Volledige samenvatting van alle hoorcolleges van het vak Van Cel tot Molecuul, jaar 1 Geneeskunde Leiden. Inclusief verplichte studiestof van het boek: Essential Cell Biology. Veel plaatjes. Vak afgerond met een 8 mbv deze samenvatting.
- Nucleotiden zijn de bouwstenen van DNA & RNA BLZ 78
o Stikstofbase
o Suikergroep: 5-ring
Op positie 1 zit stikstofbase
Op positie 5 zit de fosfaatgroep
Op positie 3 zit een OH-groep
Verschil tussen DNA en RNA:
In RNA zit op plek 2 een OH groep
In DNA zit op plek 2 een H-atoom
o Fosfaatgroep: sterk negatief geladen
- DNA streng BLZ 175. Fig. 5-2
o 5’ uiteinde = 5-prime = 5-accent
Heeft fosfaat groep
o 3’ uiteinde = 3-prime = 3-accent
Heeft geen fosfaatgroep
o Dit verschil tussen de aanwezigheid van een fosfaatgroep aan de 3’of 5’ uiteinde
levert dus direct een polariteit op van het DNA molecuul
o In DNA dubbele helix lopen de strengen anti-parallel aan elkaar. Ene streng loopt
van 5’ naar 3’ en andersom
- BLZ 177. Fig. 5-4
o Stikstofbase worden dmv. waterstofbruggen aan elkaar gehouden
o Tussen adenine en thymine: 2 waterstofbruggen
o Tussen guanine en cytosine: 3 waterstofbruggen
- BLZ 200. Fig. 6-2
o DNA gebruikt de ene streng als bouwdruk / template voor de andere streng
o Oude dubbele strengs DNA helix elke van deze 2 strengen dient als template om
de volgende complementaire streng te kunnen maken. In een nieuwe dubbele DNA
streng zit dus altijd 1 oude streng en 1 nieuwe streng
- Humane genoom
o 3 miljard base paren (3000 Mbp)
o Deze base paren coderen voor ~22 000 genen (dit zijn eiwit coderende genen. Er zijn
namelijk steeds meer genen die ontdekt worden die bijv. coderen voor RNA)
o Lengte: dubbelsets chromosomen in een normale kern = 2 meter
o Diameter: 2 nanometer
Diameter van een celkern: 6-8 micrometer
o Gewicht: 3 picogram
o 46 chromosomen of 23 paar chromosomen
22 paar autosomen
1 paar geslachtschromosomen
o In de kern van een eicel of zaadcel: 1 kopie van de chromosomen (=haploïd)
o Alle andere cellen in het lichaam (somatische cellen): 2 kopieën van de
chromosomen (=diploïd)
,- Genomisch DNA is verpakt in eiwitten: chromatine
Histonen: discus vormige eiwitten. Het DNA zit om de histonen heen
gedraaid. Het complex van histonen met DNA noem je samen chromatine.
2 vormen van chromatine
Heterochromatine: gecondenseerd & transcriptioneel inactief.
Doordat dit complex van histonen met DNA zo sterk gecondenseerd
is, zit het heel compact in elkaar, waardoor er geen transcriptie kan
plaatsvinden: de eiwitten die daarvoor nodig zijn kunnen er
simpelweg niet tussenkomen. Voor een kernporie zit nooit
heterochromatine: kern poriën daardoor makkelijker te herkennen
op plaatjes. Heterochromatine ontstaat eerst langs de rand vd kern.
Euchromatine: gedecondenseerd & transcriptioneel actief. Het DNA
dat in een kern actief gebruikt wordt om via transcriptie RNA van te
maken eiwitten.
Je kan dus in een cel aan de chromatine
zien of de cel actief is / welke delen vd
cel actief zijn.
