Hoofdstuk 8: Celdeling en Celcyclus bij de mens PDF

Hoofdstuk 8 Celdeling en celcyclus bij de mens 1 8.1 Inhoud Inleiding DNA en chromosomen Celdeling: interfase, mitose, cytokinese Meiose Geslachtsdifferentiatie 2 8.2 Inleiding ‘Celcyclus’ = het proces...

Hoofdstuk 8 Celdeling en celcyclus bij de mens 1 8.1 Inhoud Inleiding DNA en chromosomen Celdeling: interfase, mitose, cytokinese Meiose Geslachtsdifferentiatie 2 8.2 Inleiding ‘Celcyclus’ = het proces dat zich afspeelt vanaf haar ontstaan uit een ouderlijke cel tot haar eigen splitsing in genetisch equivalente dochtercellen Essentieel voor de continuïteit van het leven bv. voortplanting Celdeling bij ééncelligen  ontstaan nieuw organisme Celdeling bij meercelligen  ontwikkeling van individu uit één cel, hernieuwing weefsels… 3 8.2 Inleiding Nieuwe cellen moeten genetische informatie van de ouderlijke cel meekrijgen Genoom replicatie 4  8.2 Inleiding: genoom ‘genoom’ = het geheel aan erfelijke informatie vervat in het DNA 3 miljard baseparen ~ ‘oceaan van 4 letters’ 5 Figuur via https://images.app.goo.gl/Vt5EUvaCEFfDsiwq6 8.2 Inleiding: genoom ‘genoom’ = het geheel aan erfelijke informatie vervat in het DNA 6 8.2 Inleiding: genoom Bij eukaryoten georganiseerd in chromosomen Coderende delen ~ 1-2% Genen ~ bevatten info om eiwitten te produceren (TX & TL) Mens heeft ongeveer 25 000 genen Niet-coderende delen ~ 98% Structurele en regelfuncties  vroeger: ‘junk’ DNA 7  8.2 Inleiding: genoom Bij prokaryoten vervat in 1 circulaire DNA-streng volledig coderend 8 Figuur via https://images.app.goo.gl/LbuHpSnKBkYcxTJn7 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Herhaling 9 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Herhaling: chromatine Genetisch materiaal Chromatine – histoneiwitten & DNA 10 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Herhaling: chromatine Genetisch materiaal Chromatine – histoneiwitten & DNA 20-30% positief geladen aminozuren ‘relaxed’ compact 11 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Herhaling: chromatine Genetisch materiaal Chromatine – histoneiwitten & DNA solenoïde structuur 12  8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Herhaling: chromatine Genetisch materiaal Chromatine – histoneiwitten & DNA ‘nucleosoom’ 8 histoneiwitten (octameer) DNA helix (140 bp) Via ‘linker DNA’ verbonden (60 bp) 13 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Herhaling: chromatine Euchromatine (~eu) active Lichte banden (Giemsakleuring) Actief DNA (toegankelijk) Heterochromatine silent Donkere banden (Giemsakleuring) Inactief DNA (sterk gecondenseerd) niet actief, dens actief 14  8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Herhaling: chromosomen p q 15 Figuur via geeksforgeeks  8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Chromosomen en chromatiden 16 Figuur via https://images.app.goo.gl/UXiaALTEHnWnsyjP7 INTERMEZZO: 9.2 Begrippen Genen ‘gen’ = een bepaalde sequentie van DNA-basen die biologisch relevante informatie bevat = opeenvolging Codeert bepaalde eigenschap via een eiwit Bepalend voor hoe lichaam werkt/iemand eruit ziet Meervoud: genen 17 INTERMEZZO: 9.2 Begrippen Locus ‘locus’ = specifieke plaats op het chromosoom Niet coderend Coderend (gen) Meervoud: loci 18  INTERMEZZO: 9.2 Begrippen Locus ‘locus’ = specifieke plaats op het chromosoom Niet coderend Coderend (gen) Meervoud: loci VOORBEELD CFTR gen bevindt zich op 7q31.2 19 Figuur via BioNinja  8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Ploïdie ‘ploïdie’ geeft aantal verschillende