Ontwikkelingsbiologie DT1
Hoofdstuk 1: Basic concepts
Ontwikkelingsbiologie
- Ontwikkeling vindt het hele leven plaats, stopt niet na geboorte (denk aan metamorfose,
groeien, ouder worden)
- Ook de axolotl heeft ontwikkeling: regeneratie. Bij afknippen poot groeit erna bvb de hele
poot + vingertjes weer aan
Modelsystemen
- Vertebraten
o Xenopus laevis, Gallus gallus, Danio rerio, Mus musculus, hamster, salamander
o De levenscyclus van de kikker
- Invertebraten
o Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans en enchinodermaten zoals de zee-
egel
- Planten
o Arabidopsis thaliana
- in vitro modelsystemen
o Embryonale stamcellen (ESC). Dit zijn cellen die uit blastocyst-stadium zijn gehaald
(vanuit de inner cell massa). M.b.v. naald kunnen die worden geïsoleerd en loshalen
van elkaar. In kweek brengen. Ze blijven EMC die kunnen differentiëren in alle
celtypen nog. Geslachtscellen (germ cells) kunnen niet komen uit deze cellen. De ICM
vormt het embryo, maar de buitenkant van de blastocyst zal bvb de placenta worden
o Induced pluripotent stemcells (iPSC). Zijn cellen die uit een gedifferentieerde cel
komen, zoals de huidcel van volwassen mens. Je voegt daar 4 stoffen aan toe die de
cel herprogrammeren, daardoor wordt de cel pluripotent. Ze zien eruit als ESC en
gedragen zich ook zo;
- Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4
o Organoïden
o Embryioiden?
,Type klievingen
- Een klieving is een deling, je gaat van 2 naar 4 naar 8 cellen
- De radiale klieving
o De zee-egel heeft deze
- De inequale/oneven klieving
o De C. elegans heeft deze
o Bij tweecellig stadium is de ene cel groter = macromeer dan de andere = micromeer
- De spirale klieving
o Ringwormen en weekdieren hebben deze
o De spirale kleving heet cellen van ongelijke grootte
o De kleinere cellen zijn een beetje gedraaid t.o.v. de grotere, als een spiraal
o De 4 kleine cellen bovenop heten micromeren en de 4 grotere eronder de
macromeren
- Dan heb je ook nog een asymmetrische klieving
o Hierbij krijg je twee cellen met twee verschillende ontwikkelingsmogelijkheden
o Asymmetrische klievingen kunnen equaal, maar ook inequaal zijn
- Zoogdieren hebben bij de tweede klieving dat de ene deling horizontaal gaat en de andere
verticaal, daardoor lijkt het geroteerd. Dit heet een rotationele klieving
o Resultaat is een holoblastische complete klieving
- Je kunt klievingen ook indelen op de hoeveelheid dooier: de reservestof tijdens de
ontwikkeling van het embryo
o Holoblastische klievingen (amfibieën)
- Dit zijn complete klievingen; deze gaan
- helemaal door
- Er is niet zo veel dooier
- De delingen kunnen wel inequaal zijn; oneven
o Meroblastische klievingen (vogels en vissen)
- Dit zijn incomplete klievingen
, - Hier is heel veel dooier
Vraag
Welk modelsysteem zou je gebruiken bij… de ontwikkeling van de hersenen?
Zal alleen vertebraten zijn, fruitvliegjes hebben simpeler neuronaal systeem (hebben wel
neuronen), dus zal het niet zijn. Muizen zal het ook niet zijn. Dit onderzoek je met C. elegans
Regulatie van de eerste celdeling?
Vertakkingen van bloedvaten?
