Frågor och svar ordinarietenta Repro/utveckling VT 2012

Transkript

1 1. Rune är drygt 70 år och har sedan en längre tid besvärats av miktionssvårigheter (dvs problem att kissa). Urinstrålen är inte längre så kraftig som när han var yngre, och ofta får han pressa på och göra upprepade försök för att kunna tömma urinblåsan. Han uppsöker därför sin husläkare, som förklarar att det här är ett mycket vanligt och oftast godartat tillstånd hos män i Runes ålder och beror på att prostatan med åren ofta blir förstorad. För att undersöka närmare för doktorn försiktigt upp ett handskbeklätt finger i nedersta delen av rektum och känner framåt. a) Varför kan man bedöma prostata genom denna åtgärd? (1p) b) Ge ett förslag hur det kommer sig att förstoring av prostata kan påverka urintömningen. (1p) c) Doktorn föreslår även ett blodprov för att analysera halten av PSA, som stiger med ökad tillväxt av prostata. Det är dock inte i blodet som PSA har sin egentliga aktivitet. Vad betyder förkortningen PSA och vilken är dess fysiologiska roll? (2p) a) Prostata ligger, oavsett om den är förstorad eller inte, alldeles framför rektum och baksidan av de två loberna kan därför palperas genom den tunna tarmväggen. Eftersom detta är det normala läget har svar/skisser med längre avstånd till rectum inte gett poäng. b) Uretra löper igenom prostata och kläms därför åt då prostata tillväxer. För poäng skall det framgå att uretra löper genom prostata, att urinröret ligger nära etc räcker inte för poäng c) PSA (prostataspecifikt antigen) är ett enzym som frisätts från prostata till ejakulatet. PSA:s funktion är att lösa upp klumpar i ejakulatet så att spermierna frigörs inne i kvinnans kropp. 2. DNA Vilka av följande påståenden stämmer för en DNA- dubbelspiral? Rätta dessutom de felaktiga påståendena. a) De två nukleotidsträngarna är tvinnade runt en gemensam axel genom molekylen. b) Vätebindningar mellan A och C samt mellan G och T håller ihop de två strängarna. c) Purinerna och pyrimidinerna är på insidan av dubbelspiralen och DNA- molekylernas ryggrad av kovalent sammanbundna fosfat- och ribosgrupper finns på utsidan. d) Splitsning för att avlägsna introner ur DNA sker före transkriptionen e) Nukleotidsekvensen i den ena strängen i en DNA- dubbelspiral varierar oberoende av sekvensen i den andra. f) I en deoxyribonukleotid sitter basen bunden till 4 - positionen på sockret och i 2 - positionen finns en hydroxylgrupp (6p) Korrekta är följande påståenden: a b) Basparning sker m h a vätebindningar mellan A och T resp mellan G och C. c) i DNA är det fosfat- och deoxyribosgrupper. d) Splitsning för att avlägsna introner ur pre- mrna sker efter transkriptionen e) Nukleotidsekvensen i den ena DNA- strängen ömsesidigt beroende av nukleotidsekvensen i den andra på samma sätt som beskrivs i b) f) Basen sitter i 1 - position. I deoxynukleotider sitter en väte i 2 - position. Det är ribonukleotider (i RNA) som har en hydroxylgrupp i 2 - position. Angivande av varje korrekt svar ger 1p var, vilket också varje korrekt korrigering av de felaktiga påståendena gör.

