SAMENVATTING EMBRYOLOGIE
INHOUDSOPGAVE
DNA ........................................................................................................................................................................ 7
Genetisch materiaal ........................................................................................................................................................ 7
Polynucleotide ketens ..................................................................................................................................................... 7
Dubbelhelix ..................................................................................................................................................................... 7
Complementariteit belangrijk voor DNA-replicatie en herstel ........................................................................................ 7
1975 Sanger sequencing (chain-terminator methode) ................................................................................................... 8
Stappen van PCR: Beetje weten.................................................................................................................................. 8
Human reference genome (n>1) ................................................................................................................................ 8
Humane genetische variatie in kaart brengen................................................................................................................ 8
het Humane genoom ...................................................................................................................................................... 9
Gen structuur .......................................................................................................................................................... 9
Genexpressie ................................................................................................................................................................... 9
Splicing .......................................................................................................................................................................... 10
genetische code en translatie ....................................................................................................................................... 10
Mutaties – effect van mutaties .............................................................................................................................. 11
DNa varianten, polymorfismen en populatie genomica ............................................................................................... 11
Kleinschalige genetische variatie en structurele variatie .............................................................................................. 12
Kleine deleties en inserties ....................................................................................................................................... 12
Soorten substituties .................................................................................................................................................. 13
Dynamische mutaties ................................................................................................................................................... 13
3 mechanismen waardoor dynamische mutaties pathogeen kunnen zijn .................................................................... 13
Structurele variatie ....................................................................................................................................................... 14
Normale, maar functionele CNV’s ................................................................................................................................ 14
Ongebalanceerde structurele varianten ....................................................................................................................... 14
De LINE-1 (L1) familie (17% van het humane genoom) ................................................................................................ 15
whole-genome sequencing ........................................................................................................................................... 15
Hoe gelijkaardig zijn humane genomen?...................................................................................................................... 16
alles kan verklaard worden met win of verlies van functie ........................................................................................... 17
Haplo-insufficientie ....................................................................................................................................................... 17
Gain of function mutatie ............................................................................................................................................... 18
Mutatie met een nieuwe functie (novel function)......................................................................................................... 18
Mendeliaanse aandoeningen ................................................................................................................................. 19
Definities ....................................................................................................................................................................... 19
Genotype – Fenotype .................................................................................................................................................... 19
mendeliaanse kenmerken ............................................................................................................................................. 19
Niet mendeliaanse kenmerken ..................................................................................................................................... 19
Basis mendeliaanse overervings patronen ................................................................................................................... 20
1
, Autosomaal dominant .................................................................................................................................................. 21
Gonadaal mosaicisme ................................................................................................................................................... 21
Variabele expressie en non-penetratie ......................................................................................................................... 21
Leeftijdsafhankelijke penetrantie in late-onset ziekten ................................................................................................ 22
Anticipatie valse anticipatie ................................................................................................................................. 22
De relatie tussen Mendeliaanse fenotypes en genen: geen eenvoudige één op één correlatie ................................... 23
Autosomaal recessief .................................................................................................................................................... 23
Bloedverwantschap ...................................................................................................................................................... 23
X-gebonden ................................................................................................................................................................... 24
X-inactiavtie of lyonisatie.......................................................................................................................................... 24
Een aantal genen ontsnappen aan X-inactivatie ...................................................................................................... 25
X-gebonden recessief ............................................................................................................................................... 25
X-gebonden dominant .............................................................................................................................................. 25
Y-gebonden ................................................................................................................................................................... 26
Mitochrondriale overerving .......................................................................................................................................... 26
Genetisch flessenhals effect ..................................................................................................................................... 26
Kenmerken................................................................................................................................................................ 26
Multifactoriele aandoeningen ................................................................................................................................ 27
Kenmerken .................................................................................................................................................................... 27
Drempelmodel .............................................................................................................................................................. 27
Quantitatieve traits en diochtome kenmerken ............................................................................................................. 27
Geslachtsgenotype ................................................................................................................................................ 28
Vorming van gonaden ............................................................................................................................................ 28
Primaire geslachtsbepaling .................................................................................................................................... 30
Mannnelijke embryonale ontwikkeling......................................................................................................................... 30
Evolutie van de testes ............................................................................................................................................... 30
Antimulleriaans hormoon en mannelijke ontwikkeling ............................................................................................ 30
Differentiatie van de leydigcellen ............................................................................................................................. 31
Hoe worden al deze buisjes geconnecteerd? ........................................................................................................... 32
Vrouwelijke embryonale ontwikkeling .......................................................................................................................... 34
Vorming van primordiale follikels ............................................................................................................................. 34
vorming van de genitale kanalen .............................................................................................................................. 35
Vorming van de geslachtskenmerken ..................................................................................................................... 36
Hypotheses eileiders en uterus ..................................................................................................................................... 36
