Humane levenscyclus I
- Essential Cell biology
o CH 6
o CH 2, alleen ‘amino acids’ en ‘nucleotides’ (p 74-77)
o CH 5, 193-195
o CH 7, p 246-247, 259-262
o CH 8, 280-281, 287-292
o CH 19
- Levenscyclus van de mens
o 1 - 11
Werkgroepen:
- DNA (anatomie van een gen),
- DNA 2 centrale dogma,
- DNA 3 mendeliaanse genetica,
- DNA 4, WG embryogenese,
- PR embryogenese,
- WG foetale groei
Oefenopgaven: ECB chapters
Hoorcolleges:
- HC 1: C elbiologie en organisatie van DNA,
- HC 2: DNA-replicatie,
- HC 3: Genexpressie I
- HC 4: Genexpressie II
- HC 5: genexpressie III
- HC 6: Mendeliaanse genetica
- HC 7: BMW nomenclatuur
- HC 8: Gametogenese
- HC 9: Bevuchting, implantatie en de 2-lagige kiemschijf
- HC 10: gastrulatie: drielagige kiemschijf
- HC 11: ontwikkelingen in de 4e week
- HC 12: mesoderm en endoderm
- HC 13: placentatie en foetale groei
- HC 14: prenatale screening en geboorte
- HC 15: vroeggeboorte en postnatale adaptatie
Embryologie
• Vanaf 1900: Morfologie, Anatomische benadering, observaties, vergelijkende studies,
evolutionaire verbanden, geboortedefecten
• Vanaf jaren 60: teratologie, bijv. thalidomide (softenon); stoffen kunnen de placenta
passeren en negatieve effecten hebben op het zich ontwikkelende kind.
• Jaren 70/80: experimentele embryologie zoals cel migratie, ‘fate en lineage’ studies,
kuiken – kwartel donor experimenten op basis van uniek heterochromatine in
kwartel, transplantatie (graft).
• Vanaf jaren 90: moleculaire benadering, genetische modificatie: reporter genen,
fluorescente probes, transgene muizen, knock-out, knock-in, antisense, RNA
interferentie
, → Ontrafeling van de rol van individuele genen en hun interactie met omgevingsfactoren
Celbiologie
• Endoplasmatisch reticulum (netwerk):
o Ruw (met ribosomen)
▪ Eiwit aanmaak (translatie) en transport naar Golgi
o Glad
▪ Transport naar Golgi, synthese van (fosfo)lipiden en steroïden en
ontgifting (detoxificatie)
• Golgi apparaat
o Eiwitten ombouwen (modificeren), opslaan en inpakken in blaasjes voor
transport.
• Lysosoom
o Blaasjes die partikels, ingenomen door fagocytose of pinocytose, of oudere
celdelen verteren, zodat de afbraakproducten hergebruikt of veilig
uitgescheiden kunnen worden; gemaakt door Golgi apparaat.
• Mitochondrion (-ium)
o Energiecentrale, citroenzuurcyclus, oppervalktevergroting (d.m.v. cristae)
• Kern
o Genetische informatie, DNA
• Kernlichaampje (nucleolus)
o Bevat rRNA genen voor de aanmaak van ribosomen (voor translatie), RNA
fragmenten
• Cytoskelet
o Polymeren van eiwitten in cellen (cyto) die samen zorgen voor stevigheid,
vorm en beweeglijkheid. (polymeer: molecuul bestaande uit veel delen
(polymeros));
▪ microfilamenten (kleine strengen bijv. actine)
▪ microtubili (kleine buisjes opgebouwd uit tubuline en c) intermediaire
filamenten.
SAMENVATTING
- Cellen bestaan uit een verscheidenheid aan organellen met verschillende functies en
staan in contact met hun omgeving,
- Embryogenese kan beschouwd worden vanuit een morfologisch (vormverandering)
en een moleculair (signalerings) perspectief.
- Cel signalering wordt verzorgd door speciale signaaleiwitten die (net als andere
eiwitten) gemaakt worden op basis van erfelijke informatie in het DNA in de celkern.
Morfologische embryonale ontwikkeling
• Celdeling (proliferatie)
• Celbeweging (migratie)
• Celtype bepaling (specificatie en differentiatie)
Hoe?
→ Aansturing/ signalering: moleculaire embryonale ontwikkeling.
Signaalstoffen beïnvloeden celgedrag
,Wat is de drager van de informatie die nodig is voor eiwit synthese (aanmaak)?
→ erfelijk materiaal, DNA
Waar bevindt zich het erfelijk materiaal?
→ in de celkern
Welke functies vervullen eiwitten in een cel?
• Bouwstenen voor celstructuren
• Katalyseren van chemische reacties, enzymen
• Regulatie van genexpressie
• Regulatie van celbeweging
• Regulatie van cel-communicatie: signaleringseiwitten
Genoom
• Chromosoom
o één dubbelstrengs DNA molecuul (46 in een diploïde humane cel)
• Genoom
o totaal aan chromosomen per celkern (dit is dus veel meer dan “alleen” de
genen!)
o het genoom van een individu is in alle cellen exact hetzelfde
o de genomen van verschillende individuen bevatten dezelfde genen maar toch
kleine veranderingen (bijvoorbeeld toch bruin haar etc)
o de genomen van verschillende individuen kunnen wel op meer dan 10 miljoen
plaatsen van elkaar verschillen (bijv. puntmutaties, SNPs, deleties, inserties)
Opvouwing van het genoom
• Totale genoom van humane cel → 6 miljard baseparen → uitgestrekte vorm 2 meter
→ om in celkern te passen moet het DNA enorm opgevouwen worden
• histon eiwitten bevatten veel aminozuren met positieve lading (arginine, lysine) →
deze positieve lading zorgt ervoor dat de histonen binden aan het negatief geladen
DNA → dus een elektrostatische reactie waardoor het gebonden blijft.
Evolutionaire conservering
• (De nucleotiden volgorde van) een gen is behouden gebleven in de loop van de
evolutionaire ontwikkeling (fout worden niet getolereerd → dan gaat het dood)
• De nucleotide sequentie is cruciaal voor de functie van het histon-4 eiwit:
veranderingen worden niet getolereerd (i.a.w. zijn lethaal).
, Histon modificaties maken DNA losser,
toegankelijker of juist minder/niet open
(heterochromatine= dicht verpakte chromatine
in cellen).
Nucleosomen kralenketting (‘beads on a string’; exclusief histon H1)(experimenteel
gedecondenseerde chromatine vezel)
G1-fase (eerste groeifase); toename van cytoplasma waardoor de cel groeit; aanmaak
van eiwitten
S-fase: (synthesefase): DNA-replicatie
G2-fase (tweede groeifase): afbraak van cytoskelet; ontdubbeling van centriolenpaar
M: mitose, celdeling
Functie netjes opbouwen van DNA tot chromosomen
1. Garanderen van juiste replicatie en vervolgens verdeling over de twee dochtercellen
na celdeling
2. Toegang behouden voor reparatie en transcriptie enzymen
Veranderingen in de structuur van nucleosomen zorgen voor toegang tot DNA:
1. Chromatin-remodeling complexes
a. ATP nodig → enzym
b. Consequentie: expose or hide a sequence of DNA → wel of niet beschikbaar
voor gebruik
