· Tema 10 · by Nucleus Forlag · Illustration: Elin St ISBN ... · [email protected] tlf. 40520989 Illustration ﬁg 10.1.1b Bognavn Bioteknologi 5 Kunde Nucleus forlag Tegner Elin

[email protected]. 40520989

Illustration fig 10.1.3

Bognavn Bioteknologi 5Kunde Nucleus forlagTegner Elin Steffensen

Ægcelle

Sædcelle

Befrugtning

Befrugtet æg Otte-cellestadiet

Blastocyst

Neuroner

Knoglevæv

Blodceller

Differentiering tilføtale og derefteradulte stamceller

Embryonalestamceller

Adultestamceller

Specialisering tilde endelige celletyper

Figur 2. Celleudvikling.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Fase Mand Kvinde Forklaring

Interfase

Profase I

Metafase I

Anafase I

Telofase I

Stamcelle

Primær spermatocytPrimær oocyt

Sekundære spermatocytterSekundær oocyt

Stamcelle

Hinde

Centromer Kromatid

Tentråd

Centriole

Pollegeme

Interfasen går forud for selvemeiosen. Hos både mand ogkvinde går en diploid stamcelleforud for delingsprocessen

Cellens DNA kondenseres ogkopieres via replikation. Dekopierede kromosomer hængersammen i centromeret somdobbeltkromosomer. Dehomologe kromosomer laveroverkrydsning og ’bytter’dermed DNA-stykker

Tentråde udgår fra centrioler oghæftes til kromosomernescentromer.Dobbeltkromosomerne beståraf to kromatider sammenholdtaf centromeret

Tentråde trækker dobbeltkromo-somerne ud til hver sin centriole.Herved ender halvdelen af kro-mosomerne i den ene ende afcellen og den anden halvdel iden anden ende

Hos manden deler cellen sig til to lige store celler, sekundærespermatocytter, under telofase I.Hos kvinden dannes der undertelofase I en stor sekundær oocytog et lille pollegeme som ikkeudvikles til nogen celle

Figur 3 (a). Meiose hos mand og kvinde.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.


Illustration fig 10.1.1b


Fase Mand Kvinde Forklaring

Profase II

Metafase II

Anafase II

Telofase II

Sædcelle

Pollegemer

Pollegemer

Befrugtet æg

Pollegeme

Pollegeme

Befrugtningen af ægget skerunder metafase II. Sker der ikke en befrugtning, stopperkvindens meiose her. Mandensmeiose fortsætter til de firesædceller er dannet

Tentråde trækker i dobbelt-kromosomerne så de bliver tilenkeltkromosomer, der trækkesud til hver sin centriole.Herved ender halvdelen afkromosomerne i den ene endeaf cellen og den anden halvdeli den anden ende. Hos kvindenudvikles endnu et pollegeme

Meiosen resulterer i fire sæd-celler hos manden. Hos kvindendannes et æg og i alt to pol-legemer der går til grunde kortefter befrugtningen

Hos kvinden sker ægløsningenmellem telofase I og profase II

Figur 3 (b). Meiose hos mand og kvinde.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Profase

Metafase

Anafase

Telofase

Interfase

Figur 4. Mitose.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




46

MitoseMeiose

Mand

Sædceller

46 46

46

23 23

Kvinde

Ægcelle

Pollegeme

Pollegeme

46

23

2323232323

Figur 5. Kromosomtal ved meiose og mitose.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Blastocyst dag 7-8

Indre cellemasse derbliver til embryonetog derefter til fostret

Trofoblastceller, dvs. yder-celler, der bliver til moder-kage og forsterhinder

Figur 6. Blastocyst.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Anvendelse udover forskning

Stamcelletype i forholdtil udviklingspotentiale Egenskaber Tid/varighed Forekomst in vivo

Totipotent Kan udvikles til samtligeceller, både embryonaleog ekstraembryonale(fx moderkage)

Totipotente cellereksisterer i de førstedage efter befrugtningenindtil blastocyststadiet

Totipotente stamcelleranvendes primært tilforskning, men kananvendes til alle slagsstamcelleterapi på enpatient

I æggelederen

Pluripotent Kan udvikles til embry-onet og dermed etindivids ca. 200forskellige celletyper,men pluripotente stam-celler kan ikke udviklestil ekstraembryonalestamceller

