Entwicklungsbiologie: Einführung in die klassische und molekulare Entwicklungsbiologie von Mensch und Tier
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|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Stuttgart [u.a.]
Fischer
1995
|
| Series: | Uni-Taschenbücher
1780 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. [255] - 272. - 2. Aufl. u.d.T.: Müller, Werner A.: Entwicklungsbiologie der Tiere und des Menschen |
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INHALT
ENTWICKLUNG: LEBEWESEN KONSTRUIEREN UND ORGANISIEREN SICH
SELBST AUF DER BASIS ERERBTER INFORMATION 1
GRUNDLEGENDES: ETAPPEN, PRINZIPIEN, FACHAUSDRUECKE 8
DAS TIER DURCHLAEUFT IM REGELFALL EINE EMBRYONALENTWICKLUNG,
EIN LARVALSTADIUM, EINE METAMORPHOSE UND EIN ADULTSTADIUM . . 8
DIE EIZELLE IST IN IHRER INNEREN STRUKTUR ASYMMETRISCH = POLAR
GEBAUT 9
"FURCHUNG" IST EINE SERIE RASCH ABLAUFENDER ZELLTEILUNGEN 10
IN DER "GASTRULATION" WIRD DIE HERSTELLUNG INNERER ORGANE
VORBEREITET 14
ORGANBILDUNG UND GEWEBEDIFFERENZIERUNG ERMOEGLICHEN
EIN EIGENSTAENDIGES LEBEN 16
ALLGEMEINE PRINZIPIEN FUEHREN ZU ALLGEMEINEN ARBEITSHYPOTHESEN
UEBER MOEGLICHE MECHANISMEN 16
3 ENTWICKLUNG BEDEUTSAMER REFERENZORGANISMEN 19
3.1 DER SEEIGEL-KEIM: REFERENZMODELL FUER BEFRUCHTUNG UND FRUEHE
EMBRYOGENESE, UND OBJEKT HISTORISCH BEDEUTSAMER EXPERI-
MENTE 19
3.2 EIN SONDERFALL: DICTYOSTELIUM DISCOIDEUM 26
3.3 DER SUESSWASSERPOLYP HYDRA, MIT IHM BEGANN UM 1740
DIE EXPERIMENTELLE ENTWICKLUNGSBIOLOGIE 30
3.4 CAENORHABDITIS ELEGANS: EIN BEISPIEL FUER INVARIANTE ZELLSTAMM-
BAEUME 34
3.5 SPIRALIER: EIN IN DER NATUR OFT BENUTZTES FURCHUNGSMUSTER 37
3.6 DROSOPHILA: REFERENZMODELL DER GENETISCHEN UND MOLEKULAR-
BIOLOGISCHEN ENTWICKLUNGSBIOLOGIE 39
3.7 TUNIKATEN: OFT ALS BEISPIEL EINER 'MOSAIKENTWICKLUNG'
IM STAMM DER CHORDATEN GENANNT 55
3.8 XENOPUS: REFERENZMODELL DER WIRBELTIERENTWICKLUNG 57
3.9 EIN EMPORKOEMMLING: DER "SILBERFISCH" BRACHYDANIORERIO . 74
3.10 HUEHNCHEN, WACHTEL UND CHIMAEREN VON BEIDEN 77
3.11 DIE MAUS: STELLVERTRETER FUER DEN MENSCHEN 82
3.12 DERMENSCH 92
VIII INHALT
4 EIN VERGLEICHENDER RUECKBLICK: GEMEINSAMES, TRENNENDES,
ASPEKTE DER EVOLUTION 106
4.1 DAS "BIOGENETISCHE GRUNDGESETZ" 106
4.2 OFT KOMMT ES ZU SELTSAMEN UMGESTALTUNGEN, DIE SICH AUS
DER EVOLUTION ERKLAEREN 109