Heterochromatine = donkere stukken:
omdat het zo compact is zit er heel veel
geconcentreerde kleurstof op 1 plek
Euchromatine = lichte stukken
- Hoe zijn die 2 x 3000 Mbp DNA verpakt in een nucleus?
o DNA = negatief geladen vanwege de aanwezigheid vd fosfaatgroep
o Histonen = rijk aan positief geladen aminozuren
o Fig.5-23
o Het DNA windt zich om een complex van 8 (2 x 4) histon eiwitten en vormt zo een
nucleosoom.
o Het vormt zo een ketting ‘beads-on-a-string’ welke verder gecondenseerd wordt
m.b.v. 5e histon eiwit om zo een 20nm chromatine fiber te vormen
o Deze chromatine fiber vormt lussen. Deze lussen condenseren verder om zo
interfase chromosomen te vormen: dit is de situatie in elke normale niet-delende
cel. In deze situatie kan er wel transcriptie plaatsvinden.
o Mitotische chromosomen (gebeurt bij cellen die zich gaan delen) ondergaan een nog
verdere vorm van condensatie / verpakking. (Metafase chromosomen zijn de meest
gecondenseerde vorm van chromatine). Dus zodra een cel de mitose / meiose ingaat
worden de chromosomen nog compacter.
Ook hier kan geen transcriptie plaatsvinden want compact eiwitten
komen er niet bij.
o Plaatje boek: in een normale niet delende cel ligt het DNA dus in de 700nm fase. In
de metafase cel ligt het DNA in de 1400nm fase.
-
,- Sequentie organisatie
o Bijna alle genen hebben een unieke DNA-sequentie (single copy genen)
Uitzondering: ribosomale RNA genen zijn multi-copy genen
100en rRNA genen per genoom
rRNA genen liggen op de satellieten van de 5 acrocentrische chromosomen
o Repetitieve sequenties
Gegroepeerd (in repeterende stukken, bv. bij centromeren)
In niet-coderende stukken DNA (=junk DNA)
- Chromosoom nomenclatuur = classificatie van chromosomen
o Lengte
o Op basis van positie van de centromeer
Chromosomen (in de metafase) worden door een centromeer aan elkaar
gehouden en bestaan uit een lange arm (q-arm) en een korte arm (p-arm).
Metacentrisch
Submetacentrisch
Acrocentrisch de
chromosomen: 13, 14, 15, 21, 22
Heeft satellieten
o Niet alle chromosomen kunnen hiermee uniek geïdentificeerd worden. Dus men
heeft met behulp van een kleuringstechniek (=Giemsa kleuring) een andere indeling
= G-bandering.
Metafase preparaten worden gekleurd. Er onstaat een patroon van donker
en lichter gekleurde banden = een soort unieke barcode. Cytogenetici
hebben al deze barcodes voor elk chromosoom gekarakteriseerd. Zo zorgt
G-bandering dus voor een eenduidige chromosoom identificatie:
karyotypering. Ook wel karyotype = een afbeelding van de chromosomen,
zoals deze tijdens de metafase van de celdeling te zien zijn onder een
microscoop.
Vb: het gen voor CF ligt
op positie 7q31 =
chromosoom 7, q-arm,
bandje 31.
, - Elk chromosoom bestaat uit 2 chromatiden
o Tijdens de M-fase hebben we dus 2x2 = 4 kopieën van ons genoom (want 2
chromosomen en 2 chromatiden)
- Notering van chromosomen
o Gezonde vrouw zonder extra chromosomen etc.: 46, XX
o Normale man: 46, XY
o Vrouw met Downsyndroom: 47, XX, +21
- Giemsa kleuring = ouderwets; wordt nog wel gebruikt, maar veel opvolgers.
