Laura van den End
Inleiding
Vroege ontwikkeling Onderzoeksmethoden
Observatie - microscopische technieken
COMPONENTEN VAN HET EMBRYO
Microvilli
Epitheel ~ polair
- Nauw contact met elkaar
- Vaak aan de grens
- Verbonden met juncties Basaal membraan
Mesenchym ~ apolair
- Veel ruimte
- In alle kiembladen
PROCESSEN IN DE ONTWIKKELINGSBIOLOGIE
- Celdeling: richting en aantal
Klieving - Vormverandering van cellen
Zygote -> morula -> blastula (animale vegetale pool) - Migratie van cellen
- Groei van cellen
Gastrulatie - Celdood of apoptose
- Wijzigingen in de celmembraan of de secreties van
TYPEN BEWEGING VAN CELLEN de cel: invloed van de celgroepen op elkaar
Invaginatie: instulping
Experimentatie
Involutie: beweging tegen andere cellaag Vastleggen van fate map = kaart van lotbestemming,
volgen = lineage tracing (kan met fluorescente kleur-
Ingressie: cellen ontsnappen uit cellaag stof of genetische merkers)
Delaminatie: 1 laag splitsen in 2 Evolutionaire embryologie
Inzichten in de ontwikkeling door het vergelijken
Epibolie: beweging van laag over laag van embryonale vormen
Homologie: onderliggende gelijkenis gaat terug naar
LICHAMSASSEN BILATERAAL SYMMETRISCH eenzelfde basisstructuur ~ vleugel kip - arm mens
Analogie: onderliggende gelijkenis gaat terug naar
eenzelfde basisfunctie ~ vleugel kip - vleugel vlinder
Medische embryologie
Lessen uit genetische misvormingen en syndromen
- Bepaalde fenotypische wijzigingen worden ver-
KIEMBLADEN oorzaakt door genetische wijzigingen of mutaties
- Syndroom: verzameling telkens wederkerende
afwijkingen tgv een genetische wijziging
Teratogenen: invloed van de omgeving
- Afwijking door chemische stoffen uit de omgeving
Mowat Wilson syndroom: mutatie ZEB2
- Intellectuele achterstand
- Epilepsie
- Hartdefecten
Thalidomide: oorzaak misvormingen aan ledematen
Vergelijkende ontwikkelingsbiologie
, Laura van den End
Fertilisatie
Stappen van fertilisatie Zee-egel vs zoogdier
1. Contact en herkenning
2. Regulatie van toegang van sperma Zee-egel Zoogdier
3. Fusie van genetisch materiaal
4. Activatie van eicelmetabolisme Uitwendige bevruchting Inwendige bevruchting
Spermiogenese Jelly coat Zona pellucida (ZP)
Rijping na meiose Vitelline Enveloppe Cumulus
Vorming van specifieke spermacellen vanuit sperma-
tocyt, spermacel = beweeglijke spermatine -> werpt Membraan + VE: microvilli Polair lichaampje
alles af dat niet nodig is; wel nodig: beweeglijkheid, structuur -> docking
enzymen en genetisch materiaal
Chemoattractant: resact Herken ZP door ZP2
glycoproteines -> docking
Bindin voor docking Izumo voor docking
Sperma loodrecht op Sperma met zijkant op
membraan ei membraan
Zoogdier:
- Capacitatie = opeenvolging fysiologische Δ die
spermacel competent maken om eicel te
bevruchten -> in oviduct
- Wijzigingen in lokalisatie lipiden in celmembraan
-> start acrosoomreactie
Golgi -> vesikel -> alle enzymen verzamelen
Mitochondriën verzamelen in middenstuk -> E Uitwendige bevruchting zee-egel
Rest cytoplasma wordt verwijderd -> kleine cel
Centriool -> basaal lichaam -> flagel
Zee-egelei
Vrouwelijke pronucleus
Plasmamembraan
Vitelline envelop
Jelly coat
Chemoattractie
Veel groter dan een spermatide - Sperma-activerend peptide aangemaakt door eicel
