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Genetik der Pflanzen (Fach) / Vorlesung 6 (Lektion)
Entwicklung
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- 3.)Besonderheiten von Pflanzen • sessile Lebensform /müssen sich veränderten Umweltbedingungen anpassen• feste Zellwände• keine Zellmigration• Plasmodesmata / Symplast• kein geschlossener Flüssigkeitskreislauf• Pflanzen besitzen keine Keimbahn• große Plastizität und Totipotenz• ständige Bildung von neuen Organen in den Meristemen – indeterminiert(unbegrenzt) gegen determiniert (begrenzt in Raum und Zeit)
- 4.)Zentrale Fragen in der Entwicklungsbiologie 1) Wie kann aus einer Zygote ein Embryo werden?2) Embryo zum Keimling (Pflanzen)?3) Woher weiss eine Zelle, was sie machen soll?4) Woher weiss eine Zelle, was sie ist (Zellidentität)?5) Was macht der Nachbar?6) Wie differenzieren sich Zellen?7) Wie entstehen neue Strukturen?8) Wie bilden sich spezialisierte Gewebe in einem bestimmten Muster
- 4.1) Ultimatives Ziel der Entwicklungsbiologie Ultimatives Ziel:Wie wird Wachstum, Zelldifferenzirung und Musterbildung auf zellulärer,biochemischer und molekularer Ebene reguliert+ genetische Basis der Entwicklung (weil Entwicklung ist die Folge von genetischenProgrammen)
- 4.2)How the different parts of the embryo were formed? 1. Preformation2. Epigenesis (“upon formation”)
- 5.)Die Möglichkeiten einer Zelle wachsen– sich teilen– differenzieren– sterbenDefinitionenWachstum: Zunahme an VolumenZellteilung: Vermehrung (symmetrisch vs. asymmetrisch)Differenzierung: Entwicklungsprozess, bei dem aus ursprünglich gleichartigen, unspezialisierten (zumeist neu gebildeten) Zellen strukturell und funktionell unterschiedliche Zellen entstehen.‐Im Gegensatz zu tierischen Zellen können ausdifferenzierte pflanzliche Zellen später wieder entdifferenzieren und dann mehrzellige Organismen ganz neu bilden.Morphogenese: Entwicklung/Bildung der endgültigen FormMusterbildung: die räumliche Organisierung sich differenzierender Einheiten zu einem übergeordneten Ganzen.
- 6.)Embryogenese Der Prozess, mit dem die Pflanzenentwicklung beginnt. Während der Embryonalentwicklung entsteht aus der einzelligen Zygote durch Zellteilung und Differenzierung ein vielzelliger Embryo Bildung einer komplexen Struktur − der Keimling bildet nicht direkt die Gewebe und Organe des adulten Organismus Die Körperorganisation des Keimlings: 1) apikal‐basale Achse 2) radiales Muster …und die Primärmeristeme
- 6.2)Zwei verschiedene Faktoren tragen zur Pflanzenentwicklung bei 1) intrinsische Faktoren – genetisches Programm2) extrinsische Faktoren– Umwelteinflüsse
- 7.)Apical‐Basal Arabidopsis Embryonalentwicklung siehe Bild Deutliche Veränderungen in der Zell Identitäten als Expression von Markergenen
- 8.) Pflanzliche Stammzellen das Spross‐ und Wurzelmeristem Was sind Meristeme?-Population von kleinen, isodiametrischen Zellen (gleicher Durchmesser) mit embryonalen Charakteristika-sich selbst erneuernd Stammzellen ‐ behalten embryonalen Charakter lebenslang ‐ differenzieren sich nicht solange das Meristem vegetativ bleibt ‐ teilen sich langsam Interaktion zwischen den CLAVATA und WUSCHEL Regulationswegen Erhaltung des Triebmeristem ist abhängig von der Koordinierung der beiden antagonistischen Prozesse, Organ intitation und Selbsterneuerung der Stammzellpopulation
- 8.2) Schicksal einer Zelle hängt womöglich ab von • dem klonalen Ursprung• der Position der Zelle
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- 9)Auxin- Verteilung Auxin(als Morphogen) Verteilung ist in der frühen Entwicklung des Embryos wichtig DR5: GFP marker gene Veränderungen der lokalen Auxin Maxima während der Embryogenese Lokalisierung der PIN -Proteine an den Grenzen der embryonalen Zellen • GNOM eine Guaninnukleotidaustauschfaktor das für den Transport von PIN1 aus einem endosomalen Kompartiment auf die Membran an einer Seite einer Zelle zuständig ist.
- 9.1)Die Rolle von Auxin in der Embryogenese • eine Möglichkeit der Auxin induzierten Genexpression ist die Aktivierung der Monopteros (MP) Protein• Auxin löst den Repressor von MP , welcher dann die Transkription eines Wurzel Entwicklung Gen aktiviert