Celbiologie
30-10-2017 HC1
De Cel Deling Cyclus
Kanker
• Cellen die zich onbeheerst vermenigvuldigen en dit blijven doen
• Deze cellen breiden zich uit in omliggend weefsel en richten schaden aan
• Woekerende cellen verspreiden zich ook naar ver gelegen plaatsen in het lichaam
(uitzaaiingen)
Groei
• Toename in grootte van de cel hypertrofie
o Toename van cel volume
o Spiercellen, linker ventrikel hypertrofie
• Celdeling hyperplasie
o Toename van aantal cellen, celgrootte blijft gelijk
o Fysiologisch: wondgenezing
o Pathologisch: poliep
• Toename van tussenstof accretie
• Combinatie van bovenstaande
Aantal cellen in weefsel/orgaan bepaald door
• Cel deling (division)
o Stamcellen die delen 2 dochtercellen, 1 wordt weer een stamcel
daardoor blijft aantal stamcellen gelijk en de andere wordt 1
precursor cel die deelt verder (specialisatie) Terminall
differentiated cells delen niet
• Cel dood
• Cel differentiatie
Cel deling (division)
Cel groei (growth) Proliferation
Cel deling
M fase
• Bestaat uit mitose en cytokinese
o Mitose
▪ Nucleus verdeelt in 2e
▪ Chromosoom wordt gevormd (makkelijker om te delen)
o Cytokinese: cytoplasma deelt
Interfase: transcriptie van genen, eiwitten produceren en groeien in gewicht/grootte
• G1, S : verdubbeld het DNA en G2 fase
• G fase: in geen gat tussen het volgende proces. De cel controleert in deze tijd of de condities
goed zijn om naar het volgende stadia te gaan. Tijd om te groeien en cytoplasma en
organellen te verdubbelen. (bevruchten eicel korte G fases: de cel deelt en wordt steeds
kleiner)
,Cel cyclus controle
• Zorgt ervoor dat elk proces is afgerond voordat het volgende
begint
• Wordt gecontroleerd op verschillende momenten checkpoints
o Voor S fase: is de cel klaar voor replicatie
▪ Vereist voedingstoffen en signaalmoleculen extracellulair (als de condities
niet goed zijn geen replicatie G0 fase: rust, sommige cellen zoals spier
altijd in G0 fase)
▪ Belangrijk in cellen die beïnvloed worden door andere cellen
o Voor mitose: kijken of al het DNA verdubbeld is en beschadigd DNA herstellen
o Na mitose: controleren of de chromosomen goed verdeeld zijn om te worden
verdeeld in 2 dochtercellen
• Alle cellen hebben dezelfde cel cyclus controle (sommigen blijven langer hangen in bv G
fase)
• Afhankelijk van activiteit van Cdk’s (cyclin dependent protein
kinases)
Onderzoek
• Eicel: groot en deelt snel
• Cytoplasma van cel uit de M-fase in een eicel gespoten cel
ging delen. In het cytoplasma eiwitten aanwezig die zorgen voor
de mitose (MPF = M-Cdk aanwezig)
• Cytoplasma van een cel uit de interfase injecteren er
gebeurde niks
o Bewezen: dat MPF invloed heeft op de cel cyclus
controle
Cdk’s
• Reacties die de cel cyclus controleren
• Cdk altijd in de cel aanwezig moet een regulatie eiwit: cylin binden
cyclin-Cdk complex ontstaat fosforyleert key eiwitten in de cel die
nodig zijn voor de volgende stap in de cel cyclus. (fosoliering: door kinases
& defosfoliereing: door fosfatases)
• [M-Cdk] verschilt [Cdk] blijft constant
• Activiteid Cdk’s afhangkelijk van de cycline concentratie
• M-Cdk complex wordt gemaakt kinase aawezig die fosfaatgropen op
Cdk zet, een die de activatie remt en een die de activatie stumuleerd
(inactief) defosfoliering van het fosfor die de activatie van Cdk remt (2
fosfaatgroep weg) (=fosfatase) M-cdk actief
o Feedback mechanisme: fosfatase wordt actief gemaakt
door actief M-Cdk = positieve feedback
• Verschillende soorten cyclin-Cdk’s die verschillende stappen in de
cel cyclus triggeren
o M-cylin M-Cdk = trigger om naar M fase te gaan
o S-cyclins S-Cdk = trigger om naar S fase te gaan,
zorgt voor replicatie
, o G1/S cyclins G1/S-Cdk = trigger om naar S fase te gaan
o G1 cyclins G1-Cdk = helpt de cel om door
G1 fase te gaan
• S-Cdk: fosforyleert alle eiwitten betrokken bij DNA
replicatie worden actief
o S- Cycline wordt afgebroken
• Cyclines worden afgebroken door het eiwit
ubiquitine
o Gaat heel snel
o Zorgt ervoor dat Cdk inactief wordt
• Cel kan lang in de G fase blijven. Die wordt
dan ook wel start of stop genoemd
• Cel cyclus stopt bij problemen door moleculen af te breken waardoor de volgende stap niet
kan worden bereikt
S fase
• DNA replication = DNA kopieeren
• S-Cdk zorgt voor DNA replicatie
o ORC is tijdens de cel cyclus gebonden aan het DNA wat gekopieerd moet worden.