kopieën van elk chromosoom aan Haploïd = n  enkele kopie bv. gameten Diploïd = 2n  2 kopieën 1 afkomstig van moeder: ‘maternaal’ 1 afkomstig van vader: ‘paternaal’ bv. somatische cellen 20 Figuur via Wikipedia  8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Ploïdie ‘ploïdie’ geeft aantal verschillende kopieën van elk chromosoom aan Haploïd = n  enkele kopie bv. gameten Diploïd = 2n  2 kopieën 1 afkomstig van moeder: ‘maternaal’ 1 afkomstig van vader: ‘paternaal’ bv. somatische cellen Mens: 2n=46  23 paar chromosomen 21 Figuur via Wikipedia 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Homologie ‘homoloog’ = overeenkomstig Homologe chromosomen bevatten twee verschillende kopieën van zelfde chromosoom, ze bevatten gelijkaardige informatie Opeenvolging van de loci & genen is dezelfde bv. oogkleur, bloedgroep, haarkleur Dezelfde genen MAAR allelen (=variant van een gen) kan verschillen bv. ‘blauw’ allel voor oogkleur op ene chromosoom en ‘bruin’ allel voor oogkleur op het homologe chromosoom 22 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Homologie ‘homoloog’ = overeenkomstig Homologe chromosomen bevatten twee verschillende kopieën van zelfde chromosoom, ze bevatten gelijkaardige informatie Opeenvolging van de loci & genen is dezelfde Dezelfde genen MAAR allelen (=variant van een gen) kan verschillen Mens heeft 23 paar homologe chromosomen 22 paar autosomen: 1-22 1 paar geslachtschromosomen: XX (vrouw) of XY (man) 23 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Homologie ‘homoloog’ = overeenkomstig Homologe chromosomen bevatten twee verschillende kopieën van zelfde chromosoom, ze bevatten gelijkaardige informatie Opeenvolging van de loci & genen is dezelfde Dezelfde genen MAAR allelen (=variant van een gen) kan verschillen Mens heeft 23 paar homologe chromosomen 22 paar autosomen: 1-22 1 paar geslachtschromosomen: XX (vrouw) of XY (man) X en Y zijn NIET homoloog !!! 24 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Karyogram Giemsakleuring van delende cel  rangschikking van chromosomen naar lengte en vorm  karyogram 25 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Karyogram Giemsakleuring van delende cel  rangschikking van chromosomen naar lengte en vorm  karyogram Y chromosoom is veel kleiner dan het X chromosoom, bevat slechts 70-tal genen Man 26 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Karyogram Giemsakleuring van delende cel  rangschikking van chromosomen naar lengte en vorm  karyogram Vrouw 27 8.3 Chromosomen: vorm & opbouw Karyogram Giemsakleuring van delende cel  rangschikking van chromosomen naar lengte en vorm  karyogram Trisomie 21 ‘Down syndroom’ 28  Celdeling, groei, voortplanting ‘ongeslachtelijke’/ ‘geslachtelijke’/ ’vegetatieve’ ’generatieve’ voortplanting voortplanting Mitose: Meiose/reductiedeling: dochtercellen (2n) Reductie van 2n naar n zijn identieke kopijen van oorspronkelijke Vorming van cel (2n) gameten Vermeerdering van somatische cellen 29 Figuur via BioNinja 8.4 Celcyclus ‘Celdeling’ = reproductie van de cel, bestaande uit de mitose (kerndeling) gevolgd door de cytokinese (cytoplasma) Ontwikkeling Vernieuwen oude en beschadigde cellen 30 8.4 Celcyclus Interfase = G1 + S + G2  Variabele duur Mitose (karyokinese) Cytokinese 31 8.4.1.1 Interfase G1 fase ‘GAP 1’ Eiwitsynthese: transcriptie en translatie Celgroei Organellen delen Algemene werking van de cel Variabele duur Bv. Stamcellen versus zenuwcellen 32 8.4.1.1 Interfase S fase ‘Synthese’ DNA replicatie: verdubbeling van chromosomaal DNA Chromosomen