- FISH = DNA sequence detectie d.m.v. Fluorescentie In Situ Hybridizatie
o Specifieke stukken DNA in de cel aankleuren d.m.v. fluorescente probes
o Meta of interfase cellen
- Array-CGH & SNP-array
- NextGen sequencing = meest nauwkeurig. Hiermee is het mogelijk om tot op 1 basepaar
nauwkeuring het DNA te bekijken
HC3 Mitose en meiose Essential Cell Biology
- Menselijk genoom:
o 46 chromosomen
o 23 paar chromosomen
o Chromosoomparen 1-22: autosomen
o Chromosoompaar 23: geslachtschromosomen X en Y
- Waarom delen cellen?
o Voortplanting
o Groei van bevruchte eicel tot meercellig organisme
o Herstel vervangen van cellen als gevolg van schade en slijtage
- Twee soorten celdeling
o Mitose: produceert dochtercellen voor groei en herstel
o Meiose: een tweedelig delingsproces dat voorplantingscellen (gameten) produceert
- Termen
o Microtubuli / spoeldraden: binden zich aan kinetochoor om de zusterchromatiden
uit elkaar te trekken
o Centrosoom: bestaat uit twee centriolen en is het centrum waar vandaan de
microtubuli zich vormen. Centrosomen zijn de polen van de cel waar naartoe de
chromatiden getrokken gaan worden met behulp van de microtubuli.
o Centromeer: de plek in het DNA waar na replicatie de zusterchromatiden
bijeengehouden worden
o Kinetochoor: structuur van eiwitten waar de microtubuli zich aan hechten
- Mitose. BLZ 628-629
o Doel: een exacte kopie van het genetisch materiaal van de moedercel doorgeven
aan de dochtercellen
o Interfase
90% van de celcyclus
G1 = 1ste groeifase (groeicelinhoud, excl. De chromosomen)
S = DNA synthese (chromosomen gedupliceerd)
G2 = 2de groeifase (groei cel en voorbereiding mitose)
G0 = rustfase (cellen die zich niet delen)
, Duidelijke kern
DNA is gedespiraliseerd (in de 700nm fase)
Voorbereiding voor mitose
Replicatie van chromosomen (S-fase)
Productie eiwitten en organellen
Verdubbelen van de centrosomen
o Profase
Condensatie chromatine
Zichtbare chromosomen (bestaan uit 2 zusterchromatiden)
Kernmembraan verdwijnt
Centrosomen (spoellichaam) verplaatsen zich naar tegenoverliggende polen
Vorming spoeldraden
o Prometafase
Chromosomen zijn volledig gecondenseerd
Spoeldraden verbinden zich met het kinetochoor (ligt op centromeer)
Chromosomen beginnen zich te bewegen
o Metafase
De centromeren verplaatsen zich naar het midden van de cel (equatoriaal
vlak)
Checkpoint of alle chromatiden vastzitten aan een spoeldraad
o Anafase
Chromatiden splitsen op het kinetochoor
De chromatiden bewegen naar tegenoverliggende polen via de
spoeldraden = scheiding van het DNA
Elk losse chromatide wordt nu weer als chromosoom beschouwd
o Telofase
Chromosomen op tegenoverliggende polen
Vormen van dochter kernen
Nucleoli worden gevormd
Chromosomen despiraliseren
Spoeldraden verdwijnen
o Cytokinese
Sluit aan op de mitose
De cel deelt zich in twee dochtercellen door insnoering van de celmembraan
- Meiose. BLZ 656
o Doel: productie van gameten (eicellen en spermacellen); halveren van aantal
chromosomen; introductie genetische variatie
o Chromosomen bewegen zich in meiose op soortgelijke manier als in de mitose,
gelijknamige fases. Alleen de eindproducten zijn verschillend.
o Meiose bestaat uit twee delingen meiose 1 en meiose 2
o Meiose 1
Doel meiose 1: verdelen van de homologe paren & cross-over /
recombinatie (voor de genetische variatie).
