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Beschreiben Sie, wie in der frühen Embryogenese von Drosophila das Verhältnis von X-Chromosomen zu Autosomen zur Expression eines Master Regulator-Gens führt, das die Entwicklung zum weiblichen bzw männlichen Phänotyp steuert! Wie heißt dieses Master-Regulator-Gen und beschreiben Sie die Mechanismen, die die anhaltend geschlechtsspezifische Expression dieses Gen sicherstellen und die nachgeschaltet zur Expression von Männchen-spezifischen bzw Weibchen-spezifischen Genen führen. 5P

2. Welches Oberflächenmolekül von Lipoproteinen ist in Zusammenhang mit der Alzheimer-Erkrankung gebracht worden? Erklären Sie, worin dieser Zusammenhang begründet ist! 1,5P

3. In Drosophila ist es möglich mit Hilfe des GAL4/AUS-Systems im posterioren Teil der Flügelimaginalschreiben über RNA-Interferenz Genfunktionen auszuschalten.

a) Welchen GAL4-Treiber würden Sie verwenden?

b) Welche Eigenschaften der RNA-Interferenz, die in C. elegans beobachtet wird, ist in Drosophila nicht vorhanden, um diese gewebsspezifische Wirkung erzielen zu können? 2P

4. In welchen Bereichen der Flügelimaginalscheibe erwarten Sie eine EGFP-Expression unter Verwendung eines UAS-EGFP-Transgens zusammen mit folgenden GAL4-Treibern? 1,5P

a) dpp-GAL4

b) tubulin-GAL4

c) GMR-GAL4

6. Sie kreuzen Drosophila-Männchen des Genotyps cn1, bw1/+ mit Jungfrauen des Genotyps w1/w1; cn1, bw1/CyO. cn1 und  bw1 sind rezessive Allele der Gene cinnabar und brown. Wildytpische Allele der Gene cn, bw, w und Cy sind nicht explizit angegeben.

Geben Sie die Phänotypen der Nachkommen bezüglich Augenfarbe und Flügelform an. Differenzien Sie hierbei zwischen den Geschlechtern! Mit welchen Häufigkeiten erwarten Sie diese Phänotypen? 5P

7. Welche Beobachtungen führten zur Annahme, dass die Position von Zentromeren bei den meisten Eukaryonten epigenetisch determiniert ist? 2P

8. Drosophila besitzt mehrere alpha-tubulin Gene. Eines dieser Gene trägt die Bezeichnung atub84B. Erklären Sie, worauf sich „84B“ bezieht. Auf welchem Chromosom liegt atub84B? 2P

9. Wie wird eine asymmetrische Lokalisation der bcd- und nos-mRNAs in der sich entwickelnden Oocyte von Drosophila realisiert? 4P

10. Ordnen Sie die Gene a-h (alle entnommen der Gentik von Drosophila melanogaster) den Prozessen/Genfamilien 1-8 zu! Mehrfachnennungen können auftreten, und es müssten nicht alle Prozesse/Genfamilien durch Gene repräsentiert sein! 4P

a) even-skipped (eve)

b) male specific lethal 3 (msl-3)

c) head involution defective (hid)

d) maleless (mle)

e) period (per)

f) decapentaplegic (dpp)

g) clock (clk)

h) engrailed (en)

1) Segmentpolaritätsgen         ………………………

2) Paarregelgen                       ………………………

3) Heterochromatinbuldung   ………………………

4) Compensasom                    ………………………

5) Circadiane Rhythmen        ………………………

6) Geschlechtsbestimmung     ………………………

7) Morphogen                         ………………………

8) Apoptose                            ………………………

11. Welche Aussagen treffen zu (mit richtig oder falsch markiert) 3P

·         Nach der Teilung einer Keimbahnstammzelle teilt sich der entstandene Cystoblast drei weitere Male und so entsteht eine Cyste aus 8 zusammenhängenden Zellen

·         Homologe meiotische Rekombination findet im Drosophila Männchen nicht statt

·         Im Drosophila Weibchen vermittelt der synaptonemale Komplex die Paarung der homologen Chromosomen während der Prophase der ersten meiotischen Teilung.

·         Im äußeren Kinetochor findet man Komponenten des KMN-Netzwerks, die transient mit dem Zentromer assoziieren

·         Das Protein Oskar ist eine sehr frühe posteriore Determinante bei der Entwicklung von Drosophila.

·         Das Protein CENP-A setzt sich aus einem konservierten N-terminalen Teil und einer variablen C-terminalen Region zusammen.

