ZSO 1: Moleculaire basis voor embryonale ontwikkeling
• Genen dat ontwikkeling leiden
• Zelfde gen functioneert op andere tijden en in andere organen
-> minder moleculen nodig voor controleren van ontwikkeling
• Deze genen voor en na geboorte werken in normale en abnormale processen:
o Voor: reguleren van ontwikkeling, kan juist of fout gebeuren (mutaties)
o Na: mogelijkheid tot opwekken van tumoren (mutatie)
Fundamentele moleculaire processen in ontwikkeling
• Transcriptie factoren:
o Blijven in cel die hun produceert
o proteïnen die een domein bevatten dat kan binden op DNA van promoter of
enhancer regio van specifieke genen
o Ook een domein dat interageert met RNA polymerase II en andere transcriptie
factoren
o Reguleert constant hoeveelheid mRNA geproduceerd
• Signaalmoleculen:
o Verlaten cel die hun produceert en werken in op andere cellen (dichtbij of ver weg)
o Binden als ligand op receptor (op plasmamembraan)
o Meeste zijn proteïnen van grote families genaamd Groeifactoren
• Signaaltransductie pathway/cascade:
o Als ligand bindt op receptor
o Geeft ligand signaal door naar nucleus van cel
o Signaal reguleert genexpressie en toekomstige ontwikkeling van cel
Transcriptie factoren:
• Sommige voorkomen in alle cellen, andere is sommige
en in bepaalde fases
• Vaak belangrijk voor verandering dat zorgen voor grote
ontwikkelingsveranderingen
, • Werken in op promoters of enhancers voor activeren of onderdrukken van genen
• Verschillende groepen:
Homeobox bevattende genen en homeodomein proteïnen, Transcriptiefactor
• Homeodomein =
o sequentie van aminozuren (60 aminozuren)
o Helix-loop-helixregio
o Proteïnen
• homeobox =
o 180 nucleotiden die encoderen voor homeodomein
o Genen
• HOX genen:
o Bij mensen: gevonden in 4 verschillende clusters op 4 verschillende chromosomen
(van HOXa - HOXd)
o Elke cluster verdeeld in 13 paralogische groepen
o Genen 3’ einde eerder en meer anterior geëxprest dan 5’ einde
o Genen zorgen voor segmentatie van lichaam (bij vertebraten)
o Mutaties in HOX genen -> morfologische transformaties van segmentale structuren
in welke een gen normaal zou expressen
-> vb. mutatie van HOX gen voor antennen -> antennen worden poten (bij vlieg)
,o Verlies-van-functie mutatie: posterior naar anterior transformatie
-> cellen van een segment vormen structurele equivalent van volgende meest
anterior segment (Anteriorisatie)
o Krijgen-van-functie mutatie: anterior naar posterior transformatie
-> omgekeerd (Posteriorisatie)
o Principiële functie = opzetten van structuren langs de lichaamsas
-> MAAR, sommige groepen later hergebruikt voor formatie specifieke niet-axiale
structuren
o Bij mensen: paralogen groepen hebben ongeveer zelfde functies, zodat als 1
“uitvalt” andere functie overnemen
-> bv. Alle HOX “1” genen hebben dezelfde (A1, B1 en D1)
-> alle paralogen vallen uit -> morfologische fouten
o HOX gen modificaties:
▪ Chromatinestructuur
▪ Chromosoom organisatie
▪ miRNA (RNAi) van HOX mRNA
, • PAX genen:
o Bevatten een gepaard domein van 128 aminozuren die aan DNA bindt
o Belangrijk voor zintuig organen en CZS
• Andere Homeobox bevattende genfamilies:
o POU genfamilie:
▪ Bevatten homeobox en een regio die encodeert voor 75 animozuren dat
bindt aan DNA door helix-loop-helix
o Lim proteïnen:
▪ Familie van homeodomein proteïnen
▪ Sommige binden aan DNA in nucleus andere zitten in cytoplasma
o Dix genfamilie:
▪ Belangrijk voor uitgroeiende structuren
o Msx genen
• T-Box genene:
o 180-200 aminozuren dat bindt aan specifieke DNA sequentie
Helix-Loop-Helix transcriptiefactor
• Basische helix-loop-helix proteïnen:
o Korte set aminozuur sequentie in welke 2 α-helices zijn
gescheiden door een aminozuur loop
o Fungeren meestal als homodimeer
o 1 helix is korter en nodig om te dimeriseren, de lange
helix heeft het DNA-bindende motief
o Transcriptiefactoren die nodig zijn voor de myogenese
• Vorkhoofd (FOX) genfamilie:
o Variant van helix-loop-helix
o Gemeenschappelijk deel -> vorkhoofd DNA bindende
regio (gevleugelde helix)
o Samenwerken om morfogenesis te regelen van een
structuur
Zink vinger Transcriptiefactor
• Bevat proteïnen met regelmatige geplaatste cystidine en
histidine units dat gebonden zijn aan zinkionen -> polypeptide
ketting veranderen in vingeractige structuur
