Entwicklungsbiologie Flashcards
Nennen Sie 3 Beispiele für die Geschlechtsdetermination
- Säugetiere - XX/XY-System:
Haben zwei Geschlechtschromosome X Y, nur eins wird durch das Spermium / die Eizelle weitergegeben; Vater entscheidend - Vögel, einige Reptilien - ZZ/ZW-System:
Z W als Geschlechtschromosome, Mutter entscheidend - Ameisen, Bienen - Haplodiploidie-System XX/X0:
Königin legt Eier, aus unbeleuchteten Eiern entwickeln sich Männchen, aus befruchteten Eier Weibchen - Schildkröten: Geschlecht abhängig von der Bruttemperatur (kalt, männlich / warm, weiblich)
- Fische - sequentielle Hermaphroditen: erst männlich, später weiblich
Was sind die Phasen des Zellzyklus? Wie werden sie reguliert?
G1 - Zellwachstum, Synthese von RNA und funktionellen Proteinen
S - DNA-Replikation, Synthese der DNA
G2 - Vorbereitung auf Mitose, Synthese struktureller Proteine
Mitose
G0 - Differenzierung
Regulation:
Cycline sind Proteine, die CDC2 (Kinase) binden und die Zelle zu jeder Phase für den Übergang zur anderen Phase präpariert.
*Cyclin D: G0->G1 / G1->S
*Cyclin E: bereitet Zelle auf DNA-Replikation / S-Phase vor
*Cyclin A: Aktiviert DNA-Replikation in der S-Phase
*Cyclin B: bereitet Zelle aufMitose vor
Was sind die prinzipiellen Proteinfasern der Zelle und welche Aufgaben besitzen diese?
- Aktin-Filamente (7nm):
- > Erhaltung der Zellgestalt, indem sie unter der Zellmembran ein stabiles Netzwerk bilden. In diesem sind auch die Transmembranproteine verankert.
- es enthalten die so genannten Mikrovilli ein zentrales Bündel aus Aktinfilamenten. Man findet sie in verschiedenen Organen (z.B. im Darm), wo sie resorptive Aufgaben erfüllen.
- Aktinfilamente verankern während der Mitose die Zentrosomen und erfüllen so eine wichtige Aufgabe während der Zellteilung. Sie dürfen jedoch nicht mit den Fasern des Spindelapparates verwechselt werden - dieser bildet u.a. Mikrotubuli aus.
- Aktinfilamente befähigen Zellen dazu, Pseudopodien zu bilden und ermöglichen so die amöboide Beweglichkeit bestimmter Zellen (z.B. Leukozyten).
- efür die Membranbewegungen bei der Phagozytose veranwortlich
- In Muskelzellen sind Aktinfilamente gemeinsam mit den Myosinfilamenten die molekulare Grundlage für die Kontraktion. - Intermediärfilamente (8-12nm)
- Stärkung der Zelle, Organisation der Zellen in Geweben, mechanische Stabilität der Plasmamembran
- Signalübertragung von Zellen
- IF-Regulierung
- keine Beteiligung an Bewegungsvorgängen - Mikrotubuli (24nm)
- Steuerung von Organellbewegung
- Beeinflussung der Zellform
- Ausbildung der Mitosespindel
- Vorkommen in Geißeln
Was versteht man unter einer extrazellulären Matrix?
= Ist Gesamtheit aller Makromoleküle im Interzellularraum.
Die EZM besteht aus
- faserigen Bestandteilen (Fasern) und
- Flüssigkeit mit den darin gelösten Substanzen (Grundsubstanz).
Den mengenmäßig größten Anteil stellen dabei, neben Wasser, verschiedene Glykoproteine und Polysaccharide. Daneben kommen Nährstoffe (z. B. Aminosäuren, Glukose), Gewebshormone sowie Elektrolyte vor.
Benennen Sie die drei Keimblätter und jeweils 2 Organe/Zelltypen, die daraus entstehen.
- Ektoderm:
- > Epidermis, Neuralgewebe - Endoderm
- > Darm, Leber - Mesoderm
- > Blut, Skelettmuskularur
Was ist die Akrosomenreaktion?.
Die Akrosomenreaktion ist ein Teilschritt der Zeugung, der es dem Spermium ermöglicht die Plasmamembran der Eizelle zu durchdringen.
Durch die Freisetzung von Calcium, etwa 6 Sekunden nach dem ersten Kontakt zwischen Ei und Spermium, wird der langsame Block gegen Polyspermie, auch Cortikalreaktion genannt, eingeleitet. Die Cortikalgranula geben ihre Inhaltsstoffe, wie Enzyme und Proteoglykane, durch Exocytose ab. Dadurch erhärtet (bei Säugern) die Zona pellucida und ein weiteres Eindringen von Spermien ist nicht mehr möglich. Bei Amphibien werden ähnliche Substanzen durch die Cortikalgranula ausgeschüttet. Hier ist ein Abheben der Befruchtungsmembran durch Mucopolysaccharide festzustellen (Wassereinstrom zwischen Plasma-, und Vitellinmembran). Außerdem werden bei Amphibien Bindinrezeptoren (Bindungsstelle der Spermien) von der Eioberfläche abgespalten (durch proteolytische Enzyme).