(falsche Antworten führen zu Punktabzug, negative Punktzahlen sind nicht möglich)

12. Erläutern Sie anhand einer Skizze, wie die Kopienzahl von P-Elementen im Genom von Drosophila durch Transposition erhöht werden kann, obwohl P-Elemente nach dem „cut and paste“ Mechanismus transponieren. 3P

13. Wie können Allele, die genomischer Prägung („Imprinting“) unterliegen, mit einheitlichem geschlechtsspezifischen Expressionsmuster vererbt werden, wenn doch die beiden Allele auf den homologen Chromosomen unterschiedlich exprimiert werden? 2P

14. Welch Rolle spielen die Docking und Selector-Sequenzen, um die Inklusion von einem und genau einem der 48 alternativen Exons 6 in der Drosophila DSCAM-mRNA zu gewährleisten? 3P

15. Beschreiben Sie ein Experiment mit dem überprüft werden kann, ob die Expression von huncback im frühen Drosophila-Embryo von einer Schwellenwertkonzentration von Bicoid-Protein abhängt? 2P

16. Warum dient die Tyrosin-Hydroxylase als Marker für dopaminerge Neuronen? Bei welcher neurodegenerativen Krankheit sind dopaminerge Neuronen betroffen? 2P

17. Welche kennzeichnende Eigenschaft weist das so genannte „caged ATP“ auf? Warum wurde dieses ATP-Analagon verwendet, und nicht unmodifiziertes ATP, bei der Untersuchung von Verhaltensweisen, die durch den ionotropen Purinoceptor P2X2 ausgelöst werden? 2P

18. Das Drosophila-Gen Su(var)2-5 codiert das Heterochromatin binding protein 1 (HP1). Erklären Sie, wie die Namensgebung „Su(var)“ für dieses Gen zustande gekommen ist! 3P

20. Nennen Sie drei Methoden zur Erzeugung von Transgenen in Drosophila melanogaster! 1,5P

21. Wie kann CENP-A experimentell an Regionen des Chromosoms rekrutiert werden, die keine Zentromere darstellen? 2P

22. Wofür steht das Kürzel „iPS“? 1P

23. Wie kann in Drosophila die Rolle der senilen Plaques im Hinblick auf die Ausprägung der Alzheimer-Erkrankung studiert werden, wenn das Drosophila APP-Homolog doch gar keine Aß-Domäne besitzt? 2P

24. Warum ist es bei der Erzeugung von genetischen Mosaiken mittels des FLP/FRT-Systems wichtig Stämme zu verwenden, bei denen die FRT-Sequenz möglichst zentromernah integriert ist? 2P

1. Das FLP/FRT-System wird in Drosophila melanogaster unter anderem verwendet, um genetische Mosaike zu erzeugen. Gegeben ist ein Fliegenstamm, der FRT-sites homozygot und zentromernah auf dem rechten Arm des dritten Chromosoms trägt. Weiterhin ist dieser Stamm heterozygot für ein rezessives Allel des Gens ebony auf dem rechten Arm des dritten Chromosoms, distal der FRT-site, und er besitzt ein hs-FLP-Transgen auf dem X-Chromosom. 5P

a) Werden bei Induktion der FLP-Rekombinase in der G1-Phase einer Zelle dieses Stamms genetische Mosaike bezüglich ebony entstehen? Begründen Sie kurz Ihre Antwort.

b) Zeigen Sie anhand einer schematischen Zeichnung, was bei Induktion der FLP-Rekombinase in der G2-Phase einer Zelle dieses Stamms passiert. Werden nach der folgenden Zellteilung zwangsläufig genetisch unterschiedliche Tochterzellen bezüglich ebony entstehen? Begründen Sie kurz Ihre Antwort!

3. Was versteht man unter Antizipation im Rahmen der Analyse der circadianen Rhythmik von Drosophila? 2P

4. even-skipped (eve) wird in ungeradzahligen und fushi-taratsu (ftz) in geradzahligen Parasegmenten exprimiert. Das Gen elav wird in allen Neuronen exprimiert. Sie möchten im Bereich der Parasegmente eine Expression des Transgens “goi“ ausschließlich in den Neuronen der ungeradzahligen Parasegmente erreichen. Welche der folgenden Transgene müssen Sie für dieses Experiment kombinieren? 1,5P

gibt punkt abzüge

6. Sie kreuzen Drosophila-Männchen des Genotyps B/Y; st1/+ mit Jungfrauen des Genotyps Xw1^ Xw1; st1/+. st1 ist ein rezessives Allel von scarlet, was sich im wildtypischen w+-Hintergrund in leuchtend roten Augen wegen eingeschränkter Synthese von braunen Pigmenten (Ommochromen) äußert. X^X bezeichnet ein sogenanntes „attached X“-Chromosom, bei dem die homologen X-Chromosomen kovalent verknüpft sind und in der Meiose I nicht getrennt werden können. Somit erhält eine Tochterzelle beide Homologe und die andere kein X-Chromosom. Hier tragen beide „attached“-Kopien des X-Chromosoms noch das Allel w1. B ist eine dominante Mutation auf dem X-Chromosom, die in balkenförmigen Augen resultiert. Wildtypische Allele der betrachteten Gene sind nicht explizit angegeben. Geben Sie die Phänotypen der Nachkommen bezüglich Augenfarbe, Augenform und Fertilität an. Differenzieren Sie hierbei zwischen den Geschlechtern! Mit welchen Häufigkeiten erwarten Sie diese Phänotypen? Hinweis, Triplo X-Weibchen werden hier als nicht lebensfähig eingestuft. 5P