• Deze “fingers” in specifieke regio’s in DNA helix
• Genen dat ontwikkeling leiden
• Zelfde gen functioneert op andere tijden en in andere organen
-> minder moleculen nodig voor controleren van ontwikkeling
• Deze genen voor en na geboorte werken in normale en abnormale processen:
o Voor: reguleren van ontwikkeling, kan juist of fout gebeuren (mutaties)
o Na: mogelijkheid tot opwekken van tumoren (mutatie)
Fundamentele moleculaire processen in ontwikkeling
• Transcriptie factoren:
o Blijven in cel die hun produceert
o proteïnen die een domein bevatten dat kan binden op DNA van promoter of
enhancer regio van specifieke genen
o Ook een domein dat interageert met RNA polymerase II en andere transcriptie
factoren
o Reguleert constant hoeveelheid mRNA geproduceerd
• Signaalmoleculen:
o Verlaten cel die hun produceert en werken in op andere cellen (dichtbij of ver weg)
o Binden als ligand op receptor (op plasmamembraan)
o Meeste zijn proteïnen van grote families genaamd Groeifactoren
• Signaaltransductie pathway/cascade:
o Als ligand bindt op receptor
o Geeft ligand signaal door naar nucleus van cel
o Signaal reguleert genexpressie en toekomstige ontwikkeling van cel
Transcriptie factoren:
• Sommige voorkomen in alle cellen, andere is sommige
en in bepaalde fases
• Vaak belangrijk voor verandering dat zorgen voor grote
ontwikkelingsveranderingen
, • Werken in op promoters of enhancers voor activeren of onderdrukken van genen
• Verschillende groepen:
Homeobox bevattende genen en homeodomein proteïnen, Transcriptiefactor
• Homeodomein =
o sequentie van aminozuren (60 aminozuren)
o Helix-loop-helixregio
o Proteïnen
• homeobox =
o 180 nucleotiden die encoderen voor homeodomein
o Genen
• HOX genen:
o Bij mensen: gevonden in 4 verschillende clusters op 4 verschillende chromosomen
(van HOXa - HOXd)
o Elke cluster verdeeld in 13 paralogische groepen
o Genen 3’ einde eerder en meer anterior geëxprest dan 5’ einde
o Genen zorgen voor segmentatie van lichaam (bij vertebraten)
o Mutaties in HOX genen -> morfologische transformaties van segmentale structuren
in welke een gen normaal zou expressen
-> vb. mutatie van HOX gen voor antennen -> antennen worden poten (bij vlieg)
,o Verlies-van-functie mutatie: posterior naar anterior transformatie
-> cellen van een segment vormen structurele equivalent van volgende meest
anterior segment (Anteriorisatie)
o Krijgen-van-functie mutatie: anterior naar posterior transformatie
-> omgekeerd (Posteriorisatie)
o Principiële functie = opzetten van structuren langs de lichaamsas
-> MAAR, sommige groepen later hergebruikt voor formatie specifieke niet-axiale
structuren
o Bij mensen: paralogen groepen hebben ongeveer zelfde functies, zodat als 1
“uitvalt” andere functie overnemen
-> bv. Alle HOX “1” genen hebben dezelfde (A1, B1 en D1)
-> alle paralogen vallen uit -> morfologische fouten
o HOX gen modificaties:
▪ Chromatinestructuur
▪ Chromosoom organisatie
▪ miRNA (RNAi) van HOX mRNA
, • PAX genen:
o Bevatten een gepaard domein van 128 aminozuren die aan DNA bindt
o Belangrijk voor zintuig organen en CZS
• Andere Homeobox bevattende genfamilies:
o POU genfamilie:
▪ Bevatten homeobox en een regio die encodeert voor 75 animozuren dat
bindt aan DNA door helix-loop-helix
o Lim proteïnen:
▪ Familie van homeodomein proteïnen
▪ Sommige binden aan DNA in nucleus andere zitten in cytoplasma
o Dix genfamilie:
▪ Belangrijk voor uitgroeiende structuren
o Msx genen
• T-Box genene:
o 180-200 aminozuren dat bindt aan specifieke DNA sequentie
Helix-Loop-Helix transcriptiefactor
• Basische helix-loop-helix proteïnen:
o Korte set aminozuur sequentie in welke 2 α-helices zijn
gescheiden door een aminozuur loop
o Fungeren meestal als homodimeer
o 1 helix is korter en nodig om te dimeriseren, de lange
helix heeft het DNA-bindende motief
o Transcriptiefactoren die nodig zijn voor de myogenese
• Vorkhoofd (FOX) genfamilie:
o Variant van helix-loop-helix
o Gemeenschappelijk deel -> vorkhoofd DNA bindende
regio (gevleugelde helix)
o Samenwerken om morfogenesis te regelen van een
structuur
Zink vinger Transcriptiefactor
• Bevat proteïnen met regelmatige geplaatste cystidine en
histidine units dat gebonden zijn aan zinkionen -> polypeptide
ketting veranderen in vingeractige structuur
• Deze “fingers” in specifieke regio’s in DNA helix
