Entwicklungsbio

Question 1

Nennen Sie Beispiele für die Geschlechtsdetermination

Answer 1

Genetische Determinationssysteme:

• Bei Menschen: Y-Chrosom enthält SRY-Gene für Männliche Entwicklung
• Bei Hühnern: Weibchen ist heterogametisch
• Bei Bienen: Haplodiploidie. Männchen sind Haploid.

Umweltbedingte Determination:

• Bei Fischen: sequenzielle Hermaphroditen. Können nach Umweltbedingung, Alter usw wechseln.
• Bei Krokodilen: Temperturbedingt

Question 2

Was sind die Phasen des Zellzyklus? Wie werden sie reguliert?

Answer 2

Interphase: 
- G1: zellwachstum
- S: DNA-Replikation
- G2: Vorbereiten des Stoffwechsels auf Mitose
Mitose

Reguliert von Cyclinen, die nach einer bestimmten Schwelle wieder abgebaut werden. Cycline aktivieren Kinasen (Phosphorylierende Enzyme).

Cycline:

• Cyclin D: wirkt über ganzen Zyklus
• Cyclin E: Löst S aus
• Cyclin A: Löst G2 aus
• Cyclin B: Löst M aus

Question 3

Beschreiben Sie den Verlauf der Mitose; was passiert während der Meiose?

Answer 3

Mitose:

• Prophase: Verdichtung von DNA; sichtbare Chromosome. Organisation der Centriolen.
• Metaphase: Mikrotubuli binden jedes Chromosom. Anordnung der Chromosome in einer Reie
• Anaphase: Trennung der Chromatide
• Telophase: Chromatide erreichen Pol, Mikrotubuli lassen sie los, Bildung der Kernmembrane
• Cytokinese: Abschnüren der Membrane, Teilung.

Meiose: Wie zwei mitosen. Erst werden homologe Chromosome geteilt (wird haploid). In dieser Stufe wird außerdem Crossing-Over in der Metaphase gemacht.
Zweiter Teil: Wie Mitose.
Es entstehen vier haploide Zellen.

Question 4

Was sind die prinzipiellen Proteinfasern der Zelle und welche Aufgaben besitzen diese?

Answer 4

Mikrotubuli: Rohr aus reien von Tubulin-Ketten. Wichtig für Transport be zB Mitose.
Intermediärfilamente: Gruppe von unpolaren Proteinketten. Generel stabilisierende Funktion, zB Kernlamina.
Aktinfilamente: Doppelhelix aus Aktin-Ketten. Strukturgeben, Bewegung (Muskelzelle).

Question 5

Was versteht man unter einer extrazellulären Matrix?

Answer 5

Bereich zwischen den Zellen bei einem Mehrzelligem Organismus. Vernetzung verschiedener Moleküle (hauptsächlich Glykoproteine), die von den Zellen produziert werden.

Question 6

Was ist die Akrosomenreaktion?

Answer 6

Interaktion zwischen Spermium und Ei.
Ei hat schützende Schichten, Spermium sezerniert Verdauungsenzyme vom Akrosom (Spitze des Spermiums). Diese zersetzen die schützenden Schichten, und der Membran des Spermiums kann mit der Eizelle verschmelzen.

Question 7

Wie wird bei der Befruchtung die Polyspermie verhindert?

Answer 7

• Veränderung des Membranpotentials der Eizelle - schwerer anzudocken.
• Freigeben von Corticalvesikel, bewirken lösen von weiteren Spermien.
  Bei Säugern:
  Bewirkt außerdem Zona pellucida, wird undurchdringlich.

Bei Seeigel:
- Freigeben von Proteoglykanen, Entstehen von flüssigkeitgefülten Hohlraum zw Eizell- und Vitellimembran.

Question 8

Sie behandlen animale Kappen mit Aktivin. Was erwarten Sie?

Answer 8

Aktivin: Mesoderm-induzierend.
Außerdem Konzentrationsabhänging.
- Hohe Konz: Urwirbelsäule
- Niedrige Konz: Muskelzellen

Question 9

Wodurch wird die cortikale Rotation in Amphibien ausgelöst?