Wie wird bei der Befruchtung die Polyspermie verhindert?
- Depolarisation der Eizellen-Membran: Diese Depolarisation inaktiviere die für die Spermienbindung zuständigen Rezeptoren (nicht bewiesen)
ZP = Zona pellucida
Zusammen bilden die ZP-Proteine einen fibrillären Komplex, der nur in der Zona pellucida unbefruchteter Eier in einer Form vorliegt, die dem Spermienkopf ein Andocken erlaubt
- PI-PKC- Signaltransduktions-System wird aktiviert:
- Signalkaskade
- Ca2+ Ausschüttung
- Exocytose von Corticalvesikeln, die Enzyme ausschütten, die Rezeptoren zur Spermienbindung (PZ2) zerstören.
- zusätzlich metabolische Aktivierung der Eizelle
Sie behandeln animale Kappen mit Aktivin. Was erwarten Sie?
Aktiven = Protein, das zur Familie der TGF beta Wachstumsfaktoren gehört und die Proliferation (=mitotische Teilung) stimuliert.
je nach Konzenration des Activin entwickeln sich daraus unterschiedliche Gewebe,
z.B. Herzmuskel, Knorpel / Notochord / Muskelgewebe / Gefäßwand
Wodurch wird die cortikale Rotation in Amphibien ausgelöst?
Die corikale Rotation wird ausgelöst durch den Spermieneintritt an der animalen Hälfte ausgelöst.
Zwei externe Orientierungshilfen werden in Anspruch genommen: die Schwerkraft und der Eintrittsort des Spermiums.
Zentrale des Spermiums organisiert die Mikrtubuli des Zytoskeletts der Zellwände neu -> Kortexrotation
Wie wird das Nieuwkoop-Zentrum ausgebildet?
Nieuwkoop-Zentrum = Induktionszentrum auf Dorsalseite der befruchteten Zygote; gegenüber der Spermieneintrittstelle.
Entstehung: Durch Rotation der Eirinde in vegetative Eihälfte, die zu der Stelle hin erfolgt.
- Rezeptorbindung von Wnt führt zur Aktivierung von Dishevelled
- Dishevelled inhibiert die Aktivität von GSK3β (Glycogen-Synthasekinase 3β)
- β-Catenin akkumuliert, bildet Komplex mit TCF (T-cell factor) und reguliert die Genexpression
Was ist der Spemann-Organisator?
= Zellen des Mesoderms, welche als Organisationszentrum die Entwicklung der Körperachsen und die Induktion des Nervensystems steuern.
Der Spemann-Organisator wird vom Nieuwkoop-Zentrum induziert.
Wie wird das zukünftige Neuralgewebe im Ektoderm festgelegt?
Eine isolierte Eine anomale Kappe bildet in Gegenwart vom BMP-Antagonisten (z.B. Chordin)
Während Gastrulation:
- > Endo- und mesodermalen Zellen wandern über den Blastoporus in den Embryo ein
- > Signale wirken vom Mesoderm
- -> auf das darüberliegende Ektoderm
- -> induziert das Neuralgewebe
Beschreiben Sie das 4-Signal-Modell der dorso-ventralen Musterung des Mesoderms
Durch vier verschiedene Signale entwickelt sich ein einfaches System zu einem komplexer strukturiertem System (hier: Blastula zu Gastrula = Gastrulation).
- aus dem vegetalen Pol wirken VegT und Nodal auf die Marginalzone (Bereich zwischen Ektoderm und Endoderm) ein und induzieren die Bildung des Mesoderm
- beta-Catenin (aus Nieuwkoop-Zentrum) legt das dorsale Mesoderm fest
- Chordin (= BMP-Antagonist) aus dem Spann-Organisator
- BMP aus dem zentralen Mesoderm
- &4. sind für die Musterung des Mesoderms in der dorrst-ventralen Acse verantwortlich
Welche Strukturen entsprechen dem Spemann-Organisator in Huhn und Zebrafisch?
Huhn: Hensenscher Knoten
Zebrafisch: shield
Über welche Struktur erfolgt die Zell-Wanderung bei der Gastrulation im Huhn?
- Embryo bildet sich ausschließlich aus Epiblast
- Gastrulation setzt mit Zell-Teilungen und Bewegungen ein
- Wanderung der Zellen aus Epiblast in Richtung Mittellinie •endodermale und mesodermale Zellen wandern über den Primitivstreifen nach innen ein
