H24: celcylcus en mitose
1. Overzicht van de celcyclus
De eukaryotisch celcyclus
Celcyclus = M-fase + interfase
Interfase = G1 + S + G2
G0 = stoppen tijdelijk met delen (bv. terminale differentiatie of wachten voor
groei-stimulus)
M-fase = mitose (kerndeling) + cytokinese (celdeling)
De celcyclus begint wanneer twee nieuwe cellen gevormd worden door deling van de moedercel en
eindigt wanneer één van deze cellen zelf deelt. De generatietijd bedraagt voor zoogdiercellen 18-24
uur.
- De interfase is de groeifase tussen twee celdelingen
o Gedurende de G1 en G2 fase worden de meeste proteïnen gesynthetiseerd en neemt
de massa van de cel toe.
De lengte van de G1 fase is redelijk variabel maar duurt meestal 8-10 uur.
De G2 fase duurt gewoonlijk 4-6 uur.
o In de S fase wordt het DNA verdubbeld. Hierdoor worden er chromosomen gevormd
die bestaan uit twee zusterchromatiden.
Om de lengte van de S fase te meten, worden cellen gelabeld met 3H-
thymidine. Gemiddeld duurt de S fase 6-8 uur.
- De M fase bestaat uit twee overlappende gebeurtenissen waar eerst de nucleus deelt en
daarna het cytoplasma.
o Mitose is de nucleaire deling.
De mitotische index is het percentage cellen in een populatie die op een
bepaald moment mitose ondergaan. 3-5% voor cellen in cultuur
De mitose duurt ongeveer 30-45 minuten.
o De deling van het cytoplasma waarbij er twee dochtercellen geproduceerd is de
cytokinese.
De meeste lichaamscellen bevinden zich in de G0 fase. Hierin bereidt de cel zich niet voor op een
deling.
- Cellen die nooit meer in staat zijn om te delen, hebben terminale differentiatie ondergaan.
Dit zijn zenuwcellen, spiercellen, …
- De massa van de lever staat altijd in dezelfde verhouding tegenover het lichaamsgewicht. Zo
kan de lever na een operatie terug aangroeien tot de normale grootte doordat de levercellen
uit de G0 fase treden.
,Chromosomen:
- Diploïd: ieder chromosoom hebben we 2 keer
- Centromeer: plaats waar de zusterchromatiden aan elkaar zijn verbonden na replicatie
- Na replicatie: 2 chromosomen, met 2 zusterchromatiden
!! chromosoom kan zowel met 1 chromatide zijn, als met 2 zusterchromatiden
- genlocus: plaats in genoom waar gen ligt
- gen kan voorkomen in verschillende varianten (minimale verandering)= allelen
o heterozygoot: verschillende genvariant
o homozygoot: zelfde genvariant
o dominant vs recessief
Key technique: Measuring cell millions at a time
- Flow cytometrie laat meting toe van optische (celvorm en -grootte) en
fluorescentiekarakteristieken van individuele cellen in suspensie
- Fluorescente kleurstoffen voor nucleïnezuren (Bv. propidium Jodide
voor DNA) en eiwitten (Bv. fluorescent gemerkt antilichaam tegen
oppervlaktereceptor)
- Meting van fluorescentie: verschillende kleuren gelijktijdig
- Lichtverstrooiing = functie van celvorm en celgrootte.
