Omtentamen i tema Reproduktion/Utveckling Läkarprogrammet, T2, 2014-11-15, 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 1-6 Tentaomslag 2: fråga 7-11 Tentaomslag 3: fråga 12-13 Tentaomslag 4: fråga 14-16 4) Undvik helst att skriva med bläck, eftersom det försvårar rättningen. Maxpoäng: 7, nedre gräns för G: 46p Hjälpmedel: Penna och sudd Lycka till! 1
1. Vilket eller vilka av följande moment händer under mitosen respektive meiosen? 1. Kondensering av kromosomer 2. Syntes av DNA 3. Överkorsning mellan icke-systerkromatider 4. Separation av systerkromatider 5. Separation av homologa kromosomer Ringa in korrekt alternativ nedan för mitos respektive meios (ett alternativ per förlopp alltså) Under MITOS händer: a 1 och 2 endast b 1 och 3 endast c 1 och 4 endast d 1 och 5 endast e 1, 3 och 5 endast f 1, 3, 4 och 5 endast Under MEIOS händer: g 1 och 2 endast h 1 och 3 endast i 1 och 4 endast j 1 och 5 endast k 1, 3 och 5 endast l 1, 3, 4 och 5 endast Svar: c och l 2. Ange samtliga möjliga arvsgångar för nedanstående två släktträd! Bortse från att det kan ha skett spontanmutationer. A) B) Svar: Se t ex Human Molecular Genetics av Strachan &Read 2
3. Autosomala trisomier förekommer på levande födda barn endast för kromosom 13, 18 och 21. a Hur uppkommer trisomier? Namnge mekanismen och illustrera ditt svar med en skiss. Ange även om de flesta trisomierna uppkommer i meios 1 eller meios 2. b Vilken anledning kan det vara att man bara hittar trisomier för dessa kromosomer bland autosomerna hos levande födda barn? Betyder detta att det inte uppkommer trisomier hos de övriga autosomerna? 1p Svar: Se t ex föreläsning Mutationer och DNA-reparation samt Stranchan &Read Human molecular genetics 4. Genen som kodar för p53 är lokaliserad på kromosom 17p och består av 20 kb och kodar för ett 53 kda stort protein. En genetisk polymorfism i p53 genen i kodon 72 innebär att kodonet CGC har ersatts med CCC, vilket kodar för arginin till prolin aminosyrasubstitution. Anta att du vill undersöka polymorfismen CGC 72 CCC i p53 genen. Beskriv utförligt hur man med hjälp av ett blodprov kan genomföra en sådan undersökning. 4p Svar: T.ex. Isolering av DNA från kärnförande celler, t ex PCR-RFLP: mastermix bestående av 2 primers, Mg2+, buffert, Taq pol, dntp blandas med provdna. Provet amplifieras cykliskt 95-55-72 grader ca 35 ggr, därefter klyvning med restriktionsenzym, separation med agarosgelelektrofores samt detektion. Med EtBr/UV-ljus. 5. Nedanstående DNA-sekvens är belägen mitt i p53 genen. 3' caattgattagtcagtcaattgat 5' 5' gttaactaatcagtcagttaacta 3' a I ovanstående sekvens kan man finna 6 olika läsramar. Markera den korrekta läsramen i ovanstående sekvens. Motivera kort ditt svar (en mening). Som hjälp har du den genetiska koden som ligger längst bak i tentamen. b Vilken sträng är den kodande strängen ( sense-strängen )? Den övre eller den undre? c Ange mrna strängen som kodas av ovanstående DNA-sekvens. Glöm inte ange 5 respektive 3. 1p 1p Svar: Stoppkodon får inte finnas i kodande sekvens om DNA biten ligger inne i genen (står i uppgiften). Svar på övriga uppgifter kan t ex hittas i Lehninger samt i flera av de föreläsningar som getts under kursen. 3
6. DNAt i humana celler muteras av såväl endogena som exogena agens. En av de vanligaste endogena mutationerna är C U. a Vilken mekanism orsakar denna mutation? 1p b Namnge och beskriv i punktform hur denna DNA-skada repareras i våra celler. 4p Svar: a) Deaminering b) Denna typ av skador repareras av BER (Base excision repair). Hur BER fungerar, se t ex The Cell (Alberts et al). 7. Namnge och redogör för tre sätt som en cell kan påverka vilka gener som skall uttryckas. 3p Svar: -Acetylering/deacetylering av histonsvansar i kromatinet. Acetylering av histonsvansar resulterar i att kromatinet blir mer åtkomligt för transkriptionsreglerande proteiner vilka kan binda in till sina specifika ställe på DNA och stimulera mrna syntes. Deacetylering resulrerar till kromatinkondensering. -Metylering av DNA leder till a) kondensering av kromatinet vilket resulterar till nedreglering av transkriptionen och till b) modifiering av promotorregionen (CpGöärna) vilket hindrar inbindning av transkriptionsfaktorer och RNA pol II och stimulerar inbindning av repressorer. -mrna nedbrytning av RNaser (kan ske både från 5 och 3 ände). Resultat - nedreglering av genuttryck. - Transkriptionsfaktorer. Deras närvaro respektive frånvaro stimulerar resp inhiberar gentranskription. 4
