Ontwikkelingsbiologie
1. Inleiding tot de dierlijke ontwikkeling
- Ontwikkeling
o Zygote mitotische deling = embryo (tussen bevruchting en geboorte)
o Meestal ontwikkeling doorheen je leven
o Elke dag huidcellen vervangen en beenmerg erytrocyten
o Onderzoeken= ontwikkelingsbiologie
- Toepassing
o Stamceldifferentiatie
o Interpretatie congenitale defecten (zoals C-KIT => albunisme, gehoor, hart; Ptch
1=> meerdere vingers)
o Evo-devo (verandering in organsime ga je vaak terug vinden in embryo
vertebraten ondergaan in begin allemaal zelfde stadia)
1.1 belangrijke vragen in de ontwikkelinsgbiologie
- twee belangrijke functies
o cellulaire diverstiteit en orde in een generatie
o verzekert continuiteit van het leven van één generatie naar de volgende
- 6 fundamentele vragen
o Vraag van differentiatie
Bevruchte eicel verschillende types cellen
Elke cel van het lichaam algemeen dezelfde set genen beschikt hoe eenzelfde
set genetische instructies verscheidenheid aan celtypes voortbrengen? , hoe
zoveel verschillende genen?
o Vraag van morfogenese
Gedifferentieerde cellen niet willigkeurig verspreid georganiseerd in complexe
weefsel
= creatie van geordende vorm, hoe cellen zulke geordende structuur vormen?
o Vraag van groei
Hoe weten cellen wanneer ze moeten stoppen?
Een extra deling kan zorgen voor ander uiterlijk
Hoe kan celdeling zo precies worden gereguleerd?
o Vraag van reproductie
Zaadcel en eicer zeer gespecialiceerd instructie om organisme te maken van
ene naar andere generatie
Hoe worden de cellen afzonderlijk geplaats van de andere somatische cellen om
volgende generatie te vormen?
o Vraag van evolutie
Erfelijke veranderingen gebeuren tijdens ontwikkeling
Welke overerfbare veranderingen zijn toegestaan in de beperkingen die worden
opgelegd door de vereist van het organisme om te overleven,
o Vraag naar integratie in omgeving
Talrijke organismen wordt beinvloed door prikkels vanuit de omgeving
Bv vlinder hebben kleur van vleugels afhankelijk van hoeveelheid daglicht
- Kiemlagen (tijdens gastrulatie = celherschikking)
o Endoderm
, Darm, en organen bv lever, pancreas, longen
o Ectoderm
Centrale zenuwstelsel en neurale kam aan neural buis
o Mesoderm
Hart, nier, bloedcellen, spiercellen
o (Germcellen) sperma en eicelll, neuron en pigment en epidermale cellen
1.2 stadia in dierlijke ontwikkeling
stappen
Fusie genetische materiaal van twee gameten= bevruchting
Hierna heb je embryogenese
1) na bevruchting klieving = mitotische delingen cytoplasma volume van zygote
opgedeeld in kleinere cellen = blastomeren en op einde = blastula
2) snelheid mitotische delingen neemt af blastomeren => verplaatsing en zo positie
veranderen = gastrulatie 3 kiemlagen hebt
3) onderlinge interactie en herschikking vorming organen= oganogenese
bij gewervelden door cellulaire interactie vorming neurale buis (die hersenen en
ruggenmerg vormt
beenderen van aangezicht = afkomstig van ventraal gemigreerd van dorsale gebied van
het hoofd
4) gespecialiseerd deel van ei-cytoplasma cellen die precursoren zijn van gameten
gameet + precursor= kiemcellen nodig voor voortplanting
ander cellen= somatische
verschil tussen deze is eerste differentiatiestap
kiemcel migreert naar gonaden = gametogenese
5) vaak is eerst een larvestadium aanwezig = voeding opnemen (vaak zeer lang)
- ontwikkeling kikker
o onbevruchte eicel met gepigmenteerd bovenaan= animale pool= mobiel en actief
en dooiercellen= immobiel
lager gelegen gebied= vegetatieve pool accumulatie van dooier granules
cellen animale helft voorste einde hoofd van embryo
o na bevruchting en fusie klieving (cellen worden kleiner en meer)
o na 12 delingen blastula met blastocoel boven op dooiercellen
o mesoderm spieren, kraakbeen, been, interne organen
o endoderm darm, lever, longen
o ectoderm epidermis en zenuwstelsel
(mesoderm en endoderm liggen eerst nog op het oppervlakte)
Na gastrualties herschikking en zullen endoderm en ectoderm bewegen
mesoderm dorsaal aanleiding tot staafactige structuur= notochord aan elke