-> spermacel vindt eicel
- Manier van zwemmen verandert bij activatie
Componenten cytoplasma - Resact in water landt op receptor spermacel
- Voedingsstoffen (dooier) gemaakt in lever +
- Signalisatie met vorming cGMP -> Ca2+ influx
speciale organen
- Ribosomen en tRNA Bij bevruchting: inhibitie trans- - Toename intracel Ca2+ -> activatie spermacel
- mRNA latie weg -> aanmaak eiwitten - Zwemmen harder + meer in richting v bron
- Morfogenen: signaalmolecule -> welke structuren - Bewaren specificiteit
- Resact is soort-specifiek
aanmaken
- Beschermende factoren (antimictobieel) - Jelly coat bevat soort-specifieke polysaccharid
-> enkel de juiste induceert acrosoom-reactie
- Specificiteit v binden in eiwit-recept interactie
Vergelijkende ontwikkelingsbiologie
, Laura van den End
Acrosoomreactie
Golgi-apparaat: acrosoomvesikels met enzymes ! CA VRIJZETTING TIJDENS FERTILISATIE
door jelly-coat 1. Activatie GPCR -> vrijzetting uit intracel stores
Globulaire actine molecule + eiwit bindin 2. Openbreken corticale granoles + start MAP
Niet matchen ! kunnen niet verder! kinase pathway
1) Membr acrosomale vesikel + membr versmelten 3. Start 1e deling
2) Enzymen komen vrij ! maken gat in jelly coat -> Effecten:
3) Vorming structuur aan kop: staafvormige - Vroeg: trage blokkering polyspermie
structuur met actine + bindin ! moeten docken - Laat
aan membraan eicel - Herinitiaite van celdeling
- Activatie van proteine synthese
- Initiatie DNA synthese
- Aanmaak lipiden -> celmembraan
Migratie en fusie van pronuclei
- Alle eiwitten + flagellen +membraan spermacel +
mitochondrion afgebroken -> enkel vrouwelijke
Membraanfusie en binnendringen mitochondria bestaan
- Mannelijke pronucleus: aster van microtubuli ->
sperma
vrouwelijke pronucleus komt dichterbij
Actine in flagel: uitoefenen krant -> alles gaat naar
- Openen mannelijke chromatiek door eicel eiwitten
binnen (ook de flagel)
- 180º draaien mannelijke pronucleus -> centirook
organiseert groei microtubules (astervormig)
Blokkeren van polyspermie
Zee-egel Zoogdier
Snelle manier: na bevru- 3 trage manieren
chting -> Na binnen in oocyt
Corticale garnualire reactie -> depolarisatie membraan -> -> corticale granulaire reactie
geen versmelting meer met + wegknippen ZP2
spermatide + eicelmembraan
(voltage incompatibiliteit) -> Zn burst -> inhibitie
-> eicel kan maar 1 min acrosoomreactie
bijhouden, dan structuurΔ
-> minder [Na]: meer -> wegname Juno -> geen
polyspermie docking
Trage manier: vorming FE +
rest spermacellen w ver-
wijderd
VORMING FERTILISATIE ENVELOP Pronulaire bewegingen
1. Exocytose corticale granule -> vrijzetten CGSP -> 1. 1e meiotische deling -> poollichaampje
splitst de eiwitten die de vitelline-envelop met afgestoten
het celmembraan verbinden 2. Fertilisatie -> mnl pronucleus maakt aster +
2. Mucopolysaccharides tot corticale granule -> vrouwelijke pronucleus ondergaat 2e meiotische
osmotische gradiënt -> water komt binnen deling
3. Enzym Udx1 vormt H2O2 (substraat vr OVOP) 3. 2 pronuclei naast elkaar -> centrosoom splitst
4. OVOP en transglutaminases harden VE 4. Metafase 1e mitose na bevruchting: sperma +
5. Enzymen in contact met andere spermacellen eicel chromosomen mixen
losgeknipt
Vergelijkende ontwikkelingsbiologie
