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Entwicklungsbiologie! ! Arabidopsis:! Pflanzen:!postembryonale!Entwicklung!aus!Stammzellzentren!(=Meristeme)!—>!nicht!nach! Embryogenese!abgeschlossen!&!hohe!Plastizität!in!Entwicklung!(=kontinuierliche!Organentw.)! Frühe!Keimlingsentwicklung:!Kotyledonen!(embryonale!Blätter)!&!Sprossmeristem!unversehrt!aus! Boden!schieben!—>!nur!dann!Beginn!Photosynthese!&!Aktivierung!Spross-&! Wurzelmeristemaktivierung!—>!nur!mit!diesen!Versorgung!des!entwickelnden!Pflanzenkörpers!mit! neuen!Zellen! ! !Etioliert:!Im!Dunkeln!gekeimt! ! ! ! ! De-etioliert:!im!Hellen!gewachsen! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Alle$verfügbaren$Reserven$fließen$in$katabolen$ Anaboler$Stoffwechsel$—>$Photosynthese$ Stoffwechsel$ PHOTOMORPHOGENESE$ Maximiertes$Streckenwachstum$—>$ $ Merkmale:$ Positionierung$des$Sprossapikalmeristems$im$Licht$ 1. Reduziertes$Längenwachstum$ —>$SKOTOMORPHOGENESE:$Licht$finden$ 2. Öffnung$Hypokotylhaken$ $ Merkmale:$ 3. Entfaltung$Keimblätter$ 1. Starkes$Längenwachstum$des$Hypokotyls$ 4. Verstärktes$Wurzelwachstum$ 2. Geschlossene$Keimblätter$ 5. Entwicklung$Proplastide$—>$Chloroplasten$ 3. Ausgeprägter$Hypokotylhaken$ —>$Ergrünung$ 4. Schwaches$Wurzelwachstum$ è Licht$am$effektivsten$nutzen$ 5. Entwicklung$Proplastide$—>$Etioplasten$ $ ! Bei!Lichtkontakt:!Umschaltung!von!Skotomorphogenese!auf!Photomorphogenese:!! - differentielle!Genexpression!(Änderung!der!Expression!von!tausenden!von!Genen)! - Photorezeptoren!sind!die!Schalter,!die!das!photomorphogenetisch!wirksame!Licht! perzipieren!—>!z.B.!Phytochrome,!Cryptochrome!&!Phototropine! ! Mutanten:! 1. phyAB!Mutante!(reversibler!Rotlichtschalter):!Mutiertes!Phytochrom! • nach!Synthese!im!Dunkeln:!Akkumulation!im!Cytoplasma!! • nach!Lichtabsorption:!Transport!in!Zellkern! • Im!Zellkern:!Interaktion!mit!Transkriptionsfaktoren!!!—>!Steuerung!der!Expression! lichtregulierter!Gene! • Mutante:!verminderte!Rotlichtdetektion!—>!stärkeres!Hypokotyllängenwachstum!! ! 2. Cry1/2!Mutante:!Mutiertes!Cryptochrom! • Im!Zellkern!vorkommende!Chromoproteine,!Rolle!bei!Photomorphogenese!&!innerer! Uhr! • Mutante:!keine!Blaulichtdetektion!—>!etioliertes!Wachstum!bei!Blaulicht! ! !

3. Phot-1/2!Mutante:!Mutiertes!Phototropin! • Phototropine!=!Serin-Threonin-Photorezeptorkinasen! • Bei!Dunkelheit:!liegen!überwiegend!mit!Plasmamembran!assoziiert!vor! • Bei!Beleuchtung:!teilweiser!Übergang!ins!Cytoplasma! • Mutante:!kein!Phototropismus!—>!wächst!nicht!in!Richtung!der!Lichtquelle! !

