Ordinarietentamen i tema Reproduktion/Utveckling Läkarprogrammet, T2, 2014-09-26, kl 14.15-18.15 Instruktioner 1) Skriv din kod längst upp till höger på SAMTLIGA papper i detta häfte samt på eventuella extrablad du lämnar in. SAMTLIGA blad i detta häfte skall lämnas in, oavsett om frågan är besvarad eller ej. Detta är mycket viktigt eftersom provhäftet kommer att delas upp mellan olika lärare vid rättning. 2) Skriv svaren på frågorna direkt i detta häfte. Behöver du mer att skriva på går det bra att fortsätta på baksidan och ev på ytterligare extrapapper. Behöver du använda extrapapper, skriv då endast en fråga per extrapapper och lägg detta tillsammans med ordinarie pappret. 3) När en fråga är besvarad, river du loss den ur häftet och sorterar in den enligt följande: Tentaomslag 1: fråga 1-5 Tentaomslag 2: fråga 6-11 Tentaomslag 3: fråga 12-14 Tentaomslag 4: fråga 14-17 4) Undvik helst att skriva med bläck, eftersom det försvårar rättningen. Maxpoäng: 78p, nedre gräns för G: 50p Hjälpmedel: Penna och sudd Lycka till! 1
1. Tentan börjar med en uppvärmningsfråga! Förklara kortfattat vad följande termer betyder. a Homologa kromosomer 2p b Nondisjunction c Allel d Restriktionsenzym Svar: a) Kromosomer i ett par b) Mekanism där homologa kromosomer/systerkromatider inte separerar korrekt i meiosen c) Variant av en gen d) Enzym som klipper i vissa sekvenser i DNA 2
2. Din kusin Greger går sista året på NA-programmet på gymnasiet och skall ha biologiprov i genetik. Oj, så svårt det är med gener, ärftlighet och sånt! Greger kommer dock på att du som är läkarstudent borde ju kunna förklara detta för honom, varför han ringer upp dig och har följande frågor: a Jag har ju läst det här om något som heter centimorgan. Vad menas med det egentligen? Hur hänger det ihop med antal baser? b Jag har ju också funderat kring det här med att vissa organismer förökar sig med meios och vissa med mitos. Det borde väl vara mycket smidigare att föröka sig med mitos, tänk vad bra det vore med förökning med mitos, jag som aldrig har haft en tjej och säkert aldrig kommer få någon tjej heller! Vad finns det egentligen för möjligheter till variation, förmåga att stå emot miljöförändringar och stabiliteten hos en population om man använder mitos eller meios som förökningsprincip? 2p 3p Hjälp Greger genom att svara på hans frågor! Behöver du mer plats, fortsätt gärna på baksidan. Svar: a) Se Tamarin: Principles of genetics b) Se föreläsning Meios och genetiskt avstånd samt Tamarin Principles of Genetics 3
3. Cystisk fibros är en ärftlig sjukdom som beror på att de slemproducerande körtlarna i kroppen inte fungerar som de skall och förekommer hos ca 7 personer/100 000 invånare. Sjukdomen nedärvs autosomalt recessivt. a Nedan ser du ett tomt pedigree i två generationer. Fyll symboler i släktträdet nedan så att det visar ett autosomalt recessivt sjukdomsmönster. Minst en och max tre personer i släktträdet får vara sjuka. 1p b Utifrån ditt svar i uppgift a): rita ut samtliga möjliga genotyper för personerna i släktträdet ovan. Använd A för dominant (frisk) allel och a för recessiv (sjuk) allel. Rita genotypen direkt bredvid respektive symbol i släktträdet ovan. 2p Svar: Tamarin: Principles of Genetics eller Strachan&Read: Human Molecular Genetics 4
4. Palbociclib fungerar som en cyklinberoende kinasinhibitor och som just nu genomgår prövning för behandling av postmenopausala ER-positiv och HER2-negativ bröstcancer. a p16 och p21 är två typer av intracellulära cyklinberoende kinasinhibitorer i cellen. Redogör generellt för en cyklinberoende kinasinhibitors funktion i cellcykeln och beskriv en skillnad i verkningsmekanism mellan p16 och p21. b Cyklinberoende kinasinhibitorer regleras bl a genom nedbrytning via ubiquitinproteasomberoende degradering. Vad innebär ubiquitin-proteasomberoende degradering? Redogör kortfattat för hur detta går till. c Tumörsuppressorgenen p53 är en viktig molekyl i cellcykeln, så pass viktig att den 1993 blev vald till årets molekyl av tidskriften Science. Redogör kortfattat för hur p53 fungerar normalt i cellcykeln och vilken effekt muterad p53 kan få på uttrycket av p21 och hur detta i sin tur påverkar cellcykeln 2p 2p 2p Svar: Robert Weinbert: The biology of Chancer 5