7. Das Zentromer-spezifische Protein CENP-A findet man während der gesamten Zellzyklus am Zentromer lokalisiert. Nennen Sie drei Gründe, warum dann nicht während der G1/S/G2-Phase Mikrotubuli an die Zentromere binden und die Chromosomen zu den Zellpolen ziehen. 3P

9. Nennen Sie drei Möglichkeiten, wie eine X-Chromosomale Dosiskompensation zwischen den Geschlechtern erreicht werden kann und geben Sie jeweils ein Beispiel für eine Tiergruppe an, in der diese Möglichkeit realisiert ist. 3P

Ordnen sie die Gene a-h den Prozessen /genfamilien 1-8 zu.

a) wingless (wg)

b) sex lethal (sxl)

c) head involution defective (hid)

d) transformer (tra)

e) period (per)

f) decapentaplegic (dpp)

g) cryptochrome (cry)

h) engrailed (en)

1) Segmentpolaritätsgen         ………………………

2) Paarregelgen                       ………………………

3) Heterochromatinbildung     ………………………

4) Compensasom                    ………………………

5) Circadiane Rhythmen        ………………………

6) Geschlechtsbestimmung     ………………………

7) Morphogen                         ………………………

8) Apoptose                            ………………………

11. Welche der folgenden Aussagen treffen zu? (mit richtig oder falsch markieren) 3P

·         Bei der Oogenese von Drosophila entsteht aus einer Stammzelle eine Zyste von 16 Zellen, von denen sich lediglich eine einzige Zelle zur Oozyte entwickeln wird.

·         Homologe meiotische Rekombination findet im Drosophila-Männchen nicht statt.

·         Während der frühen Embryonalentwicklung von Drosophila wird das im gesamten Cytoplasma vorhandene Protein Dorsal – entsprechend dem Gennamen – in Dorsal-lokalisierte Kerne importiert.

·         Saccharomyces cerevisiae besitzt Punktzentromere, bei denen die zugrunde liegende DNA-Sequenz notwendig und ausreichend für die Zentromerfunktion ist.

·         Das Protein Oskar ist eine sehr frühe anteriore Determinante bei der Entwicklung von Drosophila.

·         Das Protein CENP-A setzt sich aus einem konservierten C-terminalen Teil und einer variablen N-terminalen Region zusammen.

(Falsche Antworten führen zu Punktabzug, negative Punktzahlen sind nicht möglich)

12. Nehmen Sie an, Sie haben einen Drosophila-Stamm mit der Insertion „A“ mittels P-Element vermittelter Keimbahntransformation erzeugt. Sie haben die Insertionsposition des P-Elements molekular kartiert und herausgefunden, dass diese Insertionsposition für Ihre geplanten Experimente sehr günstig ist. Sie möchten nun zusätzlich ein weiteres Transgen „B“ über Transposon vermittelte Keimbahntransformation einbringen. Warum ist es problematisch, hier erneut ein P-Element-basiertes Konstrukt zu verwenden? Schlagen Sie eine alternative Strategie vor! 2P

15. Skizzieren Sie eine Möglichkeit, Transgeninsertionen in Drosophila mit der CRISPR/Cas-Technologie zu erzeugen. Nennen Sie die benötigten Komponenten/Fliegenstämme. 3P

19. Wäre ein Ausschneiden von Intronsequenzen, wie es beim prä-mRNA-Spleißen realisiert ist, auch mit einzelsträngiger DNA als Substrat möglich? Begründen Sie kurz Ihre Antwort. 1P

20. Nennen Sie vier Aspekte, von denen die Ausprägung der roten Augenfarbe durch ein white+ -Transgen in Drosophila abhängt! 2P

21. Nennen Sie 4 Eigenschaften, die auf syncytialen Teilungen während der frühen Drosophila-Embryogenese zutreffen. 2P

 23. Ordnen Sie folgende Methoden der Transgenkartierung bezüglich Ihrer Genauigkeit der Lokalisation von 1 (ungenau) –  4 (sehr genau). Mit zwei Methoden erzielen Sie den identischen Genauigkeitsgrad – hier die identischen Nummern vergeben! 2P

