Zusammenfassung

Question 1

Was ist Entwicklung?

Answer 1

Steuerung über koordiniertes, räumliches und zeitliches Muster differentieller Genaktivitäten

Question 2

Differenzierung

Answer 2

Spezialisierung von Form- und Funktion der Organellen, Zellen, Gewebe + Organe

Question 3

Morphogenese

Answer 3

Gestaltbildung, Ausbildung der Körperorganisation und –symmetrie

Question 4

Wachstum

Answer 4

quantitative Zunahme, Zellvermehrung und –vergrößerung

Question 5

Besonderheiten der pflanzlichen Entwicklung

Answer 5

• Pflanzen immobil, photoautotoph, besitzen keine Keimbahn und bilden Meristeme
• Besitzen Generationswechsel: Sporophyt -> Gametophyt
• Gestalt flexibel
• Besitzen Zellwand
• Drei Genome: Nucleom – Chondriom – Plastom

Question 6

Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana)

Answer 6

• Kleine Pflanze mit großer Anzahl an Nachkommen pro Pflanze (kurzer Ge-nerationszyklus)
• Selbstbestäubung
• Dikotyl (zweikeimblättrig) und diploid (2n = 10 Chromosomen)
• Genomgröße: 125 Mb
• ca. 25.500 Gene
• Genomsequenz 2000

Question 7

Chlamydomonas reinhardtii (Grün-Alge)

Answer 7

• Einzellige Grün-Alge
• Genomgröße: 111 Mb
• 17 Chromosomen
• Ca. 14.500 Proteine
• Modellsystem für Photosynthese, Flagellen-Funktion und „Bioremediation“

Question 8

Volvox carteri (Kugelalge)

Answer 8

• Einfachster Vielzeller
• Modell für Differenzierungsprozesse
• Rel. Kleines Genom (120 Mb)
• Ca. 14.500 Proteine
• 48 h Regenerationszeit
• Transformierbar, homologe Rekombination

Question 9

Physomitrella patens (Moos)

Answer 9

• Modell für Entwicklungsprozesse
• „Drosophila“ der Pflanze
• n = 27 Chromosomen
• Genom ca. 48 Mb
• Ca. 32.000 Gene
• Gut regenerierbar, transformierbar, homologe Rekombination

Question 10

Reis (Oryza sativa)

Answer 10

• Nach Mais 2.wichtigste Kulturpflanze
• 2n = 24 Chromosomen
• Rel. Kleines Genom (440 Mb)
• Ca. 50.000 Gene
• Monokotyle (einkeimblättrige) Pflanze
• Vgl. Mensch: ca. 3,3 GB; 2n = 46 Chromosomen; ca. 23.000 Gene

Question 11

Weizen (Triticum aestivum)

Answer 11

• Hexaploid
• Genomgröße: 17Gb
• 124.000 Gene

Question 12

Pflanzliche Entwicklung

Answer 12

Prozess der Selbstorganisation von Zellen

• Genetisch und epigenetisch gesteuert
• Von Umwelt beeinflusst
• >

  Zeitliche & räumliche Koordination von differentiellen Genaktivitäten

Question 13

Visualisierung der Transkription

Answer 13

• mRNA Menge: Northern Blot, quantitative PCR, Micro Arrays/RNA-Seq, in Hybridisierung
• Promotor-Aktivität (transkriptionelle Fusion)
• Protein-Menge/Lokalisation: Western Blot, Immuno-Lokalisation
• Protein-Aktivität (translationale Fusion)

Question 14

Embryogenese

Answer 14

aus einer Zelle (Zygote) -> Embryo mit basaler Körperorganisation

Question 15

Postembryonale (vegetative) Entwicklung

Answer 15

Mitose, erbgleiche Nachkommen (Klone); Entwicklung/Wachstum aus Meristemen (Spross, Wurzel)