5. Vid Fukushima-olyckan i mars 2011 havererade en serie reaktorer i ett japanskt kärnkraftverk, vilket medförde att många personer utsattes för radioaktiv strålning. a Vilken typ av DNA-skador förknippas med radioaktiv strålning? 1p b Namnge DNA-reparationstypen för dessa skador samt redogör kortfattat för hur detta går till. 2p Svar: Alberts et al: Molecular Biology of the Cell kap 5, 5 ed. 6
6. De flesta aminosyrorna kodas av flera olika kodon och laddar flera olika trnaer. Glycin kan t ex kodas av följande kodon: GGU, GGC, GGA och GGG. På de sista sidorna i tentan finns tillhörande bilder. a Skriv alla möjliga antikodon för glycin (tänk på nukleotidriktning 5-3!) 1p b Vilka positioner i antikodonen som bestämmer specificitet för en viss aminosyra 1p (glycin i det här fallet)? c Ange det minimala antalet trnaer som behövs för att avläsa aminosyra glycin. 1p Vilka antikodon har dessa trnaer och vilka kodon kan de avläsa? d Vilka av dessa antikodon-kodon baspar är wobblande? 0.5p e I vilka av dessa antikodon-kodon baspar är alla tre basparen Watson-Cricks baspar? 0.5p Svar: a) 5 ACC 3, 5 GCC 3, 5 UCC 3, 5 CCC 3, 5 ICC 3. b) Positioner 2 & 3 i antikodon. c) Två. ICC i antikodon kan avläsa GGU, GGC och GGA. CCC avläser GGG. Eller UCC avläser GGA och GGG, GCC avläser GGU och GGC. d) ICC i antikodon med GGU, GGC och GGA i kodon. UCC i antikodon med GGA och GGG i kodon. GCC i antikodon med GGU och GGC i kodon. e) CCC i antikodon med GGG i kodon. 7
7. De flesta läkemedel som används för att bromsa AIDS fungerar som inhibitorer till HIV-virusets omvända transkriptas. Vilket enzym i kroppen fungerar som omvänt transkriptas och vilken potentiell effekt på celler kan behandling med dessa anti-hivläkemedel medföra? 2p Omvänt transkriptas katalyserar en process omvänt transkriptionen, d v s använder RNA som mall för att skapa DNA. Telomeraser i eukaryoter är omvänta transkriptaser. Enzymet telomeras består av en RNA- subenhet och ett telomeras omvänt transkriptas som är den katalytiska subenheten. RNA- subenheten i telomeraset fungerar som en mall för nya telomersegment. Inhiberar man telomeraser förkortas telomererna, och cellerna dör. 8
8. På en av kromosomerna hittade du en replikationsstart (Ori). Sekvensen i region 1 hittar du nedan. 5 3 Ori 3 5 Region 1 Region 1: 5 CTGACTGACA 3 3 GACTGACTGT 5 a Vilken sträng i den angivna sekvensen (Region 1) utgör templat för syntes av 1p lagging sträng - den övre eller den undre? b Vilken leading sträng sekvens bildas från Region 1? 1p c Du studerar DNA replikation i E. coli celler vilka har en mutation i sitt DNA polymeras. In vitro försök med det muterade DNA polymeraset visade korrekturläsningsaktivitet på 10-3 jämfört med den förväntade korrekturläsningsaktiviteten på 10-6. Vilken aktivitet är påverkad i det muterade DNA-polymeraset? Ringa in det rätta alternativet. 1p 5 3 polymeras 5 3 exonukleas 5 3 rekombinas 3 5 exonukleas 3 5 polymeras 3 5 rekombinas d Beskriv uppbyggnaden av DNAs byggstenar. Vilka grupper/atomer sitter i positionerna 1, 2, 3 och 5 på dessa molekyler? 1p Svar: a) Den övre b) 5 - CUGACUGACA -3 c) 3-5 exonukleas d) DNAs byggstenar är nukleotider. En nukleotid består av en fosfat, deoxyribos och en bas. I ribosens position 1 sitter en bas, 2 - ingen OH-grupp, i 5 sitter en fosfat. 9
