SV DT1 Humane Levenscyclus 1
Celbiologie en de organisatie van DNA
Embryogenese
Embryogenese: de ontwikkeling van de bevruchte eicel gedurende de eerste 7 weken na
bevruchting
Bij de eerste klievingsdelingen is genexpressie nog niet noemenswaardig verschillend, maar
iets later gaan cellen aan de rand van de morula (toekomstige trofectoderm en dat is de
voedende placenta), andere genen tot expressie brengen dan de cellen in het binnenste deel
(embryo) Cdx2 buiten en Oct3/4 binnen
Embryologie: studie van de vroege groei en ontwikkeling van dieren, van het eencellige
stadium (zygote), via het stadium van het embryo, tot aan het begin van het volgroeide
stadium
- 1900: morfologie anatomische benadering o.b.v. observaties, vergelijking,
evolutie en geboortedefecten
- ’60: teratologie stoffen kunnen de placenta passeren en negatieve effecten
hebben op het zich ontwikkelende kind
- ’70-’80: experimentele embryologie celmigratie, transplantatie rol van cellen
- ’90: moleculaire benadering en opkomst genetische modificatie rol vna individuele
genen (knock out experimenten)
Perspectieven hoe kan een zygote zich ontwikkelen tot organisme
1. Wat gebeurt er Morfologie (vormbepaling/vormverandering): celdeling
(proliferatie), celbeweging (migratie) en celtype bepaling (specificatie en
differentiatie)
2. Hoe gebeurt dit Moleculaire invloed van celgedrag door signalering door speciale
signaaleiwitten, die binden aan receptoren integratie van signalen bepaalt acties
Celbiologie
Elk organisme bestaat uit een grote gemeenschap van samenwerkende cellen (200-400
verschillende celtypen), mogelijk gemaakt door eiwitten gevormd uit erfelijke informatie uit
de celkern
Eiwitten zijn bouwstenen voor celstructuren, katalyseren chemische reacties, reguleren
activiteit van genen en genexpressie, cel-beweging en cel-communicatie
Constante interactie in de cel tussen eiwitten en organellen en tussen intracellulaire en
extracellulaire milieus
, 1. Kernlichaampje (nucleolus): bevat rRNA genen voor de aanmaak van ribosomen
(voor translatie), RNA-fragmenten
2. Celkern (nucleus): bevat genetische informatie → DNA
3. Ribosoom
4. Vesikel
5. Ruw Endoplasmatisch Reticulum (met ribosomen): eiwit aanmaak (translatie) en
transport naar het Golgi-apparaat
6. Golgi-apparaat: eiwitten ombouwen (modificeren), opslaan en inpakken in blaasjes
voor transport
7. Cytoskelet: polymeren van eiwitten in cellen (cyto) die samen zorgen voor stevigheid,
vorm en beweeglijkheid
a. Microfilamenten: kleine strengen van bv actine
b. Microtubuli: kleine buisjes opgebouwd uit tubuline
c. Intermediaire filamenten
8. Glad Endoplasmatisch Reticulum: transport naar het Golgi-apparaat, synthese van
(fosfo)lipiden en steroiden en ontgifiting (detoxificatie).
