Samenvatting Ontwikkelingsbiologie
Inhoudsopgave
Week 1-6: Algemene informatie .........................................................................................................2
Week 1-2: Organismen .....................................................................................................................5
Week 1: Bevruchting ....................................................................................................................... 14
Week 1: Model organisme, Bevruchting en Celklieving ...................................................................... 19
Week 2: Gastrulatie en Organogenese ............................................................................................. 28
Week 3: Cell-fate, determinatie-differentiatie en patroonvorming ...................................................... 37
Week 4: Evo-Devo .......................................................................................................................... 46
Week 5: Klonen, stamcellen en transgenese .................................................................................... 52
Pagina 1
,Week 1-6: Algemene informatie
• Ontwikkelingsbiologie: onderzoekt hoe organismen zich ontwikkelen van één enkele
cel tot een volledig functionerend individu, met aandacht voor normale én abnormale
(patho)fysiologie.
o Preformatie: theorie die ervan uitgaat dat organismen zich ontwikkelen uit een
miniatuurversie van zichzelf.
o Epigenese (Neoformatie): theorie die ervan uitgaat dat een organisme zich
ontwikkelt uit een ongedifferentieerde celmassa gedurende een serie van
stappen/stadia waarin nieuwe onderdelen worden gevormd.
• Stadia bij de embryonale ontwikkeling.
▪ Bevruchting: fusie van spermacel en eicel, leidt tot diploïde zygote.
▪ Celklieving: ontwikkeling tot meercellig embryo.
▪ Gastrulatie: ontwikkeling tot meerlagig embryo.
▪ Organogenese: aanleg van rudimentaire organen.
▪ Patroonvorming: het proces waarbij cellen zich ruimtelijk organiseren
om structuren in een organisme te vormen.
▪ Determinatie: het vastleggen van de toekomstige functie van een cel,
zonder dat deze al veranderd is.
▪ Differentiatie: het proces waarbij een cel zich ontwikkelt tot een
gespecialiseerde cel met een specifieke functie.
• Verschil in embryonale ontwikkeling tussen organismen.
o Overeenkomsten in vroege ontwikkeling.
▪ Embryo’s van verschillende gewervelde dieren lijken sterk op elkaar in de
vroege stadia.
▪ Dit wijst op een gedeelde evolutionaire oorsprong.
o Belang voor de ontwikkelingsbiologie.
▪ Ondersteunt het idee van gemeenschappelijke afstamming.
▪ Laat zien hoe vergelijkbare ontwikkelingsprocessen leiden tot
verschillende eindvormen.
▪ Embryologie helpt bij het begrijpen van evolutionaire relaties.
o Wetenschappelijke discussie.
▪ De oorspronkelijke tekeningen van Haeckel zijn bekritiseerd vanwege
overdrijving.
▪ Moderne technieken tonen zowel overeenkomsten als verschillen.
▪ De discussie benadrukt het belang van nauwkeurigheid en interpretatie
in de wetenschap.
• Modelorganisme: organismen die gebruikt worden als model voor het medisch- en
biologisch onderzoek.
o Belangrijke criteria.
▪ Homologie met de mens.
▪ Korte generatie- of levenscyclus.
▪ Gemakkelijk te kweken en onderhouden.
▪ Goedkoop.
▪ Makkelijk genetisch te manipuleren.
Pagina 2
, ▪ Transparant embryo en duidelijke ontwikkeling.
▪ Veel bestaande kennis en hulpmiddelen.
▪ Ethiek en regelgeving.
o Veelgebruikte modelorganismen.
▪ Zee-egel (stekelhuidigen).
▪ C. elegans (nematoden).
▪ Fruitvlieg (insecten).
▪ Kikker (amfibieën).
▪ Kip (vogels).
▪ Muis (zoogdieren).
• Mitose vs. meiose.
o Mitose: 2n → 2n.
o Meiose: 2n → 1n.
• Activatie eicel: cruciale rol voor toename Ca2+ in cytosol.
o Toename celademhaling (respiratie) en eiwitsynthese.
o Snelle verandering in metabolisme.
o Eiwitten en mRNA nodig voor activatie (al aanwezig in eicel).
o Fusie sperma- en eicelkern, leidt tot celdeling.