Inverse PCR

Segregationsanalyse

Plasmid Rescue

in situ-Hybridisierung an Polytänchromosomen

meiotische Kartierung

24. Warum können bei der Herstellung monoklonaler Antikörper unfusionierte Myelomzellen im HAT-Selektionsmedium nicht überleben? 2P

Fliegen mit dem Genotyp pdf-Gal4-AUS-cid weisen noch eine Abend Antizipation auf aber keine Morgen-Antizipation. Wie interpretieren Sie das Ergebnis hinsichtilich der Identität der Zellen (=welches entscheidene Gen exprimieren diese Zellen?), die für die Morgen-Antizipation verantwortlich sind? Erklären Sie kurz

Erläutern Sie prinzipielle Unterschiede und Gemeinsamkeiten der Dosiskompensation bei Drosophila melanogaster und Caenorhabditis (5 Punkte)

Nennen Sie drei Eigenschaften von Balancierchromosomen in Drosophila. Eine dieser Eigenschaften gilt nicht für X-chromosomale Balancierchromosomen. Welche Eigenschaft ist dies und spekulieren Sie warum dies so ist?

Geben sie ein Beispiel fürden namen eines Balanchierchr. für das dritte chr. an

CENP-A ist ein Histon-H3 Homolog, dass in einem Teil der Nukleosomen anstatt Histon H3 vorhanden ist. Nennen Sie vier Merkmale die CENP-A von H3 unterscheiden

Erläutern Sie anhand eines Schemas, wie mit Hilfe des Twin Spot MARCM-Systems über mitotische Rekombination in einem Hintergrund von unmarkiertem Gewebe Zellverbände entstehen könne, die zwei unterschiedliche Markierungen tragen (z. B. zwei unterschiedliche fluoreszierende Proteine exprimieren) (4 Punkte)

 Welche phänotypischen Konsequenzen würden Sie erwarten, wenn das Gen msl-2 während der Entwicklung von Drosophila-Weibchen ektopisch exprimiert wird? Begründen Sie Ihre Antowort! Schlagen Sie ein genetisches Kontrollexperiment vor, bei dem eine Suppression dieses Phänotyps erwarten würden (3 Punkte)

Wieso treten beim Phänotyp der Hybrid-Dysgenese die typischen Phänotypen (Sterilität, hohe Mutationsrate) nach der Kreuzung von M-Typ-Weibchen mit P-Typ-Männchen auf, aber nicht bei der reziproken Kreuzung (P-Typ-Weibchen mit M-Typ-Männchen)? (2,5 Punkte)

CENP-A und H3 unterscheiden sich am stärksten in der N-terminalen Domäne (dem „tail“, der aus dem Nukleosom herausragt). Dies legt nahe, dass der zielgerichtete Einbau von CENP-A durch eben diese N-terminale Domäne spezifiziert wird. Beschreiben Sie anhand des Experiments, mit dem die CENP-A targeting-Domäne identifiziert wurde, o. diese Hypothese unterstützt bzw. widerlegt wurde. (2,5 Punkte)

Welche Vorteile bietet die CRISPR/Cas-vermittelt Transgense (hier: Einbringen eines Transgens, z. B. GFP) gegenüber der klassischen Transposon-vermittelten Keimbahntransformation? Beschreiben Sie eine mögliche Vorgehensweise zur HDR-vermittelten Transgenese (ohne auf das anschließende Screening enzugehen) und nennen Sie die benötigten Komponenten!

 Was versteht man unter den Histon-Code?

Welche der folgenden Aussagen zur Biologie von Drosophila treffen zu? (mit richtig oder falsch markieren) (3 Punkte)

-          Nach der Teilung einer Keimbahnstammzelle teilt sich der entstandene Cytoblast vier weitere Male und so entsteht eine Cyste aus 16 zusammenhängenden Zellen

-          Bei der Oogenese kann sich potentiell jede Zelle einer Cyste zur Oozyte differenzieren

-          Im Drosophila Männchen vermittelt der synaptonemale Komplex die Paarung der homologen Chromosomen während der Prophase der ersten meiotischen Teilung

-          Die Follikelzellen, die die wachsende Oozyte umgeben, haben keinen Einfluss auf die Etablierung der Achsen im Ei

-          Das Protein Oskar ist eine sehr frühe posteriore Determinante

-          Das Protein Dorsal wirkt als Transkriptionsfaktor vornehmlich in ventralen Zellkernen des Drosophila-Embryos

Beschreiben Sie, wie das Verhältnis X-Chromosomen zu Autosomen während der frühen Embryonalentwicklung von Drosophila in die Entscheidung männlich – weiblich umgesetzt wird (3 Punkte)

Erläutern Sie, wie man nachweisen konnte, dass das Drosophila Gen draper eine Rolle spielt bei der Generierung bzw. Metabolisierung von Alzheimer-typischen Proteinaggregaten. (3 Punkte)

