Embryonal utveckling

Question 1

Vad innebär embryologi?

Answer 1

Anatomin hos det växande embryot och fostret

Question 2

Vad är molekylär förståelse?

Answer 2

Att förstå vilka gener / proteiner som är viktiga för vår utveckling

Question 3

Vad innebär genetisk ekvivalens?

Answer 3

Alla celler innehåller identisk genetisk information som härstammar från zygoten

Question 4

Vad är, i korthet, regulatoriska gener?

Answer 4

De gener som instruerar vilka gener som borde vara avstängda och vilka som ska vara på

Ofta kallas de för transkriptionsfaktorer

Question 6

Vad sker i “embryo stage”, första 8-9 veckorna, av människans utveckling?

Answer 6

“Kroppsplanen” och stora organsystem bestäms

Kroppsaxlarna defineras (höger/vänster, anterior/posterior, dorsal/ventral)

De största vävnadslagren formas

Question 7

Vad är en zygot?

Answer 7

Det befruktade ägget / en cell som bildats från två gameter

Question 8

Vad är klyvning av zygoten, och vad leder det till?

Answer 8

Repeterande mitos för att forma många mindre celler

Leder till bildningen av blastocysten, en ihålig “boll” av celler

Question 9

Vad är gastrulation och när sker det?

Answer 9

Cellrörelse, som leder till reorganisation av embryot

Övergår från en boll-lik struktur till en fler-lagerstruktur som är de 3 groddlagren

Gastrulation sker i andra veckan

Question 10

Vad innebär neurulation och när sker det?

Answer 10

1. Celler i mitten av ektodermet tjocknar till och formar en “platta” - neuralplattan
2. Neuralplattans celler viker sig, rör sig innåt och formar ett rör - neuralröret
3. Neuralröret kommer sedan ge upphov till CNS (hjärnan och ryggraden)

Sker under vecka 3 och 4

Question 11

Vilka är de huvudsakliga 4 processerna under embryogenesis, och vad sker, kortfattat?

Answer 11

1. Mönsterbildning (“pattern formation”) - celler förvärvar olika identiteter, beroende på dess positionering i embryot
2. Morphogenes - förändring i den tridimentionella formen av embryot och vävnad (gastrulation, neurulation…)
3. Differentiering av celler - celler blir strukturellt, biokemiskt och funktionellt annorlunda från varandra
4. Tillväxt - ökning av embryos storlek genom celldelning och ökning i cellstorlek

Question 12

Sker de huvudsakliga processerna i embryogenesen separat, eller överlappar de?

Answer 12

De överlappar och är högt sammankopplade

Question 13

Vilken “grad” av potens har de celler som kan producera alla celler som behövs för embryos utveckling?

Answer 13

Totipotent

Question 14

Celler som tillhör de olika groddlagren kommer att användas i olika delar av kroppen. Vilka är de 3 groddlagren och vad bildas utifrån respektive lager?

Answer 14

• Ektoderm - skinn och CNS
• Mesoderm - muskler, skelett, njurar, hjärta, blod
• Endoderm - mag/tarm, levern, lungorna

Question 15

Svar ja eller nej på följande frågor:

1. Kan en mesodermal cell producera en ectodermal cell?
2. Kan en mesodermal cell producera en endodermal cell?
3. Kan en cell från “inner cell mass” producera en ektodermal cell?
4. Kan en cell från “inner cell mass” producera en mesodermal cell?
5. Kan en cell från “inner cell mass” producera en endodermal cell?
6. Är en cell från “inner cell mass” totipotent?

Answer 15

1. Nej
2. Nej
3. Ja
4. Ja
5. Ja
6. Nej, den är pluripotent

Question 16

Vad är en “fate map” gällande celldifferentering?

Answer 16

En karta av ett embryo, som visar vilka områden som är avsedda att utvecklas till specifika vävnader

Question 17

Vad innebär “cell fate determination” och när sker detta?

Answer 17

Det bestäms vad en cell ska bli / hur den ska se ut

Sker innan celldifferenteringen

Är en stabil förändring som är icke-reversibel

Question 18

På vilka sätt kan “cell fate determination” ske?

Answer 18

• Induktion - en cell eller vävnad styr utvecklingen av annan, angränsande cell/vävnad. En grupp av celler skickar signaler till en annan grupp av intilliggande celler och denna signal inducerar en förändring i de andra cellers öde
• Asymmetrisk celldelning - typisk i stamcellsdelning och innebär ofta en asymmetrisk distribution av intracellulära faktorer

Question 19

Vid “cell fate determination” genom induktion skickar en cell signaler till angränsande celler. Hur kan detta gå till?