Verschil tussen vorming geslachtskenmerken .............................................................................................................. 37
Zie ppt! .................................................................................................................................................................. 38
gametogense man ................................................................................................................................................. 39
Mitose ........................................................................................................................................................................... 39
Meiose en spermiogenese ............................................................................................................................................ 39
Verdere maturatie tijdens migratieroute...................................................................................................................... 40
Hormonale controle van folliculogonese ................................................................................................................ 41
2
, Folliculogenese ............................................................................................................................................................. 41
Primaire oöcyt........................................................................................................................................................... 41
primaire follikel en groeiende follikel ....................................................................................................................... 41
Antrale of vesiculaire follikel .................................................................................................................................... 41
Mature graafse follikel .............................................................................................................................................. 42
Secundaire oöcyt ...................................................................................................................................................... 43
Fertilisering ........................................................................................................................................................... 44
3 belangrijke processen ................................................................................................................................................ 44
Klievingsdelingen ................................................................................................................................................... 46
inhibitie implantatie (einde week 1)....................................................................................................................... 47
Afwijkingen/ ziektes .............................................................................................................................................. 48
Hydatiform .................................................................................................................................................................... 48
Parthenogenese ............................................................................................................................................................ 48
Beckwith-Wiedemann syndroom 11p15 ....................................................................................................................... 48
Prader-Willi syndroom .................................................................................................................................................. 48
Angelman syndroom ..................................................................................................................................................... 48
Mitotische fouten bij eerste celdelingen ....................................................................................................................... 48
Implantatie............................................................................................................................................................ 49
De tweede week .................................................................................................................................................... 50
Doorsnede van de placenta.................................................................................................................................... 54
Epiblast en gastrulatie ........................................................................................................................................... 56
Intra-embryonaal mesoderm ................................................................................................................................. 60
Prospective fate maps ........................................................................................................................................... 60
Stadia van gastrulatie ............................................................................................................................................ 61
Vroeg stadium = primitieve streep stadium .................................................................................................................. 61
Later in het vroege stadium .......................................................................................................................................... 62
Midden stadium ............................................................................................................................................................ 62
Laat stadium ................................................................................................................................................................. 63
CHoRDa dorsalis .................................................................................................................................................... 64
Vorming chorda dorsalis ............................................................................................................................................... 64
Functie notochord ......................................................................................................................................................... 65
Opdeling intra-embryonaal mesoderm......................................................................................................................... 65
Somieten ............................................................................................................................................................... 67
Hersegmentering van het sclerotoom .................................................................................................................... 71
Paraxiaal mesoderm en de ontwikkeling van de somieten...................................................................................... 73
Intermediair mesoderm en de ontwikkeling van de nieren ..................................................................................... 74
3
, Het intermediair mesoderm .......................................................................................................................................... 74
De nieren ....................................................................................................................................................................... 76
Laterale zijplaatmesoderm..................................................................................................................................... 77
Angiogenese ................................................................................................................................................................. 77
Vasculogenese .............................................................................................................................................................. 79
Hematopoïese ............................................................................................................................................................... 79
Primaire neurulatie................................................................................................................................................ 80
Inductie ......................................................................................................................................................................... 80
Shaping ......................................................................................................................................................................... 82
Bending ......................................................................................................................................................................... 83
Sluiting .......................................................................................................................................................................... 86
Secundaire neurulatie ............................................................................................................................................ 87
Neurale buisdefecten............................................................................................................................................. 88
Open neurale buis defecten .......................................................................................................................................... 88
Spina bifida occulta....................................................................................................................................................... 88
Encephaloceles.............................................................................................................................................................. 88
Alfa-fetoproteïne screening (hoge hoeveelheid)........................................................................................................... 88
Haloprosencephaly ................................................................................................................................................ 88
Inleiding ................................................................................................................................................................ 89
Dwarse doorsnede van de zijplooi.......................................................................................................................... 90
Kop-staartplooing .................................................................................................................................................. 93
Vorming van de navelstreng .................................................................................................................................. 96
Vorming van de darmen ........................................................................................................................................ 97
Vorming van thorocale en abdominale holten ........................................................................................................ 97
Aandoeningen ....................................................................................................................................................... 98
Anterieure lichaamswanddefecten ............................................................................................................................... 98
Afwijkingen van de urachus .......................................................................................................................................... 98
Kieuwboog ............................................................................................................................................................ 99
