Tentamen i tema Reproduktion/Utveckling Läkarprogrammet, T2, 2015-02-27, kl 8.15-12.15 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 1-4 Tentaomslag 2: fråga 5-9 Tentaomslag 3: fråga 10-12 Tentaomslag 4: fråga 13-15 4) Undvik helst att skriva med bläck, eftersom det försvårar rättningen. Maxpoäng: 56p, nedre gräns för G: 36p Hjälpmedel: Penna och sudd Lycka till! 1
1. Mitosen och meiosen innehåller flera olika faser som till viss del är lika varandra, men till vissa delar även skiljer sig principiellt åt. Beskriv kort vad som händer med kromosomerna i mitosens metafas, meiosens metafas 1 respektive 2 samt vad som händer med dem i nästkommande fas. Till ditt svar skall du även rita en cell som är i respektive fas och som innehåller ett kromosompar. 4p Rita bild på mitosens metafas här: Skriv vad som händer med kromosomerna i mitosens metafas här: Vad händer i nästa fas? Rita bild på meiosens metafas 1 här: Skriv vad som händer med kromosomerna i meiosens metafas 1 här: Vad händer i nästa fas? Rita bild på meiosens metafas 2 här: Skriv vad som händer med kromosomerna i meiosens metafas 2 här: Vad händer i nästa fas? Svar: Se t ex Human Molecuar Genetics kap 2 eller Molecular biology of the cell kap 17 2
2. Genen för interleukin-1 receptorantagonisten (IL-1RA) har ett s k VNTR (variable number of tandem repeats),vilket gör att ett 50-basparsfragment av genen är repeterad mellan 2-6 gånger på olika alleler i en population. De vanligaste repeterade fragmenten är fragment som är repeterade 2 eller 4 gånger. En schematisk bild över analysen ser du nedan. 50-bp-fragment Primer F 8 6 b o 0-4 repeterade 50-bp-fragment Primer R 100 bp 2x50 + n x 50 bp n= 0 4 repeterade fragment 50 bp a Kenneth är examensarbetare och har kört PCR på hjärtinfarktsprover och friska kontroller och behöver din hjälp att tolka resultaten av sin agarosgel i prov 1 och 2. Den lodräta pilen visar provernas vandringsriktning. Svar: prov 1 heterozygot för 2 och 4 repeats, prov 2 homozygot för 2 repeats. 3
b Kenneth har jobbat på bra men får nu en annan typ av resultat (se nedan). Hur tolkar man nedanstående resultat och vad skall man göra härnäst? Svar: Resultatet är otillförlitligt pga band i blanken och kan därför inte tolkas. Gör om PCRen. c Kenneth tittar i sin låda med primrar i frysen och inser att han inte har stenkoll på primersekvenserna för F och R primern. Sekvensen nedan är från IL-1RA genen och primrarna skall binda in till de gråmarkerade delarna av sekvensen nedan. För enkelhetens skull är endast den kodande strängen utskriven nedan. Vilka är primersekvenserna för F och R primern? Ange även korrekt 5 och 3 - ände på dina primrar. 2p 5 -tcgggagttg gaggcattcg acttcctaac ggaaaactaa agtgtgatat.../--repeterade fragment--/ ctgtgggatc atttgcatcg ggcccaatgt gctcatggtt cacaaaagaa-3 Svar: Se t ex kap 6 Human molecular genetics 4
3. I nedanstående pedigree betecknas en viss ärftlig sällsynt sjukdom med fyllda symboler. Anta att sjukdomen beror på genverkan i ett lokus och att den uppvisar fullständig penetrans och att inga spontanmutationer skett i släktträdet nedan. Vilken eller vilka av nedanstående arvsgångar är teoretiskt möjlig/a respektive mest trolig/a? Kryssa för rätt alternativ nedan. Observera att du måste ha helt rätt på respektive deluppgift för att få poäng på den deluppgiften. 3p a Teoretiskt möjlig/a arvsgång/ar: Autosomal recessiv Autosomal dominant X-kromosombunden recessiv X-kromosombunden dominant Y-kromosombunden b Mest trolig/a arvsgång med tanke på att det är en sällsynt sjukdom: Autosomal recessiv Autosomal dominant X-kromosombunden recessiv X-kromosombunden dominant Y-kromosombunden Svar: a) Autosomalt recessiv, autosomalt dominant b) autosomal dominant 5