! Differentielle!Genexpression:! ! Analyse!des!Expressionsmusters!durch!Reportergen-Fusion!mit!Promoter!des!zu!untersuchenden! Gens! Reportergen!(=Gen,!mit!Hilfe!dessen!bestimmte!Qualitäten!und!Effekte!anderer!Gene!gezeigt!werden! können!z.B.!GFP):!Enzym!β-Glucuronidase!(GUS)!—>!spaltet!X-Glc!&!setzt!dabei!einen!blauen! Indigofarbstoff!frei!!! • Färbereaktion!in!situ!—>!Gewebe!in!denen!Promoter!aktiv!ist!zeigen!Blaufärbung! Promotoren:! 1. 35S! o Viraler!Promoter!—>!für!Transkription!des!viralen!Gesamtgenoms!verantwortlich! o In!annährend!allen!Zellen!der!Zielpflanzen!aktiv!—>!sowohl!im!Licht,!als!auch!im! Dunkeln! 2. ARR5! o Promoter!für!negative!Feedbackregulation!der!Cytokin!Antwort!! o Cytokin-Synthese!beginnt!erst!bei!Lichtkontakt!—>!keine!Blaufärbung!im!Dunkeln! o Bei!Weißlicht:!Blaufärbung!in!Bereichen!der!Zellteilungsförderung:!Spross!(nur!in! Punkten)!&!Wurzelapikalmeristem! 3. CHS! o Sekundärstoffwechsel:!Flavonoid-Synthese!zum!UV-Schutz!! o Fleckige!Färbung!an!Blatträndern!der!Weißlicht-Pflanzen! o Für!Sekundärstoffwechsel:!Primärstoffwechselprodukte!benötigt!—>!dieser!im! Dunkeln!nicht!aktiv!—>!unnötiger!Energieverbrauch!bei!CHS-Expression!—>!keine! Blaufärbung! 4. CYCB1! o Wurzelspezifisches!Cyclin!—>!Anzeigen!von!Teilungsaktivität!in!der!Wurzel! o Im!Dunkeln!keine!Teilungsaktivität!in!Wurzel!—>!keine!Blaufärbung! o Weißlichtpflanzen:!Blaufärbung!in!zylinderförmigen!Wurzelzellen,!die!sich!zu!Ring! kurz!über!Wurzelsitze!vereinen! 5. LHCB! o Verantwortlich!für!Primärstoffwechsel!—>!Photosynthese! o Dunkellicht:!keine!Färbung!—>!Energieaufsparung!für!wichtigere!Dinge! o Weißlicht:!Färbung!an!Blättern! ! !

6. WUS! o o o

Förderung!der!funktionellen!Etablierung!des!Sprossapikalmeristems! Dunkellicht:!keine!Färbung! Weißlicht:!Blaufärbung!in!einem!Punkt!unter!Sprossapikalmeristem!

! è Dunkelpflanzen!versuchen!so!viel!Energie!wie!möglich!zu!sparen,!damit! jegliche!Energie!in!Streckung!des!Hypokotyls!geleitet!werden!kann! è Erst!bei!Erreichen!von!Licht,!Möglichkeit!neuer!Energiegewinnung!durch! Photosynthese,!daher!Herunterregulierung!aller!nicht!benötigten!Transporte! überlebenswichtig! ! Blütenorganidentitätsgene! 1. Blühzeitpunktgene! o Kontrolle!der!Blühinduktion!—>!Entscheidung!Blüten!auszubilden!abhängig!von! äußeren!Faktoren!! 2. Blütenmeristemidentitätsgene! o Umwandlung!Sprossmeristem!in!ein!Blüten!hervorbringendes!Infloreszenzmeristem! 3. Katastergene! o Musterbildung:!räumliche!Aufteilung!der!Blüte!in!verschiedene!Regionen! 4. Homöotische!Organidentitätsgene! o Notwendig!um!korrekte!Organe!am!korrekten!Ort!zu!bilden! o Funktion!eines!Gens!jedoch!nicht!immer!auf!eine!einzige!der!beschriebenen!Ebenen! beschränkt!—>!Abgrenzung!dieser!Klassen!nicht!immer!eindeutig! o ABC!Modell:!Homöotische!Blutenmutanten!werden!in!drei!Gruppen!eingeteilt,! welche!zusammen!die!Organidentitäten!der!verschiedenen!Blütenwirtel! kontrollieren! o Jede!Klasse!von!Organidentitätsgenen!als!Transkriptionsfaktor!in!zwei! aneinandergrenzenden!Wirteln!aktiv! o A:!beide!äußere!Wirtel,!B:!beide!mittleren!&!C:!in!den!beiden!innersten! o Expression!von!A:!Bildung!von!Sepalen!(Kelchblätter)! o Expression!von!A+B:!Bildung!von!Petalen!(Kronblätter)! o Expression!von!B+C:!Bildung!von!Stamina!(Staubblätter)! o Expression!von!C:!Bildung!von!Karpellen!(Fruchtblätter)! o B-Gene!nicht!von!anderen!beiden!Klassen!beeinflusst! o A&C!wirken!antagonistisch!—>!Ausfall!der!jeweils!anderern!Klasse!—>!kommt!zu! Expression!auch!in!deren!Bereich! o Ausfall!aller!drei!Genklassen:!Bildung!laubblattähnlicher!Strukturen!!