• Gastrulatie (algemeen)
o Blastula → gastrula: reorganisatie tot drielagens structuur.
o Diploblast (bv. Cnidaria): alleen ectoderm en endoderm, één opening
(blastopore) → simpel lichaamsschema.
o Triploblast (bv. alle hier beschreven soorten): extra mesodermlaag → complexere
weefsels/orgaanontwikkeling.
o Protostomen (insecten, nematoden, mollusken): blastopore → mond, anus
ontstaat later.
o Deuterostomen (stekelhuidigen, chordaten): blastopore → anus, mond ontstaat
later.
• Extra-embryonale membranen (amnioten)
o Amnion: vloeibare omgeving beschermt embryo tegen deshydratatie.
o Chorion: buitenste membraan, gasuitwisseling (vb. placenta bij zoogdieren).
o Allantoïs: afvalopslag, later transport tubule naar placenta.
o Dooierzak: voeding (bij reptielen/vogels), bron hematopoëse (bij zoogdieren
laatst).
• Vorming neurale buis en somieten.
o Neurale buis (neurulatie): neurale plaat (ectoderm) rolt op tot buis → centrale
zenuwstelsel.
o Neurale lijst: cellen aan zijkanten neurale plaat migreren later → PNS,
melanocyten, craniofaciale structuren.
o Somieten: paraxiale mesoderm segmentatie → wervels, skeletspieren, dermis;
dorsale aan tangentiale migratie.
• Cytoskelet en celmigratie.
o Cytoskelet: microtubuli en microfilamenten (actine) herorganiseren om cellen
van vorm te doen veranderen en te migreren.
Pagina 3
, o Convergente extensie: cellen worden langer en smaller, strekken in richting van
embryonale as (bijv. kip, kikker epi- en mesoderm).
o Celmigratie: gebruik van celadhesiemoleculen (cadherines, integrines) en ECM
(fibronectine, laminine) om door embryonale matrix te bewegen.
• Apoptose (geprogrammeerde celdood).
o Essentieel voor embryonale vormgeving (bijv. vingers vrijmaken, weefsels
remodelleren).
o Passages: activatie van caspases (CED-3/4/9 in C. elegans, caspase-9/3 in
zoogdieren).
o Uitgelokt door signaal (‘death-receptor’-pathway) of intracellulaire stress
(mitochondriale cytochroom C-release).
o Voorbeeld: interdigitale apoptose vormt losse vingers en tenen.
Pagina 4
Inhoudsopgave
Week 1-6: Algemene informatie .........................................................................................................2
Week 1-2: Organismen .....................................................................................................................5
Week 1: Bevruchting ....................................................................................................................... 14
Week 1: Model organisme, Bevruchting en Celklieving ...................................................................... 19
Week 2: Gastrulatie en Organogenese ............................................................................................. 28
Week 3: Cell-fate, determinatie-differentiatie en patroonvorming ...................................................... 37
Week 4: Evo-Devo .......................................................................................................................... 46
Week 5: Klonen, stamcellen en transgenese .................................................................................... 52
Pagina 1
,Week 1-6: Algemene informatie
• Ontwikkelingsbiologie: onderzoekt hoe organismen zich ontwikkelen van één enkele
cel tot een volledig functionerend individu, met aandacht voor normale én abnormale
(patho)fysiologie.
o Preformatie: theorie die ervan uitgaat dat organismen zich ontwikkelen uit een
miniatuurversie van zichzelf.
o Epigenese (Neoformatie): theorie die ervan uitgaat dat een organisme zich
ontwikkelt uit een ongedifferentieerde celmassa gedurende een serie van
stappen/stadia waarin nieuwe onderdelen worden gevormd.
• Stadia bij de embryonale ontwikkeling.
▪ Bevruchting: fusie van spermacel en eicel, leidt tot diploïde zygote.
▪ Celklieving: ontwikkeling tot meercellig embryo.
▪ Gastrulatie: ontwikkeling tot meerlagig embryo.
▪ Organogenese: aanleg van rudimentaire organen.
▪ Patroonvorming: het proces waarbij cellen zich ruimtelijk organiseren
om structuren in een organisme te vormen.
▪ Determinatie: het vastleggen van de toekomstige functie van een cel,
zonder dat deze al veranderd is.
▪ Differentiatie: het proces waarbij een cel zich ontwikkelt tot een
gespecialiseerde cel met een specifieke functie.
• Verschil in embryonale ontwikkeling tussen organismen.
o Overeenkomsten in vroege ontwikkeling.
▪ Embryo’s van verschillende gewervelde dieren lijken sterk op elkaar in de
vroege stadia.