4.3 AUCH BEI WIRBELLOSEN LASSEN SICH AUS DER ONTOGENIE EVOLUTIVE
ZUSAMMENHAENGE ABLESEN 110
4.4 EINE VERZWICKTE ANGELEGENHEIT: HOMOLOGE ORGANE UND PARA-
LOGEGENE 110
5. EIZELLE UND SPERMIUM ERHALTEN EINE MITGIFT 112
5.1 GAMETOGENESE: URKEIMZELLEN WERDEN OFT SCHON FRUEH IN RESERVE
GELEGT 112
5.2 OB DER DIFFERENZIERUNGSWEG ZU EIZELLEN ODER SPERMIEN FUEHRT,
WIRD BEI WIRBELTIEREN IN DEN GONADEN ENTSCHIEDEN 112
5.3 BEI VIELEN TIEREN, SO AUCH BEI WIRBELTIEREN, FINDET MAN IM KERN
DER OOCYTEN LAMPENBUERSTENCHROMOSOMEN, RDNA-AMPLIFI-
KATION UND MULTIPLE NUKLEOLEN 113
5.4 OFT UEBERNEHMEN SOMATISCHE ZELLEN ZUSAETZLICHE AMMENFUNKTION 115
5.5 BEI DROSOPHILA WERDEN DIE OOCYTEN VON AMMENZELLEN MIT ALLEM
VERSORGT 115
5.6 OOCYTEN WERDEN POLAR, D.H. ASYMMETRISCH, UND VON EXTRAZEL-
LULAEREN MEMBRANEN UND HUELLEN UMSCHLOSSEN 116
5.7 BEI WIRBELTIEREN LEITEN HORMONELLE SIGNALE DIE POLKOERPERBILDUNG
UND ENDREIFUNG EIN 117
5.8 DAS SPERMIUM: GENOM MIT ANTRIEB 117
5.9 UNSICHTBARE MITGIFT: DAS METHYLIERUNGSMUSTER ALS ERINNERUNG
AN VATER UND MUTTER 118
5.10 DIE KEIMBAHN TRAEGT DIE GENETISCHE INFORMATION VON GENERATION
ZU GENERATION; NUR IN DER KEIMBAHN WERDEN MUTATIONEN
UND GENETISCHE MANIPULATIONEN WEITERGETRAGEN 118
6 DER START: BEFRUCHTUNG UND AKTIVIERUNG DES EIES 120
6.1 BESAMUNG UND BEFRUCHTUNG: DASSELBE? 120
6.2 DIE EIZELLE LOCKT DAS SPERMIUM AN; DIESES KANN NOCH EINE
"KAPAZITATION" ERFAHREN 120
6.3 AKROSOM: EIN CHEMISCHER BOHRER 120
6.4 ARTSPEZIFISCHE REZEPTOREN DER EIHUELLE KONTROLLIEREN
DAS EINGEFANGENE SPERMIUM 122
6.5 WEITERE SPERMIEN WIRD IN DER REGEL DER ZUTRITT VERWEHRT 122
6.6 EIAKTIVIERUNG: DORNROESCHEN WIRD WACHGEKUESST 123
INHALT IX
DIE FURCHUNGSTEILUNGEN WERDEN VON EINEN MOLEKULAREN OSZIL-
LATOR ANGETRIEBEN UND KOENNEN EINEM EXAKTEN MUSTER FOLGEN . 128
DER FRUEHEMBRYONALE ZELLZYKLUS KENNT NUR S-UND M-PHASE 128
DERMPF-OSZILLATOR 128
ZELLTEILUNGSFOLGEN KOENNEN NACH STARREN MUSTERN VONSTATTEN
GEHEN, SO DASS ARTSPEZIFISCHE ZELLSTAMMBAEUME ERSTELLEN WERDEN
KOENNEN 130
DETERMINATION: DIE ZELLEN WERDEN PROGRAMMIERT UND ERHALTEN
IHRE AUFGABEN ZUGEWIESEN 131
MIT DER ZUWEISUNG EINER SPEZIELLEN AUFGABE WERDEN ZUGLEICH
ALTERNATIVE ENTWICKLUNGSPOTENZEN EINGESCHRAENKT 131
MAN UNTERSCHEIDET ZWEI BASALE MECHANISMEN DER DETERMINA-