Ein hoher Prozentsatz der Fliegen des Genotyps shakB-Gal4, AUS-P2X2 , denen der lichtsensitive Ligand DMNPE-ATP injiziert wurde, springt nach UV-Bestrahlung. Dies kann als Aktivierung der P2X-exprimierende Neuronen interpretiert werden. Schlagen Sie zwei Kontrollexperimente vor, mit denen man untersuchen kann, ob die Antwort „Springen“ eventuell lediglich eine Fluchtreaktion ist, die durch den plötzlichen Lichtreiz ausgelöst wird! (2 Punkte)

Bei der Herstellung monoklonaler Antikörper werden Milzzellen einer immunisierten Maus mit unbegrenzt teilungsfähigen Myelomzellen fusioniert. Wie wird im folgenden Versuchsablauf sichergestellt, dass nur die fusionierten Zellen überleben, aber nicht die unfusionierten Zellen? (3 Punkte)

Worin unterscheiden sich konstitutive von transienten Kinetochorkomponenten? Nennen Sie je zwei Beispiele (3 Punkte)

Wofür steht das Kürzel „SCNT“? (1 Punkt)

Wie kann der Modellorganismus Drosophila genutzt werden, um über genetische Experimente Komponenten zu identifizieren, die bei der Pathogenese z. B. Chorea Huntington eine Rolle spielen?

Beschreiben Sie stichwortartig zwei Besonderheiten der Genexpression bei C. elegans. (3 Punkte)

Warum wird bei der Erzeugung von transgenen Drosophila melanogaster über P-Element-vermittelte Keimbahntransformation ein Transposase-Konstrukt verwendet, dem das dritte Intron fehlt? (2 Punkte)

Sie erhalten drei Kulturröhrchen mit Drosophila-Fliegen, die lediglich die Nummern 1, 2 und 3 tragen. In allen drei Röhrchen finden Sie ausschließlich Fliegen mit gebogenen Flügeln, was in allen drei Fällen für die Präsenz einer Letalmutation auf dem zweiten Chromosom spricht, die balanciert stabil gehalten wird. Phänotypisch sind die Fliegen aber nicht zu unterschieden. Zwei der Stämme tragen jedoch eine Mutation in demselben Gen. Wie könne Sie herausfinden, welche zwei Röhrchen Fliegen mit Mutationen im selben gen enthalten, ohne molekulare Methoden anzuwenden? (2 Punkte)

Erläutern Sie, wie mit Hilfe der Drosophila-Genetik Interaktoren von Proteinen identifiziert werden können, die bei der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen im Menschen eine Rolle spielen. (3 Punkte)

Welchen Effekt auf die Zellzahl eines adulten C. elegans Wurms erwarten Sie, wenn in diesem Wurm während der Entwicklung eine doppelsträngige RNA spezifisch für das Gen ced-3 exprimiert wird? Begründen Sie Ihre Vermutung. (2 Punkte)

Welche der folgenden Aussagen treffen zu? (mit richtig oder falsch markieren) (3 Punkte)

-          Die präsumptive R7-Photorezeptorzelle exprimiert im Gegensatz zu benachbarten Zellen spezifisch das Gen sevenless, und benötigt keine weiteren Signale von außen zur Differenzierung.

-          Die Differenzierung von Photorezeptorzellen findet posterior der morphogenetischen Furche statt.

-          Ein Komplexauge von Drosophila ist aus ca. 750 Ommatidien zusammengesetzt.

-          Das Segmenpolaritätsgen engrailed (en) spielt eine maßgebliche Rolle bei der Festlegung der anterior-posterioren Polarität im Flügel von Drosophila.

-          Die Gal4-abhängige Expression von AUS-Transgenen kann durch die gleichzeitige Expression von GAL80 inhibiert werden.

-          Das zweite Thorakalsegment besitzt als einziges Segment von Drosophila das Potential einen Flügel auszubilden.

Ist der Begriff „Exon“ generell mit proteinkodierenden Sequenzen gleichzusetzen? Begründen Sie Ihre Antwort. (1,5 Punkte)

Bei der Oogenese wir grk-mRNA in den Nährzellen synthetisiert und in die sich entwickelnde Oozyte verbracht. Warum wird die grk-mRNA aber nicht permanent translatiert, sondern erst, wenn sie ihren Zielort erreicht hat? (2 Punkte)

Wie kann mit der Bisulfit-Sequenzierung der Cytosin-Methylierungsstatus von DNA bestimmt werden? (3 Punkte)

In welchem Zusammenhang spielt das 1984 identifizierte Drosophila-Gen period eine wichtige Rolle? Mit welchem Protein bildet Period dabei einen Komplex? Wodurch wurde die Bedeutung dieser Entdeckung im Herbst 2017 besonders gewürdigt? (2 Punkte)