▪ Dit wijst op een gedeelde evolutionaire oorsprong.
o Belang voor de ontwikkelingsbiologie.
▪ Ondersteunt het idee van gemeenschappelijke afstamming.
▪ Laat zien hoe vergelijkbare ontwikkelingsprocessen leiden tot
verschillende eindvormen.
▪ Embryologie helpt bij het begrijpen van evolutionaire relaties.
o Wetenschappelijke discussie.
▪ De oorspronkelijke tekeningen van Haeckel zijn bekritiseerd vanwege
overdrijving.
▪ Moderne technieken tonen zowel overeenkomsten als verschillen.
▪ De discussie benadrukt het belang van nauwkeurigheid en interpretatie
in de wetenschap.
• Modelorganisme: organismen die gebruikt worden als model voor het medisch- en
biologisch onderzoek.
o Belangrijke criteria.
▪ Homologie met de mens.
▪ Korte generatie- of levenscyclus.
▪ Gemakkelijk te kweken en onderhouden.
▪ Goedkoop.
▪ Makkelijk genetisch te manipuleren.
Pagina 2
, ▪ Transparant embryo en duidelijke ontwikkeling.
▪ Veel bestaande kennis en hulpmiddelen.
▪ Ethiek en regelgeving.
o Veelgebruikte modelorganismen.
▪ Zee-egel (stekelhuidigen).
▪ C. elegans (nematoden).
▪ Fruitvlieg (insecten).
▪ Kikker (amfibieën).
▪ Kip (vogels).
▪ Muis (zoogdieren).
• Mitose vs. meiose.
o Mitose: 2n → 2n.
o Meiose: 2n → 1n.
• Activatie eicel: cruciale rol voor toename Ca2+ in cytosol.
o Toename celademhaling (respiratie) en eiwitsynthese.
o Snelle verandering in metabolisme.
o Eiwitten en mRNA nodig voor activatie (al aanwezig in eicel).
o Fusie sperma- en eicelkern, leidt tot celdeling.
• Gastrulatie (algemeen)
o Blastula → gastrula: reorganisatie tot drielagens structuur.
o Diploblast (bv. Cnidaria): alleen ectoderm en endoderm, één opening
(blastopore) → simpel lichaamsschema.
o Triploblast (bv. alle hier beschreven soorten): extra mesodermlaag → complexere
weefsels/orgaanontwikkeling.
o Protostomen (insecten, nematoden, mollusken): blastopore → mond, anus
ontstaat later.
o Deuterostomen (stekelhuidigen, chordaten): blastopore → anus, mond ontstaat
later.
• Extra-embryonale membranen (amnioten)
o Amnion: vloeibare omgeving beschermt embryo tegen deshydratatie.
o Chorion: buitenste membraan, gasuitwisseling (vb. placenta bij zoogdieren).
o Allantoïs: afvalopslag, later transport tubule naar placenta.
o Dooierzak: voeding (bij reptielen/vogels), bron hematopoëse (bij zoogdieren
laatst).
• Vorming neurale buis en somieten.
o Neurale buis (neurulatie): neurale plaat (ectoderm) rolt op tot buis → centrale
zenuwstelsel.
o Neurale lijst: cellen aan zijkanten neurale plaat migreren later → PNS,
melanocyten, craniofaciale structuren.
o Somieten: paraxiale mesoderm segmentatie → wervels, skeletspieren, dermis;
dorsale aan tangentiale migratie.
• Cytoskelet en celmigratie.
o Cytoskelet: microtubuli en microfilamenten (actine) herorganiseren om cellen
van vorm te doen veranderen en te migreren.
Pagina 3
, o Convergente extensie: cellen worden langer en smaller, strekken in richting van
embryonale as (bijv. kip, kikker epi- en mesoderm).
o Celmigratie: gebruik van celadhesiemoleculen (cadherines, integrines) en ECM
(fibronectine, laminine) om door embryonale matrix te bewegen.
• Apoptose (geprogrammeerde celdood).
o Essentieel voor embryonale vormgeving (bijv. vingers vrijmaken, weefsels
remodelleren).
o Passages: activatie van caspases (CED-3/4/9 in C. elegans, caspase-9/3 in
zoogdieren).
o Uitgelokt door signaal (‘death-receptor’-pathway) of intracellulaire stress
(mitochondriale cytochroom C-release).
o Voorbeeld: interdigitale apoptose vormt losse vingers en tenen.
Pagina 4
