DT2 Ontwikkelingsbiologie
Cell differentiation and stem cells + Xerte
Differentie van een cel door expressie bepaalde genen
-cel wordt neuronale cel of bijdragen een hematopoetische bloedlijn
-veranderingen zijn gradueel
-na terminale differentiatie -> geen verandering meer
-200 verschillende humane cellen
-structureel anders
-verschillende genexpressie
-10% actieve genen zorgt voor differentiatie/cell fate (micro array/RNAseq)
-na differentiatie geen/beperkt aantal celdelingen
Extracellulaire signalen controleren celdifferentiatie
-signalen selectief
-afhankelijk van ontwikkeling (plaats/stadium)
-gelimiteerde opties
Transcriptiefactoren reguleren expressie genen
-beperkt aantal zorgt al voor fate (1 al!) -> master regulatory gen
-combinatie expressiegenen bepaald celtype
Genexpressie
-gen heeft:
-controle regio -> (core) promotor (5’, bindt TF/RNA polymerase) + enhancer (kunnen ver weg
liggen, beïnvloeden plaats/tijd expressie)
-bepalen of belangrijk is door promotor (controle regio) zetten voor gen wat
normaliter niet gemaakt wordt (mensenhormoon in muis, expressie in ander weefsel,
zie afb) -> komt door binden TF+complex aan controle regio’s
-meer promotors per gen is mogelijk
-coderende regio -> mRNA (intronen worden eiwit, exonen eruit geknipt)
-onvertaalde regio’s -> bindingsplekken eiwitten die reguleren aan ´3-kant (niet altijd in
gebruik, maar kunnen heel belangrijk zijn!)
-RNA polymerase gebruikt 3’-5’ keten, RNA is dus kopie van 5’-3’ keten
,Eiwitcomplex:
-TF reguleren (binden promotor) RNA polymerase II -> transcriptie initiatie complex
-kan activeren/repressen, meerdere enhancers binden, gen kan meerdere enhancers nodig
hebben
-enhancers binden activators/repressors -> reguleren -> co-activator/repressor -> linkt aan TIC
-mediator multi eiwit complex bindt alle activatoren/repressors aan RNA polymerase II
-mogelijk door flexibiliteit DNA
-promotor aan 5’ gen
-controle regio op 5’ of 3’ gen -> kan 1000en kb’en van gen liggen!
Combinatie spatio-temporale (tijd/plaats) expressie bepaalt TF en expressie genen
-vb. even skipped:
-in elk ander parasegment tot expressie
-in vroeg embryo strepen (expressie in parasegmenten, 7 strepen), in laat embryo stipjes
(expressie in mesoderm, spier)
-mogelijk door andere TF expressie in vroeg/laat embryo -> geen activators voor expressie
zeven eve-strepen in laat embryo
-tinman -> laat stage -> hart/spier in mesoderm -> handelt niet alleen!
-late stage activatie zodat geen eve actief in verkeerde regio’s
-combinatie TF brengt expressie even skipped
,Eén massa-TF kan andere TF tot expressie brengen
-gen tot expressie als andere TF binden aan regulatie gebieden
-combinatie en hoeveelheid bepaalt regulatie
-associatie met co-activatoren en co-repressors
-kunnen ook gen hoog/laag tot expressie brengen
Topologically associated domains (TADs) -> sterk gevouwen gebied
-delen van chromatiden wat gevouwen is
-kleuren en hoogte piramide geeft complexiteit vouwing aan
-donker = veel vouwing = hoge piramide
-kunnen megabp in lengten zijn
-kunnen gebieden tussen liggen die minder sterk zijn gevouwen
-gereguleerd door CTCF -> binden cohesine -> trekt DNA erdoor en vouwt dit
-vouwen, zodat TF niet kunnen binden! -> regulatie!
