Hoofdstuk 10, kiemcellen, bevruchting en
geslacht
HCO
Kiemcelinductie Drosophila, een experiment heeft
aangetoond dat injectie van het poolplasma voor inductie
van kiemcellen zorgt. Het poolplasma van P (dat geen DNA
bevat) wordt anterior ingebracht in embryo Y. Na
cellularisatie worden de cellen in de anterior regio van Y in
de posterior regio van G geplaatst. De kiemcellen die door G
gevormd worden, hebben 2 verschillende genotypen:
sommige Y en andere G. Het poolplasma bevat dus eiwitten
en mRNA die kiemcellen kunnen induceren.
Oskar, is een belangrijk eiwit in de kiemcelinductie. In een
bepaald experiment is de 3’ UTR regio van Bicoid in het 3’
UTR van Oskar geplaatst. Hierdoor wordt Oskar anterior
gelokaliseerd i.p.v. posterior. Een fruitvlieg met beide
vormen van Oskar heeft dus aan beide polen Oskar
gebonden aan het cytoskelet. Als gevolg treedt aan beide
kanten poolcel inductie op. Oskar is in zijn eentje in staat
kiemcellen te induceren.
C. elegans, bij C. elegans is een soortgelijk mechanisme
gaande. P (polar) granules en het PIE-1 eiwit worden
asymmetrisch verdeeld tijdens de ontwikkeling en
komen steeds in de P cel terecht. Beide zijn nodig voor
kiemcel vorming.
Knaagdieren, is misschien wat moelijker te visualiseren doordat de gastrulatie anders
verloopt. De kiemschijf is hier namelijk niet plat, zoals bij de kip of mens, maar cilindrisch.
Als je hem echter voorstelt als een plastic bekertje dat je over de lengte een paar keer
doorknipt, kan je de cilinder plat uitvouwen. In de afbeelding hieronder is vervolgens
aangegeven hoe die primitief
streep ontstaat en ook hier
zal een knoop vormen die
zich dan langs de streep
terugtrekt. De primitief
streep vormt zich aan de
dorsale kant en die zit aan de
binnenkant v/d cilinder. Later
draait de embryo nog. Het
rode in de afbeelding is
mesoderm en je ziet dat de
primordial germ cells (PGCs)
zich dus in het extra-
embryonale mesoderm
, bevinden. Ze worden gekenmerkt door Oct-4+ en AP+ expressie. Het e.e.
mesoderm zal de allantois, amnion en chorion vormen en de primordiale
kiemcellen migreren dus als het ware buiten de embryo. Het e.e. mesoderm
gaat op den duur over in embryonaal mesoderm en de PGCs zullen naar het
embryonale mesoderm migreren. Tijdens hun reis gaan ze door de darm naar
de gonaden. De reis wordt begeleid door een chemoattractor, maar de redenen
voor deze reis zijn nog onbekend. Er wordt gedacht dat dit misschien vroege
differentiatie voorkomt of dat het selecteert voor de ‘fittest’ cellen. Bij de
zebravis is CXCR4-SDF-1 de receptor voor de chemoattractor en bij de muis
spelen SDF-2, Steel en Kit een rol.
Primordiaal, houdt in dat de kiemcellen net ontstaan zijn en ze nog aan het
ontwikkelen zijn.
Kiemcellen, de aanmaak van kiemcellen vindt al vroeg plaats in de ontwikkeling van dieren. Dit zorgt
er o.a. voor dat er minder mutaties door replicatiefouten zijn (in de mitochondria).
Doel migratie, eerder werd al verteld dat de migratie van kiemcellen een functie kan hebben:
- Voorkomen differentiatie, door kiemcellen buiten de wildernis van
groeifactoren en signaalmoleculen (v/d primitief streep) te houden,
verklein je de kans op differentiatie. In het primitief streep gebied
zouden de kiemcellen zomaar eens tot mesendoderm kunnen
differentiëren. Rechts in de afbeelding is te zien hoe differentiatie (door
transcriptie van genen middels RNA polymerase II) voorkomen wordt in
C. elegans en Drosophila. Door te voorkomen dat de serines en
threonines gefosforileerd worden, wordt RNA pol II niet geactiveerd en
krijg je geen transcriptie. Bij C. elegans is PIE-1 daarbij betrokken en bij
Drosophila is polar granule component (PGC) daarbij betrokken. LET OP
deze PGC is niet hetzelfde als de primordial germ cells.
