Buffl

Herzog/Ober

FK
by Franzi K.

ZUSAMMENFASSUNG GRUNDLAGEN


Die höchst unsympathische Herzog began mit einigen Grundlagen, die ich auf dieser Karte neu zusammenfasse:


Durch die Befruchtung entsteht eine diploide Zygote. Dipolid bdeutet einen Chromosomensatz von 2n = 46 Chromosome in 23 Paaren. Jetzt lässt sich die Entwicklung von fast jedem vielzelligen Tier in charakteristische Abschnitte teilen.


  1. Nenne die charakteristischen Abschnitte der Entwicklung ab dem Zeitpunkt der Befruchtung.


Wichtig ist dabei besonders die Gastrulation:


  1. Welche Zellltypen und Organe bilden Ektoderm, Endoderm und Mesoderm?

Im Laufe ihrer Entwicklung durchlaufen Zellen allerhand Prozesse. Die vier wichtigsten:

  • sie teilen sich

  • sie spezialisieren sich

  • sie interagieren miteinander

  • und sie wandern


Schauen wir uns die Zellproliferation nocheinmal genau an. Es bilden sich viele Zellen aus einer Vorläuferzelle. Sowie bei der Furchungsteilung. Die daraus entstehende Blastula hat Zellen die totipotent und pluripotent sind.


  1. Was bedeutet totipotent und pluripotent?


Zellwanderung ist ebenfalls ein wichtiger Prozess.

Auf diesen Bildern sehen wir wie grün angefärbte Zellen in A später ins Gehirn wandern. Darauf basierend können wir einen Anlageplan erstellen.

Hierbei ist zu beachten, dass die Achsen bei einem frühen Embryo noch animal und vegetal genannt werden weil sich anterior und posterior erst noch ausbilden.


Wir haben gelernt , dass sich aus Endoderm beispielsweise Magen und Pankreas bilden, aus Ektderm Haut und Hirnzellen und Mesoderm bildet Herz und Niere. Die 100 Pence Frage lautet:


  1. Wenn nicht aus Ekto-, Endo- oder Mesoderm, aus was werden später Eizellen und Spermien, also Gameten, gebildet?


Und das ist schon magisch in der Entwicklungsbiologie - du hast es schon mal gehört: Körperzellen - genannt Soma - entwickeln sich zu Organen und was wir sonst so brauchen. Aber sie sterben irgendwann. Wie wir auch. Aber Gameten, die Zellen, die aus der Keimbahn kommen, sind potenziell unsterblich.

Hier können wir sehen welche Auswirkungen eine Mutation im Soma auf nachfolgende Generationen hat - richtig. Keine. Erst ene Mutation in den Keimzellen sorgt dafür dass beispielsweise auch alle Fische die später kommen grün leuchten. :)


Zurück zur Zellspezialisierung: Du hast auch schon mal von Spezifizierng und Determinierung gehört. Die blöde Frau Herzog hatte hier ein schönes Beispiel:

In disem Schaubild nehmen wir eine grüne Zelle und packen sie in gelbes Gewebe. Im Fall der Spezifizierung: sie sind versehentlich im Mathekurs gelandet und müssen jetzt Mathe lernen. Im Fall der Determinierung: sie sind versehentlich im Mathekurs gelandet, haben aber ihr Biobuch mitgebracht. Ha. So oder so: Ob spezifiziert oder determiniert ist ein Zeitfaktor.


Zuletzt: Determinanten und Morphogene. Du kennst sie schon.


  1. Was ist das French Flag Modell?

  2. Wie funktioniert Musterbildung durch Determinanten?


ZUSAMMENFASSUNG GRUNDLAGEN


Die höchst unsympathische Herzog began mit einigen Grundlagen, die ich auf dieser Karte neu zusammenfasse:


Durch die Befruchtung entsteht eine diploide Zygote. Dipolid bdeutet einen Chromosomensatz von 2n = 46 Chromosome in 23 Paaren. Jetzt lässt sich die Entwicklung von fast jedem vielzelligen Tier in charakteristische Abschnitte teilen.