Im Nordbayrischen Kurier vom 13.07.2017 war unter der Titelzeile „Wunderwaffe gegen Alzheimer“ zu lesen, dass das Klinikum Bayreuth in eine klinische Studie eines Medikamentes zur Behandlung von Alzheimer eingebunden wird. Das vom US-Hersteller Biogen entwickelte Medikament hat den Namen Aducanumab. Welcher Substanzklasse gehört dieses Medikament an, und wie könnte es Ihrer Meinung nach wirken? (2 Punkte)

Schlagen Sie vor, wie man experimentell den circadianen Rhythmus von Drosophila beschleunigen könnte (z.B. 20h statt 24h Periodizität?). (2 Punkte)

Welchen Phänotyp erwarten Sie, wenn Sie während der Embryonalentwicklung von Drosophila über GAL4/AUS-vermittelte RNA-Interferenz das Gen msl-2 ausschalten? Begründen Sie Ihre Antwort. (2 Punkte)

Was sind iPS-Zellen und wie können sie erzeugt werden? (3 Punkte)

Was sind „Glückskatzen“ und warum sind diese fast immer weiblich? Was zeichnet eines der seltenen Männchen aus, die einen für die Glückskatzen typischen Phänotyp aufweisen? (3 Punkte)

Bicoid ist essentiell für die Etablierung der AP-Achse in Drosophila. Warum sind dann bicoid (bcd)-mutante Tiere wildtypisch, die von heterozygoten Elterntieren abstammen? (2 Punkte)

 Welche phänotypischen Konsequenzen würden Sie erwarten, wenn das Gen msl-2 während der Entwicklung von Drosophila-Weibchen ekopisch exprimiert wird? Begründen Sie Ihre Antwort. Schlagen Sie ein genetisches Kontrollexperiment vor bei dem Sie eine Suppression dieses Phänotyps erwarten würden. (3 Punkte)

Was sind Polytänchromosomen und wie können sie in Drosophila melanogaster zur Kartierung von Transgeninsertionen genutzt werden? (3 Punkte)

Wie kann das Protein Dorsal eine Ausbildung der dorsoventralen Polarität im Drosophila Embryo bewirken, wenn Dorsal doch ubiquitär und gleichmäßig im Cytoplasma des frühen Embryos verteilt ist? (3 Punkte

Was versteht man unter einem Morphogen? Nennen Sie ein Beispiel aus der Biologie in Drosophila. (2 Punkte)

Ordnen Sie die Gene a-h (alle entnommen der Genetik von Drosophila melanogaster) den Prozessen/Genfamilien 1-8 zu. Mehrfachnennungen können auftreten, und es müssen nicht alle Prozesse/Genfamilien durch Gene repräsentiert sein. (4 Punkte)

a.      head involution defective (hid)

b.      males absent on first (Mof)

c.      spätzle (spz)

d.      even skipped (eve)

e.      period (per)

f.        bicoid (bcd)

g.       ebony (e)

h.      fushi tarazu (ftz)

1)     Körperfarbe

2)     olfaktorisches Lernen

3)     maternales Effektgen

4)     Compensasom

5)     Circadiane Rhythmen

6)     dorsoventrale Polarität

7)     Apoptose

8)     Paarregelgen

Welche der folgenden Aussagen treffen zu? (mit richtig oder falsch markieren) (3 Punkte)

-          Zur Erzeugung von Zellklonen in Imaginalscheiben mittels mitotischer Rekombination (FLP/FRT-System) ist es unerheblich, in welchem Zellzyklusstadium die Zellen sich zum Zeitpunkt der Flp-Rekombinase Expression befinden.

-          Die Differenzierung von Photorezeptorzellen findet posterior der morphogenetischen Furche statt.

-          Ein Komplexauge von Drosophila ist aus ca. 750 Ommatidien zusammengesetzt.

-          Das Segmenpolaritätsgen engrailed (en) spielt eine maßgebliche Rolle bei der Festlegung der anterior-posterioren Polarität im Flügel von Drosophila.

-          Die Follikelzellen umgeben lediglich schützend die sich entwickelnde Oocyte und spielen keine Rolle bei der Ausbildung der Körperachse.

-          Paarregelgene sind epistatisch zu Segmentpolaritätsgenen.