laat toe de verhouding te bepalen tussen de verschillende fasen waarin
een populatie cellen zich bevindt
1. Eerst bindt men een fluorescente kleurstof aan proteïnen
(antilichamen) en DNA (propidium jodide)
2. Vervolgens: verhouding kleurintensiteit bepalen (via laserstraling) om
info over de celcyclus te verwerven
- door het kleine buisje, zal maar 1 cel tegelijk doorheen de buis gaan
- laser (monochromatich) zendt licht met 1 bepaalde golflengte uit
- De cel zendt een andere golflengte terug, wat opgenomen wordt door een sensor
Toepassingen flow cytomerie
- Meting van aantallen witte bloedcellen (=leucocyten) bv. macrofagen, lymphocyten
, - Meting van de fase van de celcyclus: meting van hoeveelheid DNA met propidium Jodide
(plaatje links)
- Flow cytometrie met twee kleuren: hoeveelheid DNA + merker van M-fase (antilichaam dat
een mitotische modificatie van histonen herkent; plaatje rechts)
Interpretatie grafieken (goed kunnen!):
Plaatje links:
- X-as: intensiteit van kleuring
- Y-as: aantal cellen geteld door de flow cytomerie techniek
- Bv. de cel bij piek: intensiteit op 75, andere op 150
- De cel van 150 heeft dubbel zoveel DNA: het is al gerepliceerd G2 of M fase
- De cel van 75 heeft minder DNA G0 of G1 fase
- Alles ertussen: S fase zal geleidelijk aan meer DNA krijgen
Plaatje rechts:
- X-as: intensiteit van DNA
- Y-as: specifieke kleuring
- Bv. Op 65: G0 of G1 fase
- Op 150: G2 of M fase
o G2 fase: histonen zijn niet gefosforileerd (blauw)
o M fase: histonen zijn wel gefosforileerd dus zijn hier ook fluorescent (oranje)
Fluorescence-activated cell sorting (FACS)
- Flow cytometrie + selectie/sortering van cellen op basis van electrische lading
- Geselecteerd celtype kan vervolgens apart worden geanalyseerd (Bijv stamcellen)
Maakt sortering en isolatie mogelijk van de gefluorescerende cellen, die we door flow
cytometrie verkregen hebben
Welke DNA sequenties zijn meest gelijkend op elkaar?
- Een paar van zusterchromatiden OF
- Een paar van homologe chromosomen?
Zusterchromatiden zijn duplicaten aangemaakt via DNA replicatie(enige verschil zijn de replicatie fouten)
terwijl homologe chromosomen verschillende allelen bevatten van een gen (zie hfd 25).
Dus zusterchromatiden zijn meest gelijkend op elkaar
2. Kern en celdeling
1. Interfase:
- Duplicatie van chromosomen in de nucleus
- Vorming van zusterchromatine: iedere chromosoom bevat 2 ID
zusterchromatinen
o Elke zusterchromatine: DNA opgerold door histonen
1. Overzicht van de celcyclus
De eukaryotisch celcyclus
Celcyclus = M-fase + interfase
Interfase = G1 + S + G2
G0 = stoppen tijdelijk met delen (bv. terminale differentiatie of wachten voor
groei-stimulus)
M-fase = mitose (kerndeling) + cytokinese (celdeling)
De celcyclus begint wanneer twee nieuwe cellen gevormd worden door deling van de moedercel en
eindigt wanneer één van deze cellen zelf deelt. De generatietijd bedraagt voor zoogdiercellen 18-24
uur.
- De interfase is de groeifase tussen twee celdelingen
o Gedurende de G1 en G2 fase worden de meeste proteïnen gesynthetiseerd en neemt
de massa van de cel toe.
De lengte van de G1 fase is redelijk variabel maar duurt meestal 8-10 uur.
De G2 fase duurt gewoonlijk 4-6 uur.
o In de S fase wordt het DNA verdubbeld. Hierdoor worden er chromosomen gevormd
die bestaan uit twee zusterchromatiden.
Om de lengte van de S fase te meten, worden cellen gelabeld met 3H-
thymidine. Gemiddeld duurt de S fase 6-8 uur.
- De M fase bestaat uit twee overlappende gebeurtenissen waar eerst de nucleus deelt en
daarna het cytoplasma.
o Mitose is de nucleaire deling.
De mitotische index is het percentage cellen in een populatie die op een
bepaald moment mitose ondergaan. 3-5% voor cellen in cultuur
De mitose duurt ongeveer 30-45 minuten.
o De deling van het cytoplasma waarbij er twee dochtercellen geproduceerd is de
cytokinese.
De meeste lichaamscellen bevinden zich in de G0 fase. Hierin bereidt de cel zich niet voor op een
deling.
- Cellen die nooit meer in staat zijn om te delen, hebben terminale differentiatie ondergaan.
Dit zijn zenuwcellen, spiercellen, …
- De massa van de lever staat altijd in dezelfde verhouding tegenover het lichaamsgewicht. Zo
kan de lever na een operatie terug aangroeien tot de normale grootte doordat de levercellen
uit de G0 fase treden.