2 3. Aminosyror I ett speciellt enzym återfinns en Ala i det substratbindande sätet. En mutation som ändrar alaninet till glycin har ingen effekt på enzymets aktivitet. En annan mutation däremot, som ändrar Ala till Glu, leder till total förlust av aktiviteten. Ge några förklaringar till varför det blir så stor skillnad mellan dessa båda mutationer när det gäller enzymets funktion. Använd gärna bilden på nästa sida som ledning. (5p) Både Gly och Ala är små (0,5 + 0,5 p) och neutral alifatiska(hydrofoba; 0,5 + 0,5 p) aminosyrarester som gör det sannolikt att ingen större ändring sker i egenskapen hos eller utrymmet i det aktiva sätet. Glu däremot är både negativt laddat (0,5 p)och en stor skrymmande aminosyra (0,5 p). Laddningen hos Glu och/eller dess krav på utrymme gör att aktiviteten förloras p g a en konformationsförändring i proteinet (1p) eller genom att störa bindandet av enzymets substrat (1 p). 4. Replikationen Nedan finns en schematisk bild en replikationsgaffel med några av de ingående komponenterna angivna, medan andra tagits bort. a) Ange vilka av följande enzymer som motsvarar siffrorna 1-5 och redogör kort för vad de har för funktion under replikationen (5p) A. DNA- ligas; B. Primas; C. Topoisomeras/DNA- gyras; D. Helikas; E. DNA- polymeras (III). 1C, 2D, 3B, 4E, 5A (0,5 p var). 2 och 3 kan bytas mot varann utan poängavdrag. Topoisomeras/DNA- gyras: avlägsnar spänningar/supercoiling i DNA- spiralen (0,5 p). Helikas: snurrar upp DNA- spiralen till två enkelsträngar (0,5p) Primas: syntetiserar RNA prajmer (0,5p) DNA- polymeras (III): katalyserar syntesen av de nya DNA- strängarna (0,5 p) DNA- ligas: sluter DNA- strängen när DNA- polymeras I fyllt i luckorna mellan Okazakifragmenten (0,5 p). a) Ange även vad strukturerna 6 och 7 är för några och varför de finns (2p) A. RNA- prajmer (0,5 p) syntetiseras av primaset för att uppfylla DNA- polymeraset krav på en startsekvens (0,5 p) från vilken varje nytt DNA- fragment bildas. B. Okazakifragment (0,5 p). Eftersom DNA- kedjan bildas i 5 à 3 - riktning kommer lagging strand att behöva syntetiseras i korta bitar för att sedan sammanfogas (0,5 p). Dessa bitar kallas Okazakifragment. 5. Ange om nedanstående påståenden gäller (I) replikationen, (II) transkriptionen eller (III) translationen, två av dessa (vilka?) eller alla tre (5p) a) Kommer närmast före splitsningen b) Sker i cellkärnan c) Sker i mitokondrien d) DNA är en ingående komponent i processen e) RNA är en ingående komponent i processen f) trna bildas i denna g) Regleras av promotorregionen h) E- sätet finns endast hos bakterier i) 5S, 5.8S, 18S och 28S är några av de ingående komponenterna

3 j) PCR kan sägas härma denna process i stor skala 1 p för varje helt korrekt svar: a) II; b) I & II; c) alla tre; d) I & II; e) all tre (i I krävs en RNA- prajmer!); f) II; g) II; h) III; i) III; j) I. 6. Nedärvning Ange samtliga möjliga genotyper för respektive familjemedlem (I:1, I:2, II:1 och II:2) för släktträdet nedan vid de olika arvsgångarna i a- b. Använd "A" för dominant allel och "a" för recessiv allel. (4p) 1 2 I II a) Autosomalt dominant b) X- bundet recessivt a) I:1 aa I:2 Aa II:1 aa II:2 Aa b) I:1 a- I:2 AA II:1 Aa II:2 A- eller konsekvent omvända symboler m a p versal/gemen bokstav. 7. PCR Du tänker amplifiera en bit av exon 4 i genen för metylentetrahydrofolatreduktas med hjälp av PCR. Sekvensen nedan är början och slutet av exon 4 i denna gen. Den mellanliggande delen av exonet är endast angivet som streck och är 230 baser stort. Primrarna binder in i de gråmarkerade delarna av sekvensen nedan. a) Välj ut det primerpar av de nedan angivna (I- VIII) som ger en fungerande PCR- reaktion. (2p) 5 -tcgggagttg gaggcattcg acttcctaac ggaaaactaa agtgtgatat bp ctgtgggatc atttgcatcg ggcccaatgt gctcatggtt cacaaaagaa-3 I. 5 - gtt agg aag tcg aat gcc tc - 3 II. 5 - gag gca ttc gac ttc cta ac - 3 III. 5 - ctc cgt aag ctg aag gat tg - 3 IV. 5 - att tgc atc ggg ccc aat gt - 3 V. 5 - tgt aac ccg ggc tac gtt ta - 3 VI. 5 - taa acg tag ccc ggg tta ca - 3 VII. 5 - aca ttg ggc ccg atg caa at - 3 VIII. 5 - caa tcc ttc agc tta cgg ag - 3 b) Hur lång blir din PCR- produkt? (1p) c) Vilka ingredienser behövs i en PCR- reaktion? (2p) a) Forward: II Reverse: VII b) 300 bp (primrarna skall vara medräknade) c) Buffert, Mg2+, Taq polymeras, 2 primrar, dntp, templat Fråga c:

