Cellebiologi

Question 1

Redegøre for begrebet “homeostase”

Answer 1

Homeostase er kroppens evne til at opretholde et relativ konstant indre miljø på trods af ydre påvirkninger. For at kroppens celler skal fungere normalt, skal volumen, temperaturen og kemisk indhold i ekstracellulærvæsken holdes indenfor snævre intervaller. Det sker ved homeastatiske mekanismer, der sørger for at holde variablerne indenfor normalområdet, kaldet set point.

Organsystemerne hjælper til at holde kroppens indre miljø relativt konstant. Respirationssystemet, fordøjelsessystemet, kredsløbet og urinvejssystemet sørger i fællesskab for, at kroppen modtager tilstrækkeligt med ilt og næringsstoffer og udskiller affaldsstoffer. Ved sygdom er homeostasen forstyrret, dvs. ingen ligevægt i kroppen.

Question 2

Redegøre for negativ ”feedback” mekanismen (negativ og positiv) samt give eksempler herpå

Answer 2

Negativ feedback:
De fleste systemer i kroppen reguleres gennem negative feedback mekanismer. En negativ feedback mekanisme forsøger at eliminere eller mindske enhver afgivelse fra set point. En negativ feedback medvirker derved til opretholdelsen af homeostase. De fleste negative feedback mekanismer består af komponenterne; en receptor, et kontrolcenter og en effektor. Receptoren opfanger en afvigelse fra set point (fx ved forhøjet blodtryk) og sender besked til kontrolcentret. Kontrolcentret sender besked til effektoren, der producerer en respons som fører til, at afvigelsen fra normalværdien reduceres.

Eksempel: Negativ feedback kontrol af forhøjet blodtryk.
Blodtrykket stiger og derved forstyrres homeostasen. Receptorer i de store blodkar omkring hjertet og hjernen opfanger en afgivelse fra set point. Kontrolcentret i hjernen modtager signal via nerver fra receptoren om ændringer i blodtrykket. Kontrolcentret aktiverer effektoren via nervesignaler til hjertet. Hjertet er effektoren og hjerterytmen reduceres ved signalet fra hjernen og homeostase genetableres.

Question 3

Redegøre for positiv ”feedback” mekanismen samt give eksempler herpå

Answer 3

Positiv feedback:
Ved en positiv feedback mekanisme forstås, en mekanisme, der reagerer ved at forstærke en gøre en afgivelse fra set point endnu større, dvs. en selvforstærkende virkning. Positiv feedback medvirker derfor ikke til opretholdelse af homeostase og forekommer sjældent i raske individer.

Eksempel: Positiv feedback kontrol ved lavt blodtryk.
En patologisk positiv feedback mekanisme er en situation, hvor blodtrykket bliver så lavt, at hjertemusklen ikke for tilstrækkelig blodtilførsel. Det bevirker, at hjernemusklen ikke kan kontrahere tilstrækkeligt, og blodtrykket falder for der yderligere og hjertet får endnu mindre blod. Hvis denne cyklus ikke brydes, vil det medføre død.

En fødsel er et andet eksempel på en positiv feedback mekanisme i raske individer, hvor en positiv feedback er en del af en overordnet negativ feedback mekanisme.
Ved enden af graviditeten strækkes livmoderen og især livmoderåbningen pga. barnets størrelse. Derved stimuleres muskler omkring livmoderen til at kontrahere (veer) og barnet presses yderligere mod åbningen, hvilket bevirker et øget stræk af livmoderen. Denne mekanisme stopper først, når barnet er født.

Question 4

Beskrive det strukturelle hierarki af den humane organisme

Answer 4

Den humane organisme kan betragtes på 6 niveauer:

1. Kemisk niveau: Interaktion mellem atomer, og danner tilsammen molekyler. Atomer kan binde sig til molekyler, fx vand, glukose, fedt og proteiner. Molekylets funktion afhænger af dets struktur.
2. Celler: Celler er kroppens byggesten, dvs. basale enheder i alt levende. Organeller er små strukturer i cellerne, der skabes af molekyler.
3. Væv: Væv er en gruppe af små ens celler og deres omliggende materiale. Cellens karakteristik og materiale bestemmer vævets funktion. Væv inddeles i fire grundlæggende typer: epithelvæv, støttevæv, muskelvæv og nervevæv.
4. Organer: Organer er sammensat af to eller flere forskellige typer væv med én eller flere fælles funktioner, fx øjet, hjertet, huden.
5. Organsystemer: Grupper af organer, der har fælles funktioner. Der er overordnet 11 organsystemer i kroppen; hud og hår, skellet, muskulatur, endokrine system, respiratoriske system, kredsløbet, fordøjelsessystemet, nervesystemet, lymfesystemet, urinsystemet og det kvindelige- eller mandlige reproduktionssystem.
6. Organismen.