8. Proteiner består av ogrenade polymerer av aminosyror. De 20 olika aminosyror som finns kan ge ett närmast oändligt antal tänkbara kombinationer för att bilda proteiner. Figuren nedan visar 4 olika aminosyror: Metionin Tyrosin Glutaminsyra Asparagin a b c d Vad kallas de bindningar som binder ihop aminosyror med varandra? Bind ihop två valfria aminosyror av de fyra aminosyrorna ovan till en dipeptid. Vad finns det för likheter och skillnader mellan de fyra olika aminosyrorna ovan? Ange även vilken grupp som varje aminosyra ovan tillhör. Varje enskilt protein kan vara positivt, negativt eller oladdat. Vad beror proteinets laddning på? Jämför även proteinets löslighet i positivt, negativt respektive oladdat tillstånd. Aminosyror som ingår i våra proteiner kan modifieras posttranslationellt. Deras modifiering leder i sin tur till ytterligare modifikationer av proteinets struktur och funktion. Vilken/vilka av aminosyrorna ovan kan fosforyleras respektive glykosyleras? 1p 1p Svar: a) Peptidbindning - s. 86 Lehninger. b) Likheten - alfa-kolet med en aminogrupp och en karboxylgrupp. Olikheter finns i sidogrupper. Met är oladdad alifatisk aa, Asn är en polär oladdad aa, Tyr är en aromatisk aa, Glu är en negativt laddad aa. c) Sidokedjor av aminosyror samt aminogruppen av N-terminal aa och karboxylgruppen av C-terminal aa i ett protein kan protoneras/deprotoneras och genom det påverka den totala laddningen på proteinmolekylen. Den totala laddningen på proteinmolekylen beror på miljöns ph. Proteinets löslighet i oladdat tillstånd är minst. d) Tyr kan fosforyleras och O-glykosyleras. Asn kan N-glykosyleras. 5
9. Vid replikationen av DNAt krävs ett samarbete av flera olika enzymer och proteiner. Bland dessa är bl a DNA polymeras, helikas, topoisomeras, sliding clamp, DNA primas, SSB (single stranded binding) protein och DNA ligas. Ange vilka av nedanstående påståenden som är rätt (R) respektive fel (F). Skriv ditt svar direkt efter påståendet. Rätta dessutom de felaktiga påståendena. Observera att uppgiften även fortsätter på nästa sida! Påstående DNA polymeras avläser templatsträngen i 5 till 3 riktning och syntetiserar (tillverkar) en ny sträng i 3 till 5 riktning. Nedan anger du R= Rätt eller F= Fel 8p DNA polymeras II är i högsta grad effektivt enzym som kan addera tusentals nukleotider i en sträcka. Vätebindningarna mellan nukleotiderna i de båda kedjorna bryts av enzymet topoisomeras och vridningsspänning som bildas framför replikationsgaffeln elimineras av enzymet helikas. SSB (single stranded binding) proteiner attraherar DNA polymeras och ökar replikationens effektivitet. 6
Om man eliminerar (utesluter) sliding clamp ur replikationsprocessen kommer DNA polymeras att lossna från dubbelhelixen efter påkoppling av cirka 10-20 deoxynukleotider. Primas är ett DNA polymeras som kan syntetisera endast korta oligonukleotider (10-20 deoxynukleotider långa). DNA-ligas sammanfogar Okazakifragment genom att bilda peptidbindningar mellan dem. Replikationen sker både i mitokondrien och i cellkärnan. Svar: Svar: 1) DNA polymeras avläser templatsträngen i 3 till 5 riktning och syntetiserar en ny sträng i 5 till 3 riktning. 2) DNA polymeras III är i högsta grad effektivt enzym (processive enzyme) som kan addera tusentals nukleotider i en sträcka. 3) Vätebindningarna mellan nukleotiderna i de båda kedjorna bryts av enzymet helikas och vridningsspänning som bildas framför replikationsgaffeln elimineras av enzymet topoisomeras. 4) SSB (single stranded binding protein) binder till enkla DNA-strängar för att hindra dem att återinbinda eller binda till sig själv. 5) Rätt. 6) Primas är ett RNA polymeras som kan syntetisera endast korta oligonukleotider (10-7