 Befinden sich in der 5´- UTR eines Gens die Promotor-Sequenzen dieses Gens? Begründen Sie ihre Antwort. (1 Punkte)

Die Compensasom-Komponente Mof ist eine Histon-Acetyltransferase. Erklären Sie, warum diese Aktivität konsistent mit der Rolle des Compensasoms in der Dosiskompensation ist? (2 Punkte)

Wie konnte mittels des FRT/FLP-Systems bestimmt werden, ob das Gen sevenless ein Signalmolekül zur Differenzierung der Photorezeptorzelle R7 kodiert, das von umgebenden Zellen sezerniert wird, oder aber den Rezeptor in der präsumptiven R7 Photorezeptorzelle, der das Signalmolekül detektiert? (4 Punkte)

Was zeichnet das Spleißen von so genannten „AT – AC“ – Introns aus (Konsensus-Sequenzen und spezielle Spleißfaktoren)? (2 Punkte)

Homologe Rekombination kann in Eukaryonten durch Einführen eines ortsspezifischen Doppelstrangbruchs (DSB) erheblich stimuliert werden. Wie werden DSBs bei der „MosDel“-Methode zur Generierung von maßgeschneiderten Deletionen im C. elegans- Genom erzeugt? (1 Punkt)

Wie können genomische Bereiche identifiziert werden, bei denen H3K9ac (an Lysin 9 acetyliertes Histon H3) gehäuft vorkommt? (2 Punkte)

Welche vier Transkriptionsfaktoren werden zur Erzeugung von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) eingesetzt? (2 Punkte)

Im dritten Reich wurde im Rahmen der sogenannten Eugenik (oder der „Rassenhygiene“) durch Zwangssterilisationen und massenhafte Morde beabsichtigt, den Anteil an erbkranken Personen und Trägern von Erbkrankheiten zu reduzieren, mit dem Ziel eine „erbgesunde“ Population aufzubauen. Bewerten Sie den Erfolg einer solchen „Strategie“ mit Hinblick auf die Ergebnisse der Sequenzierung einer Vielzahl von einzelnen menschlichen Genomen. (2 Punkte)

Rolle spielt das Protein Cryptochrom bei der inneren Uhr von Drosophila? (1 Punkt)

Erklären Sie, wieso durch Balancierchromosomen Letalmutationen stabil in einem Drosophila-Stamm propagiert werden können. (3 Punkte)

Warum haben white mutante Drosophila Männchen, die eine white+-markierte Transgeninsertion tragen, in der Regel dunkler gefärbte Augen, als Weibchen, die dieselbe Transgeninsertion tragen?

Nennen Sie drei Methoden, mit denen spezifisch Doppelstrangbrüche in komplexen Genomen eingeführt werden können. Beschreiben Sie in Stichworten die notwendigen Komponenten, insbesondere im Hinblick darauf, wie die Sequenzspezifität erreicht wird. (4 Punkte)

 Welche verschiedenen Eigenschaften unterscheiden polyklonale von monoklonalen Antikörpern? (1 Punkt)

Sie erhalten zwei Fliegenröhrchen mit den Beschriftungen w1, P[w+, UAS-GenX] und w1 ; P[w , UAS-GenX]. Worin besteht der Unterschied in den Genotypen beider Stämme? Wenn Sie Männchen dieser beiden Stämme jeweils mit w1-Jungfrauen kreuzen, welche Phänotypen bezüglich der Augenfarbe erwarten Sie unter den Nachkommen? Differenzieren Sie nach Geschlechtern. (3 Punkte)

 Erklären Sie, wie Sie mithilfe des CRISPR-Cas-Systems ein ca. 150 bp großes Exon aus einer Transkriptionseinheit eines Drosophila-Gens entfernen würden. (4 Punkte)

Welche Eigenschaften beschreiben die ersten 13 Kernteilungen während der Entwicklung eines Drosophila-Embryos? Welcher Prozess schließt sich an die 13. Kernteilung an? (4 Punkte)

Was versteht man unter personalisierter Medizin? Nennen Sie ein Beispiel. (2 Punkte)

Wie können single nucleotide polymorphisms (SNPs) ausgenutzt werden, um Träger bestimmter krankheitsassoziierter Allele zu identifizieren? (2 Punkte)

 Sie kreuzen Drosophila-Männchen des Genotyps th1/+ mit Jungfrauen des Genotyps w1/+; +/CyO; th1/th1. th1 ist ein rezessives Allel von thread, was sich in reduzierten Antennen äußert. Wildtypische Allele der betrachteten Gene w und Cy sind nicht explizit angegeben. Geben Sie die Phänotypen der Nachkommen bezüglich Augenfarbe, Flügelform und Antennenmorphologie an. Differenzieren Sie hierbei zwischen den Geschlechtern. Mit welchen Häufigkeiten erwarten Sie diese Phänotypen? (5 Punkte)

Welchen Effekt auf die dorsoventrale Polarität im Drosophila-Embryo würden Sie erwarten, wenn man ekopisch während der frühen Embryogenese einen konstitutiv aktiven TOLL-Rezeptor exprimiert? Begründen Sie Ihre Antwort. (3 Punkte)

 Warum können unfusionierte Myelomzellen bei der Erzeugung von monoklonalen Antikörpern im HAT-Selektivmedium nicht überleben? (2 Punkte)

 Was versteht man unter systematische RNA-Interferenz? (1 Punkt)

Welche der folgenden Aussagen treffen zu? (mit richtig oder falsch markieren) (3 Punkte)

-          Chromatin-assoziierte Proteine mit einer Bromodomäne binden methylierte Histone und solche mit einer Chromodomäne binden acetylierte Histone.