Question 5

Angive de humane væv i hovedgrupper, samt give eksempler inden for hvert:

Answer 5

Epithelvæv: Beklæder organismens ydre (fx hud) og indre (fx fordøjelseskanalen) overflader, samt kirtler består
af epithelvæv.

Støttevæv: Omfatter fibrøst bindevæv (løst og fast), bruskvæv, adipøst væv og knoglevæv.

Muskelvæv: Findes i skeletmuskulatur, hjertemuskulatur og glat muskulatur (fx tarmen).

Nervevæv: Består af nerveceller og gliaceller, og findes i CNS og PNS.

Question 6

Definere den anatomiske normalstilling

Answer 6

Den anatomiske normalstilling: Oprejst stilling, ansigtet vender fremad, armene er ned langs siden, håndfladerne vender fremad, benene er strakte og fødderne samlet.

Question 7

Forstå og anvende følgende anatomiske termer: medial/lateral, proximal/distal, superior/inferior, parietal/visceral, posterior/anterior, dorsal/ventral, superficiel/profund, intern/ekstern,
luminal, dexter/sinister, axial/perifer og saggital/transversel.

Answer 7

Se Seeleys s. 13-15.

Question 8

Redegør for serøse membraner og deres funktion?

Answer 8

Serøse membraner beklæder kroppens indre organer og beskytter dem mod friktion og skader.
I brysthulen findes tre serøse membraner: Pericardium (hjertet) og to pleura (lungerne).
I bughulen og bækken findes peritoneum.

Question 9

Redegøre for princippet i en hydrolytisk proces (hydrolyse):

Answer 9

Hydrolyse er en spaltning af en kemisk forbindelse under optagelse af vand (H2O).
I kroppen findes der makromolekyler, der er sammensat af en masse mindre molekyler af samme type. Makromolekylerne er polysakkarider, lipider, proteiner og nukleinsyrer. Ved hydrolyse nedbrydes makromolekylerne ved, at bindingerne mellem de mindre molekyler spaltes, samtidig med, at der optages et vandmolekyle.

Question 10

Beskrive pH skalaen, herunder angive relationen: pH = – log [H+]

Answer 10

Syrer og baser:
− Syrer er stoffer, der afgiver H+-ioner.
− Baser er stoffer, der optager H+-ioner

pH-skalaen er en måde at angive en vandig opløsnings surhedsgrad, dvs. koncentrationen af H+ ioner i opløsningen. pH-værdi definderes som den negative logaritme til H+-koncentrationen (pH = – log [H+]).

Neutrale opløsninger har en pH-værdi = 7 og koncentrationen af H+ og OH- er den samme.

Sure opløsninger har en pH-værdi mindre end 7 og koncentrationen af H+ er større end OH-. Sure opløsninger afgiver derfor H+-ioner for at opretholde ligevægt.

Basiske opløsninger har en pH-værdi over 7 og koncentrationen af H+ er mindre end H+. Basiske opløsninger optager derfor H+-ioner for at opretholde ligevægt.

Question 11

Beskrive kulhydraters kemiske struktur; give eksempler herpå.

Answer 11

Kulhydrater består af carbon, hydrogen og oxygen og er opbygget i en ringstruktur. I de fleste kulhydrater er den generelle strukturformel (CH2O)n, dvs. for hvert carbonatom er der to hydrogenatomer og ét oxygenatom. Fx glukose C6H12O6.
Kulhydrater er meget polære, dvs. de er vandopløselige (hydrofile).

Kulhydrater kan inddeles i monosakkarider, disakkarider og polysakkarider:
−	Monosakkarider: Den simpleste form for kulhydrater. Indeholder 3-6 carbonatomer. 
o	Hexoser (6 carbonatomer): Glukose, fruktose og galactose.
o	Pentoser (5 carbonatomer): Ribose

−	Disakkarider: Opbygget af to molekyler.
o	Sucrose (sukker) = glukose + fructose.
o	Lactose (mælkesukker) = lactose + fructose.

− Polysakkarider: Polysakkarider er polymerer bestående af mange monosakkarider bundet sammen i lange kæder.
o Glykogen: Bestående af mange glukosemolekyler i forgrenede kæder.
o Stivelse: Bestående af mange glukosemolekyler i lige eller forgrenede kæder.
o Cellulose: Bestående af mange glukosemolekyler i lige kæder, fx cellevægge i planter.

Question 12

Beskrive lipiders opdeling i steroider, triglycerider, phospholipider; give eksempler herpå samt anføre kemisk struktur for disse.

Answer 12

Lipider er en uensartet grupper af fedtholdige stoffer, der primært består af carbon og hydrogen, og har derfor få polære bindinger, hvilket gør dem svært opløselige i vand (hydrofobe). Lipiderne er de mindste makromolekyler i organismen.
Lipider kan inddeles i tre hovedgrupper:
− Triglycerider: Udgør 95% af fedtet i kroppen. Molekylerne er sammensat af ét glycerolmolekyle og tre fedtsyremolekyler. Triglycerider har et højt energiindhold pr. masseenhed, og kroppens fedt er derfor et vigtigt energilager.
o Glycerol er en kæde af 3 carbonatomer med en hydroxygruppe (-OH) på hver carbonatom.
o Fedtsyrer er lange, lige kæder af carbonatomer med en carboxylgruppe (O-C=OH) i den ene ende og med hygdrogenatomer bundet til resten af carbonatomerne.