9. Mitochondrion: energiecentrale, verantwoordelijk voor de citroenzuurcyclus
o Bevat cristae die zorgen voor oppervlaktevergroting zodat meer ATP
geproduceerd kan worden
10. Vacuole
11. Cytosol: vloeistof → cytoplasma = cytosol + organellen
12. Lysosoom: blaasjes die partikels verteren, zodat de afbraakproducten hergebruikt of
veilig uitgescheiden kunnen worden
13. Centriool: trekt chromosomen uit elkaar
14. Celmembraan
DNA-structuur en organisatie
DNA (desoxyribonucleinezuur) is een dubbele helix met antiparallele strengen
- Polymeer bestaande uit: deoxyribose + fosfaatgroepen + stikstofbasen
o Phosphodiester bindingen tussen suikers en fosfaatgroepen leuning
Verbindt aan de 3’ van de ene suiker en 5’ van de ander
- Purine + pyrimidine complementaire basenparen (energetische voorkeur)
, o Purine basen hebben 2 ringen Adenine en Guanine
o Pyrimidine basen hebben 1 ring Cytosine, Uracil en Thymine
o Bij elkaar door H-bruggen (2 bij AT, 3 bij CG)
- C-atomen: nr. 1 gebonden aan de base; 3 aan de hydroxylgroep, 5 aan de
fosfaatgroep polariteit: 2 chemisch verschillende uiteinden
o Coderende richting: 5’ (upstream) 3’ (downstream)
- Junk DNA = DNA waarvan we de functie nog niet weten
- Gespecialiseerde DNA-sequentie
1. Centromeer: splitsing van chromosomen tijdens m-fase
2. Replicatie origine: start replicatie
3. Telomeren
RNA functies: structuur, katalyserend en regalutoir
Chromosoom: langgerekt dubbelstrengs DNA-molecuul 46 in humane diploide cel (2 per
paar), 23 in humane haploide (geslachts-)cel (1 per paar)
- Lange (p) en korte (q) arm
- Telomeer: stukjes herhaald DNA zonder informatie
- Centromeer: belangrijk voor binden aan mitotische spindle en uit elkaar trekken van
strengen tijdens mitose
- Menselijke karyotype: van groot naar klein genummerd
- Kan deels vastzitten aan de nucleaire envelop
Gen expressie: the process by which the nucleotide sequence of a gene is transcribed into the
nucleotide sequence of an RNA molecule—and then, in most cases, translated into the amino
acid sequence of a protein
Genoom: aantal chromosomen per celkern = alle erfelijke informatie
- Maar een klein deel hiervan zijn eiwit-coderende genen
- Zelfde genen in alle individuen, maar een andere invulling
- Geen relatie tussen genoomgrootte, aantal genen en complexiteit/effectiviteit
Nucleosoom: 8 histoneiwitten + 147 baseparen (bp) DNA
Chromatine: totaal aan DNA + eiwitten (vooral histonen)
- Heterochromatine = compact transcriptie onderdrukt
- Euchromatine = minder compact transcriptie actief
Chromatide: helft van een verdubbeld chromosoom, na replicatie, voor deling
Opvouwen van genoom is nodig omdat het totale genoom
van een humane cel 6 miljard bp omvat hierna 1/3 van
oorspronkelijke lengte en garantie van juiste replicatie,
verdeling en toegankelijkheid
o 8 histoneiwitten (H2A, H2B, H3 en H4) met
positieve lading gaan een elektrostatische
interactie aan met DNA (neg. lading)
o Linker histon (H1) brengt histon octameer
dichterbij elkaar vorming
chromatinevezel
Celbiologie en de organisatie van DNA
Embryogenese
Embryogenese: de ontwikkeling van de bevruchte eicel gedurende de eerste 7 weken na
bevruchting
Bij de eerste klievingsdelingen is genexpressie nog niet noemenswaardig verschillend, maar
iets later gaan cellen aan de rand van de morula (toekomstige trofectoderm en dat is de
voedende placenta), andere genen tot expressie brengen dan de cellen in het binnenste deel
(embryo) Cdx2 buiten en Oct3/4 binnen
Embryologie: studie van de vroege groei en ontwikkeling van dieren, van het eencellige
stadium (zygote), via het stadium van het embryo, tot aan het begin van het volgroeide
stadium
- 1900: morfologie anatomische benadering o.b.v. observaties, vergelijking,
evolutie en geboortedefecten
- ’60: teratologie stoffen kunnen de placenta passeren en negatieve effecten
hebben op het zich ontwikkelende kind
- ’70-’80: experimentele embryologie celmigratie, transplantatie rol van cellen
- ’90: moleculaire benadering en opkomst genetische modificatie rol vna individuele
genen (knock out experimenten)
Perspectieven hoe kan een zygote zich ontwikkelen tot organisme
1. Wat gebeurt er Morfologie (vormbepaling/vormverandering): celdeling
(proliferatie), celbeweging (migratie) en celtype bepaling (specificatie en
differentiatie)
2. Hoe gebeurt dit Moleculaire invloed van celgedrag door signalering door speciale
signaaleiwitten, die binden aan receptoren integratie van signalen bepaalt acties
Celbiologie
Elk organisme bestaat uit een grote gemeenschap van samenwerkende cellen (200-400
verschillende celtypen), mogelijk gemaakt door eiwitten gevormd uit erfelijke informatie uit
de celkern
Eiwitten zijn bouwstenen voor celstructuren, katalyseren chemische reacties, reguleren
activiteit van genen en genexpressie, cel-beweging en cel-communicatie
Constante interactie in de cel tussen eiwitten en organellen en tussen intracellulaire en
extracellulaire milieus
, 1. Kernlichaampje (nucleolus): bevat rRNA genen voor de aanmaak van ribosomen
(voor translatie), RNA-fragmenten
2. Celkern (nucleus): bevat genetische informatie → DNA
3. Ribosoom
4. Vesikel
5. Ruw Endoplasmatisch Reticulum (met ribosomen): eiwit aanmaak (translatie) en
transport naar het Golgi-apparaat
6. Golgi-apparaat: eiwitten ombouwen (modificeren), opslaan en inpakken in blaasjes
voor transport
7. Cytoskelet: polymeren van eiwitten in cellen (cyto) die samen zorgen voor stevigheid,
vorm en beweeglijkheid
a. Microfilamenten: kleine strengen van bv actine
b. Microtubuli: kleine buisjes opgebouwd uit tubuline
c. Intermediaire filamenten
8. Glad Endoplasmatisch Reticulum: transport naar het Golgi-apparaat, synthese van
(fosfo)lipiden en steroiden en ontgifiting (detoxificatie).
