Samenvatting Ontwikkeling deeltoets 2 (hc + wat van boek)

Deeltoets 2
Ontwikkelingsbiologie
Hoofdstuk 8: Celdifferentiatie en stamcellen
- Verandering is progressief en komt door genexpressie
- Wanneer cellen eenmaal terminaal zijn gedifferentieerd, is de structuur zichtbaar
veranderd en is er geen verandering van die cellen meer in andere celtypen
- Volgorde van belangrijkheid volgens Inge The
1) Bevruchting
2) Zygotysche transcriptie
3) Gastrulatie

1: Gedifferentieerde celtypen
- De mens heeft 200 verschillende celtypen met allemaal een andere structuur
o Neuron en epitheelcel hebben bvb allebei een polariteit dankzij de PAR-genen
(bepalen polariteit cel), maar zijn wel anders in eiwit
- Dankzij DNA-microarray en RNA-sequencing weten we dat ongeveer 10% van de actieve
genen nodig zijn bij celfate of celdifferentiatie
- De extracellulaire signalen bepalen de celdifferentiatie: ze zijn selectief
o Aantal opties is gelimiteerd
o Signaal hangt af van ontwikkelingshistorie van organisme
- Gedifferentieerde cellen hebben geen/beperkte celdeling


2: Klein aantal genen/TF specifiëren verschillende cellen
- Er zijn maar een klein aantal genen of TF, maar toch vele soorten cellen. Wat het celtype
wordt ligt aan de combinatie van de expressie van genen = spatio-temporeel
- Één enkel gen kan ook de celfate bepalen, die staat dan aan de top van de translatie
hiërarchie. Dit heet een master regulatory gen
- Sommige genen worden dus in meerdere weefsels gebruikt!




Deel uit hfdstk 1: genexpressie
- Een gen bevat;
o Controle regio
 Promotor aan altijd de 5’
 Enhancer: waar DNA-bindende eiwitten aan binden

,  Aan de sequenties van enhancers/controle regio’s kunnen eiwitten binden
die activators of repressors zijn. Co-activators en co-respressor binden dan
die eiwitten aan het TIC
o Coderende regio
 Intronen
 Exonen
o Niet-vertaalde regio
 Aan de 5’ én 3’ kant (5’UTR en 3’UTR uit mijn hoofd)
 Ook wordt 3’ vaak meegenomen in het DNA; hier kan miRNA aan binden. 5’
wordt niet meegenomen
- Als je een weefsel in een ander weefsel tot expressie wil laten brengen, moet je de
specifieke controle regio’s verplaatsen. Aan deze regio’s binden;
o Promotor
 Algemene TF
 RNA-polymerase II
- De algemene TF en RNA-polymerase II vormen samen het transcriptie-initiatie complex
(TIC)
- De activators en repressors kunnen als co-repressor of co-activator binden aan de TIC
- Er bestaan ook mediators
o Zijn multi-e iwit complexen
o De mediator verbindt de activators of repressors (met de co-facotren) met RNA-pol
II; het zit ertussen
- De controle regio kan aan de 5’ of aan de 3’ kant zijn. Het kunnen ook een paar eiwitten,
maar ook duizenden eiwitten zijn: looping DNA




4: Regulatie van genexpressie
- Unieke combinatie van TF in de tijd en ruimte zorgen voor de expressie van een gen
- Dit is spatio-temporale expressie


Voorbeeld: Eve-gen
- Even-skipped wordt gereguleerd door Gapgenen en maternale genen
(elke streep komt door een ander gen)
- In het vroege embryo komt eve-gen tot expressie als 7 strepen
- Het late embryo in de spier (het hart)
- Komt door verschillende TF die tot expressie komen in vroege vs.

, late embryo
- Die combinatie van TF bepaalt de expressiepatronen van Eve
- De TF onderaan afbeelding komen niet tot expressie in vroege embryo!
Alleen in het late embryo!
6: Een enkele TF kan de expressie van verschillende genen reguleren
- Dit kan een TF op een positieve of negatieve manier
- Activatie van een gen omvat een unieke combi van TF
- Activatie van een gen hangt af van;
o Aanwezige combinaties van TF
o Het niveau van TF
o Of de TF betrokken is met een co-activator of co-repressor
- Er is verschil in niveaus van activatie


Topologically associated domains (TADs)
- Als het DNA meer gevouwen is, is het donkerder van kleur
- Chromatine kan gevouwen worden en gelooped worden: dit zijn topologically associated
domains (TADs)
- Aflezen;
o Hoe donkerder de kleur = hoe meer bepakt, hoe meer vouwing
o Hoe hoger de punt van de pyramide = hoe complexer de vouwing
- TADs worden gescheiden door regio’s met weinig interactie
- De grenzen worden bepaald door grote complexen (de bolletjes) en die heten CTFT: een
DNA-bindingseiwit met een rol in de vouwing van chromatine




- Een hoxgen cluster ligt tussen twee TADs in; 3’ TAD en de 5’ TAD
- De controle-elementen (enhancers) voor HoxA liggen in een TAD
o De genexpressie wordt gereguleerd door het vouwen en ontvouwen van chromatine
o Het laatste gen is HoxA 13: die zet de A-genen uit
 Genexpressie gaat van 5’ naar 3’
 Hoxgenen van 3’ naar 5’

, 8: Sequentiele expressie van genen in een Hoxcluster
- Muis dag 6
o Chromatine is gecondenseerd (is dus erg gevouwen)
o Er zijn vooral remmende histonmarkers. DNA is dus niet naakt, maar gewonden om
de histonen. De histonen bevatten markeringen die het DNA strak laten winden
(remmend) of losjes. Op dag 6 dus vooral de remmende
- Muis dag 7.4
o Wnt-signalering zorgt dat chromatine opent, het DNA ontvouwt. Daardoor kan het
eerste gen van Hox1 cluster worden afgeschreven. Dit gaat door
 Van A  P, in volgorde van de lichaamsas
o Histonen krijgen andere markeringen en er worden activerende enhancers
geactiveerd (i.p.v. de remmende) die reageren op WNT
- Er is progressieve decondensatie van chromatine
- Muis dag 10
o Het laatste gen, Hoxa13 komt tot expressie en zet de anteriore Hoxgenen uit




Benaming DNA voor transcriptie
- Heterochromatine
o Dik bepakt en donker van kleur
o Minder genexpressie mogelijk