- Selectie voor de ‘fittest’
Ontwikkeling, hele belangrijke kenmerken voor het leven ontstaan als eerste in
de ontwikkeling. Zo worden ogen en kiemcellen al vroeg in de ontwikkeling
gevormd (eten & voortplanting).
Oöcyt, als je oöcyt vergelijkt met somatisch cellen is de eicel echt gigantisch. Dit Lesch and Page, Nature Rev Genetics (2012)
is ook logisch, want deze draagt veel voeding en maternale factoren bij zich i.t.t. 13: 781-794
sperma. Hoe worden deze cellen gemaakt? Genetics of germ cell development
- Toename genexpressie
o Vertebraten
▪ 2 x 2n in meiose, het aantal genen neemt toe en daarmee ook het aantal
mRNA’s en eiwitten. Vertebraten oöcyten worden bijvoorbeeld in de profase
van de 1e meiotische deling vastgehouden en hebben dus het dubbele aantal
genen dan normaal. Transcriptie en oöcytgroei gaan door terwijl de meiose
vaststaat.
- Selectieve gen duplicatie
o Insecten & amfibieën
▪ rRNA (ribosomaal RNA), levert heel veel ribosomen op voor eiwitsynthese
tijdens de oöcytgroei en vroege embryo ontwikkeling.
▪ Chorion eiwitten
- Synthetische activiteit van andere cellen
o Dooier producerende cellen
▪ Nurse cellen in insecten
▪ Lever in vogels, amfibieën
▪ Darmcellen in C. elegans
Kiemcel differentiatie, diploïde kiemcellen ondergaan op den duur meiose, waardoor ze de helft van
hun chromosomen kwijtraken. Als de chromosomen gedupliceerd zijn en de twee kopieën nog aan
geslacht
HCO
Kiemcelinductie Drosophila, een experiment heeft
aangetoond dat injectie van het poolplasma voor inductie
van kiemcellen zorgt. Het poolplasma van P (dat geen DNA
bevat) wordt anterior ingebracht in embryo Y. Na
cellularisatie worden de cellen in de anterior regio van Y in
de posterior regio van G geplaatst. De kiemcellen die door G
gevormd worden, hebben 2 verschillende genotypen:
sommige Y en andere G. Het poolplasma bevat dus eiwitten
en mRNA die kiemcellen kunnen induceren.
Oskar, is een belangrijk eiwit in de kiemcelinductie. In een
bepaald experiment is de 3’ UTR regio van Bicoid in het 3’
UTR van Oskar geplaatst. Hierdoor wordt Oskar anterior
gelokaliseerd i.p.v. posterior. Een fruitvlieg met beide
vormen van Oskar heeft dus aan beide polen Oskar
gebonden aan het cytoskelet. Als gevolg treedt aan beide
kanten poolcel inductie op. Oskar is in zijn eentje in staat
kiemcellen te induceren.
C. elegans, bij C. elegans is een soortgelijk mechanisme
gaande. P (polar) granules en het PIE-1 eiwit worden
asymmetrisch verdeeld tijdens de ontwikkeling en
komen steeds in de P cel terecht. Beide zijn nodig voor
kiemcel vorming.
Knaagdieren, is misschien wat moelijker te visualiseren doordat de gastrulatie anders
verloopt. De kiemschijf is hier namelijk niet plat, zoals bij de kip of mens, maar cilindrisch.