TION: ASYMMETRISCHE ZELLTEILUNG UND ZELLINTERAKTION 131
DETERMINATIONSMODUS UND -ZUSTAND MUESSEN EXPERIMENTELL
ERMITTELT WERDEN 132
'MOSAIKKEIME' UND 'REGULATIONSKEIME' UNTERSCHEIDEN SICH
IM ZEITLICHEN ABLAUF DER DETERMINATION 134
BEI DER DETERMINATION KOENNEN SELEKTORGENE IN DEN ZUSTAND
KONSTITUTIVER AKTIVITAET GEBRACHT WERDEN 135
9 EPIGENETISCHE MUSTERBILDUNG: BEIM AUFBAU DER KOERPERARCHI-
TEKTUR WERDEN NEUE MUSTER GESCHAFFEN, DIE NOCH NICHT IM EI
VORGEPRAEGT SIND 136
9.1 WIE KOENNEN SICH ZELLEN JE NACH IHRER LAGE VERSCHIEDEN DIFFEREN-
ZIEREN? 136
9.2 ERST MUESSEN DIE RAUMKOORDINATEN FESTGESETZT WERDEN; DAZU
WERDEN AUCH EXTERNE ORIENTIERUNGSHILFEN BENUTZT 138
9.3 OOPLASMATISCHE SEGREGATION: IM CYTOPLASMA DES EIES KOMMT
ES ZU EINER ERSTEN MUSTERBILDUNG DURCH UMVERTEILUNG VON DETER-
MINANTEN 141
9.4 MUSTERBILDUNG DURCH SIGNALAUSTAUSCH ZWISCHEN DIREKTEN
NACHBARN 141
9.5 INDUKTION: SENDER SCHICKEN SIGNALE AN IHRE NACHBARN 143
9.6 INDUKTOREN, MORPHOGENE UND MORPHOGENETISCHE FELDER 146
9.7 MODELLFALL VOGELFLUEGEL: VON DER SCHULTER ZU DEN FINGERN,
VOM KLEINEN FINGER ZUM DAUMEN 152
9.8 POSITIONSINFORMATION UND POSITIONSGEDAECHTNIS BEI HYDRA 156
9.9 INTERKALATION IM INSEKTENSEGMENT 158
9.10 PERIODISCHE MUSTER 159
INHALT
10 DIFFERENZIERUNG BASIERT AUF DIFFERENTIELLER GENEXPRESSION,
DIE BEI DER DETERMINATION PROGRAMMIERT WIRD 162
10.1 ZELLEN SIND URSPRUENGLICH "GENOMISCH AEQUIVALENT", WERDEN
ABER VERSCHIEDEN PROGRAMMIERT 162
10.2 DER PARADEFALL: DIE MYOD/MYOGENIN-FAMILIE PROGRAMMIERT
EINEN MYOBLASTEN; DESSEN ABKOEMMLINGE UEBERNEHMEN
DAS PROGRAMM 163
10.3 ENTWICKLUNGSSTEUERNDE GENE SIND OFT SELEKTORGENE, DIE GANZE
BATTERIEN NACHGEORDNETER GENE KONTROLLIEREN 164
10.4 MEISTERGENE DER HOXKLASSE SIND AUF DEN CHROMOSOMEN IN
GRUPPEN ZUSAMMENGEFASST IN EINER REIHENFOLGE, DIE DEM RAUM-
ZEITLICHEN EXPRESSIONSMUSTER IM KOERPER ENTSPRICHT 166
10.5 ENTWICKLUNGSSTEUERNDE GENE SIND ZU INTERAKTIVEN NETZWERKEN
VERSCHALTET 170
10.6 DAS PUFFMUSTER IN DEN RIESENCHROMOSOMEN: MAN SIEHT WECH-
SELNDE MUSTER DER GENEXPRESSION, ABER AUCH EINE GENOMAMPLI-
FIKATION 170
10.7 METHYLIERUNG UND HETEROCHROMATISIERUNG KOENNEN ZU EINER
DAUERHAFTEN UND VERERBLICHEN STILLEGUNG VON GENEN FUEHREN . 171
10.8 DIE PROGRAMMIERUNG DES DETERMINATIONSZUSTANDES UND SEINE
HEREDITAET BERGEN NOCH UNGELOESTE RAETSEL 173
