Mutationer, meios, mendel och nedärvning (1-4)

Question 1

Vad innebär autosomala kromosomer?

Answer 1

Alla kromosomer förutom könskromosomerna (X/Y)

Question 2

Vad innebär fenotyp och genotyp?

Answer 2

Fenotyp: observerbara egenskaper som beror på genuttryck
Genotyp: den genetiska sammansättningen hos en organism

Question 3

Vilka tre typer av genmutationer finns det och vad innebär dem?

Answer 3

Baspars-substitution (punktmutation): bas(er) byts ut
Deletion: bas(er) tas bort
Insertion: bas(er) läggs till

Question 4

Olika mutationer i den protein-kodande (ORF) delen av genen kan få olika konsekvenser, vad kallas de fyra konsekvenstyperna för mutationer i denna del?

Answer 4

Tyst mutation, Missense mutation, Nonsense mutation och frame shift mutation.

Question 5

Vad innebär en tyst mutation och en missense mutation?

Answer 5

En tyst mutation innebär en förändring av en nukleotid men samma aminosyra bildas fortfarande.

En missense mutation innebär en förändring av en nukleotid som leder till att en ny aminosyra bildas.

Question 6

Vad innebär en nonsense mutation?

Answer 6

En nonsense mutation innebär att en förändring av en nukleotid leder till att ett stopp-kodon bildas.

Question 7

Vad är en “frame shift” mutation?

Answer 7

En “frame shift” mutation innebär att en deletion eller insertion av nukleotid(er) som leder till att läsramen ändras, vilket oftast leder till icke funktionellt protein/terminering.

Question 8

Vad händer med läsramen om ett helt kodon inserteras eller deleteras?

Answer 8

Läsramen förblir densamma men en aminosyra har lagts till/tagits bort vilket kan få konsekvenser. Detta kallas ändå för frame-shift mutation.

Question 9

Ge exempel på två andra ställen i arvsmassan som mutationer kan uppstå och kort vilka konsekvenser det skulle kunna ge.

Answer 9

Exempel: i promotor vilket skulle kunna leda till att transkriptionen inte kan börja, tex om TATA boxen skulle mutera

Exempel 2: en mutation i 5’UTR skulle kunna leda till att translation påverkas

Question 10

Vad innebär depurinering?

Answer 10

Att en bas försvinner i en intakt DNA molekyl, så vilken som helst kan sättas in istället, vuilket leder till mutation i ¾ fall.

Question 11

Vad innebär deaminering?

Answer 11

Att en aminogrupp blir en ketogrupp vilket resulterar i en annan kvävebas

Question 12

Vad innebär inducerade vs spontana mutationer?

Answer 12

Inducerade: Sker pga yttre orsaker (mutagener)

Spontana: Sker utan yttre orsak

Question 13

Ge tre exempel på orsaker till inducerade mutationer (mutagener)

Answer 13

• UV-strålning: orsakar ofta tymidin-dimerer vilket hämmar replikationen
• Joniserande strålning: orsakar brott på DNA/punktmutationer
• Alkylerande ämnen: ändrar kvävebasen och ger upphov till felaktig basparning
• Interkalerande ämnen: kilas in i DNA-strängen mellan två baspar och ger upphov till deletioner/insertioner vid replikation

Question 14

Ge exempel på två spontana mutationer

Answer 14

• DNA polymeraset sätter in fel nukleotid vilket orsakar punktmutationer

Question 15

Vilka konsekvenser får en mutation som sker i somatiska celler vs könsceller?

Answer 15

Mutationer som uppstår i somatiska celler ärvs inte, medan mutationer i könceller kan ärvas av nästa generation.

Question 16

UV-strålning kan orsaka att så kallade dimers bildas, vad är detta och hur påverkar det DNAt?

Answer 16

En dimer är en struktur som uppstår när två purimidiner som sitter brevid varandra i strängen binds samman med kovalent bindning. Tymin dimers är vanligast, så T-T och T-C ser man mest.

Dimers förändrar DNA-strukturen och inhiberar på så sätt normal DNA replikation, detta kan leda till celldöd.