20 nukleotider långa). 7) DNA-ligas sammanfogar Okazakifragment genom att bilda fosfodiesterbindningar mellan dem. 8) Rätt. 10. Hur ser ett trna ut och hur får den sin rätta aminosyra på sig? I vissa fall finns även proofreading för att detta ska bli rätt, hur går det till? 3p Svar: s. 1119-1123 i Lehninger. 11. Vilka av följande påståenden stämmer för splitsningen? Rätta dessutom de felaktiga påståendena. 5p Påstående Splitsningen sker i cytoplasman. R= Rätt F= Fel Splitsning av RNA sker endast för proteinkodande gener. snrnp:er är viktiga beståndsdelar av spliceosomer. Sekvenserna i 5 -, 3 -splitsningssäten och i branch site med adenosin i fokus avgör de exakta avgränsningarna för ett intron. 8
ESS, ISS, ESE och ISE (exonic/intronic splicing supressors/enhancers) är proteiner som reglerar alternativ splitsning. Svar: 1) Splitsningen sker i cellkärnan. 2) Även RNA-kodande geners produkter splitsas, t ex trnaer. 3) Rätt 4) Rätt 5) ESS, ISS, ESE och ISE (exonic/intronic splicing supressors/enhancers) är pre-mrna sekvenser (cis-element) som reglerar alternativ splitsning. 12. Tidigt i den embryonala utvecklingen är de blivande könsorganen indifferenta, dvs det går inte att skilja mellan ett kvinnligt och manligt foster (utan kromosomanalys). Beskriv hur den fortsatta embryonala könsdifferentieringen av de inre könsorganen sker och regleras. 5p Exempel på svar: SRY genen ger produktion av TDF. Den primitiva gonaden utvecklas till testikel där Leydigceller producerar testosteron och Sertoliceller producerar AMH. Testosteron stimulerar utvecklingen av Wolffska gångsystemet vilket bildar vas deferens, sädesledarna, bitestikeln. AMH ger en tillbakabildning av Mullerska gångssystemet som hos kvinnan ger livmoder, äggledare, övre delen av slidan. Kvinnor saknar SRY gen 9
13. a Rita ett tvärsnitt av penis där du ritar ut svällkropparna, uretra och artärer. 3p Namnge de olika strukturer du ritar ut. b Beskriv den sensoriska innervationen av penis från penis till ryggmärgen c Beskriv hur efferenta parasympatiska signaler till penis leder till erektion. 3p Svar: a) Gross Anatomy Chapter 13 b) N dorsalis penis n pudendus S3-S4 c) Exempel på svar: Parasympatiska signaler från sakrala plexa via nn eritogenes och plexus hypogastricus leder till en ökning av NO i nervändsluten i penis. Detta ger relaxation av glatt muskulatur som leder till att svällkropparna blodfylls. På grund av tryck från svällkropparna komprimeras venerna i penis. 14. Längst upp i vagina finns livmodertappen/portio. Vilka två typer av epitel möts på livmodertappen och vad kallas zonen där dessa möts? Flerskiktat skivepitel i vagina möter enkelradigt cylinderepitel från endocervix möts på livmodertappen i den sk transformationszonen 10
15. På nedanstående histologiska snitt av ett ovarium kan man se folliklar i olika utvecklingsstadier. a b Vilken typ av follikel motsvaras av respektive siffra på bilden? 1: 2: 3: 4: Hur är ordningsföljden i utvecklingen? Ange sifferföljden med den mest primitiva typen av follikel först. 4p 1p 11
c Ange för varje typ av follikel om äggcellen är haploid eller diploid. d Utöver äggcellen innehåller follikeln beroende på utvecklingsstadium även ett par andra typer av celler som är viktiga för follikelns utmognad. Beskriv kortfattat vilka celler det handlar om och deras huvudsakliga funktioner Svar: a) 1 = primärfollikel,2=graafs follikel, 3 = sekundär folllikel och 4 = primordialfollikel (1 p per rätt svar) b) 4, 1, 3, 2 (helt rätt krävs för poäng) c) Primordial- och primärfolliklarna är diploida, from sekundärfollikeln är äggcellen haploid (0.5 p per rätt svar). d) 1) Granulosaceller = stödjeceller, producerar östrogen, 2) Thecaceller producerar androgener 3) Follikelceller (primordialfollikeln) (Theca o granulosceller ska vara med för full poäng). 12
16. Figuren nedan föreställer ett kvinnligt bäcken i genomskärning genom medellinjen. Rita på skissen in följande strukturer så att man tydligt ser hur de olika strukturerna ligger i förhållande till varandra. 3p a) Uterus b) Vagina c) Urinblåsan och urinröret d) Rectum och analöppningen e) Äggledaren f) Ovariet Svar: Se lämplig anatomibok 13
Den genetiska koden 14