[2024 HK]
Beschreibe die Entwicklung von Xenopus in folgenden Stadien und fertige dazu eine Zeichnung an.
• Nach Befruchtung
• Gastrulation
• Neurulation
• Tailbud stage/Schwanzknospenstadium
Befruchtung
1) Ei besitzt animalen Pol (=pigmentiert) und vegetativen (=unpigmentiert, dotterreich) Pol => Animal-Vegetative Eiachse
2) Befruchtung durch Spermiumeintritt auf animaler Hälfte
=> Triggered Kortikalrotation
3) Kortikalrotation: äußere kortikale Cytoplasmaschicht dreht sich um 30°
=> Bilateralsymmetrie: von jetzt an anteriore-posteriore Achse + Dorsoventrale Achse (Spermieneintritt ventral, grauer Halbmond dorsal)
4) Bildung des dorsalem Zentrum mit Speman-Mangold-Organisators (durch Transport dorsalen Determinanten)
Furchung:
-totale, inäquale Furchung (Mesolecithal)
-1. + 2. Furchungsteilung = meridionale Teilungen (4 gleich große Blastomere)
-3. Teilung = Äquatorielle Teilung (8-Zellstadium)
-ab 4000 Zellen: Blastula Stadium
Gastrulation:
-Ziel: Ausbildung der 3 Keimblätter (Ektoderm, Mesoder, Endoderm)
-Invagination: Zellen stülpen sich ein → Blastoporus entsteht.
-Involution: Zellen rollen sich an der Innenseite des Blastoporus nach innen.
-Konvergenz und Extension: Streckung und Verschiebung von Zellverbänden zur Verlängerung der Körperachse.
Neurulation: Entstehung des Nervensystems
-Neuralplatte entsteht aus dorsalem Ektoderm.
-Neuralrinne bildet sich durch Einfaltung.
-Neuralrohr schließt sich → Vorläufer von Gehirn und Rückenmark.
-Neuralleistenzellen entstehen an den Rändern der Neuralplatte → wandern aus und bilden z. B. Pigmentzellen, peripheres Nervensystem
Tailbud stage/Schwanzknospenstadium
-Ausbildung von Körperformen
-Bildung eines Schwanzes
-Organogenese: Anlage der Organe
-Differenzierung der Keimblätter
-Kiemenanlagen und Pigmentierung
Was würden die folgenden experimentellen Eingriffe bei einem Xenopus Embryo verursachen?
Mikrotubuli Schädigung nach Einfrieren
Injektion von beta-Catenin mRNA
Injektion von Dsh
Injektion von Inhibitor von GSK3-beta mRNA
1) Verhinderung der Kotikalrotation + Transport von dorsalen Determinanten
=>Ventralisierung, keine Ausbildung dorsaler Strukturen, kein Speman-Mangold-Organizer
2) und 3) Aktivierung des Wnt-Signalpathways, ggf. Hyperdorsalisierung
4) ebenfalls Aktivierung des Wnt-Signalpathways, GSK3-beta mRNA degradiert sonst ß-Catenin => Aktivierung dorsaler Gene, ggf. Hyperdorsalisierung
[2024 HK, 2020HK, 2008HK]
a) Unten Sehen sie 4 Reihen (A-D) mit verschieden angeordneten Abbildung von Xenopus Entwicklungsstadien. Nur einer dieser Reihen gibt die richtige zeitliche Abfolge der Entwicklungsstadien in der Xenopus entwicklung wieder. Kreuzen Sie diese an und benenen sie die Entwicklungsstadien anschließend!
b) in welchem Stadium wurde die L-R-Achse festgestellt/gut beobachtet?
B) Die Links-Rechts Achse wird durch die vorher festgelegten Achsen (Anterior-Posterior, Dorso-Ventral) bestimmt und etabliert sich deswegen in der späten Gastrulation, dessen Auswirkungen dann auch ab der Neurulation zu erkennen sind.