Fra blastocyststadiet tiludviklingen af de trekimlag

Pluripotente stamceller(= embryonale stam-celler) kan anvendes tilalle slags stamcelle-terapi på en patient

Multipotente stamcellerkan anvendes til stam-celleterapi på personenselv eller en anden patient til behandlingaf sygdomme relaterettil stamcellefamilien.Man kan således ikkeanvende hæmatopoie-tiske stamceller tilbehandling af ennervelidelse

I livmoderen hvorblastocysten indlejres

Multipotent Kan udvikles til enrække stamceller indenfor samme ’familie’

Hele livet Forskellige væv i krop-pen. Fx kan hæmatopoie-tiske stamceller i knoglemarven udviklestil en lang rækkeforskellige blodceller

Anvendes til stamcelle-terapi på personen selv

Oligopotent Kan udvikles til få typeraf stamceller inden forsamme familie, fx stam-celler inden for lymfe-systemet

Hele livet Forskellige væv i kroppen

Anvendes til stamcelle-terapi på personen selv

Unipotent Kan kun udvikles til densamme slags stamcelle

Forskellige væv i kroppen.Fx leverceller der kanregenerere en 75 %reduceret lever

Hele livet

Figur 7. Oversigt over de forskellige stamcelletyper.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




60 %

40 %

20 %

0 %

Figur 9. Succesrate ved kloning af ko-morulaceller.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Ektoderm

Mesoderm

Endoderm

Livmoder LivmoderslimhindeFostervandFosterhinderHudNervebaner

HjerteHjerne

Stilk mednavlestrengsblodkarFordøjelseskanalBlommesæk

Figur 10. Embryonet i 3. uge.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.


Illustration fig 10.3.2Bognavn Bioteknologi 5Kunde Nucleus forlagTegner Elin Steffensen

Stamcelle

Sædcelle

Sædrør

Umodensædcelle

Figur 11. Sædrør.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Hæmatopoietiskstamcelle(blodstamcelle)

Rødeblodlegemer

Myeloid stamcelle

Blodplader

Granulocytter

Hvide blodceller

Lymfoid stamcelle

Lymfoblast Myeloblast

Eosinofile Basofile Neutrofile B-lymfocyt T-lymfocyt NK-dræbercelle

Figur 12. Stamcelleudvikling.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.


Illustration fig 10.3.4Bognavn Bioteknologi 5Kunde Nucleus forlagTegner Elin Steffensen

C5 NH2

C

O

C H

HN N

H

CC5

NH2

C

O

C H

HN N

CH3

C

Cytosin

Methylgruppe

5-methylcytosin

Figur 13. Methylering af cystein.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




C

H

H H

Acetylering fremmer genekspression

Methylgruppe,hindrer genekspression

Figur 14. Genekspression.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.


Illustration fig 10.4


4

Hormonbehandlingstimulerer ægmodning

Æg udtages afæggestokken

Sædceller fra partnereller anden donor

1-2 befrugtede æg sættes op i livmoder

Overskydendebefrugtede ægbruges til stam-celleforskning ogstamcelleterapi, fxtil udvikling af blodceller

Sædceller befrugteræg i petriskål

1

2

3

5

6

Figur 15. IVF.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Somatiske celler fra patient

Embryonalestamceller

Embryonale stamceller fra kultur

Føtale stamceller fra kultur

Embryonale stamcelleropformeres og differentieres

til de ønskede celletyper

Stamceller kan nu trans-planteres til patienten

eller anvendestil forskning

Æg fra donor

Kerne fusioneresmed tomt æg

Kerneisoleres

Figur 16. Kernetransplantation.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Sorthovedet får

Ubefrugtet æg udtages

Fjernelse af cellekerne

Tidligt embryon

Isolering af yverceller

Sammensmeltning afcellekerne og tomt æg

Celle bestående af sorthovedetfåreæg med cellekerne fra hvidhovedet får

Embryonet implanteres i liv-moderen på et rugemoder-får

Dolly med hvidt hoved fødes af sin sorthovedederugemor

Strøm-påvirkning

Æggeskal udencellekerne

Yvercelleri kultur

En cellekerne tagesud af en yvercelle

Figur 17. Kloning.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Barn

Far Mor

Figur 18. HLA-systemet.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




5’

DNA-synteseaf følgestreng

Oprindeligt DNA der skal kopieres3’

5’

5’RNA-primer

3’

3’

5’

5’

Sammenkobling

Huller fyldes ud i 5’-3’-retningen

Primerfjernes

3’

3’

5’

Forkortet endeDette hul kan ikke fyldesud fordi polymerasen ikkekan køre baglæns

3’

3’

DNA-syntese af den ledende streng

Kromosom-ende

Figur 19. DNA-replikation uden telomerase.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.