9. Nedan ser du en schematisk bild på gen repro som kodar för protein REPRO. Transkriptionen av genen börjar direkt efter promotorn a Vilken storlek har det primära mrna transkriptet (antal nukleotider)? 1p b repro är en typisk eukaryot gen. Du bestämmer dig för att studera denna gen 1p mer ingående och inser att den kan ge upphov till två olika mrna trankript (mogna mrnaer). Det ena transkriptet är cirka 2000 nukleotider långt och det andra är cirka 3000 nukleotider långt. Hur kommer detta sig? c Vilka kemiska mekanismer ligger till grund för den här processen? 1p d Vad katalyserar den här processen? Beskriv hur denna katalysator är uppbyggd. 2p e Anta att varje transkript translateras till ett protein. Hur stort protein bildas från varje transkript (antal aminosyror)? Avrunda om det behövs. 2p a) 5000 nukleotider. b) Alternativ splitsning. Det ena transkriptet kan innehålla exoner 1, 2 och 3, det andra kan innehålla exon 1 och 3. c) Två omförestringsreaktioner. d) Spliceosomer. Spliceosomer är ribozymer som består av proteiner och uridin-rika snrnaer - snrnp. e) Transkript 1 ger ett protein på (900 + 1000 + 800)/3 = 900 aa Transkript 2 ger ett protein på (900 + 800)/3 = 566 aa 10
10. Du vill analysera humant insulin med hjälp av SDS-PAGE. I insulinmolekylen ingår två polypeptidkedjor, dels A-kedjan som har molekylmassan 2400 Da och dels B-kedjan har molekylmassan 3400 Da. a Hur förväntar du dig att resultatet ser ut på elektroforesgelen? Rita en schematisk bild, markera brunnarna, proteinets vandringsriktning samt de negativa och positiva polerna. b När man kör SDS-PAGE tillsätter man DTT (ditiotreitol). Vilken funktion har DTT och hur skulle ditt resultat ha sett ut om du glömt bort att tillsätta DTT? c Insulin, liksom många andra enzymer, har olika typer av sekundära strukturer. Redogör för dessa samt vilka kemiska krafter som stabiliserar dessa strukturer. d Hormonet insulin verkar via sin specifika receptor. Vid bindning av insulin till sin receptor, sker en strukturpåverkan som leder till receptorns autofosforylering. Vilka aminosyror kan fosforyleras? e Insulinreceptorn innehåller flera glykosyleringsställen. Glykosylering av insulinreceptorn är en metaboliskt reglerad process och spelar en viktig fysiologisk roll för insulinets verkan. Redogör för olika typer av glykosylering och vilka aminosyror som är involverade i de olika glykosyleringstyperna. f Vilka aminosyror är inåt respektive ytexponerade i insulinmolekylen? Nämn 3 aminosyror som med störst sannolikhet hittar man på utsidan respektive insidan av molekylen. Ange också vilken grupp som var och en av aminosyrorna tillhör. 1p 1p 1p 1p 2p 3p Svar: a) Ett band motsvarande A-kedjan (vandrar längst mot pluspolen), ett motsvarande B kedjan (vandrar kortast). b) Ett band på gelen vilket ligger högre uppe. De två kedjor hålls samman av disulfidbryggor. c) Alfahelixar och betasträngar. Vätebindningar stabiliserar båda sekundära strukturerna. d) De som har en OH-grupp i sin sidokedja - Ser, Thr och Tyr. e) N- och O-glykosylering. N-glykosylering sker via Asn, O-glykosylering sker via Tyr, Ser & Thr. f) Laddade och oladdade polära aa hittar man med störst sannolikhet på utsidan, oladdade och alifatiska - på insidan. Lys + laddad Glu -laddad Ser polär oladdad Leu, Ala - alifatiska Phe aromatisk. 11
11. Vilka av följande påståenden stämmer för reglering av genuttryck? Rätta dessutom de felaktiga påståendena. a Modifiering av histonproteiner medverkar till reglering av genuttrycket i en eukaryot cell. Metylering av glycinrester orsakar deaktivering av kromatinet, acetylering av glycinrester orsakar aktivering av kromatinet. b Majoriteten av eukaryota gener är inaktiva i sitt grundtillstånd och behöver aktivering för sitt uttryck. c Aktivatorer och repressorer är två grupper av cis-elelment som reglerar genuttryck åt olika håll. d Vävnadsspecifik splitsning och mrna editering är exempel på posttranslationella regleringar av genuttryck. 0.5p 0.5p 0.5p 0.5p a) Metylering av lysinrester orsakar deaktivering av kromatinet, acetylering av lysinrester orsakar aktivering av kromatinet. b) Rätt. c) Aktivatorer och repressorer är trans-element. d) Vävnadsspecifik splitsning och mrna editering är exempel på post-transkriptionell reglering av genuttryck. 12