Regulator eiwitten (Cdc6 bindt zorgt ervoor dat pre replicatie complex wordt
gevormd) kunnen er aan binden voor de s fase start. Als het pre replicatie complex is
gevormd trigger voor DNA replicatie
• S-Cdk voorkomt re-replicatie van DNA (dubbelkopieeren)
o Geactiveerd S-Cdk fosforyleert Cdc6 Cdc6
degradeert zodat DNA replicatie niet opnieuw
gestart kan worden in de zelfde cyclus
• Na replicatie: 2 identieke zuster chromatide
o Bij elkaar gehouden door chohesins (ringen die de
zuster chromatide bij elkaar houden tot in de late
mitose)
• DNA damage checkpoints in G1 en S fase: voorkomen dat
beschadigt DNA gekopieerd wordt
o DNA beschadiging door bv straling stijging van
concentratie en activiteit van p53 eiwit (wordt
gefosfosforyleert p53 bind aan p21 gen
transcriptie translatie eiwit gevormd dat G1/S
Cdk bindt voorkomt dat de cel naar S fase gaat
tijd om DNA te repareren in de G1 fase schade te groot? P53 kan de cel doden
• Checkpoint G2: voorkomt dat beschadigd of incompleet gerepliceerd DNA de mitose in gaat
o Als DNA beschadigd of incompleet ‘activating protein phosphatase’ (eiwit wat er
voor zorgt dat M-Cdk gedefosforyleert wordt en dus actief wordt) wordt geremd
M-Cdk blijft inactief M-fase wordt niet bereikt
, M fase
• M-Cdk
o Condensatie chromosomen (oprollen tot compacte chromosomen)
o Induceert de organellen die de chromosomen gaat scheiden in 2 dochtercellen
• M cyclin meteen geproduceerd na de S fase M-Cdk complexen worden gevormd
remmende kinase en activerende kinase plakken fosfaat aan complex activatie van deze
complexen aan het eind van de G2 fase, doordat de activerende fosfatase de 2 remmende
fosfaatgroepen van het complex haalt.
• Geactiveerd M-Cdk complex activeert meer M-Cdk doordat het meer activerende fosfatase
activeert. (zie Cdk’s)
• Geactiveerd M-Cdk remt de kinase die een fosfaat eraan plakt op de remmende plek
o Door deze twee stappen: wanneer er eenmaal M-Cdk geactiveerd is explosieve
stijging van actief M-Cdk G2 fase wordt bereikt
• Chromosoom in de M-fase chromosomen condenseren m.b.v. eiwit complexen genaamd
condensine
o Actief M-Cdk fosforyleert condensine onderdelen waardoor deze actief worden
o Condensatie maakt de chromosomen compacter
o Condensine (net als cohesine, die de chromatide bij elkaar
houdt) zijn ringfiguren
• Mitotische spoel (centromeer + microtubules) trekt chromosomen uit
elkaar
• Contractiele ring splits de moedercel in 2 dochtercellen (dierlijke cel)
• Voordat de M-fase begint: DNA gerepliceerd + centrosoom verdubbeld
(spoel) begint in de S-fase (getriggerd door G1/S-Cdk en S-Cdk
o Profase: condensatie gerepliceerde chromosomen + de
centromeren van de spoel bewegen allebei naar hun eigen
kant.
´dynamic instability´= microtubules polymeriseren (reacties waarbij langere keten
ontstaan) en depolymeriseren (ontstaat korte keten)
▪ Start van de mitose wordt dit meer door M-Cdk.