bestaan op einde S-fase uit 2 zusterchromatiden ! Vindt vóór mitose plaats ! S-fase 33 8.4.1.1 Interfase G2 fase ‘Gap 2’ Korte fase Beperkte werking van de cel 34 8.4 Celcyclus 35 8.4.1.2 Mitose ‘Mitose’ of ‘karyokinese’ is het proces waarbij de chromosomen, die nu bestaan uit twee zusterchromatiden, van de oorspronkelijke cel worden gescheiden en door een kernmembraan worden omgeven, opdat er twee identieke kernen met elk één set dochterchromosomen ontstaan ≠ ‘cytokinese’! elk chromosoom bestaat na de S-fase uit 2 zusterchromatiden 36 8.4.1.2 Mitose Begrippen ‘centrosoom’ = ‘spoellichaampje’ ~ Latijnse ‘center’ = centrum & Griekse ‘soma’ = lichaam Complex van tubuline eiwitten Bevat twee centriolen die loodrecht op elkaar staan spoeldraden 37 8.4.1.2 Mitose Begrippen ‘spoelfiguur’ = ‘kernspoel’ Gevormd door evenwijdig lopende spoeldraden (tubuline) Overspannen de cel tussen centrosomen 38 8.4.1.2 Mitose Begrippen ‘kinetochoor’ Eiwitcomplex t.h.v. centromeer Bevestigingspunt voor microtubuli van de spoelfiguur 39 8.4.1.2 Mitose 1. Profase 2. Metafase 3. Anafase 4. Telofase 40  8.4.1.2 Mitose 1. Profase Pro ~ voor  ‘voorbereidingen’ Condensatie chromatine  chromosomen worden zichtbaar Centrosomen migreren naar tegenovergestelde polen Nucleolus en kernmembraan verdwijnen 41 Figuur via brittanica  8.4.1.2 Mitose 2. Metafase Centrosomen op tegenovergestelde polen Vorming van kernspoel (microtubuli) Chromosomen rangschikken zich in het evenaarsvlak = ‘metafaseplaat’ of ‘equatorvlak’ Centromeren gealigneerd Zusterchromatiden verdeeld langs weerszijden Verbonden aan polen via kinetochoren 42 Figuur via brittanica 8.4.1.2 Mitose 2. Metafase Microscopisch beeld 43  8.4.1.2 Mitose 3. Anafase Centromeren delen Zusterchromatiden komen los en bewegen naar beide polen ! Aangekomen aan polen: chromatiden worden weer chromosomen genoemd ! 44 Figuur via brittanica  8.4.1.2 Mitose 3. Anafase 45 Figuur via https://images.app.goo.gl/JQp58NDWPVbPxeLQA 8.4.1.2 Mitose 4. Telofase Telo ~ einde Chromosomen despiraliseren Spoeldraden verdwijnen Nucleoli zichtbaar Ontstaan kernmembraan Ouderlijke & cytoplasmatische membranen Ook cytokinese al vergevorderd 46 8.4.1.2 Mitose 47 8.4.1.2 Mitose G1 fase G1 fase 48  Twee dochtercellen (2n) zijn identiek 8.4.1.2 Mitose aan oorspronkelijke cel (2n) in dit voorbeeld 2n = 4 2 paar chromosomen 49 8.4.1.2 Mitose Cytokinese start al tijdens telofase 50  8.4.1.3 Cytokinese ‘cytokinese’ = de verdeling van het cytoplasma, vlak na of (deels) tijdens mitose Dierlijke cellen Vorming groef t.h.v. metafaseplaat Insnoering ouderlijke cel m.b.v. ring van actine- en myosinemoleculen Plantencellen Telofase: blaasjes Golgi vormen celplaat  brengen materiaal voor nieuw stuk celwand 51 Figuur via https://images.app.goo.gl/ZZKcgDmDXsjqvhL49 RECAP: celcyclus Animatie 52 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. 53 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. G1 54  Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. G1 chromosoom Groeifase, 1 paar chromosomen 55  Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. S G1 centromeer zusterchromatiden chromosoom Replicatie van het genoom, condensatie chromatine 56 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase S G1 evenaarsvlak Start mitose 57 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase S * G1 centrosoom evenaarsvlak Start mitose * 58 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase S * G1 centrosoom evenaarsvlak spoeldraad Start mitose * 59 