− Phospholipider: Opbygget på samme måde som triglycerid, men har kun to fedtsyrer bunder til glycerol. Det tredje carbonatom i glycerol er bundet til en negativladet fosfatgruppe (PO4-). Fosfolipiderne har en polær ende af molekylet, hvor fosfatgruppen er bundet, og en upolær ende bestående af de to fedtsyrer.
Den polære ende er vandopløselig (hydrofil) mens den upolære ende er ikke vandopløselige (hydrofob). Fosfolipiderne er derfor velegnet til at danne skillevæg mellem vandige opløsninger.

− Steroider: Består af et carbonskelet, der danner fire sammenhængende ringe. Steroider har kun få polære bindinger, og er derfor uopløselige i vand. Fx kolesterol. Mange hormoner er steroider (testosteron, østrogen og pregesteron).

Question 13

Definere mættede, mono- og poly-umættede fedtsyrer.

Answer 13

Mættet fedtsyre: Fedtsyre, der udelukkende har enkeltbindinger mellem carbonatomernei skelettet. Molekylet er derfor mættet med hydrogen og kan ikke binde flere atomer i skelettet. Jo flere mættede fedtsyrer, der er i et fedtstof, jo mere fast er fedtstoffet og det betegnes derfor som den usunde form af fedt.

Umættet fedtsyre: Fedtsyre med én (enkeltmættet) eller flere (flerumættet) dobbeltbindinger imellem carbonatomerne i skelettet. Antallet af hydrogenatomer er derfor mindre end i en mættet fedtsyre med samme antal carbonatomer. Det betegnes som den sunde form af fedt.

Question 14

Beskrive proteiners opbygning af aminosyrer, samt aminosyrernes hovedbestanddele (aminogruppe, carboxylgruppe, sidekæde [”R”]).

Answer 14

Alle proteiner består af carbon, hydrogen, oxygen og nitrogen, der er bundet sammen af kovalente bindinger. De kovalente bindinger, der dannes mellem aminosyrerne under proteinsyntesen, kaldes peptidbindinger.

Proteiner er opbygget af aminosyrer. Der findes 20 forskellige aminosyrer. En aminosyre består af et centralt carbonatom med en carboxylgruppe (-C-O=OH), en aminogruppe (-NH2), et hydrogenatom og en sidegruppe (”R”). Sidegruppen varierer fra aminosyre til aminosyre, hvilket adskiller aminosyrerne fra hinanden.

Et polypeptid er en kæde af op til 50 aminosyrer, der er bundet sammen af peptidbindinger.

Et protein er kæder med over 50 aminosyrer bundet sammen af peptidbindinger. De største proteiner består af flere tusind aminosyrer. Aminosyrekæderne er snoet, bøjet og foldet sammen, således at der dannes en veldefineret tredimensionel form. Rækkefølgen af aminosyrer og proteinets tredimensionelle form, bestemmer proteinets egenskaber.

Question 15

Definere et enzym som et protein med katalytiske egenskaber.

Answer 15

Enzymer er specielle proteiner, der katalyserer bestemte kemiske reaktioner. Enzymer nedsætter den aktiveringsenergi, der er nødvendig for en reaktion, således at reaktionshastigheden stiger, uden af enzymet selv forbruges eller ændres i processen.
Enzymer ender ofte på ”-ase”, og har ofte samme ordstamme som sin reaktant, fx lipid og enzymet lipase.

Enzymer virker ved at bringe reaktanterne sammen på en måde, der gør, at de let kan reagere med hinanden. Enzymer har en høj grad af specificitet, da kun bestemt reaktanter kan bindes til det enkelte enzym, og enzymet katalyserer kun én bestemt reaktion.

Question 16

Anføre to typer af nukleinsyrer.

Answer 16

Nukleinsyrer består af carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen og fosfat. Der findes to typer af nukleinsyrer:
− DNA
− RNA

Question 17

Skitsere og beskrive struktur og bestanddele af et nukleotid (fosfatgruppe, sukker, covalent binding til nitrogen-base)

Answer 17

DNA og RNA er opbygget af nukleotider. Et nukleotid består af et monosakkarid med fem carbonatomer, hvortil der er bundet en fosfatgruppe (PO4-) og en nitrogenholdig base, der er bundet til monosakkaridet med en kovalent binding.
5-carbon monosakkaridet i DNA er deoxyribose og ribose i RNA. De nitratholdige baser for DNA er cytosin, adenin, guanin og thymin.

