Cellens processer och byggstenar, cellcykeln och DNA/RNA/Kromosomer (föreläsning 1-3)

Question 1

Hur skiljer sig prokaryota celler och eukaryota celler i uppbyggnad?

Answer 1

Prokaryota celler:
Har ingen cellkärna (nucleoid)
Mestadels organeller utan membran
Oftast mindre (ca 0.1-5 μM)
Cirkulär kromosom

Eukaryota celler:
Har cellkärna (nucleus)
Organeller med membran
Oftast större (>10 μM)
Linjär kromosom
Ofta multicellulära
Har sexuell förökning

Question 2

Hur skiljer sig djur- och växtceller åt?

Answer 2

Växtceller:

• Har cellvägg (av polysackariden cellulosa)
• Central vakuol (fylld med vätska, ger stabilitet)
• Kloroplaster

Djurceller:
- de flesta har cellskikt (Glykokalyx)

Question 3

Vad är kromatin?

Answer 3

Under stadier där celler inte genomgår mitos eller meios ligger det genetiska materialet isär-rullat (uncoiled) i kärnan, detta kallas kromatin (chromatin).

Under meios och mitos rullas kromatinet ihop och bildar då kromosomer (hos eukaryota celler).

Question 4

Vad är endoplasmiskt retikulum och vad är funktionen av det?

Answer 4

endoplasmiskt retikulum (ER) är en organell i celler som kompartmentaliserar cytoplasman i ett helt nätverk och ger ökad yta för biokemisk syntes. Finns både slät/smooth och ruggad/rough ER.

Question 5

Vad är Endoplasmiskt Retikulum och vad är funktionen av det?

Answer 5

Endoplasmiskt Retikulum (ER) är en organell i celler som kompartmentaliserar cytoplasman i ett helt nätverk och ger ökad yta för biokemisk syntes. Finns både slät/smooth och ruggad/rough ER.

Question 6

Cellens metabolism innefattar kataboliska och anaboliska processer, vad innebär katabolism och anabolism?

Answer 6

Katabolism: nedbrytande processer av cellens ämnesomsättning, energi avges
Anabolism: uppbyggande delar av cellens ämnesomsättning, energi används för att skapa makromolekyler.

Question 7

Vad är ATP och vilken roll har den i cellens metabolism?

Answer 7

Adenosin trifosfat är cellens energivaluta (energirik molekyl), ATP släpper ut fri energi när dess fosfatbindningar blir hydrolyserade. Energin från detta används för att bygga upp makromolekyler och andra typer av arbete i cellen.

Question 8

Cellen består till stor del av fyra makromolekyler, vilka är det?

Answer 8

Nukleinsyror (DNA, RNA), polysackarider (kolhydrater), proteiner och lipider.

Question 9

Vad är monomer och polymer?

Answer 9

En polymer = makromolekyl uppbyggd av mindre, liknande, enheter (monomerer)
Tex: ett protein är en polymer uppbyggt av monomererna aminosyror.

Question 10

De fyra makromolekylerna är inte alla polymer, vilka är det och vilken är inte en polymer?

Answer 10

Protein (av aminosyror), polysackarider (av monosackarider) och nukleinsyror (av nukleotider) är alla polymer. Lipider är makromolekyler men räknas ej som polymerer.

Question 11

Nukleinsyror byggs upp av nukleotider, vilka är de fyra baserna i DNA och RNA och vilka är komplementära baspar?

Answer 11

DNA: Adenin -Tymin och Guanin - Cytosin
RNA: Adenin - Uracil och Guanin - Cytosin.

Question 12

Nukleinsyror byggs upp av nukleotider, vilka är de fyra baserna i DNA och RNA och vilka är komplementära baspar?

Answer 12

DNA: Adenin -Tymin och Guanin - Cytosin

RNA: Adenin - Uracil och Guanin - Cytosin.

Question 13

Vilka beståndsdelar har en Nukleinsyra?

Answer 13

Fosfat(er), kolhydrat och kvävebas där fosfatgruppen och kolhydraten bildar “backbone”. Nukleinsyror byggs upp av nukleotider som är nukleosider + fosfatgrupp på C-5’-positionen och kan ha varierande antal fosfatgrupper (mellan 1 och 3).