11 DIE ZELLDIFFERENZIERUNG IST OFT IRREVERSIBEL UND FUEHRT ZUM TODE
DER ZELLE; EIN FRUEHER ZELLTOD KANN AUCH VORPROGRAMMIERT SEIN . . 175
11.1 EIN REVERSIBLER DETERMINATIONS- UND DIFFERENZIERUNGSZUSTAND
MACHT MANCHERLEI REGENERATIONSLEISTUNGEN MOEGLICH 175
11.2 BEI DER ENTWICKLUNG DER LYMPHOCYTEN KOMMT ES ZU EINER IRRE-
VERSIBLEN SOMATISCHEN REKOMBINATION 175
11.3 DIFFERENZIERUNG IST OFT VON QUANTITATIVEN VERAENDERUNGEN
IM GENBESTAND BEGLEITET: GEN-AMPLIFIKATION, GENOM-AMPLI-
FIKATION, CHROMOSOMEN-ELIMINATION 176
11.4 PROGRAMMIERTER ZELLTOD IST TEIL DER NORMALEN ENTWICKLUNG,
AUCH IM NERVEN-UND IMMUNSYSTEM 178
12 AKTIVE ZELLVERFORMUNG, SPEZIFISCHE ADHAESION UND AKTIVE ZELL-
WANDERUNG TRAGEN MASSGEBLICH ZUR TIERISCHE GESTALTBILDUNG BEI . 180
12.1 ZELLWANDERUNG NACH ART VON AMOEBEN 180
12.2 FALTUNG UND INVAGINATION: ZELLEN IN GESCHLOSSENEM EPITHEL-
VERBAND ENTWICKELN KOHAERENTE BIEGEMOMENTE 182
12.3 ADHAESIONSKRAEFTE KOENNEN ZELLEN UND ZELLVERBAENDE GEGEN-
EINANDER VERSCHIEBEN 182
INHALT XI
12.4 SPEZIFISCHER ADHAESIONSMOLEKUELE DIENEN AUCH DER ZELL-
ERKENNUNG 182
13 ZELLEN AUF WANDERSCHAFT: SOGAR DIE KEIMZELLEN UND DIE ZELLEN
DES PERIPHEREN NERVENSYSTEMS GEHEN AUF AUSGEWANDERTE
VORLAEUFERZELLEN ZURUECK 186
13.1 IN DER ENTWICKLUNG DER TIERE KOMMT ES, ANDERS ALS BEI PFLANZEN,
OFT ZU UMFANGREICHEN ZELLWANDERUNGEN 186
13.2 BEISPIEL URKEIMZELLEN 186
13.3 BEISPIEL: BLUTZELLEN 187
13.4 NEURALLEISTENZELLEN, ZELLEN MIT VIELFAELTIGEN ENTWICKLUNGS-
POTENTIALEN, WANDERN IN VIELE ZIELGEBIETE 187
14 ZUR ENTWICKLUNG DES NERVENSYSTEMS: WANDERNDE ZELLEN, ZIEL-
FINDEN UND SELBSTORGANISATION BEI DER SYNAPSENBILDUNG 191
14.1 DAS PERIPHERE NERVENSYSTEM, SO DAS SYMPATHISCHE SYSTEM,
WIRD VON AUSGEWANDERTEN NEURALLEISTENZELLEN HERGESTELLT;
WEG UND ZIELORT BESTIMMEN DAS SCHICKSAL 191
14.2 AUCH BEI DER KONSTRUKTION DES ZENTRALNERVENSYSTEMS KOMMT
192 ES ZU UMFANGREICHER ZELLMIGRATION
14.3 VERKABELUNG VON NERVENZELLEN IST EIN PROZESS EPIGENETISCHER
SELBSTORGANISATION 192
14.4 AUSWACHSENDE FASERN HABEN SENSOREN AN IHRER SPITZE 193
14.5 'NERVENWACHSTUMSFAKTOREN' KOENNEN CHEMOTAKTISCHE ORIENTIE-
RUNGSHILFE GEBEN UND DIENEN ALS UEBERLEBENSFAKTOREN 194
14.6 FESTVERANKERTE ADHAESIONS- = ERKENNUNGSMOLEKUELE WEISEN
PIONIERFASERN DEN WEG UND BUENDELN FASERN ZUM KABELSTRANG . . . 194
