplasmatischen Phasen) ab. Biomembranen haben vor allem zwei Funktionen:

Kleine hydrophile Moleküle dringen leicht durch die Membran. Für sie besteht eine Siebwirkung. Die Membranen müssen von winzigen Poren (Durchmesser ca. 0,4 nm) durchsetzt sein. Hydrophile Moleküle mit einer Molekülmasse von über 80 u können die meisten Membranen nicht mehr durchqueren. Da fettlösliche Stoffe, sogar größere lipophile Moleküle, die Membran ziemlich leicht passieren, muss ein Großteil der Membran aus Lipiden aufgebaut sein. Lipidlösungsmittel und Lipasen zerstören die Membranen.

* 08.02.1834 Tobolsk
† 02.02.1907 St. Petersburg

DMITRIJ IVANOVIC MENDELEEV lebte und arbeitete, von einigen Studienreisen abgesehen, in St. Petersburg, wo er auch sein Studium absolviert hatte.

Berühmt wurde er für die Ordnung der Elemente im Periodensystem, wie es auch heute noch verwendet wird. MENDELEEV sagte die Existenz einiger Elemente voraus, die später entdeckt wurden.

Nach ihm wurde das künstlich hergestellte, radioaktive Element mit der Ordnungszahl 101 – Mendelevium – benannt.

Nur mithilfe der Entwicklung der Mikroskopiertechnik konnte der Mensch selbst kleinste Strukturen sichtbar machen und so die natürlichen Grenzen des menschlichen Sehens überwinden. Ohne die Entwicklung der Mikroskopiertechnik hätten wir den heutigen biologischen Kenntnisstand nicht erreichen können. So wäre beispielsweise die moderne Gentechnik, Molekularbiologie oder Medizin ohne die extreme Vergrößerung von Zellen, Viren, Bakterien oder anderen Objekten undenkbar.
Ansätze der Mikroskopie sind bereits in der Antike zu erkennen. Bereits um 500 v. Chr. benutzten die Griechen und Römer Lupen als Brenngläser, um Objekte zu vergrößern, jedoch sollten bis zur Entwicklung des ersten Mikroskops noch rund 2 000 Jahre vergehen. Um 1637 entwickelte ANTONY VAN LEEUWENHOEK (1632-1723) eines der ersten Mikroskope, mit welchem er bereits Karies, den Aufbau von Samen, Früchten, Blüten und auch Augen verschiedener Tiere untersuchen konnte.

* 20.10.1942 in Magdeburg

1995 wurde die in Tübingen forschende Naturwissenschaftlerin CHRISTIANE NÜSSLEIN-VOLHARD, zusammen mit ERIC F. WIESCHAUS (*1940) und EDWARD B. LEWIS (1918-2004), „für ihre grundlegenden Erkenntnisse über die genetische Kontrolle der frühen Embryonalentwicklung“ mit dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie ausgezeichnet. In jahrelanger Arbeit mit Mutanten der Taufliege Drosophila war es ihr und ihren Kollegen gelungen, genetische Steuerungsmechanismen auszumachen, die für die Ausbildung charakteristischer Larvenstrukturen verantwortlich sind. Bei späteren Experimenten zeigte sich, dass ähnliche biochemische Prozesse auch in der Embryogenese der Wirbeltiere auftreten.

Um den Bau der Atome zu veranschaulichen, gibt es sehr unterschiedliche Modelle. Zur Verdeutlichung wie sich die Elektronen in einer Atomhülle verteilen, wurde die modellhafte Theorie von den Orbitalen entwickelt. Orbitale beschreiben den wahrscheinlichen Aufenthaltsort der einzelnen Elektronen und ermöglichen so die Vorstellung von bestimmten räumlichen Anordnungen, vor allem, wenn die Atome chemische Bindungen eingehen.

* 28.02.1901 in Portland, Oregon
† 19.08.1994 in Palo Alto, California, USA

LINUS PAULING (1901-1994) war einer der bedeutendsten wissenschaftlichen Denker des 20. Jahrhunderts. Sein Interesse galt der Strukturanalyse von Kristallen und Molekülen, der Biochemie, der chemischen Bindung und der medizinischen Chemie. Durch die Ergebnisse seiner Forschungen wurde die Denkweise über die Struktur von Molekülen grundlegend verändert. Dafür erhielt er im Jahre 1954 den Nobelpreis für Chemie. Als Anerkennung für seine Anstrengungen zur Beendigung von Kernwaffentests bekam er 1963 den Nobelpreis für Frieden. Er ist bisher der einzige Mensch, der zwei ungeteilte Nobelpreise erhielt.
Er entwickelte das Modell der α-Helixstruktur, welche bis heute ihre Gültigkeit besitzt. Seine unkonventionellen Methoden ließen Platz für den molekularen Modellbau. Anhand der Modelle ließ sich die dreidimensionale Struktur mit ihren unterschiedlichen Bindungsarten sichtbar machen, und trug damit wesentlich zum Verständnis makromolekularer Strukturen bei. Nach einer langen Lehrtätigkeit an verschiedenen Institutionen in den USA, gründete er 1973 sein eigenes Linus-Pauling-Institut für Naturwissenschaft und Medizin in Palo Alto.
LINUS PAULING erkrankte 1991 an Prostatakrebs und starb im Alter von 93 Jahren am 19. August 1994.

Säuren werden zum Konservieren verwendet und sind Inhaltsstoffe in vielen Getränken. Außerdem werden sie zum Entkalken eingesetzt. Basen sind Inhaltsstoffe von Sanitärreinigern. Eines der häufigsten Schlagwörter, das in der Werbung gebraucht wird, ist der pH-Wert. Man spricht von pH-neutral, hautverträglich oder hautneutral. Doch was ist der pH-Wert und welcher Zusammenhang besteht zu chemischen Eigenschaften des Wassers?