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase anafase S G1 * * Start mitose * * 60 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase anafase S G1 * * Zusterchromatiden Start mitose * * bewegen naar polen 61 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase anafase S centromeer G1 * * Zusterchromatiden Start mitose * * bewegen naar polen 62 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase anafase S G1 * * Start mitose * * * * telofase 63 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase anafase S G1 * * Start mitose * * * * chromosoom telofase 64 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase anafase S G1 * * Start mitose * * cytokinese * * telofase 65 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase anafase S G1 * * Start mitose * * cytokinese * * telofase 66  Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=2. metafase anafase S G1 * * = Start mitose * * cytokinese * * 2 dochtercellen die genetisch identiek zijn aan oorspronkelijke cel telofase 67 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=4. OEFEN ZELF! 2n 2n G1-fase S-fase (G2) M-fase, … 68 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=6. OEFEN ZELF Kijk na met behulp van animatie bioplek 69 RECAP - DIY Dit is zéér belangrijke leerstof! Bekijk ook extra toelichtingen op Canvas om jezelf te verdiepen: Bioplek animaties Geanimeerde video’s Labster (30’) 70 8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) 71 8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) ‘gameten’ of ‘geslachtscellen’ 72 8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) ‘gameten’ of ‘geslachtscellen’ Samensmelte n 2 gameten 73 8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) ‘gameten’ of ‘geslachtscellen’ Samensmelte n 2 gameten 1e diploïde cel waaruit organisme zal ontwikkelen 74 8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) enorm veel mitotische delingen (1 cel  miljarden cellen) 1e diploïde cel waaruit organisme zal ontwikkelen 75 8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) Mitose van een zygote morula zygote = 1cellig 2cellig meercellig 76  8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) Mitose van een zygote 2 morula zona pellucida poollichaampjes zygote = 1cellig 2cellig meercellig Oorspronkelijke kernen spermacel en 77 8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) Mitose van een zygote morula zygote = 1cellig 2cellig meercellig 78 8.4.1.4 Mitose na bevruchting (EXTRA) Na mitose kunnen cellen groeien en differentiëren/specialiseren Cellen krijgen specifieke celfunctie 79 8.4.2 Regulatie van de celcyclus Zéér belangrijk voor Groei, ontwikkeling bv. Baby  kinderen  volwassen Herstel bv. wondheling Instandhouding bv. vervanging van afgestorven cellen, epitheelcellen… 80 8.4.2 Regulatie van de celcyclus Regulatie door celcyclus-controlesysteem Geregeld op moleculair niveau Afhankelijk van interne & externe sleutelgebeurtenissen Groeihormoon, of groeifactor bindt op receptor en zet celdeling in gang 81 8.4.2 Regulatie van de celcyclus Regulatie door celcyclus-controlesysteem Geregeld op moleculair niveau Afhankelijk van interne & externe sleutelgebeurtenissen Kankercellen zullen ongecontroleerd delen, dus ook wanneer er geen signaal komt van buitenaf (i.e. zonder groeifactor) 82 8.4.2 Regulatie van de celcyclus Regulatie door celcyclus-controlesysteem Geregeld op moleculair niveau Afhankelijk van interne & externe sleutelgebeurtenissen Controlesysteem: checkpoints Eiwitinteracties tussen cyclines & kinasen (zie bioplek) 83 8.4.2 