Question 18

Beskrive opbygningen af DNA og RNA

Answer 18

DNA og RNA er nukleinsyrer. Byggestenene i nukleinsyrer er nukleotider, der består af en fosfatgruppe, en monosakkarid og en nitrogengruppe. I RNA og DNA er nukleotiderne bundet i kæder således, at fosfatgrupperne i et nukleotid er bundet til monosakkaridet i det næste nukleotid. Nykleinsyren består derfor af en rygrad af monosakkarider og fosfatgrupper, hvorfra de nitrogenbaserne (adenin, guain, thymin og cytosin) stikker ud.

DNA: To kæder af nukleotider, der danner en dobbelt spiral. De to kæder bindes sammen af, fordi der dannes hydrogenbindinger mellem nitrogenbaserne, dvs. der dannes basepar. Cytosin og guain er komplementære basepar og thymin og adenin er et basepar. Rækkefølgen af nitrogenbaserne i DNA bestemmer den genetisk information.

RNA: Enkelt kæde af nukleotider og opbygges på samme både som DNA, bortset fra af thymin er erstattet af urasil, der kun bindes til adenin.

En sammensætning af fire forskellige nukleotider udgør hhv. et RNA og et DNA molekyle.

Question 19

Beskrive opbygningen af ATP.

Answer 19

ATP står for adenosin-tri-fosfat og er et energiholdigt molekyle:
− Adenosin: Adenosin består af monosakkaridet ribose og nitrogenbasen adenin.
− 3 fosfatgrupper (PO4-): Tre fosfatgrupper. Bindingen mellem den 2. og 3. fosfatgruppe indeholder stor potentiel energi, der afgiver energi til stor set alle kemiske processer i cellerne.

Question 20

Redegøre for hydrolysen af ATP.

Answer 20

Hydrolysen af ATP er spaltning af ATP til ADP og uorganisk fosfatgruppe under forbrug af vand (H2O). ATP er et forholdsvis ustabilt molekyle, derved kan den yderste fosfatgruppe fraspaltes ved reaktion med H2O:

ATP+H2O→ADP+Pi+energi

Den energi, der frigives ved hydrolyse af ATP, kan bruges til at drive andre processer i cellen, fx muskelkontraktioner i muskelceller.

Question 21

Anføre at ATP’s funktion er oplagring og videregivelse af energi.

Answer 21

ATPs funktion er oplagring og videregivelse af energi til kroppens energikrævende processer.

Oplagring af energi:
ADP+P_i+energi→ATP

Videregivelse af energi:
ATP→ADP+P_i+energi

Question 22

Anføre en celles hovedbestanddele

Answer 22

Cellens hovedbestandele er:
−	Plasmamembranen 
−	Cytoplasma (organeller og cytosol)
−	Cellekerne (nukleus)
−	Kernemembran

Question 23

Anfør cellers funktioner

Answer 23

Cellers funktioner:
• Metabolisme:
energi til cellulære processer, fx muskelkontraktion, eller produktion af varme til at opretholde kropstemperaturen.
• Syntese af molekyler:
kulhydrater, proteiner, lipider, nukleinsyre.r
• Kommunikation:
respons til kemiske eller elektriske signaler eller respons til kontakter mellem celler.
• Reproduktion: genetiskarv celledeling (meiose, mitose).

Question 24

Anføre en celles hovedbestanddele

Answer 24

Cellens hovedbestanddele er:
−	Plasmamembran 
−	Cytoplasma (organeller og cytosol)
−	Cellekerne (nukleus)
−	Kernemembran

Question 25

Redegøre for plasmamembranens bestanddele og opbygning.

Answer 25

Cellens plasmamembran er en dobbeltmembran, der omgiver cellen og adskiller det intra- og ekstracellulære matrix, og sikrer derved cellens indre miljø. Desuden kontrollerer den transport ud og ind af cellen.
Plasmamembranen består af:
45-50% lipider (fosfolipider og kolesterol)
45-50% proteiner
4-8% kulhydrater

Plasmamembranen er fleksibel og kan ændre opbygning.

Kulhydrater: Membranens kulhydrater bindes til lipiderne, så der dannes glykolipider og til proteiner, så der dannes glykoproteiner.

Membranlipider: De vigtigste lipider i membranen er fosfolipider og kolesterol (steroid):
− Fosfolipider udgør 2/3 af lipiderne. Fosfolipiderne har polære og upolære ender og danner derved et dobbelt lipidlag. De hydrofile (polære) ender vender ud mod det ekstracellulære matrix, mens de hydrofobe (fedtelskende) vender ind mod cellens cytoplasma.

− Kolesterol udgør 1/3 af lipiderne og holder fosfolipiderne sammen med svage kemiske bindiner, hvilket gør membranen stærkere, men mindre flydende.

Membranproteiner: Kan være integrale, der gennembryder fosfolipidlaget og kan danne egentlig kanaler gennem membranen, eller perifere, der er forankret til overfladen af den indre eller ydre side af fosfolipidlaget eller til integrale proteiner.
Proteiner i plasmamembranen kan være:
− Markørmolekyler er glykoproteiner, der gør celler i stand til at genkende hinanden eller andre molekyler. Fx immunitet eller intercellulær kommunikation.