Inleiding
Vroege ontwikkeling Onderzoeksmethoden
Observatie - microscopische technieken
COMPONENTEN VAN HET EMBRYO
Microvilli
Epitheel ~ polair
- Nauw contact met elkaar
- Vaak aan de grens
- Verbonden met juncties Basaal membraan
Mesenchym ~ apolair
- Veel ruimte
- In alle kiembladen
PROCESSEN IN DE ONTWIKKELINGSBIOLOGIE
- Celdeling: richting en aantal
Klieving - Vormverandering van cellen
Zygote -> morula -> blastula (animale vegetale pool) - Migratie van cellen
- Groei van cellen
Gastrulatie - Celdood of apoptose
- Wijzigingen in de celmembraan of de secreties van
TYPEN BEWEGING VAN CELLEN de cel: invloed van de celgroepen op elkaar
Invaginatie: instulping
Experimentatie
Involutie: beweging tegen andere cellaag Vastleggen van fate map = kaart van lotbestemming,
volgen = lineage tracing (kan met fluorescente kleur-
Ingressie: cellen ontsnappen uit cellaag stof of genetische merkers)
Delaminatie: 1 laag splitsen in 2 Evolutionaire embryologie
Inzichten in de ontwikkeling door het vergelijken
Epibolie: beweging van laag over laag van embryonale vormen
Homologie: onderliggende gelijkenis gaat terug naar
LICHAMSASSEN BILATERAAL SYMMETRISCH eenzelfde basisstructuur ~ vleugel kip - arm mens
Analogie: onderliggende gelijkenis gaat terug naar
eenzelfde basisfunctie ~ vleugel kip - vleugel vlinder
Medische embryologie
Lessen uit genetische misvormingen en syndromen
- Bepaalde fenotypische wijzigingen worden ver-
KIEMBLADEN oorzaakt door genetische wijzigingen of mutaties
- Syndroom: verzameling telkens wederkerende
afwijkingen tgv een genetische wijziging
Teratogenen: invloed van de omgeving
- Afwijking door chemische stoffen uit de omgeving
Mowat Wilson syndroom: mutatie ZEB2
- Intellectuele achterstand
- Epilepsie
- Hartdefecten
Thalidomide: oorzaak misvormingen aan ledematen
Vergelijkende ontwikkelingsbiologie
, Laura van den End
Fertilisatie
Stappen van fertilisatie Zee-egel vs zoogdier
1. Contact en herkenning
2. Regulatie van toegang van sperma Zee-egel Zoogdier
3. Fusie van genetisch materiaal
4. Activatie van eicelmetabolisme Uitwendige bevruchting Inwendige bevruchting
Spermiogenese Jelly coat Zona pellucida (ZP)
Rijping na meiose Vitelline Enveloppe Cumulus
Vorming van specifieke spermacellen vanuit sperma-
tocyt, spermacel = beweeglijke spermatine -> werpt Membraan + VE: microvilli Polair lichaampje
alles af dat niet nodig is; wel nodig: beweeglijkheid, structuur -> docking
enzymen en genetisch materiaal
Chemoattractant: resact Herken ZP door ZP2
glycoproteines -> docking
Bindin voor docking Izumo voor docking
Sperma loodrecht op Sperma met zijkant op
membraan ei membraan
Zoogdier:
- Capacitatie = opeenvolging fysiologische Δ die
spermacel competent maken om eicel te
bevruchten -> in oviduct
- Wijzigingen in lokalisatie lipiden in celmembraan
-> start acrosoomreactie
Golgi -> vesikel -> alle enzymen verzamelen
Mitochondriën verzamelen in middenstuk -> E Uitwendige bevruchting zee-egel
Rest cytoplasma wordt verwijderd -> kleine cel
Centriool -> basaal lichaam -> flagel
Zee-egelei
Vrouwelijke pronucleus
Plasmamembraan
Vitelline envelop
Jelly coat
Chemoattractie
Veel groter dan een spermatide - Sperma-activerend peptide aangemaakt door eicel