4. a Vid frånvaro av externa mutagener (alltså t ex inga kemikalier, ingen joniserande strålning), vilken är den vanligaste typen av DNA skador i kroppens celler? b Vad kallas reparationsmekanismen som lagar dessa skador? Beskriv även i punktform hur denna mekanism fungerar. 3p Svar: a) Depurinering. Replikationsfel ger också rätt b) BER, nukleotidspecifikt glykosylas tar bort nukleotiden, AP endonukleas och fosfodiesteras tar bort socker och fosfatgruppen, DNA ligas sammanfogar fragmenten 6
5. I figuren nedan ser du en DNA molekyl från en könscell under replikationen. Den största delen av DNA molekylen är replikerad och dubbelsträngad men ändarna är fortfarande enkelsträngade. X representerar replikationsstarten (ori). 5 ------------------------X------------------------------------------- ----------------X------------------------------- a b c d Markera ändarna i figuren på DNA strängarna ovan och ange vilka av dem som har en fri fosfatgrupp och vilka av dem som har en fri hydroxylgrupp. Ange minst två olika typer interaktioner/bindningar som stabiliserar en DNA molekyl. Vilken ände på ovanstående DNA molekyl kan förlängas av enzymet DNA polymeras? Markera detta tydligt i figuren ovan. Vilken ände behöver hjälp av enzymet telomeras? Markera detta tydligt i figuren ovan. Svar: a) 5 -----------------3 3 -----------------5 5 ändarna har en fri fosfatgrupp och 3 ändarna har en fri OH-grupp. b) Vätebindningar mellan komplementära baserna på olika polydeoxynukleotidkedjorna och hydrofoba base-stacking interaktioner mellan baserna på samma kedja. c) 3 ände d) 5 ände 7
6. Ange om nedanstående påståenden gäller (I) replikationen, (II) transkriptionen eller (III) translationen. Någon/några av påståendena kan passa in på ingen/flera av processerna. För att få poäng för påståendet måste ditt svar vara helt korrekt för respektive påstående. 5p Svara här: a Kommer närmast efter splitsningen III b Sker i cellkärnan I, II c Sker i mitokondrien I, II, III d DNA är en ingående komponent i processen I, II e RNA är en ingående komponent i processen I, II, III f trna bildas i denna II g Regleras av promotorregionen II h E-sätet finns endast hos bakterier III i RNA interferens reglerar denna process III j PCR kan sägas härma denna process i stor skala I 8
7. Influensavirus har glykoproteinet neuraminidas på sin yta vilket klyver bindningar mellan de nybildade viruspartiklarna och den infekterade cellen. Neuraminidas är en homotetramer med β-flak som dominerande sekundär struktur. I det aktiva sätet av neuraminidaset finns två aminosyror som bestämmer influensavirusets känslighet mot läkemedlet Oseltamivir. Dessa aminosyror är histidin (His) och glutamat (Glu). a Välj och ringa in en eller flera aminosyror i kolumnen nedan till höger som influensaviruset kan mutera His respektive Glu till, för att med stor sannolikhet behålla sin känslighet mot Oseltamivir. (His - histidin, Asp - aspartat, Gly - glycin, Ser - serin, Arg - arginin, Lys -lysin, Glu - glutamat, Cys - cystein, Trp - tryptofan, Tyr - tyrosin) Motivera även ditt svar. 2p His Asp, Gly, Ser, Arg, Lys Motivering: Svar: Arg och Lys har samma laddning som His (positiv). Glu Cys, Trp, Lys, Asp, Tyr Motivering: Svar: Glu har samma laddning som Asp (negativ) b Vika bindningar stabiliserar neuraminidasets sekundära struktur och var i molekylen uppstår dessa bindningar (mellan vilka atomer/grupper atomer)? Svar: Vätebindningar mellan karbonylsyre och iminväte (syre och väte som ingår i peptidbindningar). Sidogrupperna i aminosyror är icke-involverade i dessa bindningar 9
