Eksamensspørgsmål og TØ opgaver Flashcards
(a) Giv et eksempel på en cellulær kemisk reaktion med et positivt ∆Go.
(b) Hvordan kan
energikrævende reaktioner foregå i en celle?
Svar: Syntesereaktioner som glutamin-syntese en syntese af peptid eller DNA har et positivt ∆Go(b)
En enegikrævende reaktion kan foregå ved at den kobles til en energigivende reaktion. Koblede
reaktioner er sammenhængende par af kemiske reaktioner i hvilken den frie energi frigjort fra den
ene reaktion bringes til at drive den anden reaktion (alternativ: To reaktioner, der har et fælles
mellemprodukt og hvor summen af ∆Go er negativ. (Læringsmål: ”Forståelse af grundlæggende
begreber:.- Fri energi (G), ∆G og ∆Go og….Koblede reaktioner”)
(a) Beskriv, gerne ved hjælp af en skitse, hvad der forstås ved fosforylering af et protein.
(b) Forklar hvordan fosforylering kan regulere et enzyms aktivitet.
Svar: Ved fosforylering forstås at der kovalent bindes en fosfatgruppe til en eller flere
aminosyresidekæder med en OH-gruppe på et protein (b) De 2 negative ladninger på fosfatgruppen
medfører en større konformationsændring, f.eks. ved at tiltrække positivt ladede aminosyrers
sidekæder. Derved ændres affiniteten mellem ligand og enzymets aktive site, hvorved enzymets
aktivitet ændres. (Læringsmål: ” Kunne forklare reguleringen af enzymers katalytiske aktivitet” og
”Kunne give eksempler på allosterisk regulering af aktivitet”)
(a) Forklar hvilken funktion Taq polymerasen har i PCR (Polymerase Chain Reaction).
(b) Hvorved adskiller Taq polymerasens egenskaber sig fra den polymerase der udfører replikationsprocessen in vivo?
Svar: (a) Taq DNA polymerasen katalyserer kovalent binding af nucleosid trifosfat til DNA-
primerens 3 ́-ende under anvendelse af den streng, som primeren har annealet til, som template. (b)
Taq polymerasen er mere thermostabil end den polymerase, der udfører replikationsprocessen, idet
den kan opvarmes til 92-95 oC uden at denatureres og mister sin katalytiske aktivitet. temperatur-
optimum 72 oC mod cellens egen DNA-polymerases temperaturoptimum på 37 oC (andre forskelle
også godkendt) (Læringsmål: ”Kunne beskrive DNA replikationen ved PCR teknik” og ” Kunne
beskriv forskelle mellem cellens replikationsproces (in vivo DNA syntese) og PCR (in vitro DNA
syntese”)
(a) Forklar, gerne ved hjælp af en skitse, hvad vil det sige at DNA replikationen er bidirektionel i forhold til replikations-origo.
(b) Forklar hvordan beskadigelser på den ene af
DNA strengene kan repareres.
Svar: Replikationsprocessen er bi-direktionen idet den går i begge retninger ud fra dette origo, idet
der dannes 2 replikationsgafler, der går i hver sin retning. (b) Den generelle reparationsmekanisme for reparation af beskadigelser som f.eks. depurinisering af enkelte baser
består af 3 trin:
1. Genkendelse af skade ved specifikke proteiner/nucleaser; excision af skade;
2.Polymerase danner nyt DNA med modsatte streng som skabelon; 3. Reparation af hul i
fosfatrygraden med ligase. (Læringsmål: ”Kende betydningen af replikationsmaskineriets
komponenter; Replikationsgaffel (bidirektionel, assymmetrisk, leading og laggins strand, Okazaki
fragment” og (b)”Forstå den generelle reparationsmekanismer for beskadigelse på ene streng”).
(a) Beskriv kort 3 af de processer, der sammenfattes under betegnelsen post-transkriptionelle
modifikationer.
(b) Forklar hvad der forstås ved begrebet alternativ splejsning.
Svar: (a) Capping – påsætning af 3-methylguanosin i en 5 ́-5 ́-binding i transkriptets 5 ́ende.
Polyadenylering – enzymatisk fjernelse af en specifik del i transkriptets 3 ́-ende og påsætning af en
lang kæde af adenosin i stedet. Splejsning – enzymatisk bortskæring af specifikke sekvenser i
transkriptet (introns) og ligering af de 2 dobbeltstrengsbrud. (b) Ved alternativ splejsning dannes
der forskellige mRNA (og proteiner) ud fra samme primære transkript. Det skyldes at nogen exons
splejses ud sammen med introns. (Læringsmål:” Kende de 3 post-transkriptionelle processeringer -
Capping, Polyadenylering og Splejsning” og ” Kunne forklare begrebet alternativ splejsning og
dets betydning”)
(a) Hvad er forskellen på genetisk og epigenetisk nedarvning?