[2020 HK]
1) Ei besitzt animalen Pol (=pigmentiert) und vegetativen (=unpigmentiert, dotterreich) => Animal-Vegetative Eiachse
4) Transport dorsaler Determinanten: Dishevelled wird zur dorsalen Seite transportiert + kann dort ß-Catenin stabilisieren
5) Wnt-Signalweg: durch ß-Catenin stabilisierung werden dorsle Gene aktiviert
6) Bildung des dorsalem Zentrum mit Speman-Mangold-Organisators
=> Ort des Organisators ist also gegenüber der Spermieneintrittstelle!
[2020 HK,2023 HK]
A) UV-Bestrahlung: Ventralisierung: Verlust Dorsaler Strukturen wie Kopfstrukturen, Organizer
=> im Extremfall nur Bauchstrukturen ausgebildet
Erklärung:
Verhinderung Kortikalrotation um 30°
UV-Bestrahlung zerstört das Mikrotubuli-Zytoskelett
→ verhindert die Rotation des kortikalen Zytoplasmas
Verhinderter Transport dorsaler Determinanten → Dishevveled kann nicht zum animalen Pol transportiert werden (bleibt vegetal) -> keine β-Catenin-Anreicherung dorsalseitig => kein Wnt Signalweg, kein dorsaler Organisator entsteht, keine dorsoventrale Achse
B) Transplantation der ventralen Urmundlippe: keine embryonale Umstrukturierung (keine Organizer Aktivität wie dorsaler Teil), keine neue Körperachse
C) Transplantation der dorsalen Urmundlippe: dorsale Urmundlippe = Speman-Mangold-Organizer => Doppelachsenembryo/vollständige Bildung einer sekundären Embryonalachse
D) Injektion von dominant inaktiver GSK-3beta: Achsenbildung
=> GSK3-ß degradiert ß-Catenin normalerweise, wenn es verstärkt inaktiv ist kann ß-Catenin dorsale Gene aktivieren => ektopische Aktivierung des Organizers
E) Injektion von GSK-3beta
-ventralisierter Embryo (Verlust dorsaler Strukturen wie Kopf und Organizer)
-GSK-3ß degradiert ß-Catenin ab, das sonst dorsale Gene aktiviert
F) Injektion von ß-Catenin: Verstärkte Ausbildung dorsaler Strukturen
-Überaktivierung des Wnt-Signalwegs => verstärke Transkription der dorsalen Gene
-ggf. auch sekundäre Embryonalachsen möglich da ß-Catenin wichtig für Ausbildung des Spemann Organizers ist (der wiederrum die Embryonalachse festlegt)
XX veraltete Frage [2020 HK]
Bennen Sie die 4 unterschiede in der Embryonalentwicklung zwischen Xenopus und Maus.
? [2019 HK]
Nennen Sie die Organisatoren der Xenopus Entwicklung.
[2019 HK]
Nennen Sie 4 Entwicklungstadien zwischen Zygote bis Schwanzknospenstadium und skizzieren sie diese!
=> Protokoll
X [2019 HK]
Wie verläuft die dorsoventrale Achsenbildung in Xenopus? Welchen Einfluss hat Beta-Catenin? Skizzieren Sie!
Lithiumchlorid-Behandlung
Welche Auswirkungen hat Lithiumchlorid auf den Xenopusembryo unter Berücksichtigung des DAI und welche Mechanismen liegen hier zu Grunde?
Molekulare Ebene/Mechanismen
=> Lithiumchlorid hat eine ähnliche Wirkung wie die dorsale Determinante Dishevelled. Innerhalb des Wnt-Pathways inaktiviert es GSK3, ß-Catenin wird stabilisiert, wandert in den Zellkern und dorsale Gene werden transkribiert. Allerdings findet hier eine „Hyperdorsalisierung“ statt. Grund dafür ist, dass sich Lithiumchlorid im Gegensatz zu Disshevelled nicht nur lokal – also dorsal - anreichert, weswegen dorsale Gene in der ganzen Zygote aktiviert werden und dazugehörige Strukturen ausbilden.
