vCell. die virtuelle Zelle

vCell. die virtuelle Zelle entführt in die Welt der kleinsten Einheit unseres Körpers. Die Zelle als Bauherrin, Bauplan und Baustoff unseres Körpers zugleich. Von den Nervenzellen mit ihren Tausenden feinen Armen, die ein Leben lang Gedanken, Gefühle und Bewusstsein entstehen lassen, bis zum kurzlebigen roten Blutkörperchen, das allein dem Transport des Sauerstoffs dient.

vCell. die virtuelle Zelle bietet interaktiv und spielerisch die Möglichkeit, einzutauchen in die erstaunliche Welt der Chromosomen und Proteine und zu erleben, was dem Auge sonst verborgen bleibt.

Die Ausstellung vCell. wurde im Wissenschaftssommer 2001 im Berliner Technikmuseum und im Sommer 2002 im Deutschen Museum in München gezeigt.

Die Inhalte dieser Internetseite wurden bis Anfang 2003 aktualisiert.

vCell. ist ein Projekt der S+P Media AG im Auftrag der Max-Planck-Gesellschaft.

23.2.1981, Putschversuch in Madrid. Aufständische Militärs haben das Parlament gestürmt und die Abgeordneten gefangen genommen. Juan Carlos, der junge König Spaniens, tritt vor die Kameras und befiehlt den Truppen, der Verfassung zu folgen und den Aufstand zu beenden. Ein dramatischer Machtkampf – das Militär gehorcht und Spaniens junge Demokratie ist gerettet. Eigentlich hätte dort als König ein anderer stehen sollen: Juan Carlos verdankt seinen Thron – und damit Spanien wohl seine Demokratie – einer Erbkrankheit.

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Vor 600 Millionen Jahren wurden Zellen sozial.

Einige von ihnen gaben ihr Einzelgänger-Dasein auf und schlossen sich mit anderen zusammen. Damit bildeten sie die Grundlage für die weitere Entwicklung des Lebens auf der Erde.

Im Menschen gibt es gut 200 verschiedene Zellarten. Es gibt Spezialisten wie die Nervenzellen mit ihren Hunderten feiner Arme oder die roten Blutkörperchen, die allein dem Transport des Sauerstoffs dienen. Und es gibt Generalisten, die Stammzellen, aus denen alle anderen Zellen hervor gehen.

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Unser Urahn, das Geißeltierchen

Die Jahreswende ist die Zeit der Rückblicke. Dabei kann man ziemlich weit gehen: Amerikanische Forscher haben neue Erkenntnisse über die jungen Jahre des Lebens auf der Erde gewonnen. Und sie präsentieren uns einen Vorfahr, der nur sehr entfernte Ähnlichkeit mit uns hat.

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Kurzschluss mit Folgen

„Fußball ist nicht das Wichtigste“, sagte der Nationalspieler Markus Babbel in einem Interview der “Netzeitung”. Der Grund für diese Einsicht: Babbel leidet an dem Guillain-Barré-Syndrom. Bei dieser seltenen Nervenkrankheit greift das eigene Immunsystem die Isolierschicht der Nerven an – mit teils fatalen Folgen

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Nichts dampft, nichts zischt, nichts scheppert – die molekulare Fabrik in unseren Zellen arbeitet unauffällig. Und sie ist höchst effektiv.

Hunderttausende verschiedene Produkte bietet sie an, herstellbar jederzeit auf Abruf und binnen Sekunden. Ein kurzes Kommando, und die Maschine läuft. Proteine werden in allen Körperzellen gebildet. Ihre Bauanleitung liegt im Zellkern: gespeichert auf der DNA, unserem Erbgut. Da die Proteine nicht im Zellkern gebildet werden, muss die Information zunächst hinaus transportiert werden. Für diesen Transport wird ein Negativabbild des betreffenden DNA-Abschnitts erstellt, eine so genannte mRNA . Die mRNA ist klein genug, um aus dem Zellkern in das Plasma, also die Zellflüssigkeit zu wandern.

Vom Gen zum Protein: Die Bauanleitung, eine mRNA-Kopie, wandert vom Zellkern ins Zellplasma und wird dort übersetzt (zum Vergrößern anklicken)

Im Zellplasma gibt es molekulare Maschinen, die so genannten Ribosomen, welche die Bauanleitung der DNA ausführen und die Proteine herstellen. Entsprechend dem genetischen Code legt dabei ein Kodon von jeweils drei Basen entlang der RNA die passende Aminosäure fest. Die einzelnen Aminosäuren schwimmen frei im Plasma. Dort werden sie von Trägermolekülen namens tRNA eingesammelt und zu den Ribosomen gebracht. Die Information auf der mRNA wird Schritt für Schritt abgearbeitet. Für jedes Kodon wird eine Aminosäure an den wachsenden Proteinfaden angehängt. Ist der Proteinfaden vollständig, folgt ein Stopp-Kodon und das Ribosom trennt sich wieder von der mRNA. Dieser gesamte Vorgang wird als Proteinbiosynthese bezeichnet.

30S-Untereinheit eines Bakterien-Ribosoms

Schon während das Protein gebildet wird, beginnt sich die Aminosäurekette zu falten. Damit am Ende die richtige Raumstruktur entsteht, muss diese spontane Faltung manchmal allerdings verhindert werden – spezielle Helferproteine halten in diesem Fall die Aminosäurekette entfaltet, bis das vollständige Protein gebildet worden ist. Das ist wichtig, weil die Struktur eines Proteins auch über seine Funktion entscheidet. Falsch geformte Proteine werden daher wieder entfaltet, um ihnen Gelegenheit zu geben, die richtige Struktur auszubilden. Gelingt das nicht, werden sie abgebaut.

Die Anstrengungen um das Genom – sei es das von Hefe oder Mensch – waren erst der Anfang. Die eigentlichen Goldminen für Arzneimittelforschung oder Diagnostik liegen verborgen im Proteom, der Protein-Ausstattung der Zellen. Amerikanische Forscher charakterisierten jetzt erstmals ein komplettes Proteom: Sie bestimmten die Lokalisation aller Proteine der Hefe.

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Großes Lob

Viele Besucher haben die Gelegenheit ergriffen, ihre Eindrücke im Gästebuch der

Ausstellung zu verewigen. Hier sind Auszüge daraus:

Habe endlich gelernt, was ich im Biologieunterricht nicht begriffen habe!
Christina W., 14.9.

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Nicht nur Menschen und Pudel müssen zum Friseur – auch Proteine werden in Form gebracht, bevor sie ihren Job antreten. Und oft bekommen sie noch ein paar Extras mit dazu.

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Zu einer Zeit, als niemand das langweilige DNA-Molekül für wichtig hielt, waren die Proteine die Könige. Ihnen traute man zu, die Herrscher der Zelle zu sein. Heute, da die DNA regiert, sind Proteine nur noch Arbeiter – aber sicher nicht weniger wichtig.

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