o o

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Einige!der!bekannten!ABC-Gene!Pleiotrop:!haben!weitere!Funktionen!neben!ihrer! Funktion!als!Blütenorganidentitätsgen!!! Erweiterung!des!ABC-Modells!deswegen!manchmal!um!D-!(Notwendig!für! Ovarienbildung)!und/oder!E-Gene!(in!allen!Wirteln!außer!Äußerstem!(Petalen)!aktiv)! ! !

Homöotische!Mutanten!(=komplette!Transition!von!einer!Organidentität!in!Andere)! 1. A-! o 2!redundante!A-Gene!—>!Petalenähnliche!Organe!welche!durch!Rest-A-Funktion!zu! Stande!kommen!—>!A:!POLYGEN! 2. B-! o PISTILLATA!Mutation:!Ohne!Gen!B!keine!Petalen!&!Stamina! 3. C-! o AGAMOUS-Mutante:!unbegrenzt!viele,!durch!A!&!B!codierte!Organe,!da!C-Gen! pleiotrop!ist!&!auch!Organzahl!limitiert! 4. A-B-! o 2!redundante!A-Gene!—>!Nur!APETALA!2!mutiert! o AP1!reicht!aus,!damit!sich!C!nicht!ausbreitet! 5. A-B-C-! o Ausfall!aller!Organdefinitions-Gene,!da!jedoch!grundlegende!Anlage!einer!„Blüte“! noch!da!ist,!wachsen!Laubblätter!an!Stelle!der!üblichen!Organe! o Unbegrenzte!Anzahl!durch!C-Gen!Ausfall! !

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AB-!Mutante! o Nur!C-Gen!intakt:!nur!Karpelle!&!Organe!mit!unbestimmter!Funktion! o Da!A,!zwei!redundante!Gene!besitzt!und!nur!APETALA!2!mutiert!ist,!reicht!AP1!aus,! damit!sich!C!nicht!ausbreitet!—>!daher!äußere!Wirtel!Laubblattähnlich! Wildtyp:!! o 4!Kelch!&!Kronblätter,!6!Stamina!und!doppeltes!Fruchtblatt! o Da!funktionierende!A,!B!&!C!Gene! o A-Expression:!Sepalenbildung! o AB-Expression:!Petalenbildung! o BC-Expression:!Staminabildung! o C-Expression:!Karpellenbildung!

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Blütendiagramme:! !