(b) Beskriv ved hjælp af et eksempel, hvordan en epigenetisk modifikation kan have en effekt på transskriptionen af et
gen.
(Svar: Den genetiske nedarvning baserer sig på den DNA-sekvens, som cellens kromosomer
rummer, mens den epigenetiske nedarvning baserer sig på modifikationer af enten DNA eller
histon-proteiner. De epigenetiske mønstre overføres til begge datterceller, hvor specielle
enzymatiske mekanismer sørger for at mønstrene opretholdes ved at (gen-)etablere dem på det
nydannede DNA og nye histoner. Dette er basis for ”cell memory”. (b) Et eksempel kunne være
acetylering af histoners lysin-sidekæde. Denne epigenetiske modifikation øger transkriptionen ved
at tiltrække generelle transkriptionsfaktorer og enhancere samt løsne bindingen mellem histonernes
positivt ladede aminosyresidekæder og DNA’s negativt ladede fosfatrygrad. (Læringsmål:” Kunne
forklare forskellen mellem genetisk og epigenetisk nedarvning (”cell memory” og ” Kunne give
eksempler på de molekylære epigenetiske mekanismer”)
3 phenylpropansyre
3 methyl butan-2-ol
ethylpropanoat
Benzaldehyd
N-Methylethanamid
Glycin
a. Opskriv fem reaktionstyper i organisk kemi
Addition, substitution, elimination, syre-base, redox-reaktioner
b. Forklar begreberne nukleofil og elektrofil. Giv et eksempel på hver.
En nukleofil er en elektronrig forbindelse der gerne vil donere et elektronpar til et positivt
polariseret elektron-fattigt atom. En nukleofil kan være negativt ladet eller neutral.
Eksempler på nukleofiler: OH-, H2O, ROH, NH3, RNH2 etc. En elektrofil er en elektronfattig
forbindelse der kan acceptere et elektronpar fra en nukleofil. Eksempler på elektrofiler: H+,
Alkylhalider, carbonylforbindelser.
Opskriv to forbindelser der er diastereomere. Stereokemien skal klart fremgå.
Forklar Markovnikov ́s regel med et eksempel.
Ved addition af HX til alifatiske C=C dobbeltbindinger: Det af de to carbonatomer der
udgør dobbeltbingen, der har flest hydrogener direkte bundet til sig vil få endnu et
hydrogen.
Opskriv den generelle reaktion for nukleofil acyl substitution
R-(C=O)-Y + NU+ –> R-(C=O)-Nu + Y-
(a) Redegør for aktiveringsenergiens betydning for enzymers funktion.
(b) Forklar begrebet allosteri i forbindelse med enzymfunktion.
(c) Giv et eksempel på allosterisk regulering af et proteins funktion
Svar: (a) Enzymer katalyserer en specifik reaktion ved at nedsætte
aktiveringsenergien, d.v.s. den energi der skal tilføres for at muliggøre reaktionen. De
øger dermed reaktionens hastighed uden selv at blive forbrugt i den.
(b) Allosteri er når et enzym optræder i forskellig konformation med forskellig enzymaktivitet. Binding af en ligand i et regulatorisk site fremkalder en konformationsændring,
hvorved enzymet affinitet i dets aktive site ændres. (c) Ved binding af GTP til et GTP-bindende protein undergår det GTP-bindende protein en konformationsændring, hvorved affiniteten af proteinets aktive site til substratet øgesog det er aktivt indtil
GTP spaltes til GDP af den intrinsiske GTPase aktivitet. (Læringsmål: ”Forståelse af
grundlæggende begreber:…Aktiveringsenergi” og Kunne forklare begrebet allosteri
og kunne give eksempler på regulering af protein-aktivitet ved
konformationsændring”)
a) Skildpaddefarvede katte har både røde og sorte/gråstribede områder i pelsen og det er hunkatte. Forklar den cellebiologiske baggrund bag denne farvetegning blandt hunkatte.
(b) Imidlertid forekommer meget sjældne tilfælde af skildpaddefarvede hankatte. Disse hankatte er som regel infertile som følgende af manglende
testikeludvikling. Beskriv baggrunden herfor.
Svar: (a) Den røde pelsfarve sidder på X-kromosomet som en variant af den sorte/gråstribede. Hunkatte har 2 X-kromosomer og skildpaddefarvede katte bærer det røde gen på et af X-kromosomerne og den sorte/gråstribede på det andet. P.g.a.
tilfældig X-kromosom inaktivering omkring embryonets 64 cellestadie vil nogle hudområder udtrykke et af X-kromosom, mens andre vil udtrykke det andet og pelsen vil derfor blive en mosaik af røde og sorte/gråstribede områder. (b) Hankatte med
skildpaddefarvede aftegn udviser oftest en 39,XXY-karyotype og har dermed et ekstra X kromosom i forhold til den normale 38,XY karyotype for en han. De 2 X-kromosomer muliggør at de skildpaddefarvede aftegn jfr. ovenstående, mens Y-
kromosomet giver udvikling af hankattepræg. Det ekstra kønskromosom medfører infertilitet. (Læringsmål: Kunne forklare hvordan X kromosom inaktivering virker,
hvordan det kan give skildpaddefarve hos hunkatte og hvad årsagen til skildpaddefarve hos hankatte kan være.)