-          Bei der Dosiskompensation in Drosophila und Maus spielen nicht-kodierende RNA eine Rolle.

-          Um eine geschlechtsspezifische genomische Prägung (Imprinting) ausbilden zu können, muss das von den Eltern geerbte Methylierungsmuster während der Keimzellentwicklung gelöscht werden.

-          Cenp-A ist eine Histon 4-Variante.

-          Bei der Ausbildung von Heterochromatin nimmt die Methylierung von Cytosin einen zentralen Platz ein.

-          HP1 bindet an Histon 3, das an Lysin 9 methyliert ist.

Beschreiben Sie in Stichworten wie bei der Segregationsanalyse der chromosomale Integrationsort eines Transgenkonstruktes (markiert mit w) im Drosophila-Genom bestimmt werden kann? Gehen Sie von einem einzelnen transgenen Männchen aus, und erläutern Sie nachvollziehbar die notwendigen Kreuzungsschritte. (4 Punkte)

Welche Besonderheiten zeichnet das Punktzentromer von S. cerevisiae im Vergleich mit regionalen Zentromeren höherer Eukaryonten aus

Sie entdecken ein neues Drosophila-Gen, dessen Produkt mutmaßlich die Ausbreitung von Heterochromatin verhindert. Schlagen Sie ein genetisches Experiment vor, mit dem diese Hypothese überprüft werden kann. (3 Punkte)

Beschreiben Sie die Unterschiede der De-Differenzierung von Zellen über die Methode des somatic cell nuclear transfer (SCNT) zur Methode der Erzeugung von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS). (3 Punkte)

Warum eignet sich das Drosophila-Auge besonders gut, um genetische Interaktionsscreens durchzuführen? (2 Punkte)

Sie möchten die Konsequenzen des Fehlens des Proteins Pimples während der männlichen Meiose in Drosophila untersuchen. Pimples wird allerdings schon während der Embryogenese benötigt, so dass pimples mutante Embryonen frühzeitig absterben und sich nicht zu adulten Tieren entwickeln. Schlagen Sie eine Strategie vor, wie Sie trotzdem den Phänotyp nach Depletion von Pimples studieren können. (3 Punkte)

Wieso wird Geldanamycin als attraktive Therapiemöglichkeit von Morbus Parkinson diskutiert? (2 Punkte)

Nicht alle Exon werden Proteine warum?

Welches Resultat erwarten Sie, wenn sie in C.elegans das Gen ced-3 über RNA Interferenz stilllegen? Begründen sie ihre Antwort!

Der zentrale Zeitgeber der inneren Uhr von Drosophila ist der negative Feedback-Loop der Synthese der Proteine Clock/Cycle und Period/Timeless. Erklären sie, wie die innere Uhr auf den herrschenden Tag/Nacht Zyklus synchronisiert werden kann!

Wie unterscheidet sich der Einbau von CENP-A im zentromeres Chromatin vom Einbau des Verwandeten histon H3?

Definieren sie den Begriff “trans-Spleißen”. in welchem Organismus kommt dieser Mechanismus vor, und geben Sie an, welchem Zweck trans-Spleißen dient!

1) Synaptonemaler Komplex

2) Paarregelgen

3) Lückengen

4) Augenfarbe

5) anteriore/posteriore Achsenbildung

6) dorsoventrale Achsenbildung

7) Körperfarbe

8) Modell für Parkinson

Nennen sie drei epigenetische modifikationen, die typischerweise mit der Stilllegung der Genfunktion assoziiert sind!

Beschreiben sie in stichworten wie man in Drosophila Gene identifizieren kann, die bei der Krankheit Chroea Huntington eine Rolle spielen könnten.

Welche Formen des alternativen Spleißen sind realisiert bei

dem Spleißen der sxl prä-mRNA in Amwesenheit des Sxl Proteins?

dem Spleißen des P-Transposase Gens in somatischen Gewebe?

Wenn sie Drosophila Männchen und Weibchen kreuzen, die jeweils heterozygot für eine loss of function Mutation in demselben Gen sind, werden sie alle Embryonen, auch die homozygoten Embryonen, anfangs normal entwickeln. Warum ist das so? Ordnen sie dem Begriff “anfangs” einen Zeitrahmen zu (bei der optimalen Entwicklungstemperatur von 25°C)