Casus 6 – ontstaan ledematen (armen en benen)
Leerdoel 1: hoe werkt de ontwikkeling van de ledematen?
In de 4e week begint het embryo eigenlijk een beetje echt te vormen
uit de kiemlagen. In principe rekt het ectoderm helemaal uit en vormt
al een beetje de rondingen van het embryo.
Ieder chromosoom in het DNA van het embryo bevat HOX-genen
met daarop homeobox sequenties wat codeert voor een
homeodomein ofwel een DNA bindend motief. Deze genen zorgen
voor een algemene vorming van het embryo, dus de juiste ledematen
op de juiste plekken, ook zorgen zij voor een hoofd-staart richting.
Dus ze zorgen voor de ontwikkeling van verschillende weefsels of de
juiste plekken.
Het ontstaan van ledenmaten begint met de ontwikkeling van het laterale
plate mesoderm, de holle rand vormt dan het AER ofwel het apical
epidermale rigde. Dit is namelijk de zijde van het embryo dat gaat
zorgen voor het daarvoor bestemde ledemaat.
Allereerst wordt de ledemaatknop gemaakt, het eiwit TBX5 zal er voor
zorgen dat WNT en FGF in het mesenchym geactiveerd worden
waardoor de groei geactiveerd wordt in een proximaal- distaal richting.
Retinoic acid zorgt ervoor dat FGF8 geïnhibeerd wordt zodat de anterior
posterior as stil blijft liggen.
De ontwikkeling van de schouder richting de vinger is in de proximaal-
distaal richting van het AER.
, HOX-genen zijn een van de vele genen die verantwoordelijk zijn voor het controleren van het
mechanisme waarin de bouw en de vorm van het embryo gemaakt wordt (morfologie), maar
deze genen zijn extra speciaal omdat ze ook controle genen zijn die dienen als regulatoren
voor de expressie van een groot aantal andere genen. HOX-genen kunnen transcriptie
controleren omdat zij coderen voor verschillende transcriptiefactoren. Het homeodomein kan
de sequentie TAAT aan de 5’ zijde van een gen herkennen en hierdoor zullen de juiste
genen geactiveerd of onderdrukt worden, om ervoor te zorgen dat ze op het juiste TAAT
binden, binden er 2 co-bindingsfactoren (Extradentricle en homothorax) aan het eiwit en
wordt de specificiteit van het eiwit alleen maar groter.
Het Wnt-eiwit is de trigger voor de activatie van HOX-genen. Wanneer zo een Wnt-signaal
de cel inkomt wordt er een hele serie van activators geactiveerd waardoor allereerst HOX 1
actief wordt.
HOX-genen worden aan en uit gezet door cellen aan de hand van hun positie langs
de anteriore-posterior as. Doordat ze dus langs deze as lopen worden ze in de juiste
volgorde ontwikkelt, zo staan er HOX genen aan dicht bij de kop en andere juist dicht
bij de staart.
Expressiepatroon; het gebied waar een gen aan staat
HOX-genen liggen keurig op een rij op het chromosoom in een cluster van HOX 1 t/m
HOX 13. Ze zijn in principe over 4 grote categorieën verdeeld: A, B, C & D, die ieder
op een ander chromosoom liggen (respectievelijk 7, 17, 12, 2) ieder type heeft zijn
eigen HOX-genen maar sommige HOX-genen vallen onder meerdere categorieën, zo
bestaat er A1, B1 en D1.
De regulatie van HOX-genen gebeurd door GAP- genen die werken op basis van
mRNA. Wanneer er actie ondernomen moet worden begint de cascade aan
transcriptiefactoren waarbij het mRNA de GAP-genen activeert en zij vervolgens de HOX-
genen waardoor de onderdelen van het embryo kunnen gaan differentiëren.
Gradiënten van de HOX-genen bepalen vervolgens waar een cel moet stoppen met de
productie van nieuwe ledematen en moet beginnen aan het volgende.
Bij de ontwikkeling van ledematen zijn ook de fibroblast groeifactoren (FGF) noodzakelijk,
hun functie is namelijk vorm geven aan de anterior-posterior as en dus dat de cel kan
migreren. Een belangrijke functie van deze eiwitten is het stimuleren van een Wnt-eiwit zodat
een HOX-gen geactiveerd kan worden. Voor de ledenmaten van een embryo is met name
FGF8 voor de differentiatie zeer van belang. FGF8 die bepaalt namelijk de differentiatie van
cellen die de uitstulpingen voor de arm vormen.
HOX 9 gehele arm inclusief schouderblad ontwikkeling
HOX 10 boven en onderarm, pols en hand
HOX 11 onderarm, pols en hand
HOX 12 pols en hand
HOX 13 hand inclusief de apoptose voor het ontstaan van de vingers.