− Forankringsproteiner er molekyler, hvorpå cellen binder sig til andre celler, dvs. bindingssteder.

− Transportproteiner muliggør transport over membranen, da fosfolipidlaget besværliggør transporten. Transportproteiner indbefatter kanalproteiner, carrier proteiner og ATP-drevne pumper.
o Kanalproteiner danner en kanal gennem plasmamembranen, der tillader ioner at passere igennem membranen, dvs. ionkanaler.
• Non-gated (altid åbne) og gated (åbnes ved stimuli) ion kanaler.
o Carrier proteiner er integrale proteiner, der transporterer imolekyler over plasmamembranen.
o ATP-drevne pumper transporterer ioner eller molekyler over membranen ved brug af ATP.

− Receptorproteiner fungerer som bindingssteder for kemiske signaler i det ekstracellulære matrix. Ved binding af et kemisk signal (ligand) til en receptor, trigger receptoren et cellulært respons.

− Enzymer katalyserer kemiske reaktioner både ekstra- og intracellulært.

Question 26

Redegøre for den generelle funktion af plasmamembranen.

Answer 26

Plasmamembranens hovedfunktion er af afgrænse det intracellulære og ekstracellulære miljø, samt regulere transport over membranen.

Question 27

Beskrive de karakteristiske træk for transport ved simpel diffusion

Answer 27

Ved simpel diffusion transporteres et stof over membranen vha. transportproteiner uden forbrug af energi fra områder med høj koncentrationsgradient til et områder med lavere, dvs. med koncentrationsgradienten.
Diffusionshastigheden påvirkes af:
− Koncentrationsgradienten: Jo større koncentrationsgradient → jo højere diffusionshastighed.
− Temperatur: Jo højere temperatur → jo højere diffusionshastighed.
− Stoffets størrelse: Jo mindre molekyler → jo højere diffusionshastighed.

Diffusion er passiv transport.

Question 28

Beskrive de karakteristiske træk for transport ved faciliteret diffusion.

Answer 28

Ved faciliteret diffusion transporteres et stof over membranen vha. transportproteiner uden forbrug af energi fra områder med høj koncentrationsgradient til et områder med lav. Det molekyle, der skal transporteres, binder til transportproteinet, der forandrer form, så molekylet kan transporteres over membranen og derefter frigives.

Stoffer der transporteres ved faciliteret diffusion er for store til at passere gennem ionkanaler, og som er fedtopløselige (hydrofobe), så de ikke kan passere igennem membranens dobbeltlipidlag.

Karakteristika ved faciliteret diffusion:
− Specificitet: Bestemte transportmolekyler transporterer bestemte stoffer.
− Konkurrence: Lignende stoffer konkurrerer om transportmolekylerne.
− Mæthedspunkt: Hastigheden af transporten er begrænset af antallet af transportmolekyler. Hvis alle transportmolekylerne er optager, stiger hastigheden af faciliteret diffusion ikke, selvom koncentrationsgradienten stiger.

Question 29

Beskrive mekanismen ved osmose.

Answer 29

Osmose er diffusion af vand over en semi-gennemtrængelig membran, fx plasmamembranen. Den semipermeable membran tillader passage af vand, men ikke alle de stoffer, der er opløst i vandet. Vanden til forsøge at udligne koncentrationsforskelle på hver side af membranen. Vandet diffunderer derfor fra høj til lav koncentration af vand, dvs. fra lav koncentration af opløste stoffer til høj koncentration af opløst stoffer.

Question 30

Definere osmotisk tryk.

Answer 30

Osmotisk tryk er det tryk, der kræves for at forhindre, at vand bliver diffunderer over en semipermeable membran ved osmose.

Question 31

Definere aktiv transport.

Answer 31

Aktiv transport kan opdeles i aktiv og sekundær aktiv transport:
− Ved aktiv transport transporteres et stof over membranen vha. et transportprotein under forbrug af energi, der er skabt ved hydrolyse af ATP.
− Sekundær aktiv transport (iontransport) er en transportmekanisme, der udnytter potentiel energi skabt ved aktiv transport:
1. Ved aktiv transport transporteres en ion (fx Na+) ud af cellen, derved bliver [Na+] højere udenfor celler.
2. Na+ vil pga. koncentrationsforskellen vha. potentiel energi, diffundere ind i cellen igen. Den potentielle energi udnyttes ved, at et transportprotein transporterer både Na+ og et andet stof med ind i cellen, fx glukose. Dvs. Na+ transporteres ud af cellen ved aktiv transport, og trækker glukose med sig ind igen ved sekundær aktiv transport.

Question 32

Beskrive de karakteristiske træk ved aktiv transport gennem en cellemembran.