Profase 1
, Twee zusterchromatiden
Chromosomen gaan condenseren
Kernmembraan verdwijnt
Centrosomen verplaatsen
Spoeldraden worden gevormd
Het grote verschil tussen de profase 1 van de meiose en de profase
in de mitose = de crossing over
Crossing-over
o Fig. 19-8. De homologe chromosomen vormen samen een
bivalent: de twee identieke chromosomen die al verdubbelt
zijn in de S-fase (2 identieke chromosomen met ieder 2
chromatide) zoeken elkaar op maken een complex =
bivalent. Zo onstaat er een complex van 4 chromatide die
naast elkaar liggen.
o Fig. 19-9. Deze 4 chromatide gaan dan DNA uitwisselen =
crossing-over. Zo ontstaan er chromosomen die genetisch
materiaal bevatten van beide grootouders. Plaatje: er is dus
cross-over tussen de twee non-zusterchromatiden (liggen
midden in het bivalent).
o Chiasma / chiasmata = is een overkruising van twee
chromatiden van homologe chromosomen. Chiasmata zijn
belangrijk voor een goed verloop van de meiose.
o Fig. 19-12. Rood = bivalent. Groen = cross-over. Er zijn dus
meerdere crossing-over punten per bivalent. En in het
algemeen zijn er redelijk veel crossing-over punten: veel
uitwisseling tijdens de crossing-over.
o Paring van X en Y tijdens de meiose. Een man heeft een X en
Y chromosoom: helemaal geen homologe chromosomen
maar ze moeten elkaar wel opzoeken tijdens de meiose.
Oplossing: het X en Y chromosoom bevatten allebei een
klein homoloog deel op het chromosoom =
pseudoautosomale regio (PAR1) zit aan de top van het
chromosoom en ook een klein deel helemaal onderin het
chromosoom.
Metafase 1
Centromeren verplaatsen zich naar equatoriale vlak
Fig. 19-7. Verschil meiose en mitose:
o In mitose liggen alle chromosomen netjes onder elkaar
o In meiose liggen de chromosoom paren naast elkaar (= die
bivalente structuur met de 4 chromatiden waartussen
crossing over plaatsvindt).
Anafase 1
Homologe chromosomen splitsen en bewegen naar
tegenoverliggende polen
Telofase 1
Spoeldraden verdwijnen en nieuw kernmembraan ontstaat
Cytokinese
, Einde van meiose 1: twee cellen met elk 23 chromosomen, ieder bestaand
uit twee zusterchromatiden dit is dus nog niet haploid: de chromosomen
bestaan nog uit twee chromatiden. Haploid = 1 chromosoom bestaande uit
1 chromatide.
o Meiose 2
Overgang meiose 1 naar meiose 2 zonder interfase
Verschil tussen meiose 1 en meiose 2: metafase – anafase:
Bij meiose 1: na crossing-over splitste het chromosomenpaar in 2 x 1
chromosoom
Bij meiose 2: het ene chromosoom splitst in 2 x 1 chromatide.
Einde van meiose 2: vier gameten met 23 chromosomen, ieder bestaan uit
een chromatide.
o Meiose in man en vrouw w
Bij de man resulteert de meiose in 4 zaadcellen
Bij de vrouw resulteert de meiose in 1 eicel en 3 poollichaampjes eicel
heeft veel cytoplasma nodig zodat de zygoot eerste stadia kan overleven
Fouten in de mitose en meiose
- Bij fouten in de meiose kunnen er aangeboren afwijkingen ontstaan
- Een chromosoomafwijking is alles wat afwijkt van 46 normale chromosomen
o Numerieke afwijkingen (aantal chromosomen)
o Structurele afwijkingen (structuur van de chromosomen)
Beide van deze afwijkingen kunnen ontstaan in de autosomen of in de
geslachtschromosomen
- Numerieke afwijkingen
- Nondisjunctie in meiose 1
o Fout bij de splitsing: waarbij 1 van de chromosoomparen niet splitst hierdoor
heeft 1 dochtercel dus een chromosoom te veel (24) en 1 dochtercel een
chromosoom te weinig (22). Na de totale meiose zijn dus alle 4 de dochtercellen
geraakt door deze fout.