Regulatie van de celcyclus Regulatie door celcyclus-controlesysteem Geregeld op moleculair niveau Afhankelijk van interne & externe sleutelgebeurtenissen Controlesysteem: checkpoints ‘apoptose’ = geprogrammeerde celdood, treedt op wanneer fout in celcyclus 84 8.4.2 Regulatie van de celcyclus Regulatie door celcyclus-controlesysteem Geregeld op moleculair niveau Afhankelijk van interne & externe sleutelgebeurtenis Controlesysteem: checkpoints ‘apoptose’ = geprogrammeerde celdood, treedt op wanneer fout in celcyclus Omzeilen van controlesysteem kanker vaak o.w.v. mutaties in betrokken genen (eiwitten) 85 8.4.2 Regulatie van de celcyclus Omzeilen van controlesysteem  kanker vaak o.w.v. mutaties in betrokken genen (eiwitten) angiogenese Celmassa, benigne tumor Mutaties, instabiliteit 86 87 8.5 Meiose en de seksuele levenscycli Mitose Meiose ‘klonen’ grotere variatie 88 8.5.1 Meiose ‘meiose’ of ‘reductiedeling’ Vorming van gameten (n) Eicellen of ‘oöcyten’ Zaadcellen of ‘spermatocyten’ 89 8.5.1 Meiose ‘meiose’ of ‘reductiedeling’ Vorming van gameten (n) Eicellen of ‘oöcyten’ Zaadcellen of ‘spermatocyten’ ‘bevruchting’ = samensmelten gameten (n + n = 2n) 90 8.5.1 Meiose ‘meiose’ of ‘reductiedeling’ Vorming van gameten (n) Eicellen of ‘oöcyten’ Zaadcellen of ‘spermatocyten’ ‘bevruchting’ = samensmelten gameten Diploïde en haploïde fasen wisselen elkaar af  ‘fasewisseling’ 91 8.5.1 Meiose Twee opeenvolgende celdelingen Meiose I Meiose II ~ vorm van mitose  4 haploïde dochtercellen 92 8.5.1 Meiose MEIOSE I MEIOSE II Profase Profase Metafase Metafase Anafase Anafase Telofase Telofase 93 8.5.1 Meiose MEIOSE I MEIOSE II Profase Profase Metafase Metafase Anafase Anafase Telofase Telofase onmiddellijke overgang 94 8.5.1 Meiose 1 diploïde cel MEIOSE I MEIOSE II Profase Profase Metafase Metafase Anafase Anafase Telofase Telofase 4 haploïde dochtercellen onmiddellijke overgang 95 8.5.1 Meiose Meiose I Profase I Complexer Homologe chromosomen ontmoeten elkaar  ‘tetraden’ 96 8.5.1 Meiose Meiose I Metafase I Homologe paren chromosomen op evenaarsvlak Microtubuli verbinden 1 lid van homologe paren met centrosoom 97 8.5.1 Meiose Meiose I Anafase I Homologe chromosomen worden uit elkaar getrokken Zusterchromatiden blijven bij elkaar ≠ mitotische anafase: zusterchromatiden uit elkaar 98 8.5.1 Meiose Meiose I Telofase I Haploïde set chromosomen aan elke pool Cytokinese deels parallel 99 8.5.1 Meiose Meiose I 2n = 4 100 8.5.1 Meiose Meiose I 2n = 4 S 101 8.5.1 Meiose Meiose I 2n = 4 metafase S Homologe chromosomen in evenaarsvlak Crossing-over Start meiose 1 102 8.5.1 Meiose Meiose I 2n = 4 metafase S * Homologe chromosomen in evenaarsvlak Crossing-over Start meiose 1 * 103 8.5.1 Meiose Meiose I 2n = 4 metafase anafase S Homologe * * chromosome n wijken uiteen Start meiose 1 * * 104 8.5.1 Meiose Meiose I 2n = 4 metafase anafase S Homologe * * chromosome n wijken uiteen Start meiose 1 * * * * telofase 105 8.5.1 Meiose Meiose I 2n = 4 metafase anafase S Homologe * * chromosome n wijken uiteen Start meiose 1 * * cytokinese * * telofase 106  8.5.1 Meiose Meiose I 2n = 4 metafase anafase S Homologe * * chromosome n wijken uiteen Start meiose 1 * * cytokinese * * Start meiose 2 telofase 107 8.5.1 Meiose Meiose II Profase II Vorming spoelfiguur 108 8.5.1 Meiose Meiose II Metafase II Chromosomen op evenaarsvlak 109 8.5.1 Meiose Meiose II Anafase II Scheiding zusterchromatiden 110 8.5.1 Meiose Meiose II Telofase II Cytokinese deels in parallel 111 8.5.1 Meiose Meiose II 112 8.5.1 Meiose Meiose II * metafase * 8.5.1 Meiose Meiose II * metafase anafase *  * 8.5.1 Meiose Meiose II * Zusterchromatiden * zijn weer chromosomen * * * telofase metafase anafase * * * * * *  * 8.5.1 Meiose Meiose II * cytokinese * telofase metafase anafase * * cytokinese * 116  n=2 * 8.5.1 Meiose Meiose II * n=2 * telofase metafase anafase n=2 * * n=2 * 117 8.5.1 Meiose Crossing over Profase I - metafase I Chiasma = crossover tussen twee niet-zusterchromatiden (meervroud: chiasmata) Gemiddeld 1 crossover in elk chromosoom niet-zusterchromatiden Homologe chromosomen 118 8.5.1 Meiose Crossing over Profase I - Metafase I 8.5.1 Meiose Crossing over Einde meiose I Profase I - Metafase I Begin meiose II 8.5.1 Meiose Crossing over 121 Einde meiose I Profase I - Metafase I Begin meiose II Einde meiose II 8.5.1 Meiose - RECAP Meiose I Reductie aantal chromosomen: 2n  n ‘Crossover’ of ‘chiasma’ waarbij er uitwisseling van het genetisch materiaal plaatsvindt tussen vaderlijke/paternale en moederlijke/maternale zusterchromatiden tijdens profase I - metafase I Homologe chromosomen wijken uiteen Meiose II Sterk gelijkend om mitose 122 8.5.1 Meiose - RECAP 123 Teken en leg uit: de mitotische deling voor een cel waarbij 2n=6. OEFEN ZELF! 124 8.5.2 Oorsprong genetische variatie Drie verschillende mechanismen Onafhankelijke segregatie van chromosomen Crossing-over Willekeurige bevruchting 125 8.5.2 Oorsprong genetische variatie Onafhankelijke segregatie van chromosomen 2n mogelijke combinaties waarbij n = aantal chromosomen in haploïde cel 126 8.5.2 Oorsprong genetische variatie Onafhankelijke segregatie van chromosomen 2n mogelijke combinaties waarbij n = aantal chromosomen in haploïde cel VOORBEELD 2n = 4  22 = 4 combinaties 127 8.5.2 Oorsprong genetische variatie Onafhankelijke segregatie van chromosomen 2n mogelijke combinaties waarbij n = aantal chromosomen in haploïde cel Mens: 2n = 46  n = 23  2n = ± 8 miljoen combinaties 128 8.5.2 Oorsprong genetische variatie Crossing-over/recombinatie Profase I - metafase I Chiasma = crossover tussen twee niet-zusterchromatiden (meervroud: chiasmata) Gemiddeld 1 crossover in elk chromosoom niet-zusterchromatiden Homologe chromosomen 129  8.5.2 Oorsprong genetische variatie Crossing-over/recombinatie Profase I - metafase I Chiasma = crossover tussen twee niet-zusterchromatiden (meervroud: chiasmata) Gemiddeld 1 crossover in elk chromosoom Figuur via https://images.app.goo.gl/CtVYbbyGvc3FRysP6 8.5.2 Oorsprong genetische variatie Willekeurige bevruchting 1 willekeurige zaadcel = ± 8 miljoen combinaties (zonder recombinatie) 1 willekeurige eicel = ± 8 miljoen combinaties (zonder recombinatie) > 64 miljoen diploïde combinaties 131 8.5.2 Oorsprong genetische variatie 132  8.5.3 Vorming van gameten 133 Figuur via https://images.app.goo.gl/9ycx4ec7rkAKL1bk9 8.5.3 Vorming van gameten Oögenese bij de vrouw Start = voor geboorte Einde = bevruchting Resultaat = 1 functionele eicel en 3 poollichaampjes 134 8.5.3 Vorming van gameten Oögenese bij de vrouw Tijdens embryonale ontwikkeling migreren naar de ovaria Geboorte in de ovaria jaren in profase I 1 uitgestoten bij ovulatie  oviduct Enkel indien bevruchting 135 8.5.3 Vorming van gameten Oögenese bij de vrouw Tijdens embryonale ontwikkeling migreren naar de ovaria Geboorte in de ovaria jaren in profase I 1 uitgestoten bij ovulatie  oviduct Enkel indien bevruchting 136 8.5.3 Vorming van gameten Oögenese bij de vrouw Tijdens embryonale ontwikkeling migreren naar de ovaria Geboorte in de ovaria jaren in profase I 1 uitgestoten bij ovulatie  