Genetik, cellcykel, celldifferentiering och PCR Flashcards
Klara tentan
Beskriv hur man morfologiskt kan skilja apoptos från nekros.
Vid nekrotisk celldöd sväller cytoplasman och det sker ingen fragmentering av cellkärnan. Vid
apoptos krymper cellen i storlek och cellkärnan fragmenteras. Cellen knoppar av sk apoptotiska
kroppar
För att den karaktäristiska apoptotiska morfologin ska uppstå krävs aktivering av
en grupp proteaser. Beskriv dessa proteasers funktion och aktivering
Proteaserna heter caspaser. Dessa förekommer som zymogener i celler och kan aktivera
varandra i en kaskadreaktion. För att aktivera initieringscaspaserna krävs att de dimeriserar i ett
proteinkomplex (apoptosom eller receptosom). Initieringskaspaserna aktiverar sedan exekuterande
caspaser som klyver viktiga målproteiner t ex i cellens cytoskelett, DNA reparationssystem och
cellcykelkontroll
Bananflugans homolog till människans IGF1R kallas ‘insulin-like receptor’ (InR,
här benämnd R). En mutant form av R-genen genererar kortväxt avkomma med längre livslängd än
vildtypen. Ange definitionen av genetiskt avstånd samt beskriv kortfattat hur ett 3-punktstest genomförs
för att bestämma avståndet mellan R och två andra gener, A och B. R-genen ligger mittemellan A och Bgenerna.
Definition: Om 1 % av avkomman har en rekombination mellan två gener, är det genetiska
avståndet 1 centiMorgan (cM). En individ som är heterozygot för alla tre generna korsas med en individ
som är homozygot recessiv för alla tre generna. Då kommer avkomman att bestå av alla möjliga
kombinationer av fenotyper. Avståndet mellan gen A och R är frekvensen av avkomma som har enkel-
överkorsningar mellan A och R + de som har dubbel-överkorsningar. Avståndet mellan gen R och B är
frekvensen av avkomma som har enkel-överkorsningar mellan R och B + de som har dubbel-
överkorsningar.
Nämn tre processer i kroppen där stamceller normalt används för att bibehålla
homeostas
1) Blodbildning
2) Omsättning av tarmceller
3) Normal nybildning av hud
4) Generation av luktneuron
Var i vävnaderna hittar man dessa stamceller?
Blodstamcell i benmärg; Tarmstamcell i tarmens cryptor; Hudstamcell i underhuden; Neuronala
stamceller i den subventrikulära zonen i hjärnan.
En dåligt designad PCR-reaktion kan resultera i flera ospecifika band. Ange HUR man
kan ändra olika parametrar i en PCR-reaktion för att få ett tydligare resultat!
Höja annealingtemperaturen, ändra Mg2+-koncentrationen, designa nya primers, köra färre antal
cykler.
Beskriv de principiella stegen i en metod att analysera genotypen av T424A polymorfin!
Amplifiera regionen med PCR. Klyv PCR-produkten med restriktionsenzym som klyver t ex T
men inte A. Separera fragmenten på an agarosgel och färga in med etidium bromid. Visualisera
resultatet med UV-ljus. Homozygot T får två band, homozygot A får ett band, heterozygoter får tre band
Ange tre viktiga komponenter som man tillsätter i röret vid en PCR-amplifiering
och vilka deras roller i reaktionen är
Ett primer-par som definierar gränserna av den önskade PCR-produkten, fria nukleotider
som är de byggstenar som det nya fragmentet består av, DNA polymeras som är det enzym som
inkorporerar nukleotiderna till den växande strängen, Mg2+ som kofaktor till polymeraset, DNA som
används som mall.
“Muterade celler ska rensas bort från en organism genom apopots. För att ta reda på vilka proteiner som var
nödvändiga för apoptos i spermier gjorde Christi Walter’s forskargrupp en rad försök i möss. Man orsakade
mutationer genom behandling med joniserande strålning och upptäckte att p53 och Bax behövdes för att
skadade spermier skulle gå i apoptos. “
Beskriv utifrån denna upptäckt den mest troliga mekanismen för apoptos i muterade
spermier.