Answer 9

Durch Befruchtung:
Vorher nur Animal/Vegetal
Seite mit Spermiumeintritt wird Ventral andere Dorsal.

Question 10

Wie wird das Nieuwkoop-Zentrum ausgebildet?

Answer 10

Entsteht nach cortikaler Rotation.

Gegend des Dorsalbereiches der an tiefsten in der Vegetalen Seite liegt.

Question 11

Was ist der Spemann-Organisator?

Answer 11

Bereich in der Dorsalgegend der als Signalzentrum funktioniert. Wenn transplantiert kann er ein Kompletten neuen Embryo bilden.
Bei Amphibien.

Question 12

Wie wird das zukünftige Neuralgewebe im Ektoderm festgelegt?

Answer 12

Mit BMP-Signal: Bildung von Epidermis
Ohne BMP: Neuralgewebe

Signale von dem Speeman-Organisator inhibieren BMP, dadurch Neuralentwicklung.

Question 13

Beschreiben Sie das 4-Signal-Modell der dorso-ventralen Musterung des Mesoderms

Answer 13

1. Vegetaler Pol produziert Signale die Mesoderm induzieren.
2. Nieuwkoop-Zentrum Induziert Speeman-Organisator.
3. Speeman-Organisator produziert BMP-antagonist
4. Ventrales Mesoderm produziert BMP.

Question 14

Welche Strukturen entsprechen dem Spemann-Organisator in Huhn und Zebrafisch?

Answer 14

Huhn: Hensenscher Knoten
Zebrafisch: Shield

Question 15

Über welche Struktur erfolgt die Zell-Wanderung bei der Gastrulation im Huhn?

Answer 15

Primitiv-Streifen

Question 16

Wie verlaufen die Furchungen bei der Embryogenese von Huhn und Zebrafisch?

Answer 16

Meroblastisch: Zellteilung dringt nicht in vegetalen Bereich vor. Dotter bleibt ganz.

Question 17

Welche Strukturen entsprechen dem Spemann-Organisator in der Maus?

Answer 17

Hensenscher Knoten

Question 18

Über welche Struktur erfolgt die Zell-Wanderung bei der Gastrulation der Maus?

Answer 18

Primitiv-Streifen

Question 19

Wie werden Knock-out Mäuse generiert?

Answer 19

1. Embryonale Stamzellen werden entnommen
2. Spezifische Gene werden deaktiviert durch Homologe Rekombination
3. Werden in normaler Blastocyte Injitziert.
4. Wird in leihmutter ausgetragen
   Es entsteht eine Maus mit verschiedenem genetischen Material.

Question 20

Wie verlaufen die Furchungen bei der Embryogenese der Maus?

Answer 20

Zellcyklus ca 12 Stunden
Einzelne Zellen bsi 8 gut erkennbar, dann:
Kompaktion: Zellkontakt wird geringer
Nach 3.5 Tagen: Blastocyste (Hohlraum) bildet sich

Question 21

Aus welchen Zellen entwickelt sich der Mausembryo?

Answer 21

Innere Zellmasse: Epiblast und primitiven Endoderm

Question 22

Was passiert bei der Involution, der Ingression, und der Epibolie?

Answer 22

Bewegungen bei der Gastrulation

Ingression: Einzelne Zellen wandern von Außen nach Innen.

Epibolie: Äußeres Keimblatt wandert and den Seiten über das innere.

Involution: Zellen wandern über Kante ein

Question 23

Wie unterscheiden sich die Gastrulation bei Xenopus und Zebrafisch von der bei Huhn und Maus?

Answer 23

Huhn und Maus:
Mesoderm bildet sich von Ectoderm durch Ingression in den Primitivstreifen.

Xenopus und Zebrafisch:
Mesoderm wandert ins innere durch Involution

Question 24

Beschreiben Sie den Aufbau von Lamellipodien und Filopodien.

Answer 24

Lamellipodien: Fächerartige Ausstülpungen an der Zelloberfläche. Strukturgebendes Element Aktin
Filopodien: Fadenartige Ausstülpungen mit Rezeptoren an der Spitze. Wegfindend bei Axonen. Strukturgebendes Element Aktin.

