Entwicklungsbiologie 4

Transkript

1 Entwicklungsbiologie 4 Entwicklungsbiologie 04 Sigrid Hoyer-Fender Abteilung Entwicklungsbiologie 1

2 Induktion 2

3 Induktion Hans Spemann und Hilde Mangold,

4 Induktion Hans Spemann und Hilde Mangold, 1924: Organisator 4

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6 Hans Spemann Nobelpreis 1935 für Physiologie oder Medizin Entwicklungsmechanik Für die Entdeckung von geheimen Kräften, welche die frühe Entwicklung des fertilisierten Eies regulieren 6

7 Induktion in der Amphibienentwicklung 7

8 8

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10 Induktion bei der Gliedmaßenentwicklung 10

11 Mosaik und Regulation 11

12 Theodor Boveri: Gradiententheorie Schichtung und Konzentrationsgefälle im Spulwurmei 12

13 Der embryologische Ursprung der Gen-Theorie: Was kontrolliert die Entwicklung bzw. Vererbung? Thomas Hunt Morgan: ( ) Cytoplasma (bis 1910) Edward Beecher Wilson: ( ) 13 Nukleus (Chromosomentheorie)

14 Nettie Stevens : Chromosomengebundene Vererbung des Geschlechts 14

15 Sven Hörstadius: Gradienten im Seeigelkeim 15

16 Frühe Embryonalentwicklung beim Seeigel 16

17 Sven Hörstadius: Gradienten im Seeigelkeim 17

18 Sven Hörstadius: Gradienten im Seeigelkeim Intranukleäres ß-Catenin + ß-Catenin!!! 18

19 Lewis Wolpert, 1978 Zellschicksal nicht festgelegt Das Tricolore - Modell 19

20 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? 20

21 Methoden der experimentellen Embryologie Defekt-Experiment Isolations-Experiment 21

22 Methoden der experimentellen Embryologie Defekt-Experiment Isolationsexperiment Rekombinations-Experiment Transplantations-Experiment 22

23 Der embryologische Ursprung der Gen-Theorie: Was kontrolliert Entwicklung bzw. Vererbung? Thomas Hunt Morgan: ( ) Cytoplasma (bis 1910) Edward Beecher Wilson: ( ) Nukleus (Chromosomentheorie) Nettie Stevens ( ): Chromosomengebundene Vererbung des Geschlechts (1905) Theodor Boveri ( ): Wechselwirkung zwischen Cytoplasma und Kern; Chromosomentheorie der Vererbung 23

24 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 24

25 Theodor Boveri: Grundkonzept der Differentiellen Genexpression 25

26 Alfred Kühn: Genwirkketten Vererbungsforschung und Entwicklungsphysiologie: Beginn der biochemischen und molekularen Entwicklungsbiologie 26

27 Alfred Kühn: Ein Gen Ein Enzym Tätig in Göttingen von (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 27

28 Differentielle Genexpression Wolfgang Beermann ( ) 28

29 Nachweis der differentiellen Genexpression 29

30 Differentielle Genexpression 30

31 Differentielle Genexpression 31

32 Moderne Modellorganismen 32

33 Genetische Modellorganismen 33

34 Modellorganismus Drosophila melanogaster 34

35 Lebenszyklus Shockwave: Life Cycle 35

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37 Nobelpreis 1995 für Physiologie oder Medizin Edward B. Lewis Christiane Nüsslein-Volhard Eric F. Wieschaus Für ihre Entdeckungen in Bezug auf die genetische Kontrolle der frühen Embryonalentwicklung 37

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40 Der morphogenetische Gradient von BICOID 40

41 Drosophila Larve 41

42 Lückengene (Gap-Gene) Fehlen mehrerer zusammenhängender Segmente Expression in einem weiten Bereich des Embryos hunchback / Krüppel 42

43 Paar-Regel-Gene Fehlen jedes zweiten Segmentäquivalents Expression in sich wiederholenden Streifen 43

44 Segmentpolaritätsgene Fehlen eines Teilbereichs jeden Segments, wird durch den verbleibenden spiegelbildlich ersetzt. Expression in einem Teilbereich jeden Segments. 44

45 Genetik der Entwicklungsbiologie 45

46 Homöotische Transformationen Antennapedia Ultrabithorax 46

47 Expression der homöotischen Selektorgene 47

48 Homöotische Selektorgene und ihre Funktion blieben im Laufe der Evolution weitgehend unverändert 48