21. februar 2019 Flashcards
I. Aktionspotentialet
1. Redegør for hvilken effekt et fald i den ekstracellulære natrium koncentration vil have på
aktionspotentialets amplitude.
2. Redegør for to egenskaber ved axonet, der er bestemmende for hastigheden af
aktionspotentialet.
3. Angiv hvilken tilstand de fleste spændingsfølsomme natrium kanaler befinder sig i 1 ms efter
toppen af aktionspotentialet.
I. Aktionspotentialet
1. Ved reduceret ekstracellulær koncentration af natrium vil aktionspotential amplituden falde, da
ligevægtspotentialet for natrium derved bliver mindre positivt.
2. Aktionspotentialets hastighed afhænger af axonets indre modstand og membranmodstanden,
således af et fald i den indre modstand og en stigning i membranmodstanden giver en hurtigere
nerveledningshastighed. Dette forhold ses f.eks. i tykke, myeliniserede axoner, der har en
hurtigere nerveledningshastighed end tynde umyeliniserede axoner. Nerveledninghastigheden
afhænger også af de spændingsfølsomme natrium kanalers kinetik og den totale strøm der
passerer igennem dem, således at kanal blokkere, nedsat temperatur eller reduceret antal af
kanaler i membranen fører til en langsommere nerveledningshastighed.
3. Den overvejende del af kanalerne vil være i inaktiveret tilstand. (Nogle vil være deinaktiverede,
og klar til at deltage i endnu et aktionspotentiale.)
Nerveøvelsen.
II. Sensorisk transmission
1. Beskriv, hvordan stimulus-intensiteten kodes i modtagerdelen og afsenderdelen af en receptor.
2. Tegn en graf, der viser dynamikområdet for en receptor (der skal være enheder på y-aksen).
3. Redegør for, hvordan dynamikområdet ændres, hvis KA-kanalerne blokeres (tegn evt. en ny graf).
4. Redegør kort for, hvordan dynamikområdet ændres under adaptation i henholdsvis toniske og
fasiske receptorer.
II. Sensorisk transmission
1. I modtagerdelen kodes stimulusintensiteten i amplituden af receptorpotentialet
(=generatorpotentialet). I afsenderdelen kodes stimulusintensiteten i frekvensen af
aktionspotentialer.
(se figur for 2 + 3)
- Ved adaptation forskydes dynamikområdet hen imod den (gennemsnitlige) stimulusstyrke, dvs.
hvis stimulusstyrken ligger i overkanten eller over dynamikområdet forskydes kurven mod højre. I
en tonisk receptor sker forskydningen relativt langsomt, og adaptationen indstiller sig efter det
gennemsnitlige stimulusniveau. I en fasisk receptor sker forskydningen hurtigt og frekvensen
kommer til at afhænge af hastigheden med hvilken stimulus ændrer sig. Øvelse 3.
III. Neuromuskulær transmission
Et alfa-motor neuron modtager både excitatorisk og inhibitorisk input. Hvis tærskelværdien nås ved
initialsegmentet, vil der fyres et aktionspotential.
1. Redegør for de to typer summation, der integrerer input ved initialsegmentet.
Hvis der fyres et aktionpotential breder det sig via axonet til den neuromuskulære junction.
2. Redegør for de begivenheder der leder fra neuronets aktionspotential til initiering af et
aktionspotential i muskelcellen.
III. Neuromuskulær transmission
1. Spatial summation opstår, når synapser på soma og dendritter forstærker eller svækker
hinanden. En given synapses bidrag til ændring i potentialet ved initialsegmentet vil afgøres dels af
størrelsen af det lokale respons og dels af afstand og længdekonstant mellem synapsen og
initialsegmentet. Temporal summation opstår når en synapse stimuleres igen, inden det foregående
post-synaptiske potential (EPSP eller IPSP) er overstået. Temporal summation påvirkes af
membranens tidskonstant, således at en større tidskonstant giver et længerevarende EPSP/IPSP,
hvorved stimuli med længere interval kan summeres.