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Embryogenese!(Bildung!von!Embryonen)!determiniert!den! Körperbauplan! Organogenese!(Organbildung)!determiniert!einzelne!Teile!des! Körpers!(z:B.!Vertebratenextremitäten)! ! Morphogenetische!Gradienten:! • Wichtige!Rolle!bei!vielen!Prozessen!in!der!Entwicklung! • Morphogene!bilden!von!ihrem!Syntheseort!einen! Konzentrationsgradienten!aus! • Dadurch!Differenzierung!von!Vorläuferzellen! • Je!nach!Morphogenkonzentration,!unterschiedliche! Bildung!eines!bestimmten!Zelltyps! ! Hydra!vulgaris:! ! • Asexuelle!Fortpflanzung!der!Hydren!durch!Abknospung! • Diploblasten!—>!Epithelzellen!permanent!im!mitotischen!Zyklus!—>!jedoch!Beibehaltung! konstanter!Größe,!da!Gewebe!der!oberen!Körperhälfte!apikal!in!Tentakel!verschoben!wird!&! sich!an!tentakelspitze!ablöst!bzw.!Gewebe!im!unteren!Teil!der!Hydra!sich!nach!unten!schiebt! und!am!Fuß!verloren!geht! • Gewebe!in!mittlerer!Rumpfregion!wird!in!sich!entwickelnde!Knospen!geschoben! • Durch!diese!Gewebedynamik:!Homöostase!(Gleichgewicht)!zwischen!Produktion!&!Verlust! von!Gewebe!! • Apikales!Gewebe!wird!zu!Kopfgewebe,!basales!zu!Fußgewebe! ! Untersuchung!der!axialen!Musterbildungsprozesse:! • Bei!Schneiden!der!Hydra!in!2!Teile:!Basale!Teil!regeneriert!einen!neuen!Kopf!—>! Körpergewebe!besitzt!Kapazität!neuen!Kopf!zu!bilden! • Transplantationsexperimente!konnten!zeigen,!dass!ein!Kopforganisator(„Head!organizer“!—>! äquivalent!zu!Spemann!Organisator!bei!Amphibien!(=Dorsale!Urmundlippe)!oder! Hensenscher!Knoten!bei!Mäusen)!im!Hypostom!lokalisiert!ist!—>!Ethel!Browne!1909! è Sendet!Signal!oder!Morphogen!in!den!Rumpf:!Kopfaktivator!(„Head! activator“)! è Bildung!eines!Kopfaktivatorgradientens! è Auch!Produktion!eines!Kopfbildungsinhibitors!(„Head!inhibitor“):!hindert! Rumpfgewebe!daran!Köpfe!zu!bilden! è Beide!Gradienten!bestimmen! Schicksal!des!Rumpfgewebes! während!es!nach!oben!oder!unten! verschoben!wird! è Wenn!Gewebe!einen!Punkt! erreicht,!wo!Konzentration!des! Kopfaktivators!größer!als!die!des! Inhibitors!ist,!kann!sich!Gewebe!zu! Kopf!entwickeln!(s.!GiererMeinhardt!Model)!! ! Axiale!Musterbildung!(Patterning)!von!Kopf!bis!Fuß:!(z.B.! Schwanz-/Fußbildung!am!posterioren!&!Kopfbildung!am! anterioren!Ende)! A) Morphogenetischer!Gradient!der!Kopfaktivation! B) Morphogenetischer!Gradient!der!Kopfinhibition! ! !

! Unterschied!zwischen!80%!und!40%!Jahren!Schnitthöhe:!! Bei!80%!Schnitthöhe!beginnt!Regeneration!des! Kopfes!früher!als!bei!40%.!Die!Fußregeneration! verhält!sich!umgekehrt!und!beginnt!somit!früher! bei!40%!als!bei!80%.! Unterschied!kommt!durch!die!zwei! entgegengesetzten!Gradienten!der!Kopf-&! Fußinduktion!zu!Stande!welche!der! Proportionskontrolle!des!Körpers!dienen.! Dadurch!schnellere!Kopf-!bzw.!Fußregeneration,! je!näher!der!Schnitt!am!ursprünglichen!Kopf!bzw.! Fuß!ist.!Der!80%!Schnitt!ist!näher!am!Kopf,!der! 40%!Schnitt!näher!am!Fuß.! ! ! Transplantate!zum!Zeigen!der!Kopfinhibition:! Bei!Wirt!mit!Kopf,!gibt!es!eine!geringere!Erfolgsrate,!einen!neuen!Kopf!auszubilden.!Dies!liegt!an!der! Eigenschaft!eines!Kopfes,!das!Wachstum!von!weiteren!Köpfen!in!seiner!Nähe!zu!inhibieren! è Kopfinhibition!ausgehend!vom!Hypostom! Das!es!trotz!des!Inhibitors!zu!Kopfausbildungen!kommen!kann,!liegt!daran,!wenn!Köpfe!aus!Zone!der! Inhibtion!herauswachsen.! ! è Transplantat!induziert!eine!sekundäre!Körperachse!in!den!Wirt.!Dies!ist! durch!die,!teilweise!aus!Wirtsgewebe,!neugebildeten!Strukturen!erkennbar! Paullonbehandlung! • Paullone:!GSK-3β-Inhibitoren!—>!Akkumulation!von!β-Catenin!im!Cytoplasma!—>!Transport! in!Nucleus!—>!Aktivierung!von!Zielgenen,!die!zur!Ausbildung!von!neuen,!über!gesamte! Oberfläche!verteilten,!Tentakeln!führen! • Simulation!einer!ektopischen!Wnt-Signalweg-Aktivierung,!welcher!normalerweise!die!GSK-3! nur!in!Nähe!des!Hypstoms!inaktiviert,!so!dass!es!dort!zur!Kopfausbildung!kommt!