Question 17

Mutationer kan ha effekt på funktion, vilka är de fyra kategorierna av konsekvenser för funktion?

Answer 17

Recessive loss-of-function, dominant loss of function,

gain of function och lethal mutation.

Question 18

Vad innebär en recessive loss-of-function mutation?

Answer 18

förlorad/reducerad funktion av ena allelen, tillräcklig funktion med en “okej” allel.

Question 19

Vad innebär en dominant loss-of-function mutation?

Answer 19

Att en av två alleler är muterad (muterat protein som ändrar struktur), den muterade allelen kodar för ett muterat protein som förstör det “hela” proteinet den andra allelen kodar för och funktionen slås ut helt. Denna typ av allel kallas också “null allel”

Question 20

Vad innebär en gain of function mutation?

Answer 20

Att mutationen ger en förbättrad funktion. Ofta påverkas en enhancer så att det blir bättre fart på gennuttrycket.

Question 21

Vad innebär en letal mutation?

Answer 21

En mutation som ger så svåra konsekvenser att den är dödlig.

Question 22

Vad innebär konditionella mutationer?

Answer 22

Mutationer som bara ”syns” under vissa förhållanden.

Question 23

Ge exempel på en konditionell mutation.

Answer 23

T.ex. fenotyper som påverkas av temperaturen som hos Himalayan kaniner och siameskatter där en mutation i tyrosinasgenen gör att melanin blir temperaturkänsligt. Proteinet fungerar normalt vid lägre temperatur (svart) men förlorar sin funktion vid högre temperatur (vit färg). Detta gör att djuren är svarta vid tassar och ansikte (låg temp) men vita på kroppen (hög temp).

Question 24

Vilka fyra system för DNA reparation har celler?

Answer 24

Proof-reading, Mismatch repair, Post replication repair, Bas och nukleotid excision repair.

Question 25

Förklara i korta drag hur Proof-reading och mismatch repair (MMR) fungerar.

Answer 25

Proof reading görs av DNA polymeras under replikationen. Tack vare DNA-pol:s 3’-5’ exonukleasaktivitet kan de röra sig bakåt/uppströms om ett fel uppstår/för att dubbelkolla att allt blivit rätt och om DNA-pol upptäcker att fel nukleotid satts in tar den bort den felaktiga och sätter in rätt.

Om ett misstag skulle uppstå som inte upptäcks under proof readingen kan mekanismen mismatch repair (MMR) aktiveras. Denna mekanism upptäcker misstag som deletioner, insertioner etc, tar bort den felaktiga nukleotiden och sätter in den korrekta.

Hos E.coli så känns den nya strängen igen på att den inte är lika metylerad, och endonukleas klipper upp strängen vid mutationen. Exonukleas kommer in och tar bort den felaktiga nukleotiden, DNA-pol sätter in den rätta och DNA ligas sammanfogar strängen efter.

Question 26

Förklara lite kort om vad Post replication repair är och hur det fungerar.

Answer 26

Post replication repair används när skadat DNA inte kunnat replikeras.

Tex om en tymin-dimer bildats på ena strängen så sätts inte AA in på motstående sträng för att DNA pol hoppar över skadan. Eftersom skadan hoppats över är det ett hål i den nya DNA strängen och för att fylla detta utför RecA proteinet en rekombination från den andra strängen av samma polaritet (donor strand). Detta innebär att sekvensen AA flyttas över och fyller hålet, och hålet på donatorsträngen fylls sedan i av DNA pol med vanlig basparning (och DNA ligas ligerar ihop).

Question 27

Vad är Bas och nukleotid excision repair och hur fungerar det?

Answer 27

Bas excision repair: DNA glykosylas känner igen felaktig nukleotid och klyver glykosidbindningen runt den, endonukleas klipper sedan ut den felaktiga nuklotiden och DNA pol och DNA ligas rättar till fel och sätter ihop strängen.

Nukleotid excision repair: ”Bulky lesion” (t.ex. TT-dimer) detekteras av uvr gen produkter och denna + intilliggande nukleotider klipps ut av samma uvr. (13 nukleotider i E. coli och 28 nukleotider i eukaryoter). DNA pol fyller sedan i hålet och DNA ligas sätter ihop strängen.