Answer 32

Karakteristiske træk ved aktiv transport gennem en plasmamembran:
− Transportprotein anvendes til at transportere stoffet over plasmamembranen, hvilket er en energikrævende proces, da stoffer transporteres imod deres koncentrationsgradienter.
− Specificitet: Bestemte transportproteiner transporterer bestemte stoffer.
− Konkurrence: Lignende stoffer konkurrerer om et begrænset antal transportproteiner.
− Mæthedspunkt: Hastigheden af transporten er begrænset af antallet af transportmolekyler.

Question 33

Angive Na+/K+-pumpen og calcium-pumpen som eksempler på aktive transportsystemer.

Answer 33

Eksempler på aktive transportsystemer:
− Na+/K+-pumpen: Pumper Na+-ioner ud af cellen og K+-ioner ind i cellen ved aktiv transport. Der pumpes 3 Na+-ioner ud, hver gang der pumpes 2 K+-ioner ind.

− Calcium-pumpen: Pumper ved aktiv transport Ca2+ ud af cellen og opretholder lav intracellulær koncentration af calcium.

Question 34

Redegøre for de væsentligste betydninger af aktiv transport

Answer 34

De væsentligste betydninger af aktiv transport er:
− Opretholdelse af ion-gradienter: Ved aktiv transport kan ioner transporteres imod deres koncentrationsgradienter, derved opretholdes iongradienter over membranen.

− Osmotisk ligevægt over membranen: Vha. aktiv transport kan cellen regulere koncentrationsforskelle mellem intra- og ekstracellulære matrix og holde ligevægt i osmotiske trykforskelle.
− Stabilisering af cellevolumen: Ved at regulere osmotiske trykforskelle kan også cellen regulere transport af vand ind og ud af cellen ved osmose. Derved kan cellen stabilisere cellevolumen.

− Forudsætning for sekundær aktiv transport: Aktiv transport er en forudsætning for sekundær aktiv transport, da den potentielle energi, der skabes ved aktiv transport skal bruges under sekundær aktiv transport.

Question 35

Beskrive hvilke faktorer der er bestemmende for hvilemembranpotentialets størrelse og fortegn

Answer 35

To faktorer er bestemmelse for hvilemembranspotentialets størrelse og fortegn:
− Koncentrationsforskelle over plasmamembranen: Hvilemembranpotentialet er etableret, hvis koncentrationen af K+ er højest inde i cellen, mens koncentrationen af Na+, Ca2+ og Cl- er højest udenfor cellen.
− Plasmamembranens permeabilitet: I hvile er membranen relativ permeabel for K+, men ikke for Na+ og Ca2+.

Question 36

Definere endocytose og exocytose.

Answer 36

Endocytose: En proces, hvor væske, partikler eller oplæste stoffer transporteres ind i cellen gennem plasmamembranen under dannelse af en vesikel under brug af energi i form af ATP.

Exocytose: Transport ud af cellen gennem plasmamembranen vha. veksikel under brug af energi i form af ATP.

Question 37

Anføre opdeling i organeller og cytosol.

Answer 37

Cellens cytoplasma består af cytosol og organeller:
− Cytosol består af den flydende del, cytoskelettet og cytoplasmatiske inklusioner.
− Organeller er strukturer i cellen, der har forskellige funktioner.

Question 38

Anføre følgende organeller og kort beskrive deres funktion

Answer 38

Mitokondrier: Fungerer som cellens energicenter, der producerer energi i form af ATP til cellen. Citronsyrecyklus (Krebs’ cyklus) og elektrontransportkæden foregår i mitokondrierne. Celler med stort energibehov, fx muskelceller, har mange mitokondrier.

Ribosomer: De består af rRNA og ribosomale proteiner og findes både frit i cytoplasma eller bundet til ru endoplasmatiske reticulum. I ribosomerne foregår proteinsyntesen, hvor ribosomerne sørger for at koble de enkelte aminosyrer sammen.

Endoplasmatisk reticulum:
− Glat endoplasmatisk reticulum producerer kulhydrater og lipider. Det glatte endoplasmatisk reticulum i skeletmuskulatur oplagrer Ca2+, der skal bruges ved muskelkontraktion.

− Ru endoplasmatisk reticulum har bundet ribosomer til membranoverfladen. I ribosomerne syntetiseres proteiner, og proteiner oplagres i først omgang i ru endoplasmatisk reticulum, hvorfra der sendes videre til Golgi apparatet.

Golgi apparatet: Cellens pakke- og distributionscenter. Proteiner og lipider produceret i endoplasmatisk reticulum og ribosomerne pakkes i vesikler. Herefter distribueres de til cellen selv eller udskilles ved exocytose.

Lysosomer: Vesikler dannet i Golgi apparatet og indeholder nedbrydende enzymer, der nedbryder og fjerner molekyler i cytoplasma, dvs. cellens skraldemand.

Peroxisomer: Mindre vesikler der indeholder enzymer, der afgifter potentielt skadelige molekyler.

Centrioler: Producerer mikrotubuli, der påvirker cellens form og bevægelse. Samt spiller en vigtig rolle i forbindelse med celledeling.