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! 1. β-Catenin$an$„destruction-complex“$ gebunden$ 2. Phosphorylierung$v.$β-Catenin$—>$ Targeting$für$Degradierung$—>$kein$ freies$β-Catenin$um$in$Nucleus$zu$ wandern$ 3. Transkriptionale$Co-Repressoren$binden$ and$TCF$—>$Prävention$der$Expression$ bestimmter$Gene$

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1. Wnt$bindet$an$Frizzled$—>$ Signalübertragung$$über$Membran$—>$ Aktivierung$von$Frizzled$&$LRP$ 2. Proteinkinasen$des$„destruction“$ complexes$binden$an$Membran$ 3. Phoshphorylierung$des$LRP-tails$ 4. Proteine$Dishevelled$&$Axin$binden$an$ die$tails$von$LRP$&$Frizzled$ 5. „Destruction“$complex$kann$nicht$ formiert$werden$—>$β-Catenin$ Akkumulation$im$Cytoplasma$ 6. β-Catenin$geht$in$Nucleus,$bindet$an$TCF$ (ersetzt$Co-Repressoren)$—>$Expression$ der$Zielgene$

! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! !

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è unterscheidliche!Ergebnisse!von!Transplantaten!durch!Kopfinhibitorgradient! è Gradient!!verläuft!Kopfabwärts:!

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! Xenopus!

Vor!Befruchtung:!Ei!besitzt!animal-vegetative!Achse!—>!pigmentierte! animale!&!unpigmentierte!dotterreiche!vegetative!Hälfte! ! Nach!Befruchtung:!Mikrotubuli-abhängige!Umlagerung!des!kortikalen! Cytoplasmas!um!30°!=!KORTIKALROTATION!(Zygote!wird!dadurch! bilateralsymmetrisch)!—>!Entstehung!einer!helleren!Region!gegenüber! Spermieneintrittsstelle!=!GRAUER!HALBMOND!(markiert!zukünftige! Dorsalseite,!da!durch!Rotation!dort!β-Catenin!akkumuliert!wird!—>! aktiviert!im!späteren!Embryo!dorsale!Gene)!!

! Furchung:!! 1. Meridionale!Teilungen:! erste!beiden! Furchungsteilungen!—>!Entstehung!vier!gleich!großer!Blastomere! 2. Äquatorielle!Teilung:!dritte!Furchungsteilung!—>!Entstehung!8-Zellstadium:!4!kleine!animale! &!4!große!vegetative!Blastomere! 3. Größenverteilungen!der!kleinen!animalen!&!großen!vegetativen!Zellen!werden!bei!weiteren! Furchungen!beibehalten!bis!zur!Entstehung!der!BLASTULA!(rund!4000!Zellen)!mit! flüssigkeitsgefülltem!BLASTOCOEL! 4. Start!Transkription!des!Embryos!—>!Musterbildungsprozesse! Gastrulation:!! 1. Keimblätter!werden!gebildet!&!Entstehung!dreischichtiger!Keim!mit!Urdarm! è Ausgehend!von!prospektiver!Dorsalseite!des!Embryos!! a. INVAGINATION!des!äußeren!Epithels! è Bildung!von,!in!das!Blastocoel!verlängerten,!Flaschenzellen!—>!durch!apikale! Konstriktion!der!Zellen!=!starke!Akkumulation!von!Pigment!(=!sichtbar!von! außen)!—>!Entstehung!des!BLASTOPORUS!(Urmundlippe)!! è Ausbreitung!der!Flaschenzellbildung!in!ventrolateraler!Richtung! ! !

