Cellbiologi(tentafrågor) Flashcards
Beskriv lysosomens normala funktion i cellen samt hur den utför denna funktion.
Intracellulär nedbrytning syftandes till återvinning av material. Lysosomen innehåller en stor mängd hydrolaser av olika slag som kan bryta längre kedjor och därigenom verka till att bryta ner det som transporteras in i lysosomen till mindre beståndsdelar. Hydrolaserna har ett lågt pH-optimum anpassat till lysosomens sura matrix.
Vad kan konsekvensen bli om lysosomens enzymuppsättning av någon anledning är defekt?
Om lysosomen har en felaktig enzymuppsättning kan icke-nedbrutna komponenter lagras till en början inuti cellen. Efter tag börjar cellen göra sig av med icke-nedbrutna komponenter utanför cellen där det med tiden kan komma att inlagras i organ eller genom transport i blod eller lymfa lagras på kärlväggar och där orsaka förträngningar.
Beskriv den signalmekanism som används för att rikta transporten av de enzymer som ansvarar för lysosomens funktion till lysosomen. Namnge signalmolekylen samt mekanismens huvudkomponenter.
Enzymer som skall verka i lysosomen märks in med mannos-6-fosfat i cis- Golgi. [Inmärkningen katalyseras av N-acetyl-D-glukosaminfosfotransferas (GlcNAc fosfotransferas)]. Fosfotransferaset känner igen en mycket speciell yta på det lysosomala enzymet och märker därigenom bara enzymer som skall verka i lysosomen. Mannos-6-fosfatmärkningen känns sedan igen av mannos- 6-fosfatreceptorn i trans-Golgi. Mannos-6-fosfat-receptorn medierar därefter vesikulär transport m.h.a. klatrin till en lysosom eller en mognande sen endosom.
Redogör för de viktigaste stegen i befruktningen av en äggcell. Namnge de viktigaste komponenterna.
Spermien genomgår kapacitation under vandringen till oocyten.
Spermien binder till ZP3-receptorer på zona pellucida.
Akrosomreaktionen utlöses så att proteaser hjälper spermien tränga igenom zona pellucida.
Cellmembranerna fuserar.
Beskriv också vad som händer i meiosen hos äggcellen under själva befruktningen.
Oocytens meios II avslutas innan cellkärnorna fuserar.
Beskriv spermiens bidrag till det blivande embryot.
Kromosomerna i spermien inkorporeras i zygoten och ger därmed bidrag till halva genomet, resten av spermien bryts ned.
Ge en funktionell definition för ett morfogen samt beskriv grunddragen i mekanismen.
Ett morfogen är ett ämne som utsöndras från celler som utgör en punktkälla. Det skapas en koncentrationsgradient kring punktkällan genom diffusion. Mottagarceller med receptorer för morfogenämnet reagerar olika beroende koncentrationen av morfogenet i omgivningen.
Ange ett exempel på en utvecklingsbiologisk process hos människan där morfogener fungerar som signalämnen.
Extremitetsutveckling.
Namnge det groddblad som ger upphov till:
a) skelettmuskler respektive
b) tarmkanalen.
a) Mesoderm.
b) Endoderm.
a) Rita en schematisk bild som illustrerar cellcykelns olika huvudfaser, samt redogör kortfattat för vad som sker under de olika faserna i cellcykeln.
b) Ungefär hur lång tid tar en genomsnittlig cellcykel i mänskliga celler?
a) Cellcykelns huvudfaser: Interfasen: G1-fasen föregår S-fasen och här känner cellen av omgivningen och förutsättningen för att starta DNA-replikation. Under S-fasen sker DNA-replikation/DNA-syntes. Under G2-fasen sker förberedelse inför M-fasen med tillväxt av bland annat organeller. Under M- fasen sker uppdelningen av DNA i mitos samt delning av cellen, cytokines. [G0, är ett stadium där cellen har lämnat cellcykeln och befinner sig i vila. G0 behöver inte beröras för att få full poäng, M-fasens inre uppdelning i mitosens faser behöver heller inte redogöras för.
b) En normal cellcykel tar ca 24 timmar.
a) Hur ser kromosomuppsättningen (karyotypen) ut hos den moderna människan?
b) Det verkar som att Y-kromosomen från neandertalmänniskan inte alls finns kvar i moderna människor. Vad är Y-kromosomens funktion i människans utvecklingsbiologi?
c) Namnge den gen som ansvarar för den här funktionen.