2. Aktionspotentialet depolariserer den presynaptiske membran og aktiverer spændingsfølsomme
calcium-kanaler. Dette medfører calcium-influx, hvorved synaptotagmin binder til Ca2+, hvilket
aktiverer SNARE-komplekset og medfører exocytose af vesikler med acetylcholin (Ach). Ach
diffunderer over synapsekløften og binder til nikotin-cholinerge receptorer. Disse ionotropereceptorer
er non-selektive kation-kanaler, som er permeable for natrium og kalium. Da natrium er
længst fra sit ligevægtspotentiale, vil strømmen gennem kanalen (i hvert fald initialt) være
domineret af natrium-influx. Natrium-influx depolariserer muskelcellen til tærskelværdien for
spændingsfølsomme natrium-kanaler (fordi der frisættes mere Ach end der skal til for netop at
bringe cellen til tærskel), når natrium-kanalerne aktiveres initieres et aktionspotential i
muskelcellen.
Blaustein kapitel 12 og 13.
IV. Kontraktion af tværstribet muskulatur
En tværstribet frømuskel er ophængt i en myograf og er belastet med nogle lodder.
1. Definer isometrisk og isotonisk kontraktion.
2. Angiv hvad der sker med det kontraktile element (KE) og med det serieelastiske element (SE)
ved en isometrisk kontraktion i musklen.
3. Angiv hvad der sker med KE og SE ved en isotonisk kontraktion.
4. Skitser to kurver, der viser kraftudviklingen over tid ved henholdsvis en takket og en glat
tetanisk kontraktion.
5. Redegør kort for, hvad betingelsen er for, at en kontraktion bliver glat tetanisk.
IV. Kontraktion af tværstribet muskulatur
1. Ved en isometrisk kontraktion ændrer musklen ikke længde (fra sene-ende til sene-ende,
der sker dog en intern forskydning jvf del-spgm 2). En isotonisk kontraktion er en
kontraktion (eller en fase heraf) hvor kraften er konstant (ofte men ikke altid samtidig
med en ændring af muskellængden).
2. Under en isometrisk kontraktion vil der ske en forkortning af KE og en tilsvarende
forlængelse af SE (en isometrisk fase under opbygning af kraft).
3. Under en isotonisk kontraktion med forkortning vil der ske en forkortning af KE, mens
længden af SE vil være konstant.
- (se figur)
5.
Ved en glat tetanisk kontraktion stimuleres der så tilpas hyppigt at de enkelte
underliggende kontraktioner ikke kan skelnes fra hinanden. Betingelsen for dette er at
calcium ikke når at falde nævneværdigt mellem de enkelte stimuli. BKM kapitel 16 +
øvelse 4.
- Angiv:
a. 10 celletyper, der typisk forekommer i det egentlige bindevæv.
b. den luminale diameter af i) muskulære arterier, ii) arterioler og iii) kapillærer.
c. kirteltype, hvor der ses von Ebnerske halvmåner.
d. cellekontakter, der indeholder cadherin.
e. opdeling af endokrine kirtler, der ikke er baseret på histologiske kendetegn.
f. fire lysmikroskopiske kendetegn for hjertemuskulatur ved HE farvning.
g. lokalisering af i) lamin, ii) Nissl substans, iii) collagen type IV og iv) megakaryocyt.
h. to celletyper, der normalt indeholder mange kerner.
i. de to typer fibrøst protein, der dominerer i den extracellulære matrix i fibrøs brusk.
j. typer af intermediære filamenter, der fortrinsvist forekommer i cytoplasma i i) neuroner, ii)
epithelceller og iii) fibroblaster.
2.
a. fibroblaster, mesenchymale celler, fedtceller, monocytter/makrofager, dendritiske celler,
lymfocytter, plasmaceller, mastceller, eosinofile granulocyttter, neutrofile granulocytter
(reticulumceller). Geneser, 2012, kapitel 8; Pawlina, 7. udgave, kapitel 6.
b. i) 100μm-10mm, ii) 10μm-100μm, iii) <10μm. Geneser, 2012, kapitel 15; Pawlina, 7.
udgave, kapitel 13.
c. exokrin merokrin seromukøs/mukoserøs kirtel. Geneser, 2012, kapitel 7; Pawlina, 7.
udgave, kapitel 5.
d. adherens junctions og desmosomer. Geneser, 2012, kapitel 6; Pawlina, 7. udgave, kapitel 5.