b. Gleichzeitige!Einwanderung!von!Zellen!der!marginalen!Zone!(dotterreiche!Zellen! am!vegetativen!Pol)!am!dorsalen!Blastoporusrand!in!Innere!des!Embryos!=! INVOLUTION! è da!große!Masse!an!dotterreichen!Zellen:!Unterstützung!durch!dotterarme! animale!Zellen!die!vegetativen!Dotterpfropf!aktiv!umschließen=!EPIBOLIE! c. Im!Inneren!des!Embryos:!Die!gastrulierten!vegetativen!Zellen!bewegen!sich! entlang!des!Blastocoeldachs!in!anterior!Richtung! d. Gerichtete!Ausdehnung!des!Mesoderms!=!KONVERGENTE!EXTENSION! Keimblattderivate:! 1. Im!entstehenden!Urdarm:!Mesoderm!+!Entoderm!bilden!Urdarm!Dach! 2. Später:!Mesoderm!bildet!eigene!Struktur!—>!schiebt!sich!zwischen!Ento-!&!Ektoderm! 3. Entodermaler!Teil!des!Urdarms!schließt!sich!zu!Darmrohr!! è Entoderm:!Darm,!Leber,!Bauchspeicheldrüse,!Lunge,!Kiementaschen,! Schilddrüse! 4. Mesoderm!gliedert!sich!in!Chorda,!Somiten!&!Seitenplatten-Mesoderm!(gliedert!sich!in! äußeres!somatisches!&!inneres!splanchnisches!Blatt!—>!schließen!Cölom!(sek.!Leibeshöhle)! ein)! è Mesoderm:!Muskulatur,!Bindegewebe,!Skelettelemente,!Blut-&! Lymphgefäße,!Exkretionsorgane!&!Gonaden! 5. Ektoderm!gliedert!sich!in!Haut-!&!Neuroektoderm! è Ektoderm:!Nervensystem! Neurulation:! • Entstehung!des!Nervensystems! 6. Aus!dorsalem!Ektoderm!entsteht!Neuralplatte!—>!faltet!sich!ein!—>!NEURALROHRBILDUNG! 7. Neuralplattenzelen!werden!hochzylindrisch!(Umorganisation!des!Zytoskeletts)!&!Kontraktion! von,!über!Zellkontakte!verbundenen,!Aktinfilamenten!im!apikalen!Bereich!—>!Einfaltung!des! Epithels! 8. An!den!Rändern!der!Neuralplatte:!Bildung!von!aufgewölbten!Neuralleisten! 9. Auswanderung!von!Neuralleistenzellen!aus!Neuralleisten!—>!Bildung!verschiedener! neuronaler!&!nicht-neuronaler!Derivate!(z.B.!Spinalganglien,!Ganglien!des!peripheren! Nervensystems,!Pigmentzellen,!Knorpel!des!Visceralskeletts)! 10. Entstehung!der!5!primären!Gehirnbläschen,!der!Augenblasen!&!des! Hypophysenhinterlappens!im!vorderen!Abschnitt!des!Neuralrohrs! 11. Reste!des!Lumens!des!embryonalen!Neuralrohrs!werden!zu!Gehirnventrikeln!&!Zentralkanal! des!Rückenmarks! Metamorphose:! • Kiemenatmung!—>!Lungenatmung! • Ernährungsorgane!Planzenfresser!—>!Fleischfresser!=!Darmverkleinerung! • Schwanz!wird!abgebaut!—>!Nährstoffe!dienen!Energiegewinnung! • Maulveränderung:!Lippenzähnchen!&!Hornkiefer!fallen!ab!—>!Mundspalte!wird!größer! ! Beurteilung!nach!Dorso-Anterior-Index! • 0-4!—>!Ventralisierte!Embryonen!(zB!durch!UV-Behandlung!auf!der!VEGETATIVEN!Seite)! o UV!zerstört!Mikrotubuliassemblierung!—>!keine!Kortikalrotation,!da!diese! Mikrotubuli!abhängig! o Kein!Dishevelled!auf!zukünftiger!Dorsalseite! o GSK3!wird!nicht!gehemmt! o β-Catenin!wird!überall!im!Embryo!von!GSK3!abgebaut! o Kann!daher!nicht!mit!Transkriptionsfaktoren!im!Nucleus,!Expression!dorsaler!Gene! bewirken!! è !Ventralisierung! ! ! !

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6-10!—>!Dorsalisierte!Embryonen!(zB!durch!Lithium-Behandlung)! o Hemmung!der!GSK-3!dadurch!β-Catenin!Stabilisierung!&!Akkumulation!im!Nucleus! o LiCl!wirkt!auf!ganzen!Embryo!&!nicht!nur!auf!Bereich!der!dorsalen!Urmundlippe! o Daher!Akkumulation!von!β-Catenin!in!allen!Zellen!&!Ausbildung!von!dorsalen! Strukturen!an!ganzem!Embryo!! è Dorsalisierung!