Joniserade strålning kan skada DNA och detta aktiverar p53, en viktig transkriptionsfaktor, som
reglerar apoptos. Bland de gener som styrs av p53 finns Bax, som är ett proapoptotiskt protein viktigt för
den mitokondriella apoptosvägen. När Bax aktiveras translokeras det till mitokondrien och underlättar
frisättning av cytokrom c. Cytokrom c som frisätts till cytosolen bildar ett komplex med bl a Apaf-1 och detta
aktiverar caspaskaskaden. Via caspaserna sker degradering av cellen och ger apoptotisk morfologi.
Hur går det till att framställa ett rekombinant protein? Hur skiljer sig ett sådant
protein från det som bildas på normalt sätt i humana celler?
Först framtas ett cDNA som utgör mallen för det protein som ska framställas. Det specifika
cDNAt kan t ex tas fram med PCR efter omvandling av cellulärt RNA till cDNA. cDNAt infogas i en plasmid
som kan tas upp av bakterier (t ex E-coli). Då bakterierna odlas produceras både mer plasmid och önskat
protein, som därefter kan renas. Proteinet kan ha samma sekvens av aminosyror som det protein som
normalt bildas i humana celler. Men de posttranslationella förändringar som protein normalt genomgår i
ER och Golgi uteblir ( t ex glykosylering).
Ange vilka karakteristika som utmärker ett autosomalt dominant respektive
autosomalt recessivt nedärvningsmönster.
Autosomal recessiv – Affected individuals are born by unaffected parents – Gene carriers are ofte asymtomatic – Increased risk for consanguineity – Affects both sexes – Can be transmitted by both sexes – A child has 25% risk to be affected Autosomal dominant – At least one affected parent – Affects both sexes – Can be transmitted by both sexes – A child from one affected and one unaffected parent gives 50% risk to be affected
Beskriv vad som händer – på biokemisk och cellbiologisk nivå – när celltillväxt
initieras av en tillväxtfaktor, t.ex. platelet-derived growth factor (PDGF).
Membranbundna receptorer som nås av vattenlösliga ligander (tillväxtfaktorer);
dimerisering av receptorer; aktivering av kinas genom autofosforylering; tyrosinfosfat; aktivering
genom fosforylering – av nya substrat i cytoplasman – en kaskad som så småningom leder till aktivering
av transkriptionsfaktorer som startar cellcykeln
Beskriv cellcykeln och redogör översiktligt för vad som händer i respektive fas.
Ange särskilt några viktiga kontrollsteg som finns för regleringen av den normala cellcykeln.
Cellcykeln inleds med G1-fasen (vilande celler kan befinna sig i G0). Efter stimulering till
celltillväxt syntetiseras cyklin D som aktiverar ett par cyklinberoende kinaser som fosforylerar
retinoblastomproteinet (Rb). Detta leder till syntes av cyklin E, aktivering av nytt kinas och ytterligare
fosforylering av Rb, vilket frigör transkriptionsfaktorn E2F. I G1-fasen finns framför allt två
kontrollsteg, dels kan fosforyleringen av Rb inhiberas, vilket stoppar cellcykeln, dels fungerar proteinet
p53 som ”vakt” mot att skadade celler fortsätter i cellcykeln. I slutet av G1-fasen syntetiseras cyklin A,
som aktiverar kinaser av betydelse för initieringen av S-fasen. I S-fasen replikeras DNA och här finns
framförallt kontrollsteg som rättar till de fel som uppstår i samband med replikationen (DNAreparation).
S-fasen tar regelmässigt ca 7-8 timmar för humana celler oavsett proliferationshastighet
(total längd på cellcykeln, ca 24 timmar för snabbväxande celler, bestäms i allmänhet av längden på
G1-fasen). I G2-fasen förbereds cellerna för mitosen och här finns bl.a. steg som kontrollerar att allt
DNA är replikerat. I slutet av G2-fasen syntetiseras cyklin B, som också aktiverar ett kinas, som i sin tur
initierar mitosfasen. I mitosfasen (som delas upp i profas, prometafas, metafas, anafas och telofas),
kondenseras kromatinet, kärnmembranet bryts ner, centrioler replikeras, kärnspolar bildas och i
anafasen separeras systerkromatiderna så att varje dottercell får en komplett kromosomuppsättning. En
viktig kontrollfunktion (”metaphase-to-anaphase transition”) säkerställer att systerkromatiderna
separeras korrekt. I telofasen dekondenseras kromatinet och kärnmembranen återbildas. Samtidigt sker
cytokinesen, dvs själva delningen av cellen till de två dottercellerna, som var för sig går in i nästa G1-
fas