  1. Nenne die charakteristischen Abschnitte der Entwicklung ab dem Zeitpunkt der Befruchtung:


Befruchtung: es entsteht eine diploide Zygote.

Furchung: eine rasche Zellteilung ohne Wachstum. Das Produkt ist eine Blastula, meist mit Hohlraum. Keine Gentranskription.

Gastrulation: Es entstehen die drei Keimblätter, Ektoderm, Mesoderm und Entoderm.

Neurulation: ein Teil des Ektoderms differenziert sich zum Zentralnervensystem.

Organogenese: verschiedene Differenzierungsprozesse etablieren den Grundbauplan.


  1. Welche Zellltypen und Organe bilden Ektoderm, Endoderm und Mesoderm?

Ektoderm: Haut, Nerven, Gehirn, Sinnesorgane

Mesoderm: Herz, Nieren, Lymphknoten, rote Blutzellen, Knochen und Muskulatur

Endoderm: Lunge, Darm und Leber, Pankreas, Schilddrüße und Thymus


  1. Was bedeutet totipotent und pluripotent?


totipotent: in der Differenzierung noch nicht festgelegt

pluripotent: noch viele Entwicklungsmöglichkeiten in sich tragend.


  1. Wenn nicht aus Ekto-, Endo- oder Mesoderm, aus was werden später Eizellen und Spermien gebildet?


Aus Keimbahnzellen


  1. Was ist das French Flag Modell?



  1. Wie funktioniert Musterbildung durch Determinanten?


VORLESUNG 1: Gefäßentwicklung - Herzog


Das ist ein kleines Zebrafischchen. In Grün sehen wir Blutgefäße und in rot sehen wir die Blutkörperchen. Es ist ein trnsgener lebender Fisch.


  1. Was bedeuten Tg(krdl:GFP) und Tg(gata1:dsRed)?

Diese drei hübschen haben den Nobelpreis bekommen. Besonders stolz sind wir natürlich auf Christiane Nüsslein-Vollhard. Sie bekamen den Nobelpreis für die Entdeckung der genetischen Kontrolle der frühen Embryonalentwicklung. Wir wollen wissen welche Gene die Embryonalentwicklung regulieren.

Der Ansatz lautete so: Wir nehmen das Genom einer Fruchtfliege und fügen Mutationen ein, ganz willkürlich. Die sich daraus entwickelten Embryonen wurden unter dem Mikroskop untersucht, und ihnen wurden Namen gegeben. Je nach Aussehen (z.B. odd). Nach und nach wurde das entsprechende Gen idenifiziert und eine Hierachie entdeckt.

Aber wie funktioniert so ein Screen genau? (Eigenrecherche)


Angewandt konnte man auf diese Art in Erfahrung bringen, was für ein Gen bzw Protein für das Hennekamm-Syndrom verantwortlich war - Das Hennekamm-Syndrom ist eine genetische Erkrankung die vorallem das lymphatische Gewebe betrifft. Durch die erweiterten Lymphgefäße bilden sich Lymphödeme.


  1. Welches Protein ist verantwortlich für das Hennekam-Syndrom?

  2. Nenne ein paar Punkte, die für den Zebrafisch als Modellorganismus sprechen.


VORLESUNG 1: Gefäßentwicklung - Herzog


  1. Was bedeuten Tg(krdl:GFP) und Tg(gata1:dsRed)?

Tg(krdl:GFP): Transgen, krdl ist der Promotor, und GFP das Gen, welches GFP exprimiert.

Tg(gata1:dsRed): Transgen, gata1 Promotor, kodiert für Transkriptionsfaktor und dsRed das Gen


  1. Welches Protein ist verantwortlich für das Hennekam-Syndrom?

CCBE1


  1. Nenne ein paar Punkte, die für den Zebrafisch als Modellorganismus sprechen.

  • haben Blutgefäße

  • legt 1000 Eier

  • Wirbeltiere,genetische Regulation und Entwicklungsprozesse hoch konserviert

  • Eier und Embyonen sind durchsichtig und entwicken sich sehr schnell



VORLESUNG 2: Gefässe: Herzog - Erzeugen transgener Fische


Wie manipuliere ich einen Fischembryo?