e. steroid- og polypeptidsecernerende endokrine kirtler. Geneser, 2012, kapitel 7; Pawlina, 7.
udgave, kapitel 5.
f. tværstribning, indskudsskiver, en centraltstillet kerne, forgreninger af celler. Geneser, 2012,
kapitel 13; Pawlina, 7. udgave, kapitel 11.
g. i) inderside af cellekerner, ii) neuroners soma (delvist i dendritter), iii) basallamina, iv)
knoglemarv. ECB, 4. udgave, kapitel 17; Geneser, 2012, kapitel 6, 10 og 14; Pawlina, 7. udgave, kapitel 5, 10 og 12.
h. skeletmuskelfiber, osteoklast. Geneser, 2012, kapitel 12 og 13; Pawlina, 7. udgave, kapitel 8 og 11.
i. kollagen type I og kollagen type II. Geneser, 2012, kapitel 8 og 12; Pawlina, 7. udgave, kapitel 6 og 7.
j. neurofilamenter, ii) keratin filamenter, iii) vimentin filamenter. ECB, 4. udgave, kapitel 17.
1.
a. Beskriv histogenesen for det væv, der initialt dannes i bindevævet (første delproces).
b. Beskriv histogenesen for det væv, der efterfølgende dannes i det centrale område af figur 1
(anden delproces).
1.
a. I det centrale område på billedet ses et primært ossifikationscenter. Ved (endo)chondral
forbening dannes knoglevævet i en præformeret template af hyalin brusk. Dannelse af hyalin brusk
tager udgangspunkt i et mesenchym (udifferentieret, ’primitivt’ bindevæv) i fosteret. Her vil
mesenchymceller fortættes og uddifferentieres til chondroblaster. De tætliggende chondroblaster i
bruskanlægget begynder at secernere fibre (bl.a. kollagenmolekyler, der ansamles til kollagen type
II) og grundsubstans (bl.a. proteoglykaner og glycosaminoglykaner), og vil således efterhånden
være omgivet af ECM, og vil herefter betegnes chondrocytter. Sideløbende anlægges et perichondrium fra det omgivende mesenchym, således at brusken omgives af en bindevævshinde
med chondrogene progenitorceller/mesenchymceller og fibroblaster. Brusken vil herefter vokse ved
interstitiel vækst ved at chondrocytter i den eksisterende brusk prolifererer. Hyalin brusk kan
desuden vokse appositionelt ved at mesenchymceller/chondrogene progenitorceller omkring
bruskanlægget/i perichondriet rekrutteres til at differentiere til chondroblaster. Geneser, 2012,
kapitel 12; Pawlina, 7. udgave, kapitel 7 og 8.
b. I et primært ossifikationscenter hypertrofierer chondrocytter, således at lakunerne vokser i
størrelse og bruskmatrix reduceres til tynde septa mellem lakunerne. Den ekstracellulære matrix
undergår forkalkning (hvorunder ECM bliver mere basofilt), og chondrocytterne undergår
apoptose. Sideløbende med dette undergår det omgivende perichondrie forandringer til periost, og
vil herefter indeholde osteoprogenitorceller der kan uddifferentiere osteoblaster. Omkring brusken i
det primære ossifikationscenter dannes fra periost et tyndt lag knoglevæv, den periostale manchet,
svarende til processen ved intramembranøs/desmal forbening. Denne manchet gennembrydes
derefter ved osteoklastaktivitet, hvorved der dannes en indvæksttap, hvor et vaskulært bindevæv
herefter vil trække ind til bruskvævet. Her vil mesenchymale celler bl.a. uddifferentieres til
osteoblaster, som påbegynder nedlægning af knoglematrix ovenpå den forkalkede bruskmatrix.
Dette umodne væv bestående af (eosinofilt) knoglevæv med centrale områder af (basofilt) forkalket
brusk bliver efterfølgende resorberet af osteoklaster eller remodelleret til modent knoglevæv ved
reguleret osteoklast og osteoblastaktivitet. Geneser, 2012, kapitel 12; Pawlina, 7. udgave, kapitel 7
og 8
cAMP er en vigtig sekundær messenger i eukaryote celler.
1.
a. Angiv navnet på det enzym som syntetiserer cAMP.
b. Angiv substratet for dette enzym.
c. Angiv navnet på det enzym som hydrolyserer cAMP.