Opbouw kieuwbogen .................................................................................................................................................. 100
Evolutie van de vershcillende kieuwbogen ................................................................................................................. 100
Spierrudimenten ......................................................................................................................................................... 102
kieuwspleet ......................................................................................................................................................... 103
kieuwzakje .......................................................................................................................................................... 104
De tong ............................................................................................................................................................... 106
Vorming van de tong .................................................................................................................................................. 106
4
, Bezenuwing van de tong ............................................................................................................................................. 108
Spieren van de tong .................................................................................................................................................... 108
Speekselklieren ................................................................................................................................................... 109
beenontwikkeling ................................................................................................................................................ 109
Endochondrale ossificatie ........................................................................................................................................... 109
Intramembraneuze botvorming.................................................................................................................................. 109
Schedel................................................................................................................................................................ 110
Chondrocranium ......................................................................................................................................................... 110
Inleiding .............................................................................................................................................................. 111
Initiatiefase ......................................................................................................................................................... 111
Knopfase ............................................................................................................................................................. 113
Kapfase ............................................................................................................................................................... 114
Klokfase .............................................................................................................................................................. 115
Appositiefase....................................................................................................................................................... 116
Tandwortel .......................................................................................................................................................... 118
Afwijkingen ......................................................................................................................................................... 120
Ontwikkeling van het aangezicht ......................................................................................................................... 122
Patterning of facial prominences ................................................................................................................................ 124
Holopresencephaly ..................................................................................................................................................... 125
Ontwikkeling van de neus .................................................................................................................................... 125
Faciale spleten ............................................................................................................................................................ 129
Omgeving en genetische mechanisme van spleten .................................................................................................... 131
Ontwikkleing van de sinussen .............................................................................................................................. 132
Vorming van placenta .......................................................................................................................................... 133
Algemene foetale ontwikkeling............................................................................................................................ 136
Foetale groei ............................................................................................................................................................... 136
Placenta en vliezen .............................................................................................................................................. 136
Decidua reactie ........................................................................................................................................................... 136
Utero-placentaal curculatie systeem .......................................................................................................................... 136
Ontwikkeling chorion laeve en chorion frondosum .................................................................................................... 137
amnion en vruchtwater .............................................................................................................................................. 137
Continue ontwikkeling van de chorion stamvilli en vorming van de placenta ............................................................ 137
Vorming van de navelstreng ....................................................................................................................................... 138
utero-placentaal circulatiesysteem............................................................................................................................. 138
5
, RH factoren ................................................................................................................................................................. 138
Teratogeen.................................................................................................................................................................. 139
Foetaal alcohol syndroom........................................................................................................................................... 139
Vitamine A .................................................................................................................................................................. 139
Placenta produceert enkele belangrijke hormonen .................................................................................................... 140
Tweelingen .......................................................................................................................................................... 140
oorsprong tweelingen ................................................................................................................................................. 140
Dichoraal-diamnotisch ................................................................................................................................................ 141
Monochoriaal-diamniotisch ........................................................................................................................................ 141
Monochoriaal-monoamniotisch ................................................................................................................................. 141
SIamese tweelingen .................................................................................................................................................... 142
vasculaire anastomoses .............................................................................................................................................. 142
Twin-Twn transfusion syndrome................................................................................................................................. 142
TRAP-sequence ........................................................................................................................................................... 142
De foetus als patiënt ............................................................................................................................................ 142
Echografie ................................................................................................................................................................... 142
Materneel serum screening ........................................................................................................................................ 143
Cel-vrij foetaal DNA in materneel plasma................................................................................................................... 143
Chorion villus-sampling Vlokkentest ........................................................................................................................... 144
Amnioncentesis-vruchtwaterpunctie .......................................................................................................................... 144
6
,HFD 1: BASISBEGRIPPEN VAN ERFELIJKHEID
DNA
GENETISCH MATERIAAL
DNA = polymeer van nucleotiden
Aan een koolstof hangt ofwel een purine of een pyrimidine
• Purines → Adenine en Guanine
• Pyrimidines → thymine en cytosine
POLYNUCLEOTIDE KETENS
• 5’-3’ phosphodiester bindingen
• 50 tot 250 miljoen nucleotide ketens → chromosomen
• 16.600 circulaire nucleotide keten → mitochrondriaal DNA
DUBBELHELIX
• Twee polynucleotideketens die in tegengestelde richting lopen
• Bij elkaar gehouden door H-bruggen
COMPLEMENTARITEIT BELANGRIJK VOOR DNA-REPLICATIE EN
HERSTEL
• Kennis van de nucleotide sequentie op 1 streng laat toe de sequentie van de andere te bepalen
• 1956: een normale humane cel heeft 46 chromosomen
− Correlatie tussen genotype en fenotype
→ Een afwijkend genotype leidt tot een aberrant fenotype
− Afwijkingen zijn continu en dus in alle cellen aanwezig
− Down: Trysomerie 21 (T21)
→ 47 chromosomen
→ Leefbaar
− Het syndroom van Edwards (T18) Enige leefbare aandoeningen
→ (kort) leefbaar
− Het syndroom van Patau (T13)
→ (kort) leefbaar
• Groeiend besef van het belang om het totale humane genoom in kaart te brengen
7
,1975 SANGER SEQUENCING (CHAIN-TERMINATOR METHODE)
STAPPEN VAN PCR: BEETJE WETEN
• DNA-duplicatie → Een enkelstrengs DNA-molecuul wordt als template gebruikt
• Toevoeging van primers → Een korte primer hecht zich aan het DNA om
de synthese te starten en vervolgens ingrediënten toevoegen om te
gaan sequenteren
• DNA-synthese met dNTP’s en ddNTP’s →
− Normale nucleotiden (dNTP’s, c: 1:100) verlengen de streng.