Question 14

Vilka olika typer av bindningar kan man hitta i DNA?

Answer 14

Vätebindningar mellan baser: Kvävebaserna på motsatta kedjor ihop-parade med vätebindningar (relativt svaga bindningar men många - ger stabilitet)

Van der Waals-bindningar mellan basparen: hydrofoba interaktioner mellan baserna i “stegen”

Question 15

Vad består en aminosyra av?

Answer 15

En aminogrupp, en karboxylsyragrupp och en variabel sidokedja. kopplas samman under translation med peptidbindning.

Question 16

Vad är cellcykeln?

Answer 16

Cellcykeln är den regelbundna serie av händelser i en cell som leder till dess delning och därmed duplicering.

Question 17

Beskriv den prokaryota cellcykeln i korta drag.

Answer 17

Celldelning via binär fission: 1. Kopiering av arvsmassan (DNA-replikation) 2. Storlekstillväxt (dubblering av biomassan) 3. delning av arvsmassan 4. delning av cellen i sin helhet.
Relativt enkel och går snabbt.

Question 18

Vad är skillnaden på kromosomer och kromatider? Beskriv hur ett homologt kromosompar ser ut innan replikation och efter replikation.

Answer 18

Kromosomer kan antingen vara ensamma eller sitta ihop och kromatider sitter alltid ihop. Innan replikation finns en paternell kromosom och en maternell kromosom i cellen, efter replikation sitter två paternella systerkromatider ihop och två maternella systerkromatider sitter ihop.

Question 19

Vad är centromerer?

Answer 19

Stället på kromosomen där systerkromatiderna sitter ihop (mitten på X:et kan man säga) med hjälp av proteiner.

Question 20

Vad är skillnaderna mellan mitotisk och meiotisk cellcykel?

Answer 20

Mitotisk cellcykel (mitos):

• En cell bildar två likadana celler.
• Både modercellen och dottercellen innehåller lika många kromosomer.
• Resulterar i somatiska celler eller icke-differentierade celler.

Meiotisk cellcykel (meios):
- En cell bildar fyra nya celler
- Dottercellerna innehåller hälften så många kromosomer som modercellen (reduktion av genetiskt material)
- Om modercellen är diploid blir dottercellerna haploida
resulterar i könsceller (gameter eller sporer)

Question 21

Antalet kromosomer varierar kraftigt mellan arter och avgör inte en organisms storlek eller komplexitet. Vad innebär ploiditet?

Answer 21

Totala antalet kromosomer i en somatisk cell = Ploiditet.

Räknas ut: x gånger n där X är antalet likadana kromosomer och N är antalet kromosompar (t.ex. 2 x 23 = 46 hos människor)

Question 22

Beskriv den mitotiska cellcykeln hos eukaryoter och ange viktiga steg.

Answer 22

Interfas:
G1: tillväxt (translation och transkripton)
G0: cellens normaltillstånd (differentierade celler)
S: replikation
G2: tillväxt (i slutet av G2 har cellen dubblats i storlek)
Mitos:
Celldelningsfas, som i sin tur kan delas upp i flera olika stadier beroende på hur långt celldelningen gått (profas, prometafas, metafas, anafas och telofas).

Question 23

Det finns tre distinkta “checkpoints” i den mitotiska cellcykeln, vilka är de tre och vad sker i dem?

Answer 23

G1/S checkpoint: regleringsfaktorer kollar om cellstorlek och DNA-integritet är ok.
G2/M checkpoint: regleringsfaktorer kollar om DNA har replikerats och är oskadat.
Metafas checkpoint: Koll om kromosomerna är bundna av cellskelettet (mikrotubuli) och upplinjerade.
Om något inte är ok vid dessa checkpoints så stannar cellcykeln upp och ser om det kan “fixas”.

Question 24

Hur uppkommer genetisk variation för eukaryota celler?

Answer 24

Vid meios sker en reduktionsdelning av det genetiska materialet, två gameter bildar en zygot när de sammansmälter (befruktning)
→ unika kombinationer av maternella och paternella kromosomer
→ crossing over; genetiskt utbyte inom homologa kromosompar.