zijde gesegmenteerde blokken= someiten spieren, ruggengraat,
dermislaag
o na gastrulatie vormt ectoderm neurale buis hersen en ruggenmerg=
neurulatie
tergelijkertijd ook andere organen: ledematen, ogen, kieuwen
1.3 bestemmingskaarten van blastula (bestemming elke cel vastleggen)
, - nieuw gevormde cellen na deling van ei ondergaan interactie die de vorming van nieuwe
structuren en organen bepalen
- lijnen van cellen= volgen van individuele cellen en hun lot gebieden embryo gemekrt
en gevolgd tijdens ontwikkeling bestemmingskaart opstellen
- vaak zijn er overeenkomsten
o celllen die notochord vormen betrekken centraal dorsale positie
o precursoren van neurale cellen liggen onmiddellijk anterieur van notochordn
(boven)
o neurale ectoderm is omgeven door toekomstig epidermis
1.4 inductie
- weefsel ontwikkeling van een ander naburig weefsel stuurt belang aangetoond in
Hans Spemann
o stukje embryo van ene salamendersoort op embryo ander ent van dorsale
blastosporuslip aan het dorsale opp inductie in nieuw embryo
o regio die vorming embryo controleert= Spemann organisator
1.5 samenkomen van genetica en ontwikkeling
- genetica en embryologie dicht bij elkaar via genotype en fenotype
- genen coderen voor eiwitten bepalen eigenschappen van cel
2. algemene werkconcepten in de ontwikkeling
verschillende postulaten
2.1 ontwikkeling impliceert celdeling, het ontstaan van een patroon, verandering van vorm,
celdifferentiatie en groei
- ontwikkeling= toenemende organisatie van cellen
na bevruchting= klieving en patroonvorming
- patroonvorming
o vastleggen lichaamsplan door lichaamsassen
anterieur en posterieur
dorsaal en ventraal
links en rechts
o toekennen cellen tot een kiemlaag
o morfogenese
gastrulatie en migratie
o celdifferentiatie
o groei (vermenigvuldigen van cellen + afzetting extracellulair materiaal)
2.2 gedrag cellen vormt verbintenis tussen activiteit van genen en ontwikkelingsprocessen
- gen-expressie status bepaalt gedrag van cel en cellulair gedrag en cellulaire processen bepalen
embryonale ontwikkeling
o intercellulaire signalisatie
o verandering adhesie, vorm en motiliteit
o celproliferatie
o celdood
- voorbeelden
o spemann organisator
cellen in ontwikkelende embryo vermogen om vorming van specifieke weefsels
en organen in naburige cellen te induceren
o aanvang gastrulatie
o afzonderen neurale buismigratie neurale lijstcellen
o celdood tijdens de vorming van vinger
1. Inleiding tot de dierlijke ontwikkeling
- Ontwikkeling
o Zygote mitotische deling = embryo (tussen bevruchting en geboorte)
o Meestal ontwikkeling doorheen je leven
o Elke dag huidcellen vervangen en beenmerg erytrocyten
o Onderzoeken= ontwikkelingsbiologie
- Toepassing
o Stamceldifferentiatie
o Interpretatie congenitale defecten (zoals C-KIT => albunisme, gehoor, hart; Ptch
1=> meerdere vingers)
o Evo-devo (verandering in organsime ga je vaak terug vinden in embryo
vertebraten ondergaan in begin allemaal zelfde stadia)
1.1 belangrijke vragen in de ontwikkelinsgbiologie
- twee belangrijke functies
o cellulaire diverstiteit en orde in een generatie
o verzekert continuiteit van het leven van één generatie naar de volgende
- 6 fundamentele vragen
o Vraag van differentiatie
Bevruchte eicel verschillende types cellen
Elke cel van het lichaam algemeen dezelfde set genen beschikt hoe eenzelfde
set genetische instructies verscheidenheid aan celtypes voortbrengen? , hoe
zoveel verschillende genen?
o Vraag van morfogenese
Gedifferentieerde cellen niet willigkeurig verspreid georganiseerd in complexe
weefsel
= creatie van geordende vorm, hoe cellen zulke geordende structuur vormen?
o Vraag van groei
Hoe weten cellen wanneer ze moeten stoppen?
Een extra deling kan zorgen voor ander uiterlijk
Hoe kan celdeling zo precies worden gereguleerd?
o Vraag van reproductie
Zaadcel en eicer zeer gespecialiceerd instructie om organisme te maken van
ene naar andere generatie
Hoe worden de cellen afzonderlijk geplaats van de andere somatische cellen om
volgende generatie te vormen?