4 1-2 rätta svar: 0,5p 3-4 rätta svar: 1 p 5 rätta svar1,5p 6 rätta svar: full pott 8. Telomerer Telomererna upptäcktes redan på talet och Blackburn, Greider och Stoztak fick Nobelpriset för sina studier 2009 kring telomerer och telomeras. a) Vad är telomerer? (1p) b) Vilken funktion har telomererna? (2p) c) Enzymet telomeras kan vara aktivt i t ex stamceller, könsceller och cancerceller. Hur fungerar telomeras? (2p) a) Telomerer är repetitiva icke-kodande sekvenser om 6-7 baspar som sitter i ändarna på alla kromosomer b) Underlätta kromosomens replikation vid ändarna, förhindra att DNAser bryter ned kromosomerna (capping) och förhindrar fusion med andra kromosomer c) Telomeras binder in till telomeren med sitt RNA templat. Det fungerar som ett omvänt transkriptas och kan förlänga telomeren på lagging strand i 3 - änden p g a det överhäng som bildas när RNA- primern tas bort. 9. I normalfallet hos den icke- gravida kvinnan ligger livmodern anteverterad och ante- flexerad. a) Vad innebär detta? b) Visa med en enkel skiss hur fyllnadsgraden av urinblåsan påverkar livmodern. (4p) Livmodern ligger i förhållande till vagina snett, riktad framåt uppåt (= anteverterad), (1 p). Dessutom är livmodern böjd framåt i höjd med cervix (=anteflekterad)( 1 p) så att den ligger direkt ovanpå urinblåsan. b) Då urinblåsan fylls kommer därför livmodern att riktas mer rakt upp (1p) d v s ante- flexionen avtar. och corpus att lyftas uppåt (1p). För poäng har det räckt med korrekt beskrivning av lägesförhållandena även om man inte kunnat termerna anteverterad och anteflekterad 10. a) Vad vet du om den embryonala utvecklingen av ovarier respektive testiklar? b) Hur avspeglas detta i deras respektive arteriella kärlförsörjning? (4 p) a) Könsorganen och njurarna har gemensamt embryonalt ursprung via mesonephros. Anläggningen av testiklar/ovarierna startar vid graviditetsvecka 6 då de primitiva konscellerna lägger sig i bakre bukväggen i höjd med Th10. Dessa primitiva gonaderna har förmåga att utvecklas antingen till ovarier eller testiklar. (1 p). SrY- genen som finns på Y- kromosomen kodar för testis determing factor (TDF) som styr den primitiva gonaden att utvecklas till testikel (1 p). TDF styr bildningen av Sertoliceller, som i sin tur producerar antimüllerskt hormon (AMH = MIF) och Leydigceller som producerar testosteron. Hos män leder frisättningen av MIF till att de Müllerska gångarna tillbakabildas medan teststeron leder till att de Wolffska gångarna fortsätter att utvecklas till sädesledare osv (1 p). Saknas SrY- genen (dvs kvinnlig kromosom- uppsättning) utvecklas i ovarier. Frånvaron av AMH leder till att de Müllerska o gångarna kvarstår och utvecklas till äggledare etc. Frånvaron av testosteron (inte av AMH) gör samtidigt att de Wolffska gångarna tillbakabildas (1 p). Både ovarier och testiklar anläggs alltså inne i

