OTTO HEINRICH WARBURG (1883-1970) entwickelte mit dem "Warburg-Manometer"
eine neue Technik der quantitativen Messung von Gasentwicklungen bei Stoffwechselvorgängen.
Damit gelang ihm die weitgehende Aufklärung der biochemischen Vorgänge
bei der Zellatmung und bei Gärungen.
1845 formulierte JULIUS ROBERT VON MAYER (1814-1878) zum ersten Mal,
dass Pflanzen Sonnenenergie in chemische Energie umwandeln.
JEAN-BABTISTE BOUSSINGAULT (1802-1887) konnte 1864 nachweisen, dass bei
der Fotosynthese etwa gleich viel Sauerstoff freigesetzt wie 
verbraucht wird. Der Physiologe ARCHIBALD
V. HILL (1886-1977) konnte mit isolierten Chlorophyllkörnern
grüner Blätter durch Zugabe eines Oxidationsmittels die Spaltung
von Wasser und die Abtrennung von Sauerstoff erreichen (Hill-Reaktion).
Er bewies, dass die
-Reduktion und die 
zwei getrennte Teilreaktionen der Fotosynthese sind.
Die weitgehende Aufklärung der Lichtreaktionen der Fotosynthese gelang
DANIEL I. ARNON (1910-1994) in den 1950er Jahren. Der amerikanische
Biochemiker MELVIN CALVIN (1911-1997) klärte zwischen 1950 und 1960
den Reaktionszyklus auf, der zur Fixierung des Kohlenstoffdioxidmoleküls
als Zucker in der Zelle führt.
Während man zunächst Proteine als wahrscheinliche Erbsubstanz annahm, konnte der kanadische Bakteriologe OSWALD T. AVERY (1877-1955) 1944 eindeutig nachweisen, dass bei Bakterien die Nucleinsäuren die Träger der Erbinformation sind. 1953 entwarfen FRANCIS H. CRICK (1916-2004) und JAMES D. WATSON (geb. 1928) das bis heute gültige Strukturmodell der Desoxyribonucleinsäure (DNA) - auf der Grundlage von röntgenspektroskopischen Bildern von ROSALIND FRANKLIN (1920-1958).
HAR GORBIND KHORANA (geb. 1922), MARSHALL W. NIRENBERG
(1927-2010) und SEVERO OCHOA (1905-1993) gelang in den Jahren 1961
bis 1966 die endgültige Aufklärung des genetischen Codes, d. h.,
der Basentripletts der Nucleinsäuren, die bei der Proteinsynthese für
den Einbau einer bestimmten Aminosäure in das zu synthetisierende Protein
verantwortlich sind.
1970 entdeckten HOWARD M. TEMIN (1934-1994) und DAVID BALTIMORE (geb.
1938) die Retroviren, die mithilfe der reversen Transkriptase aus einem
Ribonucleinsäure-Einzelstrang einen DNA-Doppelstrang synthetisieren
können.
1970 gelang HAR GORBIND KHORANA die erste Totalsynthese eines Gens, und
1974 entdeckte WERNER ARBER (geb. 1929) die Restriktionsenzyme. Damit waren
die Grundlagen für die sogenannte Gentechnologie (Gentechnik, molekulare
Biotechnologie) gelegt.
1973 zeigten STANLEY COHEN (geb. 1922) und HERBERT BOYER (geb. 1936), dass DNA-Ketten, die aus Restriktionsfragmenten
verschiedener Organismen zusammengesetzt worden waren, über Artengrenzen
hinweg in fremde Genome eingebaut werden können. Damit war endgültig
bewiesen, dass der genetische Code universell ist und von allen Lebewesen
gleichermaßen verstanden wird.
Ein weiterer Meilenstein der molekularen Genetik war die Entwicklung der
Polymerase-Kettenreaktion durch K. B. MOLLIS (1985), mit deren Hilfe DNA-Stränge
in vitro vervielfältigt werden können. Auf diese Art und Weise
kann man von winzigen DNA-Spuren große Mengen derselben DNA produzieren,
die dann auf ihre Sequenz untersucht werden kann. Die zunehmende Mechanisierung
und Automatisierung dieser Verfahren hat dazu geführt, dass in den
letzten Jahren eine Vielzahl von Genomen unterschiedlichster Lebewesen aufgeklärt
wurden.
Die Ziele des 1990 in Angriff genommenen Human
Genome Project waren 2003 mit der vollständigen Sequenzanalyse
des menschlichen Genoms erreicht.
Die moderne Genetik und die Sequenzanalyse von Genomen ist heute wichtige Grundlage für die zukünftige Entwicklung in verschiedensten Wissensbereichen.
Geschichte der Sequenzierung von Genomen
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1995
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Haemophilus influenzae (Eubacteria) |
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1996
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Saccharomyces cerevisiae (Hefepilz) |
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1997
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Escherichia coli (Eubacteria) |
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1998
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Caenorhabditis elegans (Rundwürmer) |
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2000
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Drosophila melanogaster
(Fruchtfliege); Arabidopsis thaliana (Acker-Schmalwand) |
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2001
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Mensch (erste Rohversion publiziert) |
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2002
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Labormaus, Laborratte, Reis (jeweils Rohversionen) |
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2003
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Mensch (vollständige Version) |
Bis Ende 2004 liefen bereits Projekte zur Genomsequenzierung von 523 Prokaryonten und 441 Eukaryonten, wobei sich die Gruppe der Eukaryonten aus Pilzen, Pflanzen, Einzellern und Tieren zusammensetzt.
Seid 2008 läuft das "1000 Genome-Project". Institute aus vielen verschiedenen Ländern arbeiten dabei zusammen. Sie wollen in den nächsten Jahren die Genome von ca. 1 000 Menschen verschiedener Populationen sequenzieren, um daraus eine Datenbank menschlicher genetischer Variationen zu erstellen.