Preformatie en epigenese
- De vraag was of het embryo al voorgevormd is in het begin. Ja = homunculus
o Malphigi 1672
o Hartsoecker 1694
- Op een gegeven moment werden de cellen ontdekt; de cell theory
o In de 19e eeuw
o Planten en dieren zijn gemaakt van cellen
o Eicellen en sperma zijn cellen
o Somatische cellen vs. geslachtcellen (Weismann)
De rol van celkernen
- Het bevat chromosomen (bestaand uit DNA, rondom zitten histoneiwitten)
- Ze bevatten genen
- Ze zijn ploidy
o Geslachtcellen = haploïd
o Somatische cellen = diploïd
o Gespecialiseerde cellen = polyploid (4n, 6n, 8n ….). Gebeurt bij foutje in mitose
Mozaïekontwikkeling
- Kwam vanuit het besef dat celkernen genetisch materiaal bevat
- Weismann kwam met de theorie: vanuit de bevruchte eicel zitten alle nucleaire
determinanten al in, maar bij de eerste deling worden ze al gescheiden
- Elke cel maakt dus maar één bepaald type ding
- Daar was bewijs voor:
o Roux in 1890 nam een bevruchte kikkereicel
o Maakte de cel dood door een hete naald in de cel te stoppen
o Cel ging door en ontwikkelde niet verder
o Bij blastula stadium bleek dat er maar een halve blastocoel kwam en uiteindelijk ook
een halve embryo
, o Dus: er kwam vroeger al een linkerkant en een rechterkant
- Klopt dit? Wat weten we over klonen?
- Denk aan Dolly het schaap
o Als je informatie uit een gedifferentieerde cel haalde en in een donorcel stopte, kan
dit een volledig en nieuw organisme worden (Dolly)
o Dit geeft aan dat de kern van een eicel nogsteeds elke informatie bevat om een
volledig embryo te worden
o Dit is voorbeeld regulatief
Regulatieve ontwikkeling
- Driesch rond 1900
- Hij deed dit met eicellen van zee-egel embryo’s
o Hij haalde delende cellen uit elkaar
o Allebei die cellen werden alsnog een volledig embryo
o Dit zegt wat over inductie: de cel kan nog wel signaleren
o Wanneer dit herhaald wordt in de kikker: krijgt twee volledige kikkerembryo’s, maar
wel twee kleinere
Hoofdstuk 1: Basic concepts
Ontwikkelingsbiologie
- Ontwikkeling vindt het hele leven plaats, stopt niet na geboorte (denk aan metamorfose,
groeien, ouder worden)
- Ook de axolotl heeft ontwikkeling: regeneratie. Bij afknippen poot groeit erna bvb de hele
poot + vingertjes weer aan
Modelsystemen
- Vertebraten
o Xenopus laevis, Gallus gallus, Danio rerio, Mus musculus, hamster, salamander
o De levenscyclus van de kikker
- Invertebraten
o Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans en enchinodermaten zoals de zee-
egel
- Planten
o Arabidopsis thaliana
- in vitro modelsystemen
o Embryonale stamcellen (ESC). Dit zijn cellen die uit blastocyst-stadium zijn gehaald
(vanuit de inner cell massa). M.b.v. naald kunnen die worden geïsoleerd en loshalen
van elkaar. In kweek brengen. Ze blijven EMC die kunnen differentiëren in alle
celtypen nog. Geslachtscellen (germ cells) kunnen niet komen uit deze cellen. De ICM
vormt het embryo, maar de buitenkant van de blastocyst zal bvb de placenta worden
o Induced pluripotent stemcells (iPSC). Zijn cellen die uit een gedifferentieerde cel
komen, zoals de huidcel van volwassen mens. Je voegt daar 4 stoffen aan toe die de
cel herprogrammeren, daardoor wordt de cel pluripotent. Ze zien eruit als ESC en
gedragen zich ook zo;
- Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4
o Organoïden
o Embryioiden?