Question 25

Vilka fyra grundegenskaper behöver en molekyl ha för att fungera som genetiskt material?

Answer 25

• kunna kopieras (replikeras)
• kunna förvara information stabilt över tid
• kunna uttrycka information (läsas av)
• kunna förändras (mutera)
  Alla dessa egenskaper har DNA!

Question 26

Vad är molekylärbiologins centrala dogm?

Answer 26

DNA skapar RNA, som skapar protein. När information en gång gått in i proteinet, kan det inte komma därifrån, så informationsflödet kan inte vända och gå tillbaka.

Question 27

Vilka skillnader finns för nukleinsyran DNA vs RNA?

Answer 27

• RNA har en ribos medan DNA har en deoxyribos i pentosen (monosackarid med 5 kolatomer)
• RNA är oftast enkelsträngat medan DNA är dubbelsträngat
• RNA har Uracil istället för Tymin

Question 28

Det finns två typer av kvävebaser i DNA/RNA där den ena har en ring och den andra har två ringar. Vilka är dessa typer och vilken typ tillhör A,T/U, G, C?

Answer 28

En ring = Pyrimidin: Cytosin (C), Tymin (T) och Uracil (U)

Två ringar = Purin: Adenin (A) och Guanin (G).

Question 29

Nukleotider kan ha en, två eller tre fosfat-grupper, och kallas då ”nukleosid-mono-fostat” (NMP), ”nukleosid-di-fostat” (NDP), eller ”nukleosid-tri-fostat” (NTP). Vilken av dessa återfinns i DNA och vilken är en viktig del i nukleinsyrasyntesen?

Answer 29

NMP finns i DNA och NTP är viktig för nukleinsyrasyntesen.

Question 30

Beskriv hur DNA molekylen ser ut.

Answer 30

DNA är en helix av två basparade strängar:

• Två långa polynukleotid-kedjor lindade runt en central axel som högerhandsvriden dubbelhelix.
• Kedjorna är antiparallella (5’- och 3’-ändar åt olika håll) - Kvävebaserna vinkelräta gentemot den centrala axeln, staplade på varandra med 3.4 Å (0.34 nm) mellanrum
• En purin + en pyrimidin (A+T och G+C komplementäritet).

Question 31

Vilka är de tre mest kända typerna av RNA och vad har de för funktion?

Answer 31

mRNA (messenger/budbärar RNA): Förmedlar genetisk information från en gen (DNA) till ribosomen
rRNA (ribosomalt RNA):
tRNA (Transfer RNA): transporterar aminosyror till ribosomen

Question 32

Kromosomer hos eukaryota celler är generellt mycket större och kromosomstrukturen har en mer komplex organisation hos eukaryoter än prokaryoter.

Beskriv kromosomstrukturen hos eukaryota celler inför celldelning steg för steg.

Answer 32

Steg 1: DNA binds upp i nukleosomer (DNA upprullat kring histonkoplex) med positivt laddade histon- proteiner eller mindre positivt laddade icke-histoner. Dessa binder de negativt laddade fosfatgrupperna i DNA. (ca 3X packningsgrad)

Steg 2: Nukleosomerna packas ytterligare i solenoider. Denna process styrs av histon H1 och leder till kompaktering av nukleosomerna till en tjock fiber. Denna kan bilda loopar som förstärker packningen. (ca 6X packningsgrad)

Steg 3: Solenoidens loopar (tjock fiber) packas in i kromosomarmarna, de s.k. kromatiderna.
DNA har nu packats upp till 500X jämfört med ursprungslängden.

Question 33

Vad innebär eukromatin och heterokromatin?

Answer 33

Hårt packat kromatin = heterokromatin = inaktivt

Löst packat kromatin = eukromatin = aktivt

Question 34

Vad är telomerer?

Answer 34

Telomerer utgör ändarna på kromosomen och bibehåller dessas integritet.

Question 35

Vad är centromerer?

Answer 35

Centromeren är den punkt på kromosomen där systerkromatiderna binds samman. mikrotubulisystemet binder till dessa under celldelningen.

Question 36

Vad ingår i “genomet”?

Answer 36

Hela arvsmassan/det genetiska materialet. Inte bara gener!