9. Mitochondrion: energiecentrale, verantwoordelijk voor de citroenzuurcyclus
o Bevat cristae die zorgen voor oppervlaktevergroting zodat meer ATP
geproduceerd kan worden
10. Vacuole
11. Cytosol: vloeistof → cytoplasma = cytosol + organellen
12. Lysosoom: blaasjes die partikels verteren, zodat de afbraakproducten hergebruikt of
veilig uitgescheiden kunnen worden
13. Centriool: trekt chromosomen uit elkaar
14. Celmembraan
DNA-structuur en organisatie
DNA (desoxyribonucleinezuur) is een dubbele helix met antiparallele strengen
- Polymeer bestaande uit: deoxyribose + fosfaatgroepen + stikstofbasen
o Phosphodiester bindingen tussen suikers en fosfaatgroepen leuning
Verbindt aan de 3’ van de ene suiker en 5’ van de ander
- Purine + pyrimidine complementaire basenparen (energetische voorkeur)
, o Purine basen hebben 2 ringen Adenine en Guanine
o Pyrimidine basen hebben 1 ring Cytosine, Uracil en Thymine
o Bij elkaar door H-bruggen (2 bij AT, 3 bij CG)
- C-atomen: nr. 1 gebonden aan de base; 3 aan de hydroxylgroep, 5 aan de
fosfaatgroep polariteit: 2 chemisch verschillende uiteinden
o Coderende richting: 5’ (upstream) 3’ (downstream)
- Junk DNA = DNA waarvan we de functie nog niet weten
- Gespecialiseerde DNA-sequentie
1. Centromeer: splitsing van chromosomen tijdens m-fase
2. Replicatie origine: start replicatie
3. Telomeren
RNA functies: structuur, katalyserend en regalutoir
Chromosoom: langgerekt dubbelstrengs DNA-molecuul 46 in humane diploide cel (2 per
paar), 23 in humane haploide (geslachts-)cel (1 per paar)
- Lange (p) en korte (q) arm
- Telomeer: stukjes herhaald DNA zonder informatie
- Centromeer: belangrijk voor binden aan mitotische spindle en uit elkaar trekken van
strengen tijdens mitose
- Menselijke karyotype: van groot naar klein genummerd
- Kan deels vastzitten aan de nucleaire envelop
Gen expressie: the process by which the nucleotide sequence of a gene is transcribed into the
nucleotide sequence of an RNA molecule—and then, in most cases, translated into the amino
acid sequence of a protein
Genoom: aantal chromosomen per celkern = alle erfelijke informatie
- Maar een klein deel hiervan zijn eiwit-coderende genen
- Zelfde genen in alle individuen, maar een andere invulling
- Geen relatie tussen genoomgrootte, aantal genen en complexiteit/effectiviteit
Nucleosoom: 8 histoneiwitten + 147 baseparen (bp) DNA
Chromatine: totaal aan DNA + eiwitten (vooral histonen)
- Heterochromatine = compact transcriptie onderdrukt
- Euchromatine = minder compact transcriptie actief
Chromatide: helft van een verdubbeld chromosoom, na replicatie, voor deling
Opvouwen van genoom is nodig omdat het totale genoom
van een humane cel 6 miljard bp omvat hierna 1/3 van
oorspronkelijke lengte en garantie van juiste replicatie,
verdeling en toegankelijkheid
o 8 histoneiwitten (H2A, H2B, H3 en H4) met
positieve lading gaan een elektrostatische
interactie aan met DNA (neg. lading)
o Linker histon (H1) brengt histon octameer
dichterbij elkaar vorming
chromatinevezel