Answer 19

• Diffusion - diffunderbara signaler, släppta från en cell, interagerar med receptorerna på målcellen. Cellerna behöver alltså inte sitta ihop
• Direkt kontakt - interaktion av transmembran-proteiner från varje cell resulterar i produktionen av en signal
• Gap junctions - rörelse av signalen mellan celler anslutna till varandra genom gap junctions

Question 20

Ektoderma celler kan ge upphov till både epidermis men även neuralplattan. Hur bestäms det vilka celler som ska bli till vad?

Answer 20

Beslutet om ektodermala celler ska bli epidermala eller neurala beror på dess position i embryot

Dorsala ektodermala celler tar emot signaler från en region i det intilliggande mesodermet som inducerar dem till att forma neuralplattan

Celler på den ventrala sidan av ektodermet kommer att bilda epidermis

Question 21

Vad är pattern formation (patterning) i embryonal utveckling?

Answer 21

Processen genom vilken ekvivalenta celler förvärvar många olika identiteter beroende på deras positioner i embryot eller vävnaden

Ex. bestämning av kroppsaxlarna

Question 22

Vad har blastocystens “polaritet” / utseende att göra med patterning-processen?

Answer 22

En sida av embryot är annorlunda från den andra

ICM vänd mot utsidan av blastocysten kommer forma primitiv ektoderm, medan cellerna som är vända mot insidan kommer forma den primitiva endodermen

Question 23

Vad är HOX-gener och vad är de viktiga för?

Answer 23

En grupp gener som specificerar regioner i kroppsplanen för ett embryo längs djurens huvudsvansaxel (A/P-axis)

Kodar och specificerar egenskaperna för ‘position’, vilket säkerställer att de rätta strukturerna bildas på rätt platser i kroppen - ex. specificerar typerna och formen på ryggkotor som kommer att bildas

Kodar för transkriptionsfaktorer som reglerar andra gener

Question 24

Vad kan mutationer i HOX-generna leda till?

Answer 24

Att en kroppsdel utvecklas till att bli en annan

Att kroppsdelar dupliceras

Att kroppsdelar saknas

Question 25

Vad är en morphogen?

Answer 25

En substans som får celler att reagera annorlunda beroende på hur hög koncentration av morphogenen de erhåller

Question 26

Ge exempel på morphogener och pattern formation i embryonal utveckling genom dessa?

Answer 26

• Retinsyra, i A-P axis (huvud-svans)
• Sonic hedgehog (SHH) eller TGF-beta, i neural differentering i D-V axis (fram-bak)

Question 27

Vilken roll har morphogenen Shh i utvecklingen av CNS?

Answer 27

Den specificerar neuronala subtyper i den ventrala halvan av neuralröret

Question 28

Vad innebär morphogenesis?

Answer 28

Generering av form och form i embryot, inre organ och strukturer

Question 29

Vilka är de olika morphogenetiska processerna, och ge exempel på dessa?

Answer 29

• Förändring i cellens form - förändring från kolumn- till kil-formade celler under stängningen av neuralröret
• Förändring i cellstorlek - adipocyter förstoras när de ackumulerar lipiddroppar
• Apoptos - programmerad celldöd som skulpterar exempelvis fingrar och tår
• Cellfusion - bildning av trofoblast och myotuber
• Förändring i cell-cell adhesion - kondensation av celler i brosk mesenchyme i ryggraden
• Cell-matrix interaktion / förlust av cell-matrix adhesion
• Differentiella hastigheter för cellproliferation

Question 30

Vad är ES-celler?

Answer 30

Embryonic stem cells

Kan ge upphov till differentierade celler

Question 31

Vilka olika former av cellterapi och nukleär reprogrammering finns?

Answer 31

• Nuclear transfer - konstgjord partenogenes (asexuell fortplantning där ett icke-befruktat ägg utvecklas till nya avkommor)
• iPS celler, induced pluripotent stem cells - artificiellt reprogrammerade somatiska celler som liknar naturliga ES celler
• Dedifferentiation - somatiska celler tvingas regressera in i en multipotent cell inom en avstamning
• Transdifferentiation - somatiska celler tvingas att byta till en annan celltyp