Leerdoel 1: hoe werkt de ontwikkeling van de ledematen?
In de 4e week begint het embryo eigenlijk een beetje echt te vormen
uit de kiemlagen. In principe rekt het ectoderm helemaal uit en vormt
al een beetje de rondingen van het embryo.
Ieder chromosoom in het DNA van het embryo bevat HOX-genen
met daarop homeobox sequenties wat codeert voor een
homeodomein ofwel een DNA bindend motief. Deze genen zorgen
voor een algemene vorming van het embryo, dus de juiste ledematen
op de juiste plekken, ook zorgen zij voor een hoofd-staart richting.
Dus ze zorgen voor de ontwikkeling van verschillende weefsels of de
juiste plekken.
Het ontstaan van ledenmaten begint met de ontwikkeling van het laterale
plate mesoderm, de holle rand vormt dan het AER ofwel het apical
epidermale rigde. Dit is namelijk de zijde van het embryo dat gaat
zorgen voor het daarvoor bestemde ledemaat.
Allereerst wordt de ledemaatknop gemaakt, het eiwit TBX5 zal er voor
zorgen dat WNT en FGF in het mesenchym geactiveerd worden
waardoor de groei geactiveerd wordt in een proximaal- distaal richting.
Retinoic acid zorgt ervoor dat FGF8 geïnhibeerd wordt zodat de anterior
posterior as stil blijft liggen.
De ontwikkeling van de schouder richting de vinger is in de proximaal-
distaal richting van het AER.
, HOX-genen zijn een van de vele genen die verantwoordelijk zijn voor het controleren van het
mechanisme waarin de bouw en de vorm van het embryo gemaakt wordt (morfologie), maar
deze genen zijn extra speciaal omdat ze ook controle genen zijn die dienen als regulatoren
voor de expressie van een groot aantal andere genen. HOX-genen kunnen transcriptie
controleren omdat zij coderen voor verschillende transcriptiefactoren. Het homeodomein kan
de sequentie TAAT aan de 5’ zijde van een gen herkennen en hierdoor zullen de juiste
genen geactiveerd of onderdrukt worden, om ervoor te zorgen dat ze op het juiste TAAT
binden, binden er 2 co-bindingsfactoren (Extradentricle en homothorax) aan het eiwit en
wordt de specificiteit van het eiwit alleen maar groter.
Het Wnt-eiwit is de trigger voor de activatie van HOX-genen. Wanneer zo een Wnt-signaal
de cel inkomt wordt er een hele serie van activators geactiveerd waardoor allereerst HOX 1
actief wordt.
HOX-genen worden aan en uit gezet door cellen aan de hand van hun positie langs
de anteriore-posterior as. Doordat ze dus langs deze as lopen worden ze in de juiste
volgorde ontwikkelt, zo staan er HOX genen aan dicht bij de kop en andere juist dicht
bij de staart.
Expressiepatroon; het gebied waar een gen aan staat
HOX-genen liggen keurig op een rij op het chromosoom in een cluster van HOX 1 t/m
HOX 13. Ze zijn in principe over 4 grote categorieën verdeeld: A, B, C & D, die ieder
op een ander chromosoom liggen (respectievelijk 7, 17, 12, 2) ieder type heeft zijn
eigen HOX-genen maar sommige HOX-genen vallen onder meerdere categorieën, zo
bestaat er A1, B1 en D1.
De regulatie van HOX-genen gebeurd door GAP- genen die werken op basis van
mRNA. Wanneer er actie ondernomen moet worden begint de cascade aan
transcriptiefactoren waarbij het mRNA de GAP-genen activeert en zij vervolgens de HOX-
genen waardoor de onderdelen van het embryo kunnen gaan differentiëren.
Gradiënten van de HOX-genen bepalen vervolgens waar een cel moet stoppen met de
productie van nieuwe ledematen en moet beginnen aan het volgende.
Bij de ontwikkeling van ledematen zijn ook de fibroblast groeifactoren (FGF) noodzakelijk,
hun functie is namelijk vorm geven aan de anterior-posterior as en dus dat de cel kan
migreren. Een belangrijke functie van deze eiwitten is het stimuleren van een Wnt-eiwit zodat
een HOX-gen geactiveerd kan worden. Voor de ledenmaten van een embryo is met name
FGF8 voor de differentiatie zeer van belang. FGF8 die bepaalt namelijk de differentiatie van
cellen die de uitstulpingen voor de arm vormen.
HOX 9 gehele arm inclusief schouderblad ontwikkeling
HOX 10 boven en onderarm, pols en hand
HOX 11 onderarm, pols en hand
HOX 12 pols en hand
HOX 13 hand inclusief de apoptose voor het ontstaan van de vingers.