-> spermacel vindt eicel
- Manier van zwemmen verandert bij activatie
Componenten cytoplasma - Resact in water landt op receptor spermacel
- Voedingsstoffen (dooier) gemaakt in lever +
- Signalisatie met vorming cGMP -> Ca2+ influx
speciale organen
- Ribosomen en tRNA Bij bevruchting: inhibitie trans- - Toename intracel Ca2+ -> activatie spermacel
- mRNA latie weg -> aanmaak eiwitten - Zwemmen harder + meer in richting v bron
- Morfogenen: signaalmolecule -> welke structuren - Bewaren specificiteit
- Resact is soort-specifiek
aanmaken
- Beschermende factoren (antimictobieel) - Jelly coat bevat soort-specifieke polysaccharid
-> enkel de juiste induceert acrosoom-reactie
- Specificiteit v binden in eiwit-recept interactie
Vergelijkende ontwikkelingsbiologie
, Laura van den End
Acrosoomreactie
Golgi-apparaat: acrosoomvesikels met enzymes ! CA VRIJZETTING TIJDENS FERTILISATIE
door jelly-coat 1. Activatie GPCR -> vrijzetting uit intracel stores
Globulaire actine molecule + eiwit bindin 2. Openbreken corticale granoles + start MAP
Niet matchen ! kunnen niet verder! kinase pathway
1) Membr acrosomale vesikel + membr versmelten 3. Start 1e deling
2) Enzymen komen vrij ! maken gat in jelly coat -> Effecten:
3) Vorming structuur aan kop: staafvormige - Vroeg: trage blokkering polyspermie
structuur met actine + bindin ! moeten docken - Laat
aan membraan eicel - Herinitiaite van celdeling
- Activatie van proteine synthese
- Initiatie DNA synthese
- Aanmaak lipiden -> celmembraan
Migratie en fusie van pronuclei
- Alle eiwitten + flagellen +membraan spermacel +
mitochondrion afgebroken -> enkel vrouwelijke
Membraanfusie en binnendringen mitochondria bestaan
- Mannelijke pronucleus: aster van microtubuli ->
sperma
vrouwelijke pronucleus komt dichterbij
Actine in flagel: uitoefenen krant -> alles gaat naar
- Openen mannelijke chromatiek door eicel eiwitten
binnen (ook de flagel)
- 180º draaien mannelijke pronucleus -> centirook
organiseert groei microtubules (astervormig)
Blokkeren van polyspermie
Zee-egel Zoogdier
Snelle manier: na bevru- 3 trage manieren
chting -> Na binnen in oocyt
Corticale garnualire reactie -> depolarisatie membraan -> -> corticale granulaire reactie
geen versmelting meer met + wegknippen ZP2
spermatide + eicelmembraan
(voltage incompatibiliteit) -> Zn burst -> inhibitie
-> eicel kan maar 1 min acrosoomreactie
bijhouden, dan structuurΔ
-> minder [Na]: meer -> wegname Juno -> geen
polyspermie docking
Trage manier: vorming FE +
rest spermacellen w ver-
wijderd
VORMING FERTILISATIE ENVELOP Pronulaire bewegingen
1. Exocytose corticale granule -> vrijzetten CGSP -> 1. 1e meiotische deling -> poollichaampje
splitst de eiwitten die de vitelline-envelop met afgestoten
het celmembraan verbinden 2. Fertilisatie -> mnl pronucleus maakt aster +
2. Mucopolysaccharides tot corticale granule -> vrouwelijke pronucleus ondergaat 2e meiotische
osmotische gradiënt -> water komt binnen deling
3. Enzym Udx1 vormt H2O2 (substraat vr OVOP) 3. 2 pronuclei naast elkaar -> centrosoom splitst
4. OVOP en transglutaminases harden VE 4. Metafase 1e mitose na bevruchting: sperma +
5. Enzymen in contact met andere spermacellen eicel chromosomen mixen
losgeknipt
Vergelijkende ontwikkelingsbiologie