a) Människan har vanligast totalt 46 kromosomer, varav två är könskrosomer (X och Y), och 44 somatiska kromosomer. 23 kromosomer i en haploid uppsättning.
b) Y-kromosomen startar manlig utveckling (testikelutveckling).
c) Den gen på Y-kromosomen som ansvarar för denna funktion heter SRY-
genen.
a) Beskriv funktionen för telomererna samt antalet per kromosom.
b) Beskriv funktionen för centromererna samt antalet per kromosom.
c) Beskriv funktionen för replikationsstartpunkterna samt antalet per kromosom.
a) Telomerer är en struktur vid kromosomändarna (två för varje kromosom). Dess funktion är att skydda kromosomer samt att möjliggöra kopiering/replikering av DNA vid kromosomändarna.
b) Centromerer är ett område på kromosomen där systerkromatiden hålls ihop, en per kromosom. När kärnspolen bildas under mitosen binds mikrotubuli till centromeren.
c) Replikation av DNA börjar vid replikationsstartpunkt. Många replikationsbubblor startas samtidigt på kromosomen. Det finns många startpunkter på varje kromosom [ca 30000 nt mellanrum].
a) Vilken cellbiologisk huvudgrupp av proteiner tillhör keratinerna?
b) Var förekommer keratiner i rikliga mängder i den vuxna kroppen?
a) Keratiner är proteiner som är en typ av intermediära filament, alltså utgör de en del av cytoskelettet.
b) Keratiner är intracellulära proteiner som förekommer i huden, håret och naglar. [Det finns många olika typer av keratiner med olika funktioner.]
Namnge fyra olika typer av RNA-molekyler som är vanligt förekommande i cellen. Ange även funktionen för dessa fyra typer av RNA- molekyler.
- mRNA (budbärarRNA) – bär information från DNA till ribosomen
- rRNA (ribosomal RNA) – strukturella och funktionella komponenter av
ribosomer - miRNA (mikroRNA) – reglerar genuttryck
- tRNA (förflyttarRNA) – är adapter mellan mRNA och aminosyror
Förklara vad alternativ splitsning är i allmänhet, samt,
Splitsning är den process som ser till att genens introner klipps bort och exonerna binds ihop. En och samma gen (pre-mRNA) kan splitsas olika i olika celltyper eller vävnader, för olika ändamål. Den genetiska informationen (generna) hos eukaryota organismer (till exempel människa) är organiserad så att olika kombinationer av informationsbärande delar (exoner) kan väljas vid splitsning av mRNA (alternativ splitsning) och ger upphov till olika proteiner under translationen. På det här sättet kan cellen ta fram olika varianter av en och samma gen och ge upphov till proteiner med olika funktioner.
Hur går alternativ splitsning till i stora drag?
Splitsning av pre-mRNA sker under och efter transkriptionen (innan translation), med hjälp av RNA och proteinkomplex (snRNPs/ ̈snurps ̈).
Splitsningen (av transkriptet) är energikrävande och sker i spliceosomen (RNA och proteinkomplex) där introner tas bort [som lassoliknande strukturer, så kallat lariat-struktur] och exoner ”limmas” ihop till mRNA (messenger/budbärar RNA).
Ge en vetenskapligt motiverad hypotes för varför organismer har utvecklat förmågan till alternativ splitsning.
Antalet gener behöver därmed inte vara lika med antalet olika proteinvarianter som förekommer hos organismer. Om inte splitsningen fanns som mekanism så skulle antalet gener troligen vara fler än nu för att skapa alla de olika proteiner och funktioner som en cell och hela organismen behöver. Splitsning ger variation och har även en viktig evolutionär roll för utveckling av ”nya” proteiner.
a) Beskriv kortfattat vad det betyder för genuttrycket att DNA är organiserat som eukromatin.
b) Beskriv kortfattat vad det betyder för genuttrycket att DNA är organiserat som heterokromatin.
a) Eukromatin är transkriptionellt aktivt, “öppet” DNA, där DNA:t har en lösare struktur och det är därmed tillgängligt för transkriptionsmaskineriet i form av ”loopar.”
b) Heterokromatin är tätt packat, transkriptionellt inaktivt DNA.
Mutationsfrekvensen är generellt högre i heterokromatin än i eukromatin. Samtidigt finns det evidens för att vissa DNA-sekvenser har en högre mutationsfrekvens när de organiseras som eukromatin. Formulera en vetenskapligt uppbyggd hypotes för varför kromatinets organisation som heterokromatin eller eukromatin skulle kunna påverka mutationsfrekvensen.