▪ 2 centrosomen zijn nu mitotische spoelen, en hun microtubules worden
interpolar microtubules genoemd
▪ als 2 microtubules van verschillende centrosomen bij elkaar komen zorgen
motoreiwitten voor cross links tussen deze twee microtubules zorgt
ervoor dat deze niet kunnen depolymeriseren
o Prometafase: kern verbreekt microtubules kunnen binden aan DNA
▪ Kinetochore eiwitten op het centromeer van de 2 dochterchromatiden
30-10-2017 HC1
De Cel Deling Cyclus
Kanker
• Cellen die zich onbeheerst vermenigvuldigen en dit blijven doen
• Deze cellen breiden zich uit in omliggend weefsel en richten schaden aan
• Woekerende cellen verspreiden zich ook naar ver gelegen plaatsen in het lichaam
(uitzaaiingen)
Groei
• Toename in grootte van de cel hypertrofie
o Toename van cel volume
o Spiercellen, linker ventrikel hypertrofie
• Celdeling hyperplasie
o Toename van aantal cellen, celgrootte blijft gelijk
o Fysiologisch: wondgenezing
o Pathologisch: poliep
• Toename van tussenstof accretie
• Combinatie van bovenstaande
Aantal cellen in weefsel/orgaan bepaald door
• Cel deling (division)
o Stamcellen die delen 2 dochtercellen, 1 wordt weer een stamcel
daardoor blijft aantal stamcellen gelijk en de andere wordt 1
precursor cel die deelt verder (specialisatie) Terminall
differentiated cells delen niet
• Cel dood
• Cel differentiatie
Cel deling (division)
Cel groei (growth) Proliferation
Cel deling
M fase
• Bestaat uit mitose en cytokinese
o Mitose
▪ Nucleus verdeelt in 2e
▪ Chromosoom wordt gevormd (makkelijker om te delen)
o Cytokinese: cytoplasma deelt
Interfase: transcriptie van genen, eiwitten produceren en groeien in gewicht/grootte
• G1, S : verdubbeld het DNA en G2 fase
• G fase: in geen gat tussen het volgende proces. De cel controleert in deze tijd of de condities
goed zijn om naar het volgende stadia te gaan. Tijd om te groeien en cytoplasma en
organellen te verdubbelen. (bevruchten eicel korte G fases: de cel deelt en wordt steeds
kleiner)
,Cel cyclus controle
• Zorgt ervoor dat elk proces is afgerond voordat het volgende
begint
• Wordt gecontroleerd op verschillende momenten checkpoints
o Voor S fase: is de cel klaar voor replicatie
▪ Vereist voedingstoffen en signaalmoleculen extracellulair (als de condities
niet goed zijn geen replicatie G0 fase: rust, sommige cellen zoals spier
altijd in G0 fase)
▪ Belangrijk in cellen die beïnvloed worden door andere cellen
o Voor mitose: kijken of al het DNA verdubbeld is en beschadigd DNA herstellen
o Na mitose: controleren of de chromosomen goed verdeeld zijn om te worden
verdeeld in 2 dochtercellen
• Alle cellen hebben dezelfde cel cyclus controle (sommigen blijven langer hangen in bv G
fase)
• Afhankelijk van activiteit van Cdk’s (cyclin dependent protein
kinases)
Onderzoek
• Eicel: groot en deelt snel
• Cytoplasma van cel uit de M-fase in een eicel gespoten cel
ging delen. In het cytoplasma eiwitten aanwezig die zorgen voor
de mitose (MPF = M-Cdk aanwezig)
• Cytoplasma van een cel uit de interfase injecteren er
gebeurde niks
o Bewezen: dat MPF invloed heeft op de cel cyclus
controle
Cdk’s
• Reacties die de cel cyclus controleren
• Cdk altijd in de cel aanwezig moet een regulatie eiwit: cylin binden
cyclin-Cdk complex ontstaat fosforyleert key eiwitten in de cel die
nodig zijn voor de volgende stap in de cel cyclus. (fosoliering: door kinases
& defosfoliereing: door fosfatases)
• [M-Cdk] verschilt [Cdk] blijft constant
• Activiteid Cdk’s afhangkelijk van de cycline concentratie
• M-Cdk complex wordt gemaakt kinase aawezig die fosfaatgropen op
Cdk zet, een die de activatie remt en een die de activatie stumuleerd
(inactief) defosfoliering van het fosfor die de activatie van Cdk remt (2
fosfaatgroep weg) (=fosfatase) M-cdk actief
o Feedback mechanisme: fosfatase wordt actief gemaakt
door actief M-Cdk = positieve feedback
• Verschillende soorten cyclin-Cdk’s die verschillende stappen in de
cel cyclus triggeren
o M-cylin M-Cdk = trigger om naar M fase te gaan
o S-cyclins S-Cdk = trigger om naar S fase te gaan,
zorgt voor replicatie
, o G1/S cyclins G1/S-Cdk = trigger om naar S fase te gaan
o G1 cyclins G1-Cdk = helpt de cel om door
G1 fase te gaan
• S-Cdk: fosforyleert alle eiwitten betrokken bij DNA
replicatie worden actief
o S- Cycline wordt afgebroken
• Cyclines worden afgebroken door het eiwit
ubiquitine
o Gaat heel snel
o Zorgt ervoor dat Cdk inactief wordt
• Cel kan lang in de G fase blijven. Die wordt
dan ook wel start of stop genoemd
• Cel cyclus stopt bij problemen door moleculen af te breken waardoor de volgende stap niet
kan worden bereikt
S fase
• DNA replication = DNA kopieeren
• S-Cdk zorgt voor DNA replicatie
o ORC is tijdens de cel cyclus gebonden aan het DNA wat gekopieerd moet worden.