12. Figuren nedan föreställer ett snitt genom tubuli seminiferi. (Strunta i de svarta rektanglarna, som bara är för att maskera text som fanns i orginalfiguren) a Ange för varje pil A-D vad den markerar 2p b Beskriv uppbyggnad och ange funktion av blod-testisbarriären 2p c I tubuli seminiferi bildas ett viktigt könshormon. Ange vilket könshormon och vilken celltyp som bildar hormonet. 1p Svar: T ex. Histology & Cell Biology: Examination & Board Review; Douglas F Hansen Chapter 22 Male reproductive system 13
13. Morfologisk undersökning av spermierna är en viktig del av utredningen vid infertilitet. a Spermien består morfologiskt av tre välavgränsade delar. Namnge de tre delarna. b Ange en karakteristisk cellstruktur för varje del av spermien och beskriv hur cellstrukturen är arrangerad i spermien. 6p Svar T ex. Ganong Review of Medical Physiology Chapter 23 Function of the Male Reproductive System Histology & Cell Biology: examination & Board Review; Douglas F Hansen Chapter 22 Male reproductive system 14
14. A B C D E a Markera sädesblåsan i ovanstående bild. Välj en av de markerade pilarna A-E 1p b Sädesblåsornas vägg består av tre histologiska vävnadslager. Beskriv de tre 3p lagren inifrån och ut. c På vilket sätt bidrar sädesblåsorna till ejakulatet? 1p Svar: T ex. Junqueria s Basic Histology. Chapter 21. The Male Reproductive System 15
14. Bilden ovan visar kvinnliga yttre genitalia. Benämn strukturerna markerade med 1-6 5p a Benämn strukturerna markerade med 1-6. b För de strukturer som är homologa med manliga organ/strukturer: Ange också vilken struktur de motsvarar hos mannen Svar: 1. Klitoris Penis hos mannen 2. Uretra 3. Introitus/slidöppningen 4. Hymen 5. Labia minora- (penila) delen av uretra hos mannen 6. Labia Majora Scrotum hos mannen 16
15. Bilden visar ett histologiskt snitt av vagina hos en vuxen kvinna. Vagina är uppbyggd av tre olika vävnadslager som är markerade på bilden med pilar och siffror. a Ange för siffrorna 1-3 vilka vävnadslager de motsvarar och hur de olika lagren 3p är uppbyggda. b Varifrån kommer vaginas sensoriska innervation? 1p c Beskriv vaginas arteriella blodförsörjning från central till perifer nivå. 2p Svar: 1.Slemhinna (flerskiktat skivepitel+ lamina propria), 2.Tunica muscularis med ett inre cirkulärt skikt samt ett yttre longitudinellt skikt samt 3. Advetntitia :ett bindvävslager med kärl och nervplexa. Bilden visar dock 1Skivepitelskiktet, 2 lamina propria samt 3 tunica muscularis. Rätt svar har därför givits för båda dessa svarsalternativ b) N. Pudendus 17
16. Redogör för de fysiologiska förändringar som sker hos kvinnan vid sexuell stimulering för att underlätta att penis förs in i vagina. 3p Svar: Ökad blodtillströmning till vagina ger en förlängning av den översta delen av vagina som samtidigt dilateras. Dessutom svullnad området runt introitus pga kontraktion av m. Bulbus vestibuli, yttre blygdläpparna dras isär. Det sker en en lubrikation pga ökad sekretion av vaginalsekret plus att slemkörtlar i slidöppningen ( t ex bartolinis körtlar)tömmer sig 18
17. I samband med sjukdomar och tillstånd där man får en förstoring av livmodern t ex graviditet, kan den storleksökade livmodern trycka på organ som ligger framför livmodern och orsaka besvär hos patienten/ den blivande mamman. Vilket organ ligger direkt framför livmodern i lilla bäckenet? 1p Svar: Urinblåsan 19
Den genetiska koden 20
Bilaga till fråga 6 21
Bilaga till fråga 6 22