,Type klievingen
- Een klieving is een deling, je gaat van 2 naar 4 naar 8 cellen
- De radiale klieving
o De zee-egel heeft deze
- De inequale/oneven klieving
o De C. elegans heeft deze
o Bij tweecellig stadium is de ene cel groter = macromeer dan de andere = micromeer
- De spirale klieving
o Ringwormen en weekdieren hebben deze
o De spirale kleving heet cellen van ongelijke grootte
o De kleinere cellen zijn een beetje gedraaid t.o.v. de grotere, als een spiraal
o De 4 kleine cellen bovenop heten micromeren en de 4 grotere eronder de
macromeren
- Dan heb je ook nog een asymmetrische klieving
o Hierbij krijg je twee cellen met twee verschillende ontwikkelingsmogelijkheden
o Asymmetrische klievingen kunnen equaal, maar ook inequaal zijn
- Zoogdieren hebben bij de tweede klieving dat de ene deling horizontaal gaat en de andere
verticaal, daardoor lijkt het geroteerd. Dit heet een rotationele klieving
o Resultaat is een holoblastische complete klieving
- Je kunt klievingen ook indelen op de hoeveelheid dooier: de reservestof tijdens de
ontwikkeling van het embryo
o Holoblastische klievingen (amfibieën)
- Dit zijn complete klievingen; deze gaan
- helemaal door
- Er is niet zo veel dooier
- De delingen kunnen wel inequaal zijn; oneven
o Meroblastische klievingen (vogels en vissen)
- Dit zijn incomplete klievingen
, - Hier is heel veel dooier
Vraag
Welk modelsysteem zou je gebruiken bij… de ontwikkeling van de hersenen?
Zal alleen vertebraten zijn, fruitvliegjes hebben simpeler neuronaal systeem (hebben wel
neuronen), dus zal het niet zijn. Muizen zal het ook niet zijn. Dit onderzoek je met C. elegans
Regulatie van de eerste celdeling?
Vertakkingen van bloedvaten?
Preformatie en epigenese
- De vraag was of het embryo al voorgevormd is in het begin. Ja = homunculus
o Malphigi 1672
o Hartsoecker 1694
- Op een gegeven moment werden de cellen ontdekt; de cell theory
o In de 19e eeuw
o Planten en dieren zijn gemaakt van cellen
o Eicellen en sperma zijn cellen
o Somatische cellen vs. geslachtcellen (Weismann)
De rol van celkernen
- Het bevat chromosomen (bestaand uit DNA, rondom zitten histoneiwitten)
- Ze bevatten genen
- Ze zijn ploidy
o Geslachtcellen = haploïd
o Somatische cellen = diploïd
o Gespecialiseerde cellen = polyploid (4n, 6n, 8n ….). Gebeurt bij foutje in mitose
Mozaïekontwikkeling
- Kwam vanuit het besef dat celkernen genetisch materiaal bevat
- Weismann kwam met de theorie: vanuit de bevruchte eicel zitten alle nucleaire
determinanten al in, maar bij de eerste deling worden ze al gescheiden
- Elke cel maakt dus maar één bepaald type ding
- Daar was bewijs voor:
o Roux in 1890 nam een bevruchte kikkereicel
o Maakte de cel dood door een hete naald in de cel te stoppen
o Cel ging door en ontwikkelde niet verder
o Bij blastula stadium bleek dat er maar een halve blastocoel kwam en uiteindelijk ook
een halve embryo
, o Dus: er kwam vroeger al een linkerkant en een rechterkant
- Klopt dit? Wat weten we over klonen?
- Denk aan Dolly het schaap
o Als je informatie uit een gedifferentieerde cel haalde en in een donorcel stopte, kan
dit een volledig en nieuw organisme worden (Dolly)
o Dit geeft aan dat de kern van een eicel nogsteeds elke informatie bevat om een
volledig embryo te worden
o Dit is voorbeeld regulatief
Regulatieve ontwikkeling
- Driesch rond 1900
- Hij deed dit met eicellen van zee-egel embryo’s
o Hij haalde delende cellen uit elkaar
o Allebei die cellen werden alsnog een volledig embryo
o Dit zegt wat over inductie: de cel kan nog wel signaleren
o Wanneer dit herhaald wordt in de kikker: krijgt twee volledige kikkerembryo’s, maar
wel twee kleinere