Regulator eiwitten (Cdc6 bindt zorgt ervoor dat pre replicatie complex wordt
gevormd) kunnen er aan binden voor de s fase start. Als het pre replicatie complex is
gevormd trigger voor DNA replicatie
• S-Cdk voorkomt re-replicatie van DNA (dubbelkopieeren)
o Geactiveerd S-Cdk fosforyleert Cdc6 Cdc6
degradeert zodat DNA replicatie niet opnieuw
gestart kan worden in de zelfde cyclus
• Na replicatie: 2 identieke zuster chromatide
o Bij elkaar gehouden door chohesins (ringen die de
zuster chromatide bij elkaar houden tot in de late
mitose)
• DNA damage checkpoints in G1 en S fase: voorkomen dat
beschadigt DNA gekopieerd wordt
o DNA beschadiging door bv straling stijging van
concentratie en activiteit van p53 eiwit (wordt
gefosfosforyleert p53 bind aan p21 gen
transcriptie translatie eiwit gevormd dat G1/S
Cdk bindt voorkomt dat de cel naar S fase gaat
tijd om DNA te repareren in de G1 fase schade te groot? P53 kan de cel doden
• Checkpoint G2: voorkomt dat beschadigd of incompleet gerepliceerd DNA de mitose in gaat
o Als DNA beschadigd of incompleet ‘activating protein phosphatase’ (eiwit wat er
voor zorgt dat M-Cdk gedefosforyleert wordt en dus actief wordt) wordt geremd
M-Cdk blijft inactief M-fase wordt niet bereikt
, M fase
• M-Cdk
o Condensatie chromosomen (oprollen tot compacte chromosomen)
o Induceert de organellen die de chromosomen gaat scheiden in 2 dochtercellen
• M cyclin meteen geproduceerd na de S fase M-Cdk complexen worden gevormd
remmende kinase en activerende kinase plakken fosfaat aan complex activatie van deze
complexen aan het eind van de G2 fase, doordat de activerende fosfatase de 2 remmende
fosfaatgroepen van het complex haalt.
• Geactiveerd M-Cdk complex activeert meer M-Cdk doordat het meer activerende fosfatase
activeert. (zie Cdk’s)
• Geactiveerd M-Cdk remt de kinase die een fosfaat eraan plakt op de remmende plek
o Door deze twee stappen: wanneer er eenmaal M-Cdk geactiveerd is explosieve
stijging van actief M-Cdk G2 fase wordt bereikt
• Chromosoom in de M-fase chromosomen condenseren m.b.v. eiwit complexen genaamd
condensine
o Actief M-Cdk fosforyleert condensine onderdelen waardoor deze actief worden
o Condensatie maakt de chromosomen compacter
o Condensine (net als cohesine, die de chromatide bij elkaar
houdt) zijn ringfiguren
• Mitotische spoel (centromeer + microtubules) trekt chromosomen uit
elkaar
• Contractiele ring splits de moedercel in 2 dochtercellen (dierlijke cel)
• Voordat de M-fase begint: DNA gerepliceerd + centrosoom verdubbeld
(spoel) begint in de S-fase (getriggerd door G1/S-Cdk en S-Cdk
o Profase: condensatie gerepliceerde chromosomen + de
centromeren van de spoel bewegen allebei naar hun eigen
kant.
´dynamic instability´= microtubules polymeriseren (reacties waarbij langere keten
ontstaan) en depolymeriseren (ontstaat korte keten)
▪ Start van de mitose wordt dit meer door M-Cdk.
▪ 2 centrosomen zijn nu mitotische spoelen, en hun microtubules worden
interpolar microtubules genoemd
▪ als 2 microtubules van verschillende centrosomen bij elkaar komen zorgen
motoreiwitten voor cross links tussen deze twee microtubules zorgt
ervoor dat deze niet kunnen depolymeriseren
o Prometafase: kern verbreekt microtubules kunnen binden aan DNA
▪ Kinetochore eiwitten op het centromeer van de 2 dochterchromatiden