1.
a. Adenylyl cyklase (adenylat cyklase).
b. ATP.
c. cAMP fosfodiesterase.
ECB, 4. udgave, kapitel 16.
- Beskriv et protein som kan hæmme syntesen af cAMP
- Det heterotrimere G-protein Gi, som består af en alfa, en beta og en gamma subunit, kan hæmme
adenylyl cyklasen og dermed cAMP syntese. ECB, 4. udgave, kapitel 16.
- Redegør, ved hjælp af en skitse, for en signaleringsvej som leder til syntese af cAMP med start
fra receptoraktivering.
- ECB, 4. udgave, figur 16.25. Ligand binding til en GPCR vil resultere i en konformationsændring
af receptoren, hvorefter denne kan binde et Gs protein. Dette fører til en konformationsændring af
G-proteinet, og GDP bundet til G-proteinets alfa-subunit vil dissociere fra denne, hvorefter GTP
bindes og alfa-subuniten dissocierer fra betagamma (det vil også være korrekt at svare, at alfa,
beta og gamma forbliver associeret). G-proteinets alfa-subunit vil nu aktivere adenylyl cyklasen,
som derefter syntetiserer cAMP fra ATP. ECB, 4. udgave, kapitel 16.
Enzymet, som syntetiserer cAMP, udtrykkes i mange isoformer. Figur 1 viser strukturen af en af disse.
Figur 1. cAMP syntetiserende protein. Proteinet består af fire peptidkæder. Fra Wikipedia.
4. Redegør for strukturen af enzymet i figur 1. Redegørelsen skal indeholde termerne subunit, domæne, primær, sekundær, tertiær og kvaternær struktur. Flere isoformer af de cAMP syntetiserende proteiner er membranbundne. Membranbundne proteiner udgør ca. 30% af en eukaryot celles proteiner. Mange af disse er indsat i membranen via en enkelt transmembran alfa-helix eller via flere alfa-helixer, hvoraf en eller flere er amfifatiske (amfifile).
- Da proteinet består af fire peptidkæder, vil dets kvaternære struktur bestå af fire subunits. Det er
ikke tydeligt, om proteinet indeholder domæner, som er defineret som segmenter af en
polypeptidkæde, der selvstændigt kan folde op uafhængigt af resten af peptidkæden. Den tertiære
struktur er en peptidkædes tredimensionelle struktur og dannes af intramolekylære
interaktioner/bindinger mellem aminosyrernes sidegrupper og backbone. Proteinets sekundære
struktur består af både alfa-helixer og beta-sheets (loops og random coil). Den primære struktur,
som er aminosyresekvensen, kan ikke aflæses af figuren. ECB, 4. udgave, kapitel 4.
5.
a. Angiv en protein-type som er indsat i membranen via en enkelt transmembran alfa-helix.
b. Angiv en protein-type som er indsat i membranen via flere alfa-helixer, hvoraf en eller flere er amfifatiske.
5.
a. Receptor tyrosin kinaser. (Mange fyldestgørende svar). ECB, 4. udgave, kapitel 16.
b. Ionkanaler. (Mange fyldestgørende svar). ECB, 4. udgave, kapitel 11.
- Forklar, med udgangspunkt i proteinets primære struktur, hvorledes de amfifatiske alfa-helixer er orienteret i membranen. Tag udgangspunkt i den valgte protein-type i spørgsmål 5b.
(5b. Angiv en protein-type som er indsat i membranen via flere alfa-helixer, hvoraf en eller flere er amfifatiske.)
- Ionkanaler, som er transmembrane ”multi pass” proteiner, indeholder amfifatiske (amfifile) alfahelixer.
De amfifatiske alfa-helixer vil være arrangeret således, at sidekæderne fra de apolære
aminosyrer interagerer med de hydrofobe kulbrintehaler i fosfolipiderne, mens sidekæderne fra de
polære/ladede aminosyrer danner en hydrofil pore gennem lipid-dobbeltlaget. ECB, 4. udgave, kapitel
4 og 11.
eukaryote celler bliver fosfolipider udelukkende syntetiseret i den indre leaflet af membranen i endoplasmatisk reticulum (den side af dobbelt-lipidmembranen som vender ud mod cytosolen). På trods af dette er fosfolipiderne ligeligt fordelt i begge leaflets i membranen i endoplasmatisk
reticulum.