5 bukhålan, men dras under fostertiden via gubernaklet via inguinalkanalen ner till respektive slutdestination, vilket är mest påtagligt för testiklarna som ska ända ner i pungen (1 p). b) Ovarierna försörjs (huvudsakligen) av a. ovarica (0.5 p) och testiklarna av a. testicularis (0.5 p). Båda utgår från aorta vilket avspeglar att dessa organ har sitt embryonala ursprung inne i bukhålan (1 p). 11. Cyklofosfamid är ett cellgift som bl.a används vid behandling av vissa elakartade tumörer i lymfkörtlar (Hodkin- lymfom). För just den här tumörformen har det skett stora medicinska framsteg i behandlingen under de senaste decennierna och chansen att överleva och blir frisk är numera nästan 100%. En kvarstående bieffekt av behandlingen är dock att cyklofosfamid förstör de mycket tidiga blivande könscellerna (spermatogonier resp oogonier), dvs de könsceller som ännu inte påbörjat meios. Vilka konsekvenser kan detta ha vid behandling av vuxna. Ringa in rätt alternativ (1 p) a) Män blir sterila, men inte kvinnor. b) Varken män eller kvinnor blir sterila. c) Både män och kvinnor blir sterila d) Kvinnor blir sterila, men inte män. Motivera ditt svar! (2p) a) Rätt svar är alternativ i). (1 p). b) Män blir sterila eftersom spermier hela tiden nybildas och därför är beroende av fungerande spermatogonier som kan genomgå mitos i den tidiga fasen av spermiogenesen. Hos kvinnor däremot differentierar oogonierna till tidiga könsceller som påbörjar meios redan under fostertiden, dvs oogonierna har redan vid födseln. gått vidare till nästa utvecklingsstadium (3 p) b) delen kan ge 1 3 poäng vid korrekt beskrivning enligt ovan, även om man kommit till fel slutsats i första delfrågan. 12. Här nedan ser du ett tvärsnitt genom testikeln. Markera i bilden Sertoliceller och Leydigceller och beskriv deras huvudsakliga funktioner. De blivande spermierna är svåra att urskilja på bilden, men beskriv (gärna med hjälp av egen skiss) var du skulle hitta: a) Spermatogonier b) Primära resp sekundära spermatocyter c) Spermatider d) Nivån för blod- testikelbarriären. Av svaret skall framgå vilka typer av celler den åtskiljer. (5 p)

6 a) Spermatogonerna ligger närmast basalmembranet ductucli seminiferis väggar (0,5 p). I tur och ordning mellan Sertolicellerna ligger sedan de primära och sekundära spermatocyterna (0.5 p) och innerst mot lumen spermatiderna (0.5 p) Nivån för blod- testikelbarriären är mellan Sertolicellerna i den yttre halvan av väggen (0.5 p). Några har placerat könscellerna inne i Sertolicellerna vilket alltså inte stämmer. Har medfört att man ändå fått p för korrekt beskrivning i övrigt. b) Blod- testikelbarriären skiljer de sekundära spermatocyterna, ( dvs de första haploida könscellerna) från spermatogonierna (diploida) genom att de primära spermatocyterna passera mellan Sertolicellernas tight junctions (1p) c) Sertolicellerna återfinns i väggarna i tubuli seminiferi, se bild (1 p). Funktioner: 1) bildar blod- testikelbarriären 2) ger stöd och näring åt de spermatocyterna 3) fagocytos av restprodukter under utvecklingen av könscellerna 4) reglering av hormonnivåer genom bildningen av androgen bindande protein 5) bilda antimüllerskt hormon under fostertiden.6) mm Något av alternativen 1) och 2) ska finnas med i svaret för poäng (1 p) Leydigcellernas åerfinns i interstitiet mellan tubuli seminifeir, se bild (1 p). Huvudsakliga funktion är att producera testosteeron (1 p). Även andra hormoner frisätts från Leydigcellerna, men testosteron måste vara med för poäng. Leydigceller Sertoliceller