Illustration fig 10.7Bognavn Bioteknologi 5Kunde Nucleus forlagTegner Elin Steffensen

TG TG

U C CAAC C AA U

U C CAAC C AA U CA G

G T T TGGG AT G

T C CAAC C AA T C

A GG T T TGGG AT G

TG

TG

UC

CA

AC

CA

AU

Kromosom i stamcelle

Lang telomer

Telomerase

Kort DNA-endeRNA-skabelon

Telomerase

DNA-polymerase

Inden telomeraseaktivitet

Forlængelse af telomer vha. telomerase

Telomeren eren gentaget DNA-sekvens

Efter telomeraseaktivitet

Figur 20. Celledeling med telomerase.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




HårEpidermis(overhud)

BasalmembranTalgkirtel

Stamceller

Dermis(læderhud)Hårsæk

Figur 21. Stamceller i hud.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




1878

1956

1958

1959

1968

1978

1981

1988

1989

1990

1995

1996

1998

2001

2005

2010

2011

Første forsøg på at lave IVF (reagensglasbefrugtning) med æg og sæd fra pattedyr

Første knoglemarvstransplantation på menneske

Ægtransplantation med voksen cellekerne fra en frø udvikles til frøembryon

Påvisning af blodstamceller i knoglemarv på musFørste IVF-kanin fødes

Første IVF-forsøg med æg og sæd fra menneske

Første IVF-baby fødes

Dyrkning af embryonale stamceller fra mus

Dyrkning af embryonale stamceller fra hamster

Fosterdiagnostik baseret på en celle udtaget fra celleklumpen fra IVF-embryon

Start på program for knoglemarvsdonation

Dyrkning af embryonale stamceller fra menneskeaber

Det klonede får Dolly fødes

Isolering af stamcellelinje fra mennesker

Embryonale stamceller udvikles til blodceller

Hudceller omprogrammeres til stamceller

Klinisk forsøg med behandling med embryonale stamceller af patient med beskadiget rygsøjle

Forsøg med stamcelleterapi mod seglcelleanæmiKortlægning af transkriptionsfaktorer der bestemmer celledifferentiering

Figur 22. Stamcelleforskning.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Cancer mange steder

SkaldethedBlodprop i hjernenHjerneskadeIndlæringsfejlAlzheimers sygdomParkinsonismeBlindhedDøvhed

Manglende tænderSårheling

Blodprop i hjertetBeskadigelse af rygmarvenDiabetesCrohns sygdom

Amyotrof lateral skleroseMuskelsvind

SlidgigtLeddegigt

Knoglemarvs-transplantation(anvendes)

Figur 23. Stamcelleterapi.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Multipotente stamceller

Cellerne dyrkes og opformeres

Cellerne hæfter sig på et netPatiententransplanteresmed sineegne celler

Vækstfaktorer tilsættes,cellerne deler sig yderligere

Figur 24. Regenerativ stamcelleterapi.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.


Udtagning af stamcellerfra knoglemarv

Knoglemarv

StamcellerKnoglevævMarv

Figur 25. Udtagning af celler.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.




Tolvfingertarm

InsulinBlodkar

Langerhansk ø

Bugspytkirtel

β-celle

Figur 26. Bugspytkirtlen.Bioteknologi 5 · Tema 10© 2011 · by Nucleus Forlag ·Illustration: Elin Steffensen, Gigraf · ISBN 978-87-90363-55-0.

· Tema 10 · by Nucleus Forlag · Illustration: Elin St ISBN ... · [email protected] tlf. 40520989 Illustration ﬁg 10.1.1b Bognavn Bioteknologi 5 Kunde Nucleus forlag Tegner Elin

Documents