− Gemerkte dideoxynucleotiden (ddNTP’s) stoppen de synthese op
willekeurige punten
→ C3 heeft waterstofgroep ipv hydroxylgroep → volgende base
kan niet inbouwen
→ Vormt een fosfordiesterbinding
→ De volgende streng maken ze steeds 1 nucelotide langer
→ Heeft telkens een specifieke kleur
→ Telkens een fix 5’ uiteinde
• Scheiding via capillaire elektroforese → De verschillende fragmenten worden op grootte gescheiden
• Detectie en uitlezen van de volgorde → De labels op ddNTP’s worden uitgelezen, wat de volgorde van het DNA
bepaalt
HUMAN REFERENCE GENOME (N>1)
• We hebben het “boek” alleen snappen we het niet
− Genen geven functioneel product
− Wordt afgeschreven naar RNA
− Kun je aan begrip vastkoppelen
• Nu technologisch met dure machines: in 2 dagen ipv 15 jaar
HUMANE GENETISCHE VARIATIE IN KAART BRENGEN
= sleutel tot het begrijpen van verschillen tussen mensen en tot het identificeren van genen/varianten die een rol
spelen bij ziekte en gezondheid
• Single nucleotide varianten
• Kleine inserties en deleties
• Kopij nummer varaitie
• Structurele variatie (deletie, duplicatie, amplificatie, translocatie en retrotransportatie)
− Neutraal, normale variatie of ziekte
8
,HET HUMANE GENOOM
• Slechts een 5tal procent evolutionair goed bewaard
gebleven en is functioneel belangrjk
• 1% daarvan is proteïne coderend, sommige naar
andere RNA
• Mitochrondriaal genoom
− 66% en 32% goed bewaard
− 2% uniek
• Regulatieve delen
• Helft bestaat uit transposons
• 6% heterochromatiden
• Andere helft: weten niet goed wat ze doen
• Mitochrondriaal genoom
− 66% en 32% goed bewaard
− 2% uniek
Volwassen lichaam: ong 100.000.000.000.000 cellen
DNA:
• 46 lineaire chromosomen
• 22 paar autosomen + 2 seks chr (X en Y)
• Ong 3,1 x 10^9 bp: 24 chr
• Ong 21 000 proteïne coderende genen
• Ong 22 000 RNA-genen
Mitochrondriaal DNA (enkel maternaal overgeërfd)
• Circulair
• 16.6 x 10^3 bp
• 37 genen (13 proteïne coderend; 22 tRNA; 2 rRNA genen)
GEN STRUCTUUR
GENEXPRESSIE
• DNA dubbelstreng met een specifiek gen
• Boxen zijn exonen → blauw ingekleurd
worden vertaald
• Ook onvertaalde delen van exonen (niet
ingekleurd)
• Coding strand → RNA polymerase van 5 naar
3 gaat opbouwen complementair aan de
onderste streng, wordt zelf niet
afgeschreven
• De andere streng wordt afgeschreven (non-
coding strand)
• 5' cap en AAA cap → RNA beschermen, rol
in splicing, ook in vertaling en transport
• Ribosomen gaan op het transcipt komen en gaan starten met de vertaling van het transcript →proteïne
9
, SPLICING
Splicing is het proces waarbij intronen (niet-coderende regio's) uit een pre-mRNA-molecuul worden verwijderd en
exonen (coderende regio's) aan elkaar worden geplakt
• Het gebeurt op specifieke herkenningsplaatsen
− Splice donor site (5’)
→ Begin van het intron
→ Meestal sequentie GT (GU vr RNA)
− Branch site
→ Binnen het intron, dichtbij acceptor
→ Bevat Adenine → essentieel voor het vormen van de splicing lus (lariat)
→ Aangevallen door het 5’ uiteinde van het intron
− Splice acceptor site
→ Einde van het intron
→ Meestal AG
• 3 hoofdreacties
− Knip bij splice donor
→ 5’ wordt gekinpt bij de GU
→ Vrije 5’ bindt aan A in brach site (nucelofiele aanval) → lariat
− Knip bij de splice acceptor site
→ 3’-kant van het intron wordt geknipt bij de AG-sequentie
→ Intron komt volledig vrij
→ Lariat structuur blijft over
− Exonen worden samengevoegd
→ 2 exonen aan elkaar geligeerd
→ Rijpe mRNA klaar voor translatie
GENETISCHE CODE EN TRANSLATIE
Translatie:
• Initiatie: Het ribosoom bindt aan het startcodon (AUG
→ methionine) → reading frame wordt bepaald
• Elongatie: tRNA’s brengen aminozuren naar de A-site,
en een peptidebinding wordt gevormd
• Translocatie: Het ribosoom schuift op, en de volgende
aminozuren worden gekoppeld
• Terminatie: Wanneer een stopcodon bereikt wordt,
stopt de eiwitsynthese
• Transfer RNA met zijn anticodon gaan de sequentie
herkennen en brengt de eerste metioniemen met zich
mee
− Ribosoom en polypeptide binding worden opgebouwd
• 64 (4^3) mogelijke codons (set van 3 basen), 20 verschillende eiwitten → verschillende codons kunnen tot
hetzelfde eiwit leiden
10
INHOUDSOPGAVE
DNA ........................................................................................................................................................................ 7
Genetisch materiaal ........................................................................................................................................................ 7
Polynucleotide ketens ..................................................................................................................................................... 7
Dubbelhelix ..................................................................................................................................................................... 7
Complementariteit belangrijk voor DNA-replicatie en herstel ........................................................................................ 7
1975 Sanger sequencing (chain-terminator methode) ................................................................................................... 8
Stappen van PCR: Beetje weten.................................................................................................................................. 8
Human reference genome (n>1) ................................................................................................................................ 8
Humane genetische variatie in kaart brengen................................................................................................................ 8
het Humane genoom ...................................................................................................................................................... 9
Gen structuur .......................................................................................................................................................... 9
Genexpressie ................................................................................................................................................................... 9
Splicing .......................................................................................................................................................................... 10
genetische code en translatie ....................................................................................................................................... 10
Mutaties – effect van mutaties .............................................................................................................................. 11
DNa varianten, polymorfismen en populatie genomica ............................................................................................... 11
Kleinschalige genetische variatie en structurele variatie .............................................................................................. 12
Kleine deleties en inserties ....................................................................................................................................... 12
Soorten substituties .................................................................................................................................................. 13
Dynamische mutaties ................................................................................................................................................... 13
3 mechanismen waardoor dynamische mutaties pathogeen kunnen zijn .................................................................... 13
Structurele variatie ....................................................................................................................................................... 14
Normale, maar functionele CNV’s ................................................................................................................................ 14
Ongebalanceerde structurele varianten ....................................................................................................................... 14
De LINE-1 (L1) familie (17% van het humane genoom) ................................................................................................ 15
whole-genome sequencing ........................................................................................................................................... 15
Hoe gelijkaardig zijn humane genomen?...................................................................................................................... 16
alles kan verklaard worden met win of verlies van functie ........................................................................................... 17
Haplo-insufficientie ....................................................................................................................................................... 17
Gain of function mutatie ............................................................................................................................................... 18
Mutatie met een nieuwe functie (novel function)......................................................................................................... 18
Mendeliaanse aandoeningen ................................................................................................................................. 19
Definities ....................................................................................................................................................................... 19
Genotype – Fenotype .................................................................................................................................................... 19
mendeliaanse kenmerken ............................................................................................................................................. 19