Physische Ebene/DAI
-DAI=Dorso-anteriore Index wird verwendet um Phänotyp nach Grad der Dorsalisierung/Ventralisierung einzuordnen.
-nach 10min 30mM Lithiumchlorid Behandlung liegt der DAI im Schnitt bei 5,8, nach 30min schon bei 7,42
=>Dorsalisierung: verstärkte Rückenstrukturen (Neuralgewebe, Chorda dorsalis, Somiten), Verlust ventraler Gewebe
[2024 NK]
Embryonalentwicklung
1) Zygote
2) Blastula
3) Gastrula
4) Neurula
5) frühes Schwanzknopsenstadium
6) spätes Schwanzknospenstadium
7) Kauquappe
UV-Behandlung
A) welches der Xenopus Stadien in seiner Entwicklung muss man mit UV behandeln, um Bauchtsücke (Vegetalisierte bzw. ventralisierte Embryonen) zu erzeugen?
B) Wie ist der Effekt von UV zellbiologisch zu erklären?
C) Wie ist der Effekt von UV molekularbiologisch zu erklären?
D) Wie könnten sie umgekehrt eine Dorsalisierung des Embryos erreichen?
A) Stadium zwischen Fertilisation aber noch vor der Kortikalrotation, also noch vor Furchung/1. Teilung (im Versuch 20min nach Befruchtung) => Zygote
B) Die Kortikalrotation, in der die äußere Cytoplasmaschicht sich um etwa 30° dreht, wird durch Mikrotubuli des Cytoskeletts ermöglicht. Sie transportieren dorsale Determinanten. Bei UV-Bestrahlung wird diese Kortikalrotation verhindert indem das Cytoskelett geschädigt wird.
C) Die Kortikalrotation ermöglicht den Transport von Determinanten zur dorsalen Seite. Bleibt diese aus, kann Dishevveled nicht animal abgeladen werden und ß-Catenin wird weiterhin degradiert => keine Aktivierung Wnt-Signalweg, keine Ausbildung der dorsalen Sete => kein Speman-Mangold Organizer
D) …durch eine Lithiumchlorid Behandlung. Lithiumchlorid hat eine ähnliche Wirkung wie die dorsale Determinante Dishevelled. Es inaktiviert GSK3, ß-Catenin wird stabilisiert, wandert in den Zellkern und dorsale Gene werden transkribiert. Allerdings findet hier eine „Hyperdorsalisierung“ statt. Grund dafür ist, dass sich Lithiumchlorid im Gegensatz zu Disshevelled nicht nur lokal – also dorsal - anreichert, weswegen dorsale Gene in der ganzen Zygote aktiviert werden und dazugehörige Strukturen ausbilden.
[2007 HK]
[2007 HK, 2010HK]
Welche experimentelle Methoden müssen sie anwednen um bei Xenopus einen Doppelachsenembryo zu erhalten?
a) Injektion von GSK-3
b) Injektion von dominant inaktiver GSK-3
c) Transplantation der dorsalen Urmundlippe
d) Transplantation der ventralen Urmundlippe
e) Injektion von alpha-Catenin
f) Injektion von beta-Catenin
g) UV-Bestrahlung kurz nach der Befruchtung
B, C, F
Wie kann man in Hydra und Xenopus die Bildung einer 2. Körperachse bewirken?
A) Hydra: Transplantation Hypostom
B) Xenopus: Transplantation des Spemann Organisators in einen Wirtsembryos
[2009 HK]
x [2013 HK]
Beschriften der folgenden Entwicklungstadien: 2-Zellstadium, Furchungsteilung, Blastula, späte Blastula, Gastrula, Segmentation/Organogenesem Pharyngula
2 Zellstadium: oben animaler Pol, unten vegetal
Furchungsteilung:
Gastrulation
Zusatz: neurulation
Organogenese
Larve
? [2017 HK]
Welche 4 Entwicklungstadien passieren von Kaulquappe zu Frosch in der Metamorphose?
Last changeda month ago