14.7 WIE WIRD DAS PRAEZISE ENDZIEL ERKANNT? 195
14.8 NACH EXPERIMENTELLER UNTERBRECHUNG UND STOERUNG KANN
DAS ZIEL ERNEUT GEFUNDEN WERDEN 197
14.9 UEBERSCHUESSIGE UND INKORREKTE VERKNUEPFUNGEN WERDEN NACH-
TRAEGLICH ABGEBAUT 197
14.10 NOCH NACH DER GEBURT WERDEN - UNTER DEM EINFLUSS VON UMWELT-
EINFLUESSEN*BAHNEN NEU ERSTELLT, ANDERE REDUZIERT 198
14.11 LERNEN UND LANGZEITGEDAECHTNIS MOEGEN AUSDRUCK FORTWAEHREN-
DER NEURONALER DIFFERENZIERUNG SEIN 198
15 HERZ UND BLUTGEFAESSE: GETRENNTE ENTWICKLUNGSLINIEN UND DOCH
EIN HERZ UND EIN SYSTEM 200
15.1 DER "SPRINGENDE PUNKT" DES ARISTOTELES: DAS HERZ 201
15.2 BLUTGEFAESS: WIE WACHSEN UND WIE FINDEN SIE IHRE ZIELGEBIETE? . 201
XII INHALT ;
15.3 VOR UND NACH DER GEBURT: WIE PASST MAN SICH DEN VERHAELTNISSEN
AN? 201
15.4 DIE PLAZENTA: DER KONTAKT ZUR MUTTER KANN AUCH GEFAEHRLICH
WERDEN 203
16 STAMMZELLEN ERLAUBEN ANHALTENDES WACHSTUM UND ERNEUERUNG . 205
16.1 DAS PRINZIP DER STAMMZELLEN IST EVOLUTIONS-GESCHICHTLICH URALT . .
205
16.2 UNIPOTENTE STAMMZELLEN: BEISPIELE HAUT UND MUSKEL 206
16.3 PLURIPOTENTE STAMMZELLEN: BEISPIEL DUENNDARMZOTTEN 207
16.4 PLURI-(MULTI-)POTENTE STAMMZELLEN: DIE BLUTZELLEN 207
16.5 EIN EREIGNISBAUM FUEHRT BEIM SAEUGER/MENSCHEN ZU 8 HAUPT-
TYPEN VON BLUTZELLEN 210
16.6 DETERMINATION UND MENGE DER BLUTZELLEN WERDEN UEBER VIELE
LOESLICHE'FAKTOREN'BZW.'HORMONE'GESTEUERT 211
17 ZAHLREICHE SIGNALSUBSTANZEN ('WACHSTUMSFAKTOREN', 'MORPHO-
GENE', 'INDUKTOREN' UND 'HORMONE') STEUERN ENTWICKLUNG
UNDWACHSTUM 212
17.1 VERSUCHE, BISHER BESPROCHEN SIGNALSYSTEME ZU KLASSIFIZIEREN . 212
17.2 'REGULAERE' HORMONE GREIFEN IN DIE ENTWICKLUNG EIN UND WIRKEN
ALS SYNCHRONISATOREN FUER UMFANGREICHE UMGESTALTUNGSPROZESSE . 217
ZUNAECHST KANN DIE MUTTER DAS SAGEN HABEN 218
WAS SPAETER'HORMON'HEISST, KANN FRUEH'WACHSTUMSFAKTOR'SEIN . 218
PHYSIOLOGISCH SIND HORMONSYSTEME HIERARCHISCH GEGLIEDERT . 218
WIE IMMER EIN SIGNALMOLEKUEL HEISSEN MAG, ES WERDEN DIE
GLEICHEN ODER AEHNLICHE SYSTEME DER SIGNALTRANSDUKTION
EINGESCHALTET 219
18 KREBS BASIERT AUF GESTOERTER WACHSTUMS- UND DIFFERENZIERUNGS-
KONTROLLE 211
18.1 WIE KOMMT ES GRUNDSAETZLICH ZU KREBS-/TUMORBILDUNG? 221
18.2 TERMINOLOGISCHES 222
18.3 CANCEROGENE AGENDEN UND ONKOGENE 222
18.4 MECHANISMEN DER CANCEROGENESE 223