-gevouwen = heterochromatine (donker), niet gevouwen = euchromatine (licht)
, Hoxa cluster ligt tussen twee TADs
-enhancers van dit gen liggen in de sterk gevouwen TAD
-bij expressie cluster -> ontvouwen TADs -> regulatie cluster
In Hoxa cluster
-op E6 (embryonale dag 6) is chromatine gecondenseerd, repressie histonenmarks
-op E7 -> Wnt (Wingless + Int) signalering ontvouwt chromatide -> TF-complexen binden -> activatie
Wnt-responsive enhancers -> afschrijven Hoxa cluster
-hoe verder ontvouwen -> hoe verder Hox afgeschreven
-correleert met anterior-posterior expressie
-voortgaande decondensatie chromatine
-modificatie histonen
-op E10 -> laatste Hoxa gen tot expressie -> anterior Hox gen uit, posterior aan
In Drosophila eiwitten Hox expressie
-expressie: trithorax
-repressie: polycomb
Cell differentiation and stem cells + Xerte
Differentie van een cel door expressie bepaalde genen
-cel wordt neuronale cel of bijdragen een hematopoetische bloedlijn
-veranderingen zijn gradueel
-na terminale differentiatie -> geen verandering meer
-200 verschillende humane cellen
-structureel anders
-verschillende genexpressie
-10% actieve genen zorgt voor differentiatie/cell fate (micro array/RNAseq)
-na differentiatie geen/beperkt aantal celdelingen
Extracellulaire signalen controleren celdifferentiatie
-signalen selectief
-afhankelijk van ontwikkeling (plaats/stadium)
-gelimiteerde opties
Transcriptiefactoren reguleren expressie genen
-beperkt aantal zorgt al voor fate (1 al!) -> master regulatory gen
-combinatie expressiegenen bepaald celtype
Genexpressie
-gen heeft:
-controle regio -> (core) promotor (5’, bindt TF/RNA polymerase) + enhancer (kunnen ver weg
liggen, beïnvloeden plaats/tijd expressie)
-bepalen of belangrijk is door promotor (controle regio) zetten voor gen wat
normaliter niet gemaakt wordt (mensenhormoon in muis, expressie in ander weefsel,
zie afb) -> komt door binden TF+complex aan controle regio’s
-meer promotors per gen is mogelijk
-coderende regio -> mRNA (intronen worden eiwit, exonen eruit geknipt)
-onvertaalde regio’s -> bindingsplekken eiwitten die reguleren aan ´3-kant (niet altijd in
gebruik, maar kunnen heel belangrijk zijn!)
-RNA polymerase gebruikt 3’-5’ keten, RNA is dus kopie van 5’-3’ keten
,Eiwitcomplex:
-TF reguleren (binden promotor) RNA polymerase II -> transcriptie initiatie complex
-kan activeren/repressen, meerdere enhancers binden, gen kan meerdere enhancers nodig
hebben
-enhancers binden activators/repressors -> reguleren -> co-activator/repressor -> linkt aan TIC
-mediator multi eiwit complex bindt alle activatoren/repressors aan RNA polymerase II
-mogelijk door flexibiliteit DNA
-promotor aan 5’ gen
-controle regio op 5’ of 3’ gen -> kan 1000en kb’en van gen liggen!
Combinatie spatio-temporale (tijd/plaats) expressie bepaalt TF en expressie genen
-vb. even skipped:
-in elk ander parasegment tot expressie
-in vroeg embryo strepen (expressie in parasegmenten, 7 strepen), in laat embryo stipjes
(expressie in mesoderm, spier)
-mogelijk door andere TF expressie in vroeg/laat embryo -> geen activators voor expressie
zeven eve-strepen in laat embryo
-tinman -> laat stage -> hart/spier in mesoderm -> handelt niet alleen!
-late stage activatie zodat geen eve actief in verkeerde regio’s
-combinatie TF brengt expressie even skipped
,Eén massa-TF kan andere TF tot expressie brengen
-gen tot expressie als andere TF binden aan regulatie gebieden
-combinatie en hoeveelheid bepaalt regulatie
-associatie met co-activatoren en co-repressors
-kunnen ook gen hoog/laag tot expressie brengen
Topologically associated domains (TADs) -> sterk gevouwen gebied
-delen van chromatiden wat gevouwen is
-kleuren en hoogte piramide geeft complexiteit vouwing aan
-donker = veel vouwing = hoge piramide
-kunnen megabp in lengten zijn
-kunnen gebieden tussen liggen die minder sterk zijn gevouwen
-gereguleerd door CTCF -> binden cohesine -> trekt DNA erdoor en vouwt dit
-vouwen, zodat TF niet kunnen binden! -> regulatie!
-gevouwen = heterochromatine (donker), niet gevouwen = euchromatine (licht)
, Hoxa cluster ligt tussen twee TADs
-enhancers van dit gen liggen in de sterk gevouwen TAD
-bij expressie cluster -> ontvouwen TADs -> regulatie cluster
In Hoxa cluster
-op E6 (embryonale dag 6) is chromatine gecondenseerd, repressie histonenmarks
-op E7 -> Wnt (Wingless + Int) signalering ontvouwt chromatide -> TF-complexen binden -> activatie
Wnt-responsive enhancers -> afschrijven Hoxa cluster
-hoe verder ontvouwen -> hoe verder Hox afgeschreven
-correleert met anterior-posterior expressie
-voortgaande decondensatie chromatine
-modificatie histonen
-op E10 -> laatste Hoxa gen tot expressie -> anterior Hox gen uit, posterior aan
In Drosophila eiwitten Hox expressie
-expressie: trithorax
-repressie: polycomb