Niet mendeliaanse kenmerken ..................................................................................................................................... 19
Basis mendeliaanse overervings patronen ................................................................................................................... 20
1
, Autosomaal dominant .................................................................................................................................................. 21
Gonadaal mosaicisme ................................................................................................................................................... 21
Variabele expressie en non-penetratie ......................................................................................................................... 21
Leeftijdsafhankelijke penetrantie in late-onset ziekten ................................................................................................ 22
Anticipatie valse anticipatie ................................................................................................................................. 22
De relatie tussen Mendeliaanse fenotypes en genen: geen eenvoudige één op één correlatie ................................... 23
Autosomaal recessief .................................................................................................................................................... 23
Bloedverwantschap ...................................................................................................................................................... 23
X-gebonden ................................................................................................................................................................... 24
X-inactiavtie of lyonisatie.......................................................................................................................................... 24
Een aantal genen ontsnappen aan X-inactivatie ...................................................................................................... 25
X-gebonden recessief ............................................................................................................................................... 25
X-gebonden dominant .............................................................................................................................................. 25
Y-gebonden ................................................................................................................................................................... 26
Mitochrondriale overerving .......................................................................................................................................... 26
Genetisch flessenhals effect ..................................................................................................................................... 26
Kenmerken................................................................................................................................................................ 26
Multifactoriele aandoeningen ................................................................................................................................ 27
Kenmerken .................................................................................................................................................................... 27
Drempelmodel .............................................................................................................................................................. 27
Quantitatieve traits en diochtome kenmerken ............................................................................................................. 27
Geslachtsgenotype ................................................................................................................................................ 28
Vorming van gonaden ............................................................................................................................................ 28
Primaire geslachtsbepaling .................................................................................................................................... 30
Mannnelijke embryonale ontwikkeling......................................................................................................................... 30
Evolutie van de testes ............................................................................................................................................... 30
Antimulleriaans hormoon en mannelijke ontwikkeling ............................................................................................ 30
Differentiatie van de leydigcellen ............................................................................................................................. 31
Hoe worden al deze buisjes geconnecteerd? ........................................................................................................... 32
Vrouwelijke embryonale ontwikkeling .......................................................................................................................... 34
Vorming van primordiale follikels ............................................................................................................................. 34
vorming van de genitale kanalen .............................................................................................................................. 35
Vorming van de geslachtskenmerken ..................................................................................................................... 36
Hypotheses eileiders en uterus ..................................................................................................................................... 36
Verschil tussen vorming geslachtskenmerken .............................................................................................................. 37
Zie ppt! .................................................................................................................................................................. 38
gametogense man ................................................................................................................................................. 39
Mitose ........................................................................................................................................................................... 39
Meiose en spermiogenese ............................................................................................................................................ 39
Verdere maturatie tijdens migratieroute...................................................................................................................... 40
Hormonale controle van folliculogonese ................................................................................................................ 41
2
, Folliculogenese ............................................................................................................................................................. 41
Primaire oöcyt........................................................................................................................................................... 41
primaire follikel en groeiende follikel ....................................................................................................................... 41
Antrale of vesiculaire follikel .................................................................................................................................... 41
Mature graafse follikel .............................................................................................................................................. 42
Secundaire oöcyt ...................................................................................................................................................... 43
Fertilisering ........................................................................................................................................................... 44
3 belangrijke processen ................................................................................................................................................ 44
Klievingsdelingen ................................................................................................................................................... 46
inhibitie implantatie (einde week 1)....................................................................................................................... 47
Afwijkingen/ ziektes .............................................................................................................................................. 48
Hydatiform .................................................................................................................................................................... 48
Parthenogenese ............................................................................................................................................................ 48
Beckwith-Wiedemann syndroom 11p15 ....................................................................................................................... 48
Prader-Willi syndroom .................................................................................................................................................. 48
Angelman syndroom ..................................................................................................................................................... 48