(a) Hvad forstås der ved at replikationsprocessen er semi-konservativ?
(b) Beskriv forskellen på hvordan leading og lagging strand dannes under
replikationsprocessen.
(c) Forklar princippet bag og den biologiske betydning af DNA
polymerasens proofreading.
Svar: (a) Semikonservativ replikation betyder at den ene streng på hver af
replikationens 2 dobbeltstrenge er den gamle streng mens den komplementære streng
er nydannet under replikationsprocessen
(b) Leading strand dannes på den ene af de
gamle strenge ved uafbrudt påsætning af deoxynucleotider på RNA primerens 3’-ende indtil synteseprocessen stoppes, mens lagging strand syntetiseres på den modsatte streng som ca. 1000 baser lange DNA-enkeltstrenge (Okazaki-fragmenter), der efterfølgende ligeres sammen til en kontinuerlig streng.
(c)
Replikationsprocessens DNA polymerase har en 3’-5’ exonucleaseaktivitet, der muliggør at en nys påsat nucleotid, der ikke er komplementær til skabelonstrengen,
kan fjernes igen, hvorefter polymerasen igen prøver at påsætte en base, der er komplementær til skabelonstrengen. Den biologiske betydning heraf er en meget lav fejlrate ved replikationsprocessen og dermed at der kun optræder få mutationer som følge af replikationsprocessen selv om genomet indeholder flere milliarder basepar
a) Hvad forstås ved et gen?
(b) Hvad er forskellen på en haploid og en diploid celle?
(c) Hvad forstås der ved nucleolus?
Svar: (a)Ved et gen forstås et segment af DNA som indeholder den nødvendige information for at danne et bestemt protein. I nogen tilfælde danner genet dog et RNA molekyle, som kan udføre strukturelle eller katalytiske funktioner.
(b) forskellen er at en haploid celle indeholder en enkel kopi af ethvert kromosom, mens en diploid
celle indeholder 2 kopier af hvert kromosom, en paternel og en maternel kopi.
c) Nucleolus er et lysmikroskopisk mørkt domæne i nucleus, hvor de ribosomale gener transkriberes, processeres til ribosomalt RNA og bindes til de ribosomale proteiner.
(Læringsmål:” Kunne forklare begreberne..Gener og genom..Nucleolus…Ploidi
(diploidi, haploidi)”)
De 4 vigtigste former for RNA i en eukaryotcelle er mRNA, rRNA, tRNA og miRNA. Forklar hvilke funktion de 4 RNA-klasser har.
mRNA står for messenger RNA og det indeholder koden for proteinets primære aminosyre-sekvens i form af codons. rRNA står for ribosomalt RNA og er de 4 typer strukturelt RNA, der sammen med ca. 80 forskellige proteiner udgør
ribosomets store og lille underenhed og som rummer ribosomets peptidyl-transferase aktivitet. tRNA står for transfer RNA og er forskellige små RNA
stykker, der bærer hver sin aminosyre hen til et codon på mRNA og som binder sig dertil v.h.a. anticodon-sitet. miRNA står for micro RNA, der har en betydning for regulering af genekspressionen
Forklar hvordan kompakteret DNA kan løsnes så transskriptions-initiering
lettes
Svar: Kompakteret DNA kan løsnes ved kovalente modifikationer af histon-
proteinernes aminoterminale ender, der ofte sidder på ydersiden af histonproteinet.
En fosforylering af en aminosyresidekæde vil lokalt give en mere negativ ladning
således at det negativt ladede DNA sidder løsere bundet på det generelt positivt
ladede histon mens en acetylering af histonproteiner mindsker nucleosomernes
affinitet for hinanden, hvilket vil kunne fremme en mere åben nukleosomstruktur. En
anden mulighed er at kromatin-remodellerings komplekser under ATP hydrolyse er i
stand til at åbne kromatinstrukturen. En mere åben kromatinstruktur vil alt andet lige
lette transkriptionsinitieringen.
3-brombenzoesyre
2-chlorbenzaldehyd
Opskriv fem reaktionstyper i organisk kemi
Addition, nukleofil substitution, elimination, oxidation, reduktion
Forklar begreberne nukleofil og elektrofil. Giv et eksempel på hver.
En elektrofil har et lone-pair den gerne vil bruge til at danne en binding med
elektrofiler.eksempler er H2O, NH3 etc.
En elektrofil har underskud af elektroner og vil gerne danne en binding til en nukleofil.
Eksempler er H+ og carbokationer.
Vis den generelle struktur på et halvacetal.
Giv et eksempel på Markovnikovs regel.