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Questions and Answers
Was stellte Hartwell in Bezug auf den Zellzyklus sicher?
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Welches Konzept führte Hartwell aufgrund seiner Forschung ein?
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Was passiert mit dem Zellzyklus, wenn DNA beschädigt wird?
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Welche Zellen untersuchte Hartwell in Bezug auf ihre Empfindlichkeit?
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Was ist der Zweck der DNA-Reparaturmechanismen im Zellzyklus?
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In welchem Zeitraum forschte Leland H. Hartwell am Zellzyklus?
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Welches Organismusmodell verwendete Hartwell zur Erforschung des Zellzyklus?
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Was isolierte Hartwell zwischen 1970 und 1971?
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Welcher Aspekt des Zellzyklus war Hartwells Fokus in seiner Forschung?
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An welchem Forschungszentrum arbeitete Leland H. Hartwell?
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Welche Hefeart verwendete Sir Paul M.Nurse als Modellorganismus in seinen Zellzyklusstudien?
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Was entdeckte Sir Paul M.Nurse in S. pombe in den 1970er Jahren?
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Welches menschliche Gen isolierte Sir Paul M.Nurse als Entsprechung zum cdc2 Gen?
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Wie erfolgt die Regulierung der CDK?
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Welches Gen wurde zuvor von Hartwell in Bäckerhefe identifiziert?
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Welche Rolle spielt das cdc2 Gen im Zellzyklus?
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Warum sind Cycline für den Zellzyklus wichtig?
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Welcher Prozess in der Zellteilung wird durch das Abbau der Cycline reguliert?
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Welches Protein inhibiert den CDK/Cyclin Komplex?
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Was bedeutet MPF im Kontext des Zellzyklus?
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Wie regulieren Cycline die CDK-Aktivität?
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Wie wird das erste Cyclin entdeckt?
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Was bewirken CDK (cyclin abhängige Kinasen) im Zellzyklus?
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Welches Enzym ist für die Dephosphorylierung von CDK zuständig?
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Was passiert mit Cyclinen während des Zellzyklus?
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Welcher Mechanismus sorgt für die Inhibition des CDK/Cyclin Komplexes?
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Wie viel Prozent der Lebensspanne einer Zelle verbringt sie in der Interphase?
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Was sind die Hauptfunktionen von Cyclinen?
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Welches strukturelle Element ist für die Organisation des Spindelapparats verantwortlich?
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Was geschieht mit den Chromosomen während der Prophase?
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Was fehlt in der Prometaphase in Bezug auf die Kernstruktur?
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Welches Protein ist wichtig für die Bewegung der Chromosomen während der Mitose?
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Wie wird die Kernhülle in der Prophase beschrieben?
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Wie verändern sich die Centrosomen während der G2-Phase?
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Welcher Bestandteil des Spindelapparats ist für die verbindung mit den Chromosomen zuständig?
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Was ist das Hauptmerkmal der G2-Phase?
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In welcher Phase bildet sich der Spindelapparat?
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Was geschieht mit den Mikrotubuli während der Prometaphase?
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Was ist das Ziel des Spindelapparats während der Mitose?
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Welche Rolle spielen die Nucleoli in der G2-Phase?
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Was charakterisiert die Mikrotubuli in der Interphase?
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Study Notes
Zellzyklus - Entdeckung und Kontrolle
- Leland H. Hartwell erforschte den Zellzyklus mit genetischen Methoden an der Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) ab Ende der 1960er Jahre.
- 1970-71 isolierte er Hefezellen mit veränderten (mutierten) Genen, die den Zellzyklus steuern.
- Hartwell untersuchte die Empfindlichkeit von Hefezellen gegenüber Bestrahlung. Seine Erkenntnisse führten zur Einführung des Konzepts "Checkpoint".
- Der Zellzyklus wird angehalten, wenn DNA Schäden aufweist. DNA-Reparaturmechanismen beheben diese Schäden, bevor die Zelle in die nächste Phase des Zyklus übergeht.
- Hartwell postulierte Kontrollmechanismen, die eine korrekte Abfolge zwischen den Zellzyklusphasen gewährleisten.
- Sir Paul M. Nurse nutzte ebenfalls genetische Methoden für Zellzyklusstudien, wobei er die Hefeart Schizosaccharomyces pombe als Modellorganismus verwendete.
- Mitte der 1970er Jahre entdeckte Sir Paul M. Nurse das cdc2-Gen in S. pombe.
- Er zeigte, dass cdc2 eine Schlüsselrolle bei der Kontrolle der Zellteilung spielt, identisch mit dem CDC28-Gen, das zuvor von Hartwell in der Bäckerhefe identifiziert wurde.
- 1987 isolierte Sir Paul M. Nurse das entsprechende Gen beim Menschen, CDK1 (Cyclin-abhängige Kinase 1).
- Die CDK-Regulation erfolgt durch reversible Phosphorylierung.
- Tim Hunt entdeckte das erste Cyclin in den frühen 1980er Jahren.