- Nondisjunctie in meiose 2
o Fout bij de splitsing: waarbij 1 van de chromosomen niet splitst in 2 losse
chromatiden. Dus het chromosoom gaat in zijn geheel naar 1 van de dochtercellen.
Na totale meiose heb je 2 normale dochtercellen, 1 dochtercel met 24 chromatide
en 1 dochtercel met 22 chromatide.
- Anafaselagging
o Bij het verplaatsen van de chromosomen naar de 2 polen, blijven er chromosomen /
chromatide achter: deze komen niet in een dochtercel terecht en gaan verloren.
- Aneuploidie: toevoeging of verlies van 1 of meerdere chromosomen
o Non-disjunctie
Disoom gameet (= 1 chromosoom teveel) + normale gameet = trisoom
gameet = 47 trisomie
o Non-disjunctie of anafaselagging
, Nullisoom gameet (= 1 chromosoom te weinig) + normale gameet =
monosoom gameet = monosomie 45
o Polyploidie: meer dan twee complete sets chromosomen
Triploïdie 69 chromosomen (2 zaadcellen die 1 eicel bevruchten of meiose
vd eicel of zaadcel is niet goed gegaan waardoor die diploid is ipv haploid).
Meestal niet levensvatbaar.
Tetraploidie 92 chromosomen (heel zeldzaam en niet levensvatbaar)
- Levensvatbare numerieke chromosoom afwijkingen
o Trisomie 31: Patau syndroom
o Trisomie 18: Edwards syndroom
o Trisomie 21: Downsyndroom
o Voor alle andere autosomen zijn trisomieen niet levensvatbaar
o 47, XXY: Klinefelter syndroom
o 45, X: Turner syndroom Dit is de enige levensvatbare monosomie. Er bestaan bijv.
geen patienten met een monosomie van chromosoom 1.
o 47, XXX: een anaploidie die heel weinig fenotype geeft en dus ook zeker
levensvatbaar is
o 47, XYY: ook een anaploidie die levensvatbaar is en fenotype heel mild is
- Het feit dat deze twee laatste trisomieen zo mild zijn terwijl de meeste niet levensvatbaar
zijn komt door X-inactivatie. BLZ 191
o X-chromosoom bevat > 1000 genen: belangrijk voor o.a. de ontwikkeling
o Y- chromosoom is gen-arm
o Het levert dus een probleem op dat vrouwen (XX) twee keer die 1000 genen zouden
hebben terwijl mannen (XY) maar 1 kopie van die 1000 genen hebben. Dat zou heel
groot verschil opleveren tussen mannen en vrouwen voor die genen. Oplossing: X-
inactivatie.
o In het epiblast stadium wordt het aantal X-chromosomen in een cel geteld op 1 X-
chromosoom na worden de overige X-chromosomen geinactiveerd.
Dus als er 2 zijn: 1 geinactiveerd
Als er 3 X zijn: 2 geinactiveerd daarom vrouw met 47, XXX: weinig last van
o X-inactivatie is random, dus zowel de paternale als maternale X-chromosoom
hebben evenveel kans om geïnactiveerd te worden
o Het geinactiveerde chromosoom blijft intact maar heeft geen genexpressie
o Bij vorming oocyten wordt de inactivatie weer verwijderd en erft dus ieder X-
chromosoom actief over
o Xist gen Fig. 5-28. BLZ 191
o Controleert X-inactivatie; komt tot expressie op het
geinactiveerde X-chromosoom; codeert voor groot niet coderend
RNA, dat op het inactieve X-chromosoom gaat zitten (coating).
Hierdoor verandert chromatine structuur wordt
heterochromatisch
o Inactieve X-chromosoom in cel zichtbaar als heterochromatine
sport die sterk kleurt in de kern, ook wel Barr Body genoemd (bij
XXX zijn er dus twee Barr bodies).
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper famkew. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €9,99. Je zit daarna nergens aan vast.