Question 28

Vad innebär homologa och heterologa kromosomer?

Answer 28

Homologa kromosomer innebär kromosomer från samma kromosompar, tex kromosom 14 från moder och kromosom 14 från fader. Dessa bär på samma gener, men kan vara olika varianter av generna.

Heterologa kromosomer är icke-identiska, alltså kromosomer från olika kromosompar, som alltså inte innehåller samma gener/locus.

Question 29

Vad menas med systerkromatider?

Answer 29

Systerkromatider är genetiskt identiska kromosomer som sitter ihop efter repikation, alltså exakta kopior av varandra.

Question 30

Vad innebär begreppen “zygot” och “genom”?

Answer 30

Zygot innebär en cell med två uppsättningar av homologa kromosomer, en uppsättning från varje förälder. (diploid)

Ett genom innebär det haploida antalet kromosomer.

Question 31

Definiera begreppet “alleler”.

Answer 31

Alleler är alternativa former av en gen.

Question 32

Vad är skillnaden på homozygot och heterozygot?

Answer 32

Homozygot innebär att organismen har samma alleler på vardera kromosom i ett kromosompar (DD)

Heterozygot innebär att organismen har olika alleler på vardera kromosom i ett kromosompar. (Dd)

Question 33

Vad innebär en dominant vs recessiv gen?

Answer 33

Dominant: räcker med genen på ena kromosomen för att fenotyp ska uttryckas.
Recessiv: allelen behöver finnas på båda de homologa kromosomerna för att fenotyp ska uttryckas.

Question 34

Förklara kort hur könsbestämningen går till i C. elegans (mask) och Protenor (fjäril).

Answer 34

För C. elegans finns ingen Y kromosom. Könen som finns inom arten är hanar som har testiklar: en X-kromosom (X) och hermafroditer som har både äggstockar och testiklar: två X-kromosomer (XX).

Protenorer har också endast X kromosomer, så två X kromosomer blir hona och en X kromosom blir hane.

Question 35

Vilka två sjukdomar/syndrom orsakas av för många eller för få könskromosomer? Beskriv vad som varierar från det normala för båda.

Answer 35

Klinefelter syndrom och turner syndrom.

Klinefelter innebär att en man föds med för många X kromosomer, tex 47YXX, 48YXXX eller 48YYXX (som är de vanligaste). Män med syndromet har oftast missbildade testiklar, långa lämmar och ibland kvinnliga drag, Oftast sterila.

Turner innebär att en kvinna föds med bara en X kromosom (45X) och leder till att äggstockarna inte producerar könshormon vilket kan orsaka kortväxthet, försämrad motorik och hjärtproblem.

Question 36

Vad bestämmer könet hos människor (kromosom och kromosomdel)?

Answer 36

Könskromosomerna bestämmer. Om ägget (X) befruktas av en (Y) spermie blir avkomman man och (X) spermie blir avkomman kvinna (i de flesta fall). Det är alltså Y kromosomen som avgör om avkomman blir en man, inte avsaknad av ett X.

Mer specifikt så är det genen “Sex determination region Y” (SRY) som är ansvarig för manlig könsbestämning. Denna gen kodar för proteinet TDF (testis-determining factor) som dels leder till att testiklar utvecklas men som också är en transkriptionsfaktor för gener på autosomala kromosomer som kodar för “manliga egenskaper”.

Question 37

Hur kommer det sig att könskromosomerna uppför sig som homologa kromosomer under synaps?

Answer 37

Y kromosomen har delar nära ändarna som är homologa med X kromosomerna, vilket gör att de kan genomgå synaps.

Question 38

Vad innebär non-disjunction?

Answer 38

Att ett slumpmässigt fel sker under meiosen som orsakar att parade kromosomer inte separerar, vilket leder till olika många kromosomer i gameterna.

Question 39

Ge exempel på hur gameterna ser ut vid non-disjunction av könskromosomer (XX) vid meios 1, meios 2 eller i båda.