oviduct Enkel indien bevruchting 137 8.5.3 Vorming van gameten Oögenese bij de vrouw Tijdens embryonale ontwikkeling migreren naar de ovaria Geboorte in de ovaria jaren in profase I 1 uitgestoten bij ovulatie  oviduct Enkel indien bevruchting 138 8.5.3 Vorming van gameten Oögenese bij de vrouw 7 miljoen tijdens ontwikkeling 2 miljoen bij geboorte 400 000 bij puberteit 5000 tot rijping (1/maand) 139 8.5.3 Vorming van gameten Spermatogenese bij de man Start = vanaf puberteit Resultaat = 4 zaadcellen 140  8.5.3 Vorming van gameten Spermatogenese bij de man In testis Vanaf puberteit Differentiatie tot zaadcel 141 Figuur via https://www.ck12.org/flexi/biology/gametogenesis/define-spermatogenesis/  8.5.3 Vorming van gameten Spermatogenese bij de man In testis Vanaf puberteit Differentiatie tot zaadcel 142 Figuur via https://www.ck12.org/flexi/biology/gametogenesis/define-spermatogenesis/  8.5.3 Vorming van gameten Spermatogenese bij de man In testis Vanaf puberteit Differentiatie tot zaadcel 143 Figuur via https://www.ck12.org/flexi/biology/gametogenesis/define-spermatogenesis/  8.5.3 Vorming van gameten Spermatogenese bij de man In testis Vanaf puberteit Differentiatie tot zaadcel 144 Figuur via https://www.ck12.org/flexi/biology/gametogenesis/define-spermatogenesis/  8.5.3 Vorming van gameten Spermatogenese bij de man In testis Vanaf puberteit Differentiatie tot zaadcel 145 Figuur via https://www.ck12.org/flexi/biology/gametogenesis/define-spermatogenesis/ 8.5.3 Vorming van gameten 146 8.5.3 Vorming van gameten 147 8.7 Samenvatting mitose vs meisose Mitose Meiose Somatische celdeling (diploïde) Vorming van haploïde gameten  seksuele voortplanting Meiose I: homologe chromosomen wijken uiteen, crossing-over Zusterchromatiden wijken uiteen Meiose II: zusterchromatiden wijken uiteen 148  8.7 Samenvatting mitose vs meisose Chromosomen in evenaarsvlak, zusterchromatiden worden uit elkaar getrokken Homologe chromosomen vormen paren in evenaarsvlak, chromosoomparen worden uit elkaar getrokken Chromosomen in evenaarsvlak, zusterchromatiden worden uit elkaar getrokken, slechts ½ chromosomen t.o.v. mitose 149 Figuur via https://www.bioplek.org/animaties/cel/celdeling/meiose.html 8.7 Samenvatting mitose en meiose Zéér nuttige animaties, video’s en labstersimulaties! 150 8.6 Geslachtsdifferentiatie XX = vrouw XY = man X bevat duizenden structurele genen Y bevat slechts enkele genen ~ geslachtsontwikkeling bv. SRY (Sex-determining Region) / TDF (Testis Defining Factor) 151 8.6 Stadia in de geslachtsdifferentiatie 1. Indien SRY-gen aanwezig (Y): medulla ontwikkelt tot testis vanaf 8 weken 2. Indien niet: cortex ontwikkelt tot ovaria vanaf 12 weken 2 1 152 8.6 Geslachtsdifferentiatie Het X- en Y-chromosoom Homologe sequenties op korte arm  paarvorming tijdens meiose I 153 8.6 Geslachtsdifferentiatie X-chromosooom inactivatie ‘X-inactivatie’ of ‘Lyonisatie’ ~ Marie Lyon, 1925 in vrouwelijk embryo 10-100 cellig stadium 1 van de 2 X-chromosomen wordt uitgeschakeld  beide geslachten in balans ontstaan van ‘Barr-lichaampje’ RANDOM Onder controle van genen op X-chromosoom bv. XIST-gen 154  8.6 Geslachtsdifferentiatie X-chromosooom inactivatie 155 Figuur via https://images.app.goo.gl/S2N5cYxdWJ7VSx9f8  8.6 Geslachtsdifferentiatie X-chromosooom inactivatie leidt tot mozaïcisme X-chromosoom bevat gen dat kleur van de vacht bepaalt 156 Figuur via https://images.app.goo.gl/bNVgqAp2EMhfmuBk7 en https://images.app.goo.gl/xdP6HKSYAYqEUEw58 8.6 Geslachtsdifferentiatie X-chromosooom inactivatie leidt tot