,Chromosomen:
- Diploïd: ieder chromosoom hebben we 2 keer
- Centromeer: plaats waar de zusterchromatiden aan elkaar zijn verbonden na replicatie
- Na replicatie: 2 chromosomen, met 2 zusterchromatiden
!! chromosoom kan zowel met 1 chromatide zijn, als met 2 zusterchromatiden
- genlocus: plaats in genoom waar gen ligt
- gen kan voorkomen in verschillende varianten (minimale verandering)= allelen
o heterozygoot: verschillende genvariant
o homozygoot: zelfde genvariant
o dominant vs recessief
Key technique: Measuring cell millions at a time
- Flow cytometrie laat meting toe van optische (celvorm en -grootte) en
fluorescentiekarakteristieken van individuele cellen in suspensie
- Fluorescente kleurstoffen voor nucleïnezuren (Bv. propidium Jodide
voor DNA) en eiwitten (Bv. fluorescent gemerkt antilichaam tegen
oppervlaktereceptor)
- Meting van fluorescentie: verschillende kleuren gelijktijdig
- Lichtverstrooiing = functie van celvorm en celgrootte.
laat toe de verhouding te bepalen tussen de verschillende fasen waarin
een populatie cellen zich bevindt
1. Eerst bindt men een fluorescente kleurstof aan proteïnen
(antilichamen) en DNA (propidium jodide)
2. Vervolgens: verhouding kleurintensiteit bepalen (via laserstraling) om
info over de celcyclus te verwerven
- door het kleine buisje, zal maar 1 cel tegelijk doorheen de buis gaan
- laser (monochromatich) zendt licht met 1 bepaalde golflengte uit
- De cel zendt een andere golflengte terug, wat opgenomen wordt door een sensor
Toepassingen flow cytomerie
- Meting van aantallen witte bloedcellen (=leucocyten) bv. macrofagen, lymphocyten
, - Meting van de fase van de celcyclus: meting van hoeveelheid DNA met propidium Jodide
(plaatje links)
- Flow cytometrie met twee kleuren: hoeveelheid DNA + merker van M-fase (antilichaam dat
een mitotische modificatie van histonen herkent; plaatje rechts)
Interpretatie grafieken (goed kunnen!):
Plaatje links:
- X-as: intensiteit van kleuring
- Y-as: aantal cellen geteld door de flow cytomerie techniek
- Bv. de cel bij piek: intensiteit op 75, andere op 150
- De cel van 150 heeft dubbel zoveel DNA: het is al gerepliceerd G2 of M fase
- De cel van 75 heeft minder DNA G0 of G1 fase
- Alles ertussen: S fase zal geleidelijk aan meer DNA krijgen
Plaatje rechts:
- X-as: intensiteit van DNA
- Y-as: specifieke kleuring
- Bv. Op 65: G0 of G1 fase
- Op 150: G2 of M fase
o G2 fase: histonen zijn niet gefosforileerd (blauw)
o M fase: histonen zijn wel gefosforileerd dus zijn hier ook fluorescent (oranje)
Fluorescence-activated cell sorting (FACS)
- Flow cytometrie + selectie/sortering van cellen op basis van electrische lading
- Geselecteerd celtype kan vervolgens apart worden geanalyseerd (Bijv stamcellen)
Maakt sortering en isolatie mogelijk van de gefluorescerende cellen, die we door flow
cytometrie verkregen hebben
Welke DNA sequenties zijn meest gelijkend op elkaar?
- Een paar van zusterchromatiden OF
- Een paar van homologe chromosomen?
Zusterchromatiden zijn duplicaten aangemaakt via DNA replicatie(enige verschil zijn de replicatie fouten)
terwijl homologe chromosomen verschillende allelen bevatten van een gen (zie hfd 25).
Dus zusterchromatiden zijn meest gelijkend op elkaar
2. Kern en celdeling
1. Interfase:
- Duplicatie van chromosomen in de nucleus
- Vorming van zusterchromatine: iedere chromosoom bevat 2 ID
zusterchromatinen
o Elke zusterchromatine: DNA opgerold door histonen