Da habe ich verschiedene Möglichkeiten.


  1. FOKUSFRAGE: Erläutere 5 Möglichkeiten, wie ein Fischembryo manipuliert werden kann.

  2. FOKUSFRAGE: Was ist genregulatorisches Element und was möchte ich damit bewirken?

  3. FOKUSFRAGE: Ich möchte eine transgene Fisch-linie erzeugen. Wie mache ich das?

  4. FOKUSFRAGE: Welche Probleme können beim Erzeugen von transgenen Fischen auftauchen?

  5. FOKUSFRAGE: Wie kann ich die Spezifität nachweisen?

  6. FOKUSFRAGE: Wie generiere ich ein knockdown mit Morpholinos?



VORLESUNG 2: Gefässe - Herzog


  1. FOKUSFRAGE: Erläutere 5 Möglichkeiten, wie ein Fischembryo manipuliert werden kann.


  • Ich kann DNA injizieren. Das ist jedoch limitierend, das heißt: wenn ich weniger Moleküle als Zellen habe, dann entwicklet sich eine Mosaik-Überexpression. Habe ich mehr wirkt es toxisch.

  • Ich injiziere mRNA ins Eidotter. Dasraus resultiert eine frühe, gleichmäßige Überexpression des entsprechenden Proteins. Zu Beachten ist, dass mRNA nicht länger als 24 Stunden stabil bleibt.

  • ich kann DNA ins Genom integrieren, möglichst zur Weitervererbung nach Integration in die Keimbahn. Dann habe ich eine stabile Überexpression in küftigen Generationen

  • Morpholinos: Das sind stabile, antisense Oligos. So kann ich einen vorübergehenden Block der Translation bewirken, also einen Gen-Knock-Out.

  • CRISPR/Cas


  1. FOKUSFRAGE: Was ist genregulatorisches Element und was möchte ich damit bewirken?

Promotor und Enhancer gehören zu den regulatorischen Elementen.

Promotor: die RNA-Pol assoziert mit DNA

Enhancer: reg. Sequenz, die für Transkriptionsinitation zwingend benötigt wird, liegt oft weit vom Promotor entfernt. Er bindet seuqnzspezifsiche DNA-Bindungsfaktoren.

(kurze Rückschau in Grundlagen I)


So kennen wir es noch vom Nitschke. in hellblau ist der Enhancer, der bindet einen Transkriptionsfaktor, dessen Transaktivierungsdomäne mit der RNA-Pol interagiert.

so sieht es bei Herzog aus:


  1. Ich möchte eine transgene Fisch-linie erzeugen. Wie mache ich das?

  • ich brauche eine Transposase-mRNA und ein Plasmid. In diesem Plasmid habe ich einen Promotor (regulatorisches Element um die Transkription zu starten) und mein Transgen (z.B. GFP). Mit dabei sind tol2-Elemente, die benötige ich, weil ich so eine hohe Effizienz habe, die Keimbahn zu treffen (10-20 Prozent)

  • ich injiziere das in das befruchtete Ei

  • Inegration ins Genom und Keimbahntransmission

  • Dann kreuze ich meinen genetisch veränderten Fisch mit dem Wildtyp und habe in der F1 zu 50 Prozent eine transgene Linie


  1. FOKUSFRAGE: Welche Probleme können beim Erzeugen von transgenen Fischen auftauchen?

    • Heterochromatin getroffen, wird in späterer Entiwcklung abgeschalten

    • silencing, weil Tol2 virale Repeats enthält

    • in Bereichen anderer Enhancer integriert


  2. FOKUSFRAGE: Wie kann ich die Spezifität nachweisen?

Durch inSitu-Hybridisierung


  1. FOKUSFRAGE: Wie generiere ich ein knockdown mit Morpholinos?

Stabile antisense Oligos, injiziert in befruchtete Eizelle, dann komplentäres Binden und Translationsblocken. Es entsteht ein transienter Knock-Out.


Author

Franzi K.

Information

Last changed