Answer 39

Om non-disjunction sker i meios 1 så finns båda könskromosomerna i en cell medan den andra inte har några, detta leder sedan till att gameterna efter meios 2 blir XX, XX, 00, 00 (istället för X, X, X, X)

Om non-disjunction sker i meios två får en av gameterna två kromosomer, en får inga och två blir normala med en i varje (om inte non disjunction sker i båda cellerna i meios 2). Gameterna blir alltså XX, 0, X, X.

Om non-disjunction sker i både meios 1 och 2 kan det bli att gameterna får XXX, X, 0, 0.

Question 40

Vad är en “barr body” och vad är dess funktion?

Answer 40

En barr body är en “inaktiverad” X kromosom. För att undvika dubbelt genuttryck av X kromosomen hos kvinnor så inaktiveras den ena så att bara en X kromosom är aktiv. Om det finns fler än två X kromosomer bildas fler barr bodies, så att endast ett X är aktivt. 47XXX har alltså två barr bodies osv.

Question 41

Om barr bodies ser till att endast en X kromosom är aktiv, varför blir det då problem för tex 47XXX eller 48XXXY?

Answer 41

X kromosomen som blir en barr body inaktiveras inte helt och hållet, så visst genuttryck sker ändå för det X som blivit barr body. Detta leder avvikande fenotyp hos bäraren.

Question 42

Vilken X kromosom blir en barr body?

Answer 42

Under embryoutvecklingen så sker formationen av barr bodies slumpmässigt mellan X kromosomen från mamma och pappa, och detta slutar vid formationen av en blastula. Därefter delar sig de existerande cellerna med antingen X från mamma eller X från pappa aktivt och avkomman får som en mosaik av celler som har antingen mammans eller pappans X kromosom som barr body.

Question 43

Hur fungerar mekanismen av skapandet av en barr body?

Answer 43

1. Region på X-kromosomen som transkriberar ett långt ickekodande RNA
2. Detta inducerar histon-modifieringar/DNA-metylering
3. X-kromosomen transkriberas ej/stängs av – bildar Barr body.

Question 44

Vad är skillnaden för sex-influenced och sex-limited inheritance?

Answer 44

sex-limited inheritance: Vissa genutryck sker bara i det ena könet (tex gen för tuppfjädrar kan finnas hos hönor men uttrycks bara i tuppar)

sex-influenced inheritance: Vissa genutryck varierar p.g.a. kön (tex flintskallighet dominant hos män men recessivt hos kvinnor)

Question 45

Hur ser utfallet ut vid mendelsk nedärvning för monohybrid vs dihybrid?

Answer 45

monohybrid: 3:1
dihybrid: 9:3:3:1

Question 46

Vad menas med Vildtyp-allel?

Answer 46

Den allelvariant som är det ”normala” i en population (oftast dominant)

Question 47

Vad kallas det när två föräldrar med olika anlag ger upphov till en avkomma med intermediär fenotyp? Förklara kort med ett exempel.

Answer 47

Detta fenomen kallas incomplete dominance, och det sker när ingen av generna på allelen i fråga är dominant, vilket leder till en blandning av uttryck. Ett exempel på detta är att vid korsning av vita och röda lejongap, så blir all avkomma i F1 generationen rosa (inte vita eller röda). Detta p.g.a. att lite rött pigment produceras i avkomman. I generation F2 kan variation sedan uppstå igen eftersom avkomman kan få båda eller endast röda eller vita gener.

Question 48

Vad innebär en neutral mutation?

Answer 48

En mutation som inte leder till en ändring i fenotyp eller skillnad i fitness.

Question 49

Ge några exempel på situationer där mendelsk nedärvning inte fungerar.

Answer 49

• När det inte finns en dominant/recessiv gen

- Om fler än ett par gener påverkar en fenotyp..

Question 50

Vad kallas det när båda allelerna distinkt uttrycks samtidigt i en heterozygot? Förklara kort hur det fungerar med ett exempel.

Answer 50

Detta kallas Codominance och det innebär egentligen att ingen av allelerna kan maskera uttrycket av den andra. Ett exempel på detta finns i ABO systemet (blodgrupper), där allelerna A och B båda uttrycks om en individ ärver allel A från sin mamma och allel B från sin far (eller tvärtom) detta innebär att avkomman får blodgrupp AB.