mozaïcisme X-chromosoom bevat gen dat kleur van de vacht bepaalt 157 8.6 Geslachtsdifferentiatie X-chromosooom inactivatie leidt tot mozaïcisme 158 8.6 Geslachtsdifferentiatie X-chromosooom inactivatie leidt tot mozaïcisme 159 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen Non-disjunctie ‘non-disjunctie’ is een foutieve segregatie van chromosomen: er treedt een fout op in de celdeling waarbij de homologe chromosomen of zusterchromatiden niet correct uit elkaar worden getrokken tijdens de anafase van de meiose of mitose.  Abnormaal aantal chromosomen  Onevenwichtige verdeling van chromosomen naar beide dochtercellen  ‘aneuploïdie’ verwijst naar de afwijking in het aantal chromosomen in een cel één teveel of één te weinig tov normale aantal 160 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen Non-disjunctie 161 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen Non-disjunctie 162 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen Non-disjunctie alle gameten zijn aneuploïde 163 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen Non-disjunctie 164 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen Non-disjunctie ½ gameten haploïde, ½ aneuploïde 165 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen 45, X0 ‘Syndroom van Turner’ Y-chromosoom afwezig  gonaden ontwikkelen tot ovaria 2e X-chromosoom afwezig  degeneratie ovaria, geen oestrogeenproductie  Steriel (= onvruchtbaar) 99% embryo’s afgestoten voor innesteling 75% door ‘anafase lagging’ waarbij een chromosoom vertraagd raakt tijdens de splitsing van de chromosomen en zo niet opgenomen wordt in de nieuwe dochtercel 166  8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen 45, X0 ‘Syndroom van Turner’ 167 Figuur via https://images.app.goo.gl/YRfAEGcQTc732ch69 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen 45, Y0 Niet levensvatbaar gezien alle X-chromosomen ontbreken 168 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen 47, XXY ‘Syndroom van Klinefelter’ Y-chromosoom aanwezig  gonaden ontwikkelen tot testis MAAR kleiner Secundaire geslachtskenmerken ontwikkelen slecht  Infertiel/steriel Inactivatie 2e X-chromosoom 169 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen 47, XXY ‘Syndroom van Klinefelter’ 170 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen 47, XXX ‘triplo X syndroom’ Normale ontwikkeling, fertiel Inactivatie 2e en 3e X-chromosoom 171 8.6.3 Geslachtschromosoomafwijkingen 47, XYY ‘XYY-syndroom’ Normale ontwikkeling, fertiel Groter dan 46, XY (=normaal karyotype) 172 Non-disjunctie bij autosomen Trisomie 21 ‘Down syndroom’ Non-disjunctie van chromosoom 21 Milde tot matige verstandelijke beperking 173 Non-disjunctie bij autosomen Trisomie 21 ‘Down syndroom’ Maternaal leeftijdseffect 174 Non-disjunctie bij autosomen Trisomie 13 ‘Patausyndroom’ Non-disjunctie van chromosoom 13 Ernstige verstandelijke beperkingen Lichamelijke afwijking Overlijden vaak kort na geboorte 175  Non-disjunctie bij autosomen Trisomie 13 Figuur via https://images.app.goo.gl/7QzecdVrfAyKS82m6 en wikipedia 176 8.6.3.1 Non-disjunctie bij autosomen Trisomie 18 ‘Edwardssyndroom’ Non-disjunctie van chromosoom 18 Ernstige verstandelijke beperkingen Lichamelijke afwijking Overlijden vaak kort na geboorte 177  8.6.3.1 Non-disjunctie bij autosomen Diagnose/opsporing trisomieën ‘NIP-test’ = niet-invasieve prenatale test Bloedmonster moeder Opsporing genetische afwijkingen obv circulerend vrij DNA afkomstig van placenta (foetus) 178 Figuur via https://images.app.goo.gl/xTxDCtAFtZBdkXJy5