! Fehlbildungen!durch!Ethanol!&!Retinol! • Retinol!wird!durch!Alkoholdehydrogenase!in!Retinolsäure!umgewandelt,!welche!ein! wichtiger!Stoff!für!die!korrekte!Funktion!&!Ausbildung!des!Spemann!Organisators!sowohl!die! Posteriorisierung!der!AP-Achse!ist! • In!Anwesenheit!von!Ethanol,!konkurriert!dieses!mit!Retinol!um!die!katalytische!Funktion!der! Alkohol!Dehydrogenase,!wodurch!weniger!Retinolsäure!gebildet!werden!kann.!Dieser! Retinolsäuremangel!führt!zu!Miss-!&!Fehlbildungen! • Zugabe!von!zusätzlichem!Retinol!in!Medium!—>!Retinolsäureüberschuss!—>!fühlt!auch!zu! Miss-&!Fehlbildungen!! Experimentelle!Methoden!um!einen!Doppelachsenembryo!zu!erhalten:! 1. Injektion!von!dominant!aktiver!GSK-3! a. Ohne!Funktion!—>!daher!wird!an!der!Injektionsstele!β-Catenin!nicht!abgebaut! 2. Transplantation!der!dorsalen!Urmundlippe! a. Spemann!Organisator!(äquivalent!zu!Hypostom!bei!Hydra!&!Hensenscher!Knoten! beim!Hühnchenembryo!+!Mammalia!&!Embryonales!Schild!bei!Fischen)! 3. Injektion!von!β-Catenin! a. Spielt!Rolle!in!Wnt-Signalweg! ! Bei!Injektion!von!GSK-3β!—>!keine!Achsenbildung! Bei!Transplantation!der!ventralen!Urmundlippe!—>!Normalentwicklung! ! !

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! Fisch!(Medaka!bzw.!Danio!rerio)! ! ! !

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• • •

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Meroblastische!Furchung:!Ausbildung!einzelner,!auf!dem!Dotter!sitzender!Blastomere! Dorsale!Seite:!Verdickung!—>!EMBRYONIC!SHIELD!—>!Dort!Einsetzung!der!Gastrulation! EPIBOLIE!(Zellen!der!Deckschicht!ziehen!sich!über!den!Dotter)!&!INVOLUTION!(Zellen!der! Inneren!Schicht!wandern!nach!innen!ein)! o Ausbreiten!der!Zellen!des!Blastoderms!über!den!vegetal!liegenden!Dotter!=!EPIBOLIE! o Wenn!Blastoderm!ca.!50%!des!Dotters!bedeckt,!beginnt!eigentliche!Gastrulation! § In!Blastoderm!mehrere!Zellschichten:!! • Äußere:!Epiblast!—>!daraus!später!Bildung!Ektoderm! • Innere:!Mesendoderm!—>!daraus!später!Entstehung!Endo-&! Mesoderm! o Am!Shield:!Zellen!des!Mesendoderms!wandern!in!Innere!des!Embryos!ein!=! INVOLUTION! o Ausgehend!vom!Shield:!Bildung!eines!Ringes!einwandernder!Zellen! o Zellen!des!Endo-!&!Mesoderms!wandern!ins!Innere!ein,!Ektodermzellen!setzen! Epibolie!fort!bis!gesamter!Dotter!umschlossen!ist! Durch!Gastrulation:!Anlegen!der!drei!Keimblätter!&!Embryo!umschließt!Dottermasse! Organogenese!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !

Huhn:!extra-uterine!Entwicklung! ! Befruchtung:! • Eizelle!vor!Eiablage:! enormes!Wachstum!—>! Dotter! • Durch!Ovulation!wird! Oozyte!aus!Ovarium! freigesetzt!—>!Übertritt!in! Eileiter,!dort!BEFRUCHTUNG! • Dort!Umgebung!der!Oozyte! sukzessive!mit!Eiklar,! innerer!+!äußerer! Schalenhaut!&!harter! Kalkschale! Furchung:!(MEROBLASTISCH)! • Furchung!beginnt! unmittelbar!nach! Befruchtung!in!Eileiter! • Entstehen!einer! Keimscheibe! (=BLASTODERM),!die!dem! Dotter!scheibenförmig! (=DISCOIDAL...