Mikrotubuli: Tynde, hule rør af protein, der fungerer som stillads for cellen.

Cilier: De er placeret på cellens overflade, hvor de bevæger stoffer henover cellernes overflade ved brug af ATP. Der er mange cilier på celler i luftvejene og æggestokkene.

Mikrovilli: De er placeret på cellens overflade og er ubevægelige. De øger cellens overfladearel og findes i nyrer, tarm, dvs. områder hvor absorption er en vigtig funktion.

Question 39

Anføre opdeling i kernemembran med porer, nukleolus og nukleoplasma.

Answer 39

Cellekernen består af en dobbelt kernemembran med porer, der regulerer passage ud og ind i kernen, nukleous der producerer ribosomer, og indeholder RNA, DNA og proteiner, samt kromatintråde, der består af DNA-tråde bundet til proteiner.

Question 40

Beskrive kort cellekernens funktion.

Answer 40

Cellekernens vigtigste funktion er at regulere proteinsyntesen. Cellekernen indeholder cellens arvemateriale, der regulerer proteinsyntesen, dvs. kernen er cellen kontrolcenter.

Question 41

Definere et kromosom som kondenseret kromatin, angive antallet af kromosomer i en human celle og definere et gen som et specifikt stykke af DNA strengen.

Answer 41

Under celledeling kondenseres kromatin-trådene, et kondenseret kromatin kaldes et kromosom. Humane celler har i alt 46 kromosomer, der er inddelt i 23 kromosompar.
− 22 kromosompar er autosomale kromosompar, hvor ét af kromosomerne kommer fra mor og det andet fra far.
− Det 23. kromosompar er kønskromosomerne. Kvinder har to X-kromosomer og mænd har både et X og et Y kromosom.

OBS! I Kønsceller er der 23 kromosomer.

Et gen er defineret som et specifikt stykke af DNA-strengen, der koder for et bestemt polypeptid eller protein.

Question 42

Beskrive cellecyklus’ faser.

Answer 42

En celles livscyklus indbefatter de forandringer en celle gennemgår fra dens formation til celledeling.
En cellecyklus har to faser:
− Interfasen er fasen mellem celledelinger og en celle tilbringer 90% af tiden i denne fase. I interfasen udfører cellen sine rutinemæssige metaboliske og specialiserede funktion. Endvidere gør cellen sig klar til celledeling ved DNA-replikation og mange organeller fordobles.
Interfasen inddeles i tre underfaser:
o G1: Cellen udfører rutinemæssige metabolske funktioner.
o S (syntesefasen): DNA replikeres.
o G2: Cellen forbedres på celledeling → mitose.

− I celledelingsfasen deles modercellen til to datterceller.
o Mitose: Celledeling, hvor hver datterceller får samme mængde og type DNA som modercellen.
o Cytokinese: Deling af cytoplasma, der former to nye celler.

Question 43

Redegøre for DNA replikation.

Answer 43

DNA replikation er en proces, hvor to nye DNA-strenge bliver produceret, dvs. DNA fordobling og der dannes en kopi af cellens DNA. DNA-replikation starter ved, at de to DNA-strenge i DNA-molekylet afskilles, hvorefter produktionen af nye DNA-strenge katalyseres af enzymet DNA-polymerase, der kobler nukleotider sammen til en kæde.

Question 44

Beskrive mitosen.

Answer 44

Mitose er celledeling af somatiske celler. I mitosen deles cellens kromosomer i to nye cellekerner, der har samme arvemateriale som den oprindelige celle.

Før mitosen: Inden mitosen starter, dvs. i interfasen, er cellens organeller og DNA blevet fordoblet. Ved mitosens start er det 46 kromotintråde i cellekernen, der indeholder er dobbelt sæt af cellens DNA:

Mitosens fire faser:
− Profase: Kromotintrådene kondenseres til kromosomer og danner i stedet 46 kromsomer bestående af to ens kromatider, der er forbundet med en centromer. Hvert kromosom er således dannet af to ens kromatintråde, dvs. kromosomerne indeholder tilsammen et dobbelt sæt af cellens DNA. Når kromosomerne bliver synlige, forsvinder kernemembranen og nukleolus. Centriolerne bevæger sig til polerne og danner specielle spindlefibre (mikrotubuli), der forbinder centriolerne.

− Metafase: Spindlefibrene binder sig til kromosomernes centromerer således, at kromosomerne samles i cellens ækvatorplan og er klar til at blive delt.

− Anafase: Kromosomerne deles i kromatider, således at to ens kromatider trækker i hver sin ende af cellen. Hvert kromatid kaldes herefter et kromosom. Cytokinese påbegyndes i anafasen.

− Telofase: Der dannes kernemembran rundt om hvert sæt af kromosomer, og der dannes ét nyt nukleolus i hver af de nye kerner. Cytokinesen fortsæetter således, at der dannes to nye datterceller.