Eftersom eukromatin är lösare packat, ger det lättare åtkomst för olika makromolekyler. Det gäller både för makromolekyler som kan skada DNA (vilket kan resultera i mutation) och för proteiner som reparerar DNA-skada (vilket motverkar mutation). Även andra vetenskapligt motiverade förklaringsmodeller fungerar.
a) Redogör för de olika kroppsaxlarna hos embryot (människan) med namnen samt deras riktning i relation till den vuxna kroppen. Rita gärna en schematisk bild med förklaringar.
b) Beskriv var den blivande munhålan utvecklas på den relevanta kroppsaxeln.
c) Vad heter tillståndet där organ i bukhålan är spegelvänt placerade?
a) Kranial-kaudal kroppsaxel (“huvud-svans”), dorsal-ventral kroppsaxel (“ryggsidan-buksidan”), höger-vänster kroppsaxel.
b) Munhålan utvecklas i den kraniala änden av den kranial-kaudala kroppsaxeln.
c) Situs inversus.
Beskriv uppbyggnaden för vesikeltransportsystemet mellan ER och Golgi samt namnge systemets huvudkomponenter.
Vesiklarna som utgår från ER till Golgi använder det s.k. COPII (coatamer protein) maskineriet för att knoppas av från ER och speciella lastreceptorer ser till att rätt proteiner inlemmas i de vesiklar som knoppas av med COPII- systemet. Vesiklar som utgår från Golgi och skall till ER använder COPI maskineriet för att knoppas av. COPI specifika lastreceptorer ser till så att rätt proteiner kommer tillbaks från Golgi till ER i vesiklarna.
Det finns ett proteinkomplex som styr och underlättar den slutliga fusionen mellan en vesikel och ett målmembran. Beskriv systemet samt hur själva fusionen fungerar.
Systemet heter SNARE (”soluble NSF attachment protein receptor”). Det finns SNARE:s på både vesikeln (v-SNARE för ”vesicle” SNARE) och på målmembranet (t-SNARE för ”target” SNARE) och det måste normalt sett vara rätt kombination av v-SNARE och t-SNARE för att vesikeln skall kunna fusera. V- och t-SNARE:s ligger upplindade på vesiklen respektive membranet. När de bildar rätt sorts komplex så går de ihop som ett blixtlås och driver därigenom fusionen mellan vesikel och målmembran.
a) Namnge tre olika huvudtyper av matrixproteiner.
b) För varje huvudtyp, ange deras huvudfunktion i ECM samt
c) konsekvensen för organismens funktion om proteinets funktion i ECM är nersatt.
a) Exempelvis kollagen, elastin, fibronektin, hyaluranon (hyaluronsyra)/proteoglykaner:GAG:s, laminin, fibrinogen, vitronectin, proteases
b) Exempel på funktioner för de tre första proteinerna:
- kollagen: stabiliserande protein, korslänkar, dragkrafter, cellmotilitet
- elastin: fibrösa nätverk (med fibrillin), ger vävnader elasticitet
- fibronektin: skapar en matrix i ECM, viktig för cellmotilitet samt för cell-ECM- interaktioner
c) Exempel på konsekvenser för de tre första proteinerna
- kollagen: hud och vävnader kan vara för elastiska och fragila, ben bryts lättare, blodkärl som brister
- elastin: organ och vävnader som måste expandera såsom lungor och kardiovaskulära strukturer får minskad strukturell stabilitet, Marfans syndrom
- fibronektin: sämre cell-ECM-interaktioner, sämre sårläkning
a) Beskriv hur man kan förebygga eller minska risken för Spina bifida.
b) Ange när neuralröret normalt avsluts.
c) Beskriv varför man har valt en annan väg i Sverige jämfört med många andra länder för att minska risken för uppkomsten av spina bifida. Vet du inte svaret, kan du formulera en vetenskapligt baserad hypotes.
a) Spina bifida kan förebyggas genom att se till att kvinnor i fertil ålder får tillräckligt med folsyra.
b) Under den fjärde veckan (eller från slutet av tredje veckan), räknad med embryonal tid.
c) I Sverige låter man bli att berika livsmedel med folsyra eftersom alla grupper inte behöver extra folsyra (till exempel män). Berikning av livsmedel kan innebära en ökad risk för andra sjukdomar för grupper som ej behöver folsyra.
