Entwicklungsbiologie 04

Sigrid Hoyer-Fender Abteilung Entwicklungsbiologie

Entwicklungsbiologie 4

19.6.201411 1

Induktion

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Induktion

Hans Spemann und Hilde Mangold, 1924. 3

Induktion

Hans Spemann und Hilde Mangold, 1924: Organisator 4

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Hans Spemann

Nobelpreis 1935 für Physiologie oder Medizin

Entwicklungsmechanik

“Für die Entdeckung von geheimen Kräften, welche die frühe Entwicklung des

fertilisierten Eies regulieren” 6

Induktion in der Amphibienentwicklung

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Induktion bei der Gliedmaßenentwicklung

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Mosaik und Regulation

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Theodor Boveri: Gradiententheorie

• Schichtung und Konzentrationsgefälle im Spulwurmei 12

Der „embryologische Ursprung“ der Gen-Theorie:

Edward Beecher Wilson:

(1856 – 1939)

Nukleus (Chromosomentheorie)

Thomas Hunt Morgan:

(1866 – 1945)

Cytoplasma (bis 1910)

Was kontrolliert die Entwicklung bzw. Vererbung?

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Nettie Stevens

• 1861 – 1912

1905:

Chromosomengebundene

Vererbung des Geschlechts

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Sven Hörstadius: Gradienten im Seeigelkeim

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Frühe Embryonalentwicklung beim Seeigel

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Sven Hörstadius: Gradienten im Seeigelkeim

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Sven Hörstadius: Gradienten im Seeigelkeim

Intranukleäres

ß-Catenin

+ ß-Catenin !!! 18

Das „Tricolore“-

Modell

• Lewis Wolpert, 1978

Zellschicksal nicht festgelegt

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Kurze Pause! Bitte diskutieren Sie in dieser Zeit folgende Fragen: Was ist ein Morphogen? Was bedeutet Positionsinformation? Was ist eine Schwellenkonzentration? Was versteht man unter Tricolore-Modell?

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Methoden der experimentellen Embryologie

• Defekt-Experiment

▪ Isolations-Experiment

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Methoden der experimentellen Embryologie

• Defekt-Experiment • Isolationsexperiment

▪ Rekombinations-Experiment

•Transplantations-Experiment

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Der „embryologische Ursprung“ der Gen-Theorie:

Edward Beecher Wilson: (1856 – 1939) Nukleus (Chromosomentheorie)

Was kontrolliert Entwicklung bzw. Vererbung?

Thomas Hunt Morgan: (1866 – 1945) Cytoplasma (bis 1910)

Nettie Stevens (1861-1912): Chromosomengebundene Vererbung des Geschlechts (1905)

Theodor Boveri (1862-1915): Wechselwirkung zwischen Cytoplasma und Kern; Chromosomentheorie der Vererbung

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Der „embryologische Ursprung“ der Gen-Theorie:

Thomas Hunt Morgan:

- Co-Segregation von Augenfarbe,

Körperfarbe, Flügelform und

Geschlechtsbestimmung mit dem

X-Chromosom

- „By this I mean that during segregation certain factors are more likely to remain together than to separate not because of any attraction between them, but because they lie near together on the same chromosome“

- „sex-limited inheritance is explicable on the assumption that one of the material factors of a sex-limited character is carried by the same chromosome that carries the material factor femaleness“

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Theodor Boveri: Grundkonzept der “Differentiellen Genexpression”

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Alfred Kühn: Genwirkketten

• 1885 -1968 • Vererbungsforschung und Entwicklungsphysiologie:

Beginn der biochemischen und molekularen Entwicklungsbiologie 26

Alfred Kühn: Ein Gen – Ein Enzym • Tätig in Göttingen von 1920 – 1937 (Lehrstuhl für

Zoologie) 1933 Doktorarbeit von Ernst Caspari

• Parallel zu Boris Ephrussi, sowie Beadle und Tatum: Ein Gen – Ein Enzym Hypothese

• 1941 “Über eine Genwirkkette der Pigmentbildung bei Insekten”: “Zwei-Ketten Modell der Genaktivität” - Gen-Aktivitäts-Kette - Substrat-Kette

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Differentielle Genexpression

Wolfgang Beermann (1921-2000)

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Nachweis der differentiellen Genexpression

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Differentielle Genexpression

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Differentielle Genexpression

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Moderne Modellorganismen

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Genetische Modellorganismen

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Modellorganismus

Drosophila melanogaster

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Lebenszyklus

Shockwave: Life Cycle

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Edward B. Lewis

Nobelpreis 1995 für Physiologie oder Medizin

“Für ihre Entdeckungen in Bezug auf die genetische Kontrolle der frühen Embryonalentwicklung”

Christiane Nüsslein-Volhard

Eric F. Wieschaus

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Der morphogenetische Gradient von

BICOID

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Drosophila Larve

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Lückengene (Gap-Gene)

• Fehlen mehrerer zusammenhängender Segmente

•Expression in einem weiten Bereich des Embryos

hunchback / Krüppel

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Paar-Regel-Gene • Fehlen jedes zweiten Segmentäquivalents

Expression in sich wiederholenden Streifen

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Segmentpolaritätsgene • Fehlen eines Teilbereichs jeden Segments, wird durch den verbleibenden spiegelbildlich ersetzt.

•Expression in einem Teilbereich

jeden Segments.

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Genetik der Entwicklungsbiologie

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Homöotische Transformationen

Antennapedia

Ultrabithorax

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Expression der homöotischen Selektorgene

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Homöotische Selektorgene und ihre Funktion blieben im Laufe der Evolution weitgehend unverändert

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