Question 51

Vad innebär multipla alleler och hur studerar man dessa?

Answer 51

Ofta så finns det fler än två olika alleler i en population, och detta kallas multipla alleler. Detta kan bara studeras i en population eftersom en diploid organism max kan ha två olika homologa alleler.

Question 52

Hur fungerar AB0-systemet?

Answer 52

AB0-systemet innefattar tre olika alleler (enklaste fallet av multipla alleler), som kan ge fyra olika fenotyper: A, B, AB och 0, där A och B är codominanta mot varandra men dominanta mot 0, som är recessiv. Allerna på ABO-lokuset kodar för enzymer som sätter ditt olika sidokedjor (antigener) där A har en typ, B har en annan och 0 inte har någon enzymaktivitet alls.

Question 53

Många gener kodar för essentiella produkter, vad blir utfallet för heterozygoter vs homozygoter om de har en recessiv eller dominant letal allel?

Answer 53

Heterozygoter med en recessiv letal allel överlever pga att de har en “frisk” allel som producerar tillräckligt av de essentiella produkterna. Homozygoter med recessiv letal allel dör.

Oavsett heterozygot eller homozygot så dör en organism med en dominant letal gen.

Question 54

Om organismer dör om de har en dominant letal allel, hur förs dessa alleler då vidare?

Answer 54

Huntingtons sjukdom orsakas av en dominant letal gen, men symptomen på sjukdomen uppstår senare i livet, vilket gör att personer med genen kan hinna skaffa barn innan de uppvisar symptom.

Question 55

Vad menas med “epistasis”?

Answer 55

Att en gen påverkar uttrycket av en annan gen, alltså kan en mutation i en gen leda till att produkter från andra gener påverkas. Tex om gen 1 kodar för något som inducerar uttryck i gen 2 och gen 2 kodar för två viktiga gener för att hörseln ska funka, så kan en mutation i antingen gen 1 eller gen 2 (eller de två sista) resultera i ärftlig dövhet, inte bara en specifik mutation.

Question 56

Vad innebär komplementära gener och hur gör man en komplementär genanalys?

Answer 56

Komplementära gener innebär två gener (gen 1 och 2) på samma kromosom som man “bara” behöver en av för att fenotypen ska uttryckas, individen kan alltså ha en mutation på ena genen (gen 1) på en homolog kromosom och en mutation i gen 2 på den andra kromosomen men ändå ha vildtyp-fenotypen.

Man parar individer med olika mutationer och analyserar avkomman för att se om mutationerna ligger i samma gen eller olika gener. Om avkomman får vildtyp fenotyp är generna komplementära.

Question 57

Vad innebär pleiotropi?

Answer 57

Att en gen har många fenotypiska effekter.

Question 58

Vad mäter man med Penetrans och Expressvitet?

Answer 58

Penetrans: andelen individer med uttryck
Expressvitet: graden av uttryck

Question 59

Vad innebär genetic anticipation?

Answer 59

Att en sjukdom blir förvärras för varje generation, tex tidigare insjuknande och snabbare progression.

Oftast trinukleotid repeats (DNA) som blir fler och fler pga slippage.

Question 60

Vad innebär genetisk imprinting?

Answer 60

“avstängning” av gen som annars är okej/WT i gameterna, alltså inte en mutation och detta kan försvinna i barnets könsceller sen.

Question 61

Hur ärvs gener som inte finns i kärnan? Tex mitokondrier och plastider.

Answer 61

Mitokondrier och kloroplaster ärvs oftast från modern (finns i cytoplasman).

Question 62

Vad innebär maternal effekt?

Answer 62

Fenotyp i tidiga liver kontrolleras av moderns genprodukter som finns i äggcellen, tex RNA. Tex genprodukter för bruna ögon hos en kvarnmott larv finns i all avkomma pga maternell effekt, vilket gör att all avkomma föds med bruna ögon trots att vissa har genotyp för röda ögon, dessa får “rätt” ögonfärg efter ett tag pga att moderns genprodukter späds ut med varje celldelning.