o Vraag van evolutie
Erfelijke veranderingen gebeuren tijdens ontwikkeling
Welke overerfbare veranderingen zijn toegestaan in de beperkingen die worden
opgelegd door de vereist van het organisme om te overleven,
o Vraag naar integratie in omgeving
Talrijke organismen wordt beinvloed door prikkels vanuit de omgeving
Bv vlinder hebben kleur van vleugels afhankelijk van hoeveelheid daglicht
- Kiemlagen (tijdens gastrulatie = celherschikking)
o Endoderm
, Darm, en organen bv lever, pancreas, longen
o Ectoderm
Centrale zenuwstelsel en neurale kam aan neural buis
o Mesoderm
Hart, nier, bloedcellen, spiercellen
o (Germcellen) sperma en eicelll, neuron en pigment en epidermale cellen
1.2 stadia in dierlijke ontwikkeling
stappen
Fusie genetische materiaal van twee gameten= bevruchting
Hierna heb je embryogenese
1) na bevruchting klieving = mitotische delingen cytoplasma volume van zygote
opgedeeld in kleinere cellen = blastomeren en op einde = blastula
2) snelheid mitotische delingen neemt af blastomeren => verplaatsing en zo positie
veranderen = gastrulatie 3 kiemlagen hebt
3) onderlinge interactie en herschikking vorming organen= oganogenese
bij gewervelden door cellulaire interactie vorming neurale buis (die hersenen en
ruggenmerg vormt
beenderen van aangezicht = afkomstig van ventraal gemigreerd van dorsale gebied van
het hoofd
4) gespecialiseerd deel van ei-cytoplasma cellen die precursoren zijn van gameten
gameet + precursor= kiemcellen nodig voor voortplanting
ander cellen= somatische
verschil tussen deze is eerste differentiatiestap
kiemcel migreert naar gonaden = gametogenese
5) vaak is eerst een larvestadium aanwezig = voeding opnemen (vaak zeer lang)
- ontwikkeling kikker
o onbevruchte eicel met gepigmenteerd bovenaan= animale pool= mobiel en actief
en dooiercellen= immobiel
lager gelegen gebied= vegetatieve pool accumulatie van dooier granules
cellen animale helft voorste einde hoofd van embryo
o na bevruchting en fusie klieving (cellen worden kleiner en meer)
o na 12 delingen blastula met blastocoel boven op dooiercellen
o mesoderm spieren, kraakbeen, been, interne organen
o endoderm darm, lever, longen
o ectoderm epidermis en zenuwstelsel
(mesoderm en endoderm liggen eerst nog op het oppervlakte)
Na gastrualties herschikking en zullen endoderm en ectoderm bewegen
mesoderm dorsaal aanleiding tot staafactige structuur= notochord aan elke
zijde gesegmenteerde blokken= someiten spieren, ruggengraat,
dermislaag
o na gastrulatie vormt ectoderm neurale buis hersen en ruggenmerg=
neurulatie
tergelijkertijd ook andere organen: ledematen, ogen, kieuwen
1.3 bestemmingskaarten van blastula (bestemming elke cel vastleggen)
, - nieuw gevormde cellen na deling van ei ondergaan interactie die de vorming van nieuwe
structuren en organen bepalen
- lijnen van cellen= volgen van individuele cellen en hun lot gebieden embryo gemekrt
en gevolgd tijdens ontwikkeling bestemmingskaart opstellen
- vaak zijn er overeenkomsten
o celllen die notochord vormen betrekken centraal dorsale positie
o precursoren van neurale cellen liggen onmiddellijk anterieur van notochordn
(boven)
o neurale ectoderm is omgeven door toekomstig epidermis
1.4 inductie
- weefsel ontwikkeling van een ander naburig weefsel stuurt belang aangetoond in
Hans Spemann
o stukje embryo van ene salamendersoort op embryo ander ent van dorsale
blastosporuslip aan het dorsale opp inductie in nieuw embryo
o regio die vorming embryo controleert= Spemann organisator
1.5 samenkomen van genetica en ontwikkeling
- genetica en embryologie dicht bij elkaar via genotype en fenotype
- genen coderen voor eiwitten bepalen eigenschappen van cel
2. algemene werkconcepten in de ontwikkeling
verschillende postulaten
2.1 ontwikkeling impliceert celdeling, het ontstaan van een patroon, verandering van vorm,
celdifferentiatie en groei
- ontwikkeling= toenemende organisatie van cellen
na bevruchting= klieving en patroonvorming
- patroonvorming
o vastleggen lichaamsplan door lichaamsassen
anterieur en posterieur
dorsaal en ventraal
links en rechts
o toekennen cellen tot een kiemlaag
o morfogenese
gastrulatie en migratie
o celdifferentiatie
o groei (vermenigvuldigen van cellen + afzetting extracellulair materiaal)
2.2 gedrag cellen vormt verbintenis tussen activiteit van genen en ontwikkelingsprocessen
- gen-expressie status bepaalt gedrag van cel en cellulair gedrag en cellulaire processen bepalen
embryonale ontwikkeling
o intercellulaire signalisatie
o verandering adhesie, vorm en motiliteit
o celproliferatie
o celdood
- voorbeelden
o spemann organisator
cellen in ontwikkelende embryo vermogen om vorming van specifieke weefsels
en organen in naburige cellen te induceren
o aanvang gastrulatie
o afzonderen neurale buismigratie neurale lijstcellen
o celdood tijdens de vorming van vinger