Mitosen er afsluttet og en ny interfase begynder. Resultatet af mitosen og cytokinensen er to nye datterceller med identisk arvemateriale.

Question 45

Redegøre for proteinsyntesen (transskription, mRNA, translation, tRNA, codon, anticodon).

Answer 45

DNA-molekylerne er for store til at passere ud gennem kernemembranens porer, derfor sker der en overføring af information fra DNA-molekylerne til ribosomerne i cytoplasma. Først overføre DNA til mindre RNA-molekyler, der fragter informationen til cytoplasma, hvilket kaldes transkription. RNA overfører information fra DNA og kaldes derfor mRNA (messenger RNA). I cytoplasma bruges RNA-molekylerne som model for aminosyrernes sammenkobling til proteinet, hvilket kaldes translation.

Proteinsyntesen sker i to trin:

1. Transkription: Overførsel af genetisk information i DNA til mRNA.
2. Translation: Syntese af et protein i ribosomerne ud fra information i codon i mRNA.

Transkription og syntese af mRNA:
DNA indeholder den genetiske kode på, hvordan proteiner skal dannes:
− Rækkefølgen af nitrogenbaserne i DNA-strengen er en måde at lagre information. Tre nukleotider udgør en triplet. Hver triplet koder en bestemt aminosyre, hvor flere tripletter koder for samme aminosyre. Nogen tripletter koder ikke for aminosyrer, men starter eller slutter transkriptionen af DNA til mRNA.

DNA-molekylet befinder sig inde i cellekernen og kan ikke passere ud gennem kernemembranens porer, og kan således ikke kommer i ud ribosomerne, hvor proteinsyntesen sker. Derfor overføres information i DNA ved transkription til et såkaldt mRNA (messenger RNA).
Transkription:
1. De to DNA-strenge adskilles i DNA-molekylet, ved at hydrogenbindingerne mellem nitrogenbaserne brydes. Én af strengene fungerer herefter som skabelon for mRNA-syntesen.

2. mRNA dannes af frie ribonukleotider. De frie ribonukleotider danner par med nitrogenbaserne i skabelon-DNA-strengen efter et bestemt mønster, hvor adenin:uracil, guanin:cytosin, cytosin:guanin og thymin:adenin.
3. Transkriptionen fra DNA til mRNA starter til starttripletten og slutter ved sluttripellen.
4. Når de frie nukleotider er bundet til komplementære baser på DNA-strengen, kobles ribonukleotiderne sammen til ét mRNA-molekyle, hvilket katalyseres af enzymet RNA polumerase.
5. Herved dannes et mRNA-molekyle, der indeholder transkription af informationer i DNA-molekylet. Tre nukleotider i mRNA-molekylet kaldes et codon. Ligesom tripletterne i DNA-molekyler koder hvert codon for en bestemt aminosyre.

Inden mRNA-molekylet forlader cellekernen modificeres det i en posttranskriptionel proces, hvor et funktionelt mRNA, der skal bruges til translationen, produceres.

Translation og proteinsyntese
1. mRNA bindes til ribosomerne, og ofte bindes flere ribosomer til én mRNA-streng.

2. Frie aminosyrer fra cytosol transporteres til ribosomerne vha. tRNA (transfer RNA). I den ende af tRNA-molekylet er det tre nukleotider (anticodon), der kun kan bindes til et matchende codon i mRNA. I den anden ende af tRNA kan der bindes til bestemt aminosyre.
3. Ribosomerne justerer mRNA og tRNA ind i forhold til hinanden, så mRNA codan og tRNA anticodon forbindes. To tRNA-molekyler bindes til mRNA af gangen.
4. Derefter bindes aminosyrerne i de to tilstødende tRNA-molekyler sammen, hvilket katalyseres af ribosomerne. På denne måde kommer aminosyrerne i polypeptidet eller proteinet til at sidde i en bestemt rækkefølge, der er bestemt af rækkefølgen af nitrogenbaser i codon og anticodon. Denne proces fortsætter indtil ribosomet kommer til stopcodon, hvor polypeptidet eller proteinet frigøres fra ribosomet.

Nogen proteiner modificeres efter frigivelsen fra ribosomet i en posttranslationel proces.

Question 46

Definere genotype og fænotype og aller, samt beskrive forskelle mellem dominant og recessiv arv og homozygot og heterozygot.

Answer 46

Gener er kodet for forskellige egenskaber, hvilket kaldes genotype, mens udtrykket af genet som en egenskab kaldes fænotype. Genotyper bestemmer i samspil med miljøet individets fænotype.

Allelle gener adskiller sig fra hinanden ved forskelle i rækkefølgen af nitrogenbaser i DNA, dvs. forskellige former af gener kaldes alleller.

Gener forekommer i dominante og recessive former, dvs. alleller. Dominante gener for egenskaber dækker over recessive gener.

En organisme er homozygot, hvis to alleller for egenskaber er identiske, omvendt er en organisme heterozygot, hvis allellerne er forskellige.