- Redegør for hvorledes fosfolipider bliver ligeligt fordelt i membranen i endoplasmatisk reticulum.
- Transport af fosfolipider fra det ene monolag til det andet monolag af en lipid-dobbeltlaget membran
foregår kun meget sjældent spontant (flip-flop). I endoplasmatisk reticulum er denne transport
katalyseret af enzymer, de såkaldte scramblaser, som tilfældigt udvælger fosfolipider fra det ene
monolag af membranen og indsætter dem i det andet. Som resultat heraf bliver fosfolipiderne
distribueret ligeligt mellem de to monolag i membranen i endoplasmatisk reticulum. ECB, 4. udgave,
kapitel 11.
Fosfolipider er derimod asymmetrisk fordelt i de to leaflets i plasmamembranen.
8. Redegør for hvordan denne asymmetriske fordeling opstår.
- Når membraner som vesikler afknoppes fra endoplasmatisk reticulum og fusioneres med Golgi
apparatet, vil de her komme i kontakt med andre enzymer, de såkaldte flippaser, som selektivt fjerner
fosfatidylserin og fosfatidyletanolamin fra ydre leaflet (det noncytoplasmatiske monolag) og indsætter
dem i indre leaflet (det cytoplasmatiske monolag). Denne transport af fosfatidylserin og
fosfatidyletanolamin til indre leaflet, efterlader fosfatidylcholin og sphingomyelin opkoncentreret i ydre
leaflet. Når membraner herefter afknoppes fra Golgi apparatet og fusionerer med plasmamembranen,
vil disse flippaser og tilsvarende flippaser i plasmamembranen opretholde en asymmetrisk fordeling af
fosfolipider i plasmamembranen. ECB, 4. udgave, kapitel 11.
En oprensning af identiske DNA molekyler blev kløvet med restriktionsenzymerne EcoRI og NotI, og de dannede DNA restriktionsfragmenter blev herefter adskilt ved gel-elektroforese (se figur 2).
DNA fragmenter af kendt størrelse blev derudover anvendt som størrelsesmarkører. Modificeret fra ECB, 4. udgave.
- Forklar hvorvidt de anvendte DNA molekyler er lineære eller cirkulære.
- Tegn et DNA restriktionskort med angivelse af skæringssteder for de anvendte restriktionsenzymer samt størrelserne på DNA restriktionsfragmenterne.
- Ud fra restriktionsenzym skæringerne ses det, at de originale DNA molekyler har en størrelse på 10 kb. Ved skæring med NotI alene kan det ikke udelukkes, at DNA molekylerne er lineære, idet både lineære DNA molekyler uden et skæringssite for NotI og cirkulære DNA molekyler med ét (eller intet) skæringssite for NotI vil give ét bånd. Det kan imidlertid udelukkes, at de originale DNA molekyler er lineære, hvis man sammenligner resultatet af NotI skæringen alene med resultatet af EcoRI skæringen alene og med resultatet af dobbeltskæringen (NotI + EcoRI).
Det ses, at skæring med EcoRI alene frembringer to DNA restriktionsfragmenter på henholdsvis 6 kb og 4 kb. I dobbeltskæringen er 4 kb DNA restriktionsfragmenterne yderligere kløvet af NotI til 1
og 3 kb DNA restriktionsfragmenter. De originale DNA molekyler må derfor indeholde et enkelt kløvningssite for NotI. Ud fra dette, kan det konkluderes, at de originale DNA molekyler er cirkulære, idet lineære DNA molekyler med et NotI skæringssite ville resultere i to DNA
restriktionsfragmenter. Et svar der forklarer, at DNA molekylet er cirkulært, fordi skæring med NotI frembringer ét fragment (svarende til at der i DNA molekylet er et skæringssite for NotI), vil ligeledes kunne være fyldestgørende. ECB, 4. udgave, kapitel 10; øvelse 2; metodeoversigt. - En cirkel på 10 kb med 2 EcoR1 sites og 1 Not1 site og størrelserne 1, 3 og 6 kb. ECB, 4. udgave, kapitel 10; øvelse 2; metodeoversigt.