Als je hem echter voorstelt als een plastic bekertje dat je over de lengte een paar keer
doorknipt, kan je de cilinder plat uitvouwen. In de afbeelding hieronder is vervolgens
aangegeven hoe die primitief
streep ontstaat en ook hier
zal een knoop vormen die
zich dan langs de streep
terugtrekt. De primitief
streep vormt zich aan de
dorsale kant en die zit aan de
binnenkant v/d cilinder. Later
draait de embryo nog. Het
rode in de afbeelding is
mesoderm en je ziet dat de
primordial germ cells (PGCs)
zich dus in het extra-
embryonale mesoderm
, bevinden. Ze worden gekenmerkt door Oct-4+ en AP+ expressie. Het e.e.
mesoderm zal de allantois, amnion en chorion vormen en de primordiale
kiemcellen migreren dus als het ware buiten de embryo. Het e.e. mesoderm
gaat op den duur over in embryonaal mesoderm en de PGCs zullen naar het
embryonale mesoderm migreren. Tijdens hun reis gaan ze door de darm naar
de gonaden. De reis wordt begeleid door een chemoattractor, maar de redenen
voor deze reis zijn nog onbekend. Er wordt gedacht dat dit misschien vroege
differentiatie voorkomt of dat het selecteert voor de ‘fittest’ cellen. Bij de
zebravis is CXCR4-SDF-1 de receptor voor de chemoattractor en bij de muis
spelen SDF-2, Steel en Kit een rol.
Primordiaal, houdt in dat de kiemcellen net ontstaan zijn en ze nog aan het
ontwikkelen zijn.
Kiemcellen, de aanmaak van kiemcellen vindt al vroeg plaats in de ontwikkeling van dieren. Dit zorgt
er o.a. voor dat er minder mutaties door replicatiefouten zijn (in de mitochondria).
Doel migratie, eerder werd al verteld dat de migratie van kiemcellen een functie kan hebben:
- Voorkomen differentiatie, door kiemcellen buiten de wildernis van
groeifactoren en signaalmoleculen (v/d primitief streep) te houden,
verklein je de kans op differentiatie. In het primitief streep gebied
zouden de kiemcellen zomaar eens tot mesendoderm kunnen
differentiëren. Rechts in de afbeelding is te zien hoe differentiatie (door
transcriptie van genen middels RNA polymerase II) voorkomen wordt in
C. elegans en Drosophila. Door te voorkomen dat de serines en
threonines gefosforileerd worden, wordt RNA pol II niet geactiveerd en
krijg je geen transcriptie. Bij C. elegans is PIE-1 daarbij betrokken en bij
Drosophila is polar granule component (PGC) daarbij betrokken. LET OP
deze PGC is niet hetzelfde als de primordial germ cells.
- Selectie voor de ‘fittest’
Ontwikkeling, hele belangrijke kenmerken voor het leven ontstaan als eerste in
de ontwikkeling. Zo worden ogen en kiemcellen al vroeg in de ontwikkeling
gevormd (eten & voortplanting).
Oöcyt, als je oöcyt vergelijkt met somatisch cellen is de eicel echt gigantisch. Dit Lesch and Page, Nature Rev Genetics (2012)
is ook logisch, want deze draagt veel voeding en maternale factoren bij zich i.t.t. 13: 781-794
sperma. Hoe worden deze cellen gemaakt? Genetics of germ cell development
- Toename genexpressie
o Vertebraten
▪ 2 x 2n in meiose, het aantal genen neemt toe en daarmee ook het aantal
mRNA’s en eiwitten. Vertebraten oöcyten worden bijvoorbeeld in de profase
van de 1e meiotische deling vastgehouden en hebben dus het dubbele aantal
genen dan normaal. Transcriptie en oöcytgroei gaan door terwijl de meiose
vaststaat.
- Selectieve gen duplicatie
o Insecten & amfibieën
▪ rRNA (ribosomaal RNA), levert heel veel ribosomen op voor eiwitsynthese
tijdens de oöcytgroei en vroege embryo ontwikkeling.
▪ Chorion eiwitten
- Synthetische activiteit van andere cellen
o Dooier producerende cellen
▪ Nurse cellen in insecten
▪ Lever in vogels, amfibieën
▪ Darmcellen in C. elegans
Kiemcel differentiatie, diploïde kiemcellen ondergaan op den duur meiose, waardoor ze de helft van
hun chromosomen kwijtraken. Als de chromosomen gedupliceerd zijn en de twee kopieën nog aan
