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1) Mitose
a) wie wurden Zellzyklus-Mutanten in Hefe isoliert.
Isolierung durch Temperaturerhöhung zum 37 grad Celsius, da Hefemutanten (cdc) Temperatur sensitiv sind.
b) Zeichnen Sie jeweils eine Hefezelle (so wie Sie sie im Lichtmikroskop sehen würden), welche
in der G1-Phase ist
c) in der frühen S-Phase ist
d) die Mitose durchläuft
e) die Meiose beendet hat
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2) CDK:
a) Was sind Cyclin-abhängige Proteinkinasen?
-Schlüsselenzyme für den Start des Zellzyklus (G1->S) und den weiteren Verlauf
-Aufbau: katalytische Proteinkinase-Untereinheit + regulatorische Untereinheit
b) was ist die Funktion beim Start des Zellzyklus
-Proteolytische Abbau von Sic1 (Inhibitoren) und von G1-Cyclinen -> nur dann kann Replikation beginnen
-Kinase-Aktivität von CDK erlaubt Bindung der DNA-Polymerase an den prä-replikativen Komplex
c) was ist ein Cyclin?
Proteine, welche die phasenspezifische Genexpression innerhalb des Zellzyklus steuern
Bsp: Cyclin A: S-Cyclin: Initiation und Abschluss der DNA Replikation
Cyclin B1: M-Cyclin; Progression in und aus Mitose
d) Wie können Cycline abgebaut werden
Durch ubiquitinvermittelte Proteolyse von CDK
3) Chromosomen:
a) Wie werden Schwester-Chromatide zusammengehalten?
In der Metaphase binden Kinetochore Centromer-Region und mikrotubli-Fasern
-> Cohesin-Ringe halten schwesterchromatide zusammen
b) Wie werden sie am Anfang der Anaphase getrennt?
1) Zwei Kinetochore von den beiden Schwesterchromatiden verbinden sich mit unterschiedlichen Polen der mitotischen Spindel
2) Wenn alle Verbindungen etabliert: Abbau des Cohäsin-Rings, der die Schwesterchromatiden zusammenhält (Separase)
3) Auftrennung der Schwesterchromatiden zu unterschiedlichen Polen
4) Benennen Sie drei Funktionen der APC Ubiquitin-Ligase im Zellzyklus?
APC(Anaphase promoting Complex)
-Ubiquitinierung von Securin
-Ubiquitinierung der Cycline
-verantwortlich dafür, dass sie die Spindel erst auseinanderziehen, wenn alle Kinetochore korrekt an die Mitosespindel gebunden sind. Wenn nicht alle korrekt gebunden-> APC wird durch MAD2 inhibiert
5) Anaphase.
a) Beschreiben Sie den Ablauf der Anaphase.
b) Was sind Anaphase A und
c) Anaphase B?
Chromosmensegregation durch Kinetochote und Mikrotubli
Anaphase A:
-homologe Chromosomen bzw. Schwesterchromatiden wandern auseinander
-Verkürzung der Kinetochor-Mikrotubuli führt zu Wanderung der Chromosomen zu den Spindelpolen

Anaphase B:
1. Motorproteine (Kinesine) zwischen interpolaren Mikrotubuli: verursachen
entgegengesetzte Wanderung der Spindelpole
2. Zugkraft auf Spindelpole (über astrale
Mikrotubuli) durch weitere Motorproteine (Dyneine) an der Plasmamembran
6) Checkpoints.
a) Benennen Sie drei Kontrollpunkte (Checkpoints) des Zellzyklus.
b) Welche Funktionen haben sie?
1.Start: Beginn des Zellzyklus
-Reagiert auf äußere und innere Signale, nur wenn ausreichend groß
-Nahrung, mating Partner

2.DNA damage Checkpoint (G2/M und G1)
-detektiert Doppelstrangsbrüche und blockiert DNA-Polymerase (Zeit für Reparatur)

3.Spindle Assembly Checkpoint
-detektiert nicht oder falsch gebundene Kinetochore
-Aufgabe: Kontrolle, dass alle Kinetochore korrekt an Mikrotubli gebunden sind
c) Beschreiben Sie den molekularen Mechanismus für einen Checkpoint.
Von 2. checkpoint:
Doppelstrangbruch: Signalweg führt zu Stabilisierung des p53 Proteins -> p53: induziert Expression des CDK-Inhibitors p21 (Sic1) -> Arretierung des Zellzyklus in G1-Phase
7) Was unterscheidet die Meiose von der Mitose?
Mitose:
-Bildung diplomier Zellen (2n)
-Keine Rekombination
-Zellteilung (Es entstehen 2 identische Tochterzellen)

Meiose:
-Bildung von 4 unterschiedlichen haploiden Zellen (1n) aus diploider Zelle
-Rekombination zu homologen Chromosomen
-Reduktionsteilung
Was passiert in der Prophase 1?
Prophase1: ca.90% der Zeit für Meines
-Chromosomen sind als fadenartige Struktur sichtbar und kondensieren
-Annährung der Chromosomen und dann zur homologen Chromosomenpaarung
-Chromatiden überkreuzen sich und tauschen genet. Material aus-> crossing over
-homologe Chromosomenpaare trennen sich, bleiben an den Kreuzungstellen (chiasmen) allerdings verbunden
-Kernmembran löst sich auf und es entsteht ein Spindelapparat
8) Trisomie.
a) Wie entstehen Trisomien?
b) Nennen Sie 2 Beispiele beim Menschen.
Durch Non-Disjunktion (Fehler bei Chromosomenverteilung) bei Meiose I oder Meiose II
-> Gameten mit n+1 entstehen

Trisomie21 Down Syndrom
Trisomie 18 Edwards Syndrom
9) Erklären Sie in Stichworten
a) Chiasma
-Überkreuzung zweier Chromatiden homologer Chromosomen
-Prophase I der meiose
-In der Metaphase1 halten die Chiasmata die Chromosomen zusammen
B)Securin
protein, das an der Regulation des Metaphase-Anaphase-Übergang beteiligt ist
-Separase bindet an Securin und ist so Inhibitor der Separate
-wird zu beginn der Anaphase abgebaut
c) Parthenogenese
-eine Form der eingeschlechtlichen Fortpflanzung
-dabei entstehen die nachkommen aus einzelnen unberfruchteten Eizellen
10) Meiose.
a) Warum gibt es Doppelstrangbrüche in der Meiose?
b) Was ist der synaptonemale Komplex?
Rekombination benötigt Doppelstrangbruch (initiiert durch Endonuklease spo11)

-ein proteinkomplex, der die Paarung und Rekombination homologer Chromosomen während der Meiose vermittelt
-vermittelt die Paarung der homologen Chromosomen und ermöglicht eine kontrollierte Vermischung väterlicher und mütterlicher Erbinformation im Crossing over