- Cycline sind Proteine, die während jedes Zellzyklus gebildet und abgebaut werden. Sie sind verantwortlich für periodische Schwankungen im Cyclin-Proteinlevel während des Zellzyklus.
- Die Cycline binden an CDK-Moleküle und regulieren deren Aktivität. Sie spielen eine wichtige Rolle als Kontrollmechanismen des Zellzyklus.
- Cycline werden periodisch mit jeder Zellteilung abgebaut und regulieren die CDK-Funktion.
- CDK (cyclin dependent kinase)-abhängige Phosphorylierungen steuern die Progression des Zellzyklus.
Zellzyklus - Checkpoints
- Wee1-vermittelte CDK-Phosphorylierung hemmt den CDK/Cyclin-Komplex.
- CDC25-vermittelte Dephosphorylierung von CDK aktiviert den CDK/Cyclin-Komplex.
- p27 bindet an den CDK/Cyclin-Komplex und verhindert dessen Aktivität.
- CDK kann kein ATP binden, solange p27 gebunden ist.
- MPF (Maturation Promoting Factor) ist ein wichtiger Regulator des Zellzyklus.
Zellzyklus - Interphase
- Die Interphase ist die Phase zwischen zwei M-Phasen und macht bis zu 95% der Lebensspanne einer Zelle aus.
- Die Interphase ist in drei Phasen unterteilt: G1-Phase, S-Phase und G2-Phase.
Zellzyklus und Mitose
- Die Mitose ist ein Teil des Zellzyklus, der die Teilung des Zellkerns und die Verteilung der Chromosomen auf zwei Tochterzellen umfasst.
- Die Mitose besteht aus vier Phasen: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
Die Rolle der Centrosomen
- Centrosomen sind Organellen, die in der S-Phase des Zellzyklus dupliziert werden.
- Nach der Duplikation sind die beiden Centrosomen durch Mikrotubuli verbunden und bilden den Spindelapparat.
- Die Centrosomen dienen als organisierende Zentren für die Mikrotubuli und steuern die Chromosomenbewegung während der Mitose.
Das Spindelapparat
- Der Spindelapparat, der sich in der Prophase bildet, besteht aus Mikrotubuli.
- Der Spindelapparat ist entscheidend für die korrekte Trennung der Chromosomen in der Mitose.
- Der Spindelapparat wird durch Mikrotubuli gebildet, die von den Centrosomen ausgehen.
- Es gibt drei Arten von Mikrotubuli: Kinetochor-Mikrotubuli, Interpolar-Mikrotubuli und Astral-Mikrotubuli.
- Kinetochor-Mikrotubuli binden an die Kinetochore der Chromosomen.
- Interpolar-Mikrotubuli interagieren mit den Mikrotubuli des gegenüberliegenden Pols und tragen zur Ausdehnung der Zelle bei.
- Astral-Mikrotubuli sind mit der Plasmamembran verbunden und helfen, die Zellteilung zu koordinieren.
Veranschaulichung des Zellzyklus und der Mitose:
- In der G2-Phase der Interphase hat sich aus einem Centrosom ein Paar gebildet und ist mit Mikrotubuli verbunden. Die Nucleoli sind vorhanden, die DNA ist nicht kondensiert.
- Die Prophase beinhaltet eine Kondensation der DNA zum Chromosom, wobei die Nucleoli verschwinden. Die Kernhülle ist intakt, das Centrosomenpaar beginnt sich zu bewegen und der Spindelapparat bildet sich aus.
- In der Prometaphase löst sich die Kernhülle auf und die Chromosomen kondensieren stärker. Jeder Chromosom besitzt ein Kinetochor, an dem Mikrotubuli, die von den Centrosomen ausgehen, binden.
- In der Metaphase sind sich die Chromosomen an der Metaphaseplatte ausgerichtet, die sich in der Mitte der Zelle befindet. Die Kinetochore aller Schwesterchromatiden sind mit den Kinetochor-Mikrotubuli der gegenüberliegenden Pole verbunden.
- Die Anaphase ist gekennzeichnet durch die Trennung der Schwesterchromatiden, die zu den Polen wandern. Die Zelle wächst in die Länge, da sich die polaren Mikrotubuli ausdehnen.
- Die Telophase beginnt mit der Bildung von zwei Tochterkernen, die von einer neuen Kernhülle umgeben sind. Die Nucleoli bilden sich und die Chromosomen dekondensieren. Der Spindelapparat depolymerisiert und die Mitose ist abgeschlossen.
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Description
Dieser Quiz behandelt die Entdeckungen rund um den Zellzyklus, insbesondere die Arbeiten von Leland H. Hartwell und Sir Paul M. Nurse. Erfahren Sie mehr über die genetischen Methoden, die zur Identifizierung von Kontrollmechanismen führten, und die Bedeutung von Checkpoints für die Zellteilung. Testen Sie Ihr Wissen über diese faszinierenden biologischen Konzepte.