Question 25

Beschreiben Sie den Aufbau und Funktion von Integrinen, Cadherinen und CAMs.

Answer 25

Zelladhäsionsmoleküle.

Integrine: Außen α und β Unterheiten, binden an ECM. Innen an Aktincytoskelett verankert.

Cadherine: Außen Calcium-Bindestellen, innen mit Aktincytoskelett verankert.
Calcium-abhängige Zell-Zell Bindung.

CAMs: Außen Immunglobin-ähnliche Rezeptoren, Ig. Darunter zwei Fibronektin III einheiten. Ig binden aneinander zw Zellen.
Zell-Zell Bindung + Kommunikation.

Question 26

Wie wird die anterior – posterior Musterung des Neuralrohrs bestimmt?

Answer 26

durch Wnt und BMP konzentrationsgradiente

• im anterioren Bereich werden sowohl BMP als auch Wnt inhibiert
• im posterioren Bereich wird lediglich BMP inhibiert

Question 27

Wie wird in Drosophila die anterior-posteriore Achse bestimmt?

Answer 27

Durch den gradienten von maternalen Genen

Question 28

Was ist die Abfolge der Segmentierungsgene in Drosophila?

Answer 28

• Polarität von maternalen Genen
• Embryo in Regionen geteilt von Lückengenen
• Segmentierung mit Parregelgenen
• Segmentgrenzen mit Segmentpolaritätsgenen

Question 29

Beschreiben Sie den Zellstammbaum bei C. elegans

Answer 29

• zunächst entsteht Urkeimzelle durch Verschmelzung der Nuklei
• anschließend asymmetrische Zellteilung und Entstehung von Zellen P1 und AB und dadurch Festlegung unterschiedlicher Entwicklungswege
• AB teilt sich weiter in eine ABa und ABp Zelle woraus sich hauptsächlich Neuronen entwickeln
• P1 teilt sich in eine P2 und EMS Zelle woraus u.a. Muskeln und Darm werden

Question 30

Was ist Apoptose? Wie kann sie ausgelöst werden?

Answer 30

Programmierter Zelltod.
Extrinsisch: Ausgelöst von externen Faktoren
Intrinsich: Innere Faktoren (zB DNA-schaden)

Question 31

Beschreiben Sie die laterale Inhibition

Answer 31

Delta und Notch: Transmembranproteine, Liganten.

Produziert eine Zelle mehr Delta –> Die andere Produziert mehr Notch. Hämmt entwicklung zu Neuron, wird Gliazelle.

Dies Induziert wiederrum Neuralentwicklung der anderen Zelle

Question 32

Wie wird die dorso-ventrale Musterung des Neuralrohrs bestimmt?

Answer 32

Dorsal: Epidermis bildet BMP, Neuralrohr daneben wird Dachplatte.. Diese Produziert neue Signalmoleküle –> Konzentrationsgradient

Ventral: Urwirbelsäule bildet Sonic Hedgehog. Induziert Bodenplatte. Diese produziert auch Shh –> Konzentrationsgradient in andere Richtung.

Question 33

Beschreiben Sie die Mechanismen der axonalen Wegfindung

Answer 33

Wachstumskegel mit Filopodien und Lamellopodien.

Bewegt sich entlang ECM - Orientierung durch Kontaktführung

Verschiedene, von Zellen sezernierte, Moleküle wirken anziehend oder abstoßend - Konzentrationsgradiente.

Question 34

Was ist Regeneration? Geben Sie ein Beispiel.

Answer 34

Ersatz von Verlorenen Zellen, zB wenn Seestern verlorenen Arm wieder generiert.

Question 35

Welche Strukturen bilden sich aus Ektoderm, Mesoderm und Endoderm?

Answer 35

Ektoderm (oberste Keimblatt)
Haut
Nervensystem
Sinnesorgane
Zähne

Mesoderm (mittlere Keimblatt)
Urwirbelsäule
Herz
Skelettmuskulatur
Knochen

Endoderm (innere / untere Keimblatt):
Verdauungstrakt
Atmunstrakt
Leber