c Neuraminidas är ett glykoprotein. På vilket sätt ändrar glykosyleringen proteinernas egenskaper? Svar: Glykosyleringen ökar proteinernas löslighet och stabilitet (motståndskarft till nedbrytning). 10
8. Splitsning kan katalyseras av ribozymer. a Hur definieras ribozymer? Vad kallas splitsningsribozymer och vilka komponenter består dessa av? b Olika typer introner kan delas upp i tre grupper - I, II och III. På vilket sätt kommer pre-mrna att splitsas från en gen som kodas av mitokondriellt DNA och transkriberas och translateras i mitokondrien? 2p Svar: a) Ribozymer är katalytiska RNAer. Splitsningsribozymer kallas spliceosomer. Spliceosomer består av SNRPs (uridinrika snrnaer + proteiner) och splitsningsfaktorer (regulatoriska proteiner som SR, hnrnp). b) Antigen I eller II. I mitokondrier finns inga snrnaer som är huvudkomponenter i spliceosomer. 11
9. Redogör för uppbyggnaden av RNA polymeras II pre-initieringskomplexet (PIC). Svaret ska inkludera de ingående komponenterna och deras interaktion med specifika DNAsekvenser. En av de ingående PIC-komponenterna är ett multiproteinkomplex med två viktiga enzymatiska aktiviteter. Dessa aktiviteter är avgörande för transkriptionsstarten. Vilken PIC-komponent är detta? Ange även vilka enzymatiska aktiviteter den har och på vilket sätt dessa påverkar transkriptionsstarten. 4p Svar: RNA polymeras II pre-initieringskomplexet består av basala TF och RNApolymeras II. TBP binder först till TATA-boxen i DNAs promotorsregion. Till TBP binder andra basala TF (B, F, E, H) och RNA-polymeras II. TFIIH har helikas- och kinasaktiviteter. Genom sin helikasaktivitet öppnar TFIIH DNA molekylen nära transkriptionsstarten (ATP-krävande process) och skapar ett öppet komplex. Genom sin kinasaktivitet fosforylerar TFIIH CTD av RNA polymeras II och initierar transkriptionen. RNA pol II dissocierar från basala transkriptionskomplexet, lämnar promotorsregionen och börjar transkriptionen. (Ref: Lehninger, kap 26.1) 12
10. Ange för varje påstående nedan om det är rätt (R), delvis korrekt (DR) eller fel (F), och rätta eventuella felaktigheter. 4p a b c d e Till skillnad från de manliga könscellerna påbörjar äggcellen sin första meios redan under fosterstadiet. Eventuell korrigering: Testosteron styr att de indifferenta gonaderna hos manliga foster utvecklas till testiklar Eventuell korrigering: Sertolicellerna i testikeln bygger bl.a upp blod-testikelbarriären, som åtskiljer de färdiga spermierna ifrån de sekundära spermatocyterna. Eventuell korrigering: Spermierna får sin rörelseförmåga först i epididymis, alltså sedan de lämnat själva testikeln. Eventuell korrigering: Leydigcellerna i testikeln motsvaras av äggfollikelns theca interna och den centrala funktionen hos dessa båda typer av celler är produktionen av könshormoner. Eventuell korrigering: Svara här: 13
Svarsmall: a) Korrekt (0,5 p) b) Fel (0,5 p) Ska vara testes determing factor (TDF) (0,5 p) c) Delvis rätt (0,5 p + att det är sertolicellerna som är rätt 0,5 p), men blodtestikelbarriären åtskiljer primära och sekundära spermatocyter (