METAMORPHOSE: EINE 'ZWEITE EMBRYOGENESE' ERZEUGT EINEN
ZWEITEN PHAENOTYP 224
DIE MEISTEN AMPHIBIEN UND WIRBELLOSEN TIERE WANDELN SICH
VON EINEM ERSTEN IN EINEN ZWEITEN PHAENOTYP UM 224
INHALT XIII
19.2 BEI DER METAMORPHOSE KOMMT ES ZU DRAMATISCHEN UMGESTAL-
TUNGEN UND ZU EINER MOLEKULAREN NEUAUSSTATTUNG 226
19.3 BEI DER STEUERUNG DER METAMORPHOSE DURCH HORMONE GIBT
ES VIELE ANALOGIEN ZWISCHEN INSEKTEN UND AMPHIBIEN 230
19.4 FALSCHE HORMONE: PFLANZEN WEHREN SICH 231
19.5 AUSLOESER DER METAMORPHOSE SIND OFT EXTERNE FAKTOREN 232
20 SEX WIRD VON EINEM GEN BEHERRSCHT 233
20.1 ES GIBT GRUNDSAETZLICH BISEXUELLE POTENZ; DOCH EIN SCHLUESSELGEN
TRIFFT EINE ENTSCHEIDUNG 233
20.2 DIE SEXUALENTWICKLUNG BEI SAEUGER UND MENSCH: EIN VIELSTUFEN-
PROZESS, DER VON EINEM SCHLUESSELGEN UEBER HORMONE BIS ZUR
PRAEGUNG VON VERHALTENSWEISEN FUEHRT 234
20.3 PUBERTAET IST EINE ART METAMORPHOSE 237
20.4 PERIODISCHE HORMONZYKLEN KOORDINIEREN ZYKLEN DER SEXUELLEN
ENTWICKLUNG 237
21 REGENERATION UND ERNEUERUNG KONTRA VERLUST UND TOD 238
21.1 OHNE FORTLAUFENDE REGENERATION IST DAS LEBEN BALD ZUENDE . 238
21.2 HYDRA UND ANDERE WIRBELLOSE 242
21.3 GANZE TIERE KOENNEN (NOCH NICHT) AUS DIFFERENZIERTEN SOMATI-
SCHEN ZELLEN WIEDERGEWONNEN WERDEN 243
21.4 REPARATIVE REGENERATION UND TRANSDIFFERENZIERUNG BEI WIRBEL-
TIEREN 244
21.5 REGENERATION AUS STAMMZELLEN BEIM MENSCHEN: DIE EIN-
GRENZUNG DES PRINZIPS BRINGT DEN TOD 246
22 LEBEN UND TOD: WAS IST DAS GROESSERE GEHEIMNIS? 247
22.1 "IMMORTALES" LEBEN IST AN FORTWAEHRENDE ZELLTEILUNGEN
GEBUNDEN 247
22.2 MOLEKULARE UND ORGANISMISCHE URSACHEN DES ALTERNS 248
22.3 DOCH AUCH DER TOD HAT SEINE RAETSEL 249
22.4 TRAGEN UNSERER ZELLEN EIN ENDOGENES SELBSTMORDPROGRAMM
INSICH? 250
22.5 VOM BIOLOGISCHEN SINN DES TODES 251
BOXL HISTORISCHES: VON DER SEELE ZUR INFORMATION 3
BOX 2 VIELBEACHTETE EXPERIMENTE AM FRUEHKEIM: KLONEN, CHIMAEREN,
TERATOME, TRANSGENE MAEUSE 88
XIV INHALT
BOX 3 DAS PL-SIGNALTRANSDUKTIONSSYSTEM 125
BOX 4 HYPOTHESEN UND MODELLE ZUR BIOLOGISCHEN MUSTERBILDUNG 147
BOX 5 RETINOIDE, STEROIDHORMONE, THYROXIN 160
BOX 6 WIE ZELLEN MITEINANDER KOMMUNIZIEREN UND INTERAGIEREN 213
BOX 7 EINIGE NEUERE MOLEKULAR- UND ZELLBIOLOGISCHE METHODEN
DER ENTWICKLUNGSBIOLOGIE 252
LITERATUR 255
SACHREGISTER 273 |
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