Question 16

Generative Entwicklung und Fortpflanzung

Answer 16

Verschmelzung der Gameten meist verschiedener Individuen; Meiose, Rekombina-tion, erbungleiche Nachkommen

Question 17

Morphogenese (Embryogenese)

Answer 17

zelluläre Vorgänge führen zur Ausformung der Gestalt (gerichtete Zellteilung und –streckung, räumlich unterschiedliche Mitoseraten)

Question 18

Musterbildung (Embryogenese)

Answer 18

Vorgang, der durch funktionelle räumliche Anordnung verschiedener Gewebe und Organe entsteht, Achsendefinition

Zygote, 2-cell, Globular embryo, Heart embryo
Organexpansion, Reifung & Vorbereitung auf Ruhestadium (Dormanz): early-torpedo embryo, mid-torpedo embryo, late torpedo mature embryo
- Start mit asymmetrischer Teilung der Zygote (ca. 10h nach Befruchtung)
-> Apikalzelle (Embryo Proper) generiert fast gesamten Embryo
-> Basalzelle generiert Wurzelmeristem und extraembryonalen Suspensor

Question 19

Oktant-Stadium des „Embryo proper“

Answer 19

• „Embryo proper“:
  apikale Domäne: Keimblätter + Sprossmeristem
  basale Domäne: Hypokotyl + Wurzel
• Hypophyse: Bildung aus oberster Zelle Suspensor - später „ruhendes Zentrum“, Columellazellen mit assoziierten Stammzellen
• Suspensor: filamentöse Struktur  Kontakt zum Muttergewebe, Versor-gung des wachsenenden Embryos mit Nährstoffen

Question 20

Früh-globuläres 32 Zell-Stadium

Answer 20

• Perikline (=tangentiale) Teilungen im 8-Zell-Stadium:
• Bildung von Protoderm (außen) + zentraler Zone (innen, Vorstufe Grund-meristem und Prokambiums)
• Weitere radiale und perikline Teilungen im 16-Zell-Stadium

Question 21

Spät-globuläres Stadium (>64 Zellen)

Answer 21

• Weitere räuml. Etablierung Protoderm (a), Grundmeristem (b) und Pro-kambium (c) als Vorläufer Epidermis (a), Grundgewebe (b) und Leitgewebe (c)
• Lsc = lens-shaped cell -> entwickelt sich zum Ruhezentrum

Question 22

Herz-Stadium (ca.250 Zellen)

Answer 22

• Embryo bilateralsymmetrisch und radiales Muster
• Keimblätter (-> Speicherorgane) + Hypokotyl werden sichtbar
• Wurzel- und Sprossmeristem differenziert sich

Question 23

Austausch von Positionsinfos zwischen Pflanzenzellen

Answer 23

• Langstreckentransport
• Plasmodesmata
• Sekretion in Apoplast
• Aufnahme in Nachbarzelle oder Perzeption (Wahrnehmung von Sinneseindrücken) über Membranrezeptoren in Nachbarzelle

Question 24

gnom

Answer 24

• keine asymmetrische Zygotenteilung -> symmetrisch
• Regulator Vesikeltransport für Auxin-Transportproteine
• Gnom sorgt für polare PIN1-Lokalisation
• Kein Auxingradient in gnom
• > BFA (Brefeldin A) simuliert gnom-Phänotyp (Auxin-Gradient bei BFA ebenfalls gestört, hemmt Vesikeltransport und damit polare Lokalisation von PIN1, hemmt gnom-abhängigen Vesikeltransport und damit polare Lokalisation von PIN1)

Question 25

bodenlos

Answer 25

• falsche Zellteilungsebenen

- Transkriptioneller Repressor

Question 26

monopteros

Answer 26

• transkriptioneller Aktivator

Question 27

Mutanten mit gestörter Radialsymmetrie

Answer 27

keule, knolle, hobbit, scarecrow, short roots

Question 28

Mutanten mit gestörter apikal-basal Achse

Answer 28

monopteros, fackel, gurke, gnom, bodenlos