Mitotische fouten bij eerste celdelingen ....................................................................................................................... 48
Implantatie............................................................................................................................................................ 49
De tweede week .................................................................................................................................................... 50
Doorsnede van de placenta.................................................................................................................................... 54
Epiblast en gastrulatie ........................................................................................................................................... 56
Intra-embryonaal mesoderm ................................................................................................................................. 60
Prospective fate maps ........................................................................................................................................... 60
Stadia van gastrulatie ............................................................................................................................................ 61
Vroeg stadium = primitieve streep stadium .................................................................................................................. 61
Later in het vroege stadium .......................................................................................................................................... 62
Midden stadium ............................................................................................................................................................ 62
Laat stadium ................................................................................................................................................................. 63
CHoRDa dorsalis .................................................................................................................................................... 64
Vorming chorda dorsalis ............................................................................................................................................... 64
Functie notochord ......................................................................................................................................................... 65
Opdeling intra-embryonaal mesoderm......................................................................................................................... 65
Somieten ............................................................................................................................................................... 67
Hersegmentering van het sclerotoom .................................................................................................................... 71
Paraxiaal mesoderm en de ontwikkeling van de somieten...................................................................................... 73
Intermediair mesoderm en de ontwikkeling van de nieren ..................................................................................... 74
3
, Het intermediair mesoderm .......................................................................................................................................... 74
De nieren ....................................................................................................................................................................... 76
Laterale zijplaatmesoderm..................................................................................................................................... 77
Angiogenese ................................................................................................................................................................. 77
Vasculogenese .............................................................................................................................................................. 79
Hematopoïese ............................................................................................................................................................... 79
Primaire neurulatie................................................................................................................................................ 80
Inductie ......................................................................................................................................................................... 80
Shaping ......................................................................................................................................................................... 82
Bending ......................................................................................................................................................................... 83
Sluiting .......................................................................................................................................................................... 86
Secundaire neurulatie ............................................................................................................................................ 87
Neurale buisdefecten............................................................................................................................................. 88
Open neurale buis defecten .......................................................................................................................................... 88
Spina bifida occulta....................................................................................................................................................... 88
Encephaloceles.............................................................................................................................................................. 88
Alfa-fetoproteïne screening (hoge hoeveelheid)........................................................................................................... 88
Haloprosencephaly ................................................................................................................................................ 88
Inleiding ................................................................................................................................................................ 89
Dwarse doorsnede van de zijplooi.......................................................................................................................... 90
Kop-staartplooing .................................................................................................................................................. 93
Vorming van de navelstreng .................................................................................................................................. 96
Vorming van de darmen ........................................................................................................................................ 97
Vorming van thorocale en abdominale holten ........................................................................................................ 97
Aandoeningen ....................................................................................................................................................... 98
Anterieure lichaamswanddefecten ............................................................................................................................... 98
Afwijkingen van de urachus .......................................................................................................................................... 98
Kieuwboog ............................................................................................................................................................ 99
Opbouw kieuwbogen .................................................................................................................................................. 100
Evolutie van de vershcillende kieuwbogen ................................................................................................................. 100
Spierrudimenten ......................................................................................................................................................... 102
kieuwspleet ......................................................................................................................................................... 103
kieuwzakje .......................................................................................................................................................... 104
De tong ............................................................................................................................................................... 106
Vorming van de tong .................................................................................................................................................. 106
4
, Bezenuwing van de tong ............................................................................................................................................. 108
Spieren van de tong .................................................................................................................................................... 108
Speekselklieren ................................................................................................................................................... 109
beenontwikkeling ................................................................................................................................................ 109
Endochondrale ossificatie ........................................................................................................................................... 109
Intramembraneuze botvorming.................................................................................................................................. 109
Schedel................................................................................................................................................................ 110
Chondrocranium ......................................................................................................................................................... 110
Inleiding .............................................................................................................................................................. 111
Initiatiefase ......................................................................................................................................................... 111
Knopfase ............................................................................................................................................................. 113
Kapfase ............................................................................................................................................................... 114
Klokfase .............................................................................................................................................................. 115
Appositiefase....................................................................................................................................................... 116
Tandwortel .......................................................................................................................................................... 118
Afwijkingen ......................................................................................................................................................... 120
Ontwikkeling van het aangezicht ......................................................................................................................... 122
Patterning of facial prominences ................................................................................................................................ 124
Holopresencephaly ..................................................................................................................................................... 125
Ontwikkeling van de neus .................................................................................................................................... 125
Faciale spleten ............................................................................................................................................................ 129
Omgeving en genetische mechanisme van spleten .................................................................................................... 131
Ontwikkleing van de sinussen .............................................................................................................................. 132
Vorming van placenta .......................................................................................................................................... 133
Algemene foetale ontwikkeling............................................................................................................................ 136
Foetale groei ............................................................................................................................................................... 136
Placenta en vliezen .............................................................................................................................................. 136
Decidua reactie ........................................................................................................................................................... 136
Utero-placentaal curculatie systeem .......................................................................................................................... 136
Ontwikkeling chorion laeve en chorion frondosum .................................................................................................... 137
amnion en vruchtwater .............................................................................................................................................. 137
Continue ontwikkeling van de chorion stamvilli en vorming van de placenta ............................................................ 137
Vorming van de navelstreng ....................................................................................................................................... 138
utero-placentaal circulatiesysteem............................................................................................................................. 138
5
, RH factoren ................................................................................................................................................................. 138
Teratogeen.................................................................................................................................................................. 139
Foetaal alcohol syndroom........................................................................................................................................... 139
Vitamine A .................................................................................................................................................................. 139
Placenta produceert enkele belangrijke hormonen .................................................................................................... 140
Tweelingen .......................................................................................................................................................... 140
oorsprong tweelingen ................................................................................................................................................. 140
Dichoraal-diamnotisch ................................................................................................................................................ 141
Monochoriaal-diamniotisch ........................................................................................................................................ 141
Monochoriaal-monoamniotisch ................................................................................................................................. 141
SIamese tweelingen .................................................................................................................................................... 142
vasculaire anastomoses .............................................................................................................................................. 142
Twin-Twn transfusion syndrome................................................................................................................................. 142
TRAP-sequence ........................................................................................................................................................... 142
De foetus als patiënt ............................................................................................................................................ 142
Echografie ................................................................................................................................................................... 142
Materneel serum screening ........................................................................................................................................ 143
Cel-vrij foetaal DNA in materneel plasma................................................................................................................... 143
Chorion villus-sampling Vlokkentest ........................................................................................................................... 144
Amnioncentesis-vruchtwaterpunctie .......................................................................................................................... 144
6
,HFD 1: BASISBEGRIPPEN VAN ERFELIJKHEID
DNA
GENETISCH MATERIAAL
DNA = polymeer van nucleotiden
Aan een koolstof hangt ofwel een purine of een pyrimidine
• Purines → Adenine en Guanine
• Pyrimidines → thymine en cytosine
POLYNUCLEOTIDE KETENS
• 5’-3’ phosphodiester bindingen
• 50 tot 250 miljoen nucleotide ketens → chromosomen
• 16.600 circulaire nucleotide keten → mitochrondriaal DNA
DUBBELHELIX
• Twee polynucleotideketens die in tegengestelde richting lopen
• Bij elkaar gehouden door H-bruggen
COMPLEMENTARITEIT BELANGRIJK VOOR DNA-REPLICATIE EN
HERSTEL
• Kennis van de nucleotide sequentie op 1 streng laat toe de sequentie van de andere te bepalen
• 1956: een normale humane cel heeft 46 chromosomen
− Correlatie tussen genotype en fenotype
→ Een afwijkend genotype leidt tot een aberrant fenotype
− Afwijkingen zijn continu en dus in alle cellen aanwezig
− Down: Trysomerie 21 (T21)
→ 47 chromosomen
→ Leefbaar
− Het syndroom van Edwards (T18) Enige leefbare aandoeningen
→ (kort) leefbaar
− Het syndroom van Patau (T13)
→ (kort) leefbaar
• Groeiend besef van het belang om het totale humane genoom in kaart te brengen
7
,1975 SANGER SEQUENCING (CHAIN-TERMINATOR METHODE)
STAPPEN VAN PCR: BEETJE WETEN
• DNA-duplicatie → Een enkelstrengs DNA-molecuul wordt als template gebruikt
• Toevoeging van primers → Een korte primer hecht zich aan het DNA om
de synthese te starten en vervolgens ingrediënten toevoegen om te
gaan sequenteren
• DNA-synthese met dNTP’s en ddNTP’s →
− Normale nucleotiden (dNTP’s, c: 1:100) verlengen de streng.
− Gemerkte dideoxynucleotiden (ddNTP’s) stoppen de synthese op
willekeurige punten
→ C3 heeft waterstofgroep ipv hydroxylgroep → volgende base
kan niet inbouwen
→ Vormt een fosfordiesterbinding
→ De volgende streng maken ze steeds 1 nucelotide langer
→ Heeft telkens een specifieke kleur
→ Telkens een fix 5’ uiteinde
• Scheiding via capillaire elektroforese → De verschillende fragmenten worden op grootte gescheiden
• Detectie en uitlezen van de volgorde → De labels op ddNTP’s worden uitgelezen, wat de volgorde van het DNA
bepaalt
HUMAN REFERENCE GENOME (N>1)
• We hebben het “boek” alleen snappen we het niet
− Genen geven functioneel product
− Wordt afgeschreven naar RNA
− Kun je aan begrip vastkoppelen
• Nu technologisch met dure machines: in 2 dagen ipv 15 jaar
HUMANE GENETISCHE VARIATIE IN KAART BRENGEN
= sleutel tot het begrijpen van verschillen tussen mensen en tot het identificeren van genen/varianten die een rol
spelen bij ziekte en gezondheid
• Single nucleotide varianten
• Kleine inserties en deleties
• Kopij nummer varaitie
• Structurele variatie (deletie, duplicatie, amplificatie, translocatie en retrotransportatie)
− Neutraal, normale variatie of ziekte
8
,HET HUMANE GENOOM
• Slechts een 5tal procent evolutionair goed bewaard
gebleven en is functioneel belangrjk
• 1% daarvan is proteïne coderend, sommige naar
andere RNA
• Mitochrondriaal genoom
− 66% en 32% goed bewaard
− 2% uniek
• Regulatieve delen
• Helft bestaat uit transposons
• 6% heterochromatiden
• Andere helft: weten niet goed wat ze doen
• Mitochrondriaal genoom
− 66% en 32% goed bewaard
− 2% uniek
Volwassen lichaam: ong 100.000.000.000.000 cellen
DNA:
• 46 lineaire chromosomen
• 22 paar autosomen + 2 seks chr (X en Y)
• Ong 3,1 x 10^9 bp: 24 chr
• Ong 21 000 proteïne coderende genen
• Ong 22 000 RNA-genen
Mitochrondriaal DNA (enkel maternaal overgeërfd)
• Circulair
• 16.6 x 10^3 bp
• 37 genen (13 proteïne coderend; 22 tRNA; 2 rRNA genen)
GEN STRUCTUUR
GENEXPRESSIE
• DNA dubbelstreng met een specifiek gen
• Boxen zijn exonen → blauw ingekleurd
worden vertaald
• Ook onvertaalde delen van exonen (niet
ingekleurd)
• Coding strand → RNA polymerase van 5 naar
3 gaat opbouwen complementair aan de
onderste streng, wordt zelf niet
afgeschreven
• De andere streng wordt afgeschreven (non-
coding strand)
• 5' cap en AAA cap → RNA beschermen, rol
in splicing, ook in vertaling en transport
• Ribosomen gaan op het transcipt komen en gaan starten met de vertaling van het transcript →proteïne
9
, SPLICING
Splicing is het proces waarbij intronen (niet-coderende regio's) uit een pre-mRNA-molecuul worden verwijderd en
exonen (coderende regio's) aan elkaar worden geplakt
• Het gebeurt op specifieke herkenningsplaatsen
− Splice donor site (5’)
→ Begin van het intron
→ Meestal sequentie GT (GU vr RNA)
− Branch site
→ Binnen het intron, dichtbij acceptor
→ Bevat Adenine → essentieel voor het vormen van de splicing lus (lariat)
→ Aangevallen door het 5’ uiteinde van het intron
− Splice acceptor site
→ Einde van het intron
→ Meestal AG
• 3 hoofdreacties
− Knip bij splice donor
→ 5’ wordt gekinpt bij de GU
→ Vrije 5’ bindt aan A in brach site (nucelofiele aanval) → lariat
− Knip bij de splice acceptor site
→ 3’-kant van het intron wordt geknipt bij de AG-sequentie
→ Intron komt volledig vrij
→ Lariat structuur blijft over
− Exonen worden samengevoegd
→ 2 exonen aan elkaar geligeerd
→ Rijpe mRNA klaar voor translatie
GENETISCHE CODE EN TRANSLATIE
Translatie:
• Initiatie: Het ribosoom bindt aan het startcodon (AUG
→ methionine) → reading frame wordt bepaald
• Elongatie: tRNA’s brengen aminozuren naar de A-site,
en een peptidebinding wordt gevormd
• Translocatie: Het ribosoom schuift op, en de volgende
aminozuren worden gekoppeld
• Terminatie: Wanneer een stopcodon bereikt wordt,
stopt de eiwitsynthese
• Transfer RNA met zijn anticodon gaan de sequentie
herkennen en brengt de eerste metioniemen met zich
mee
− Ribosoom en polypeptide binding worden opgebouwd
• 64 (4^3) mogelijke codons (set van 3 basen), 20 verschillende eiwitten → verschillende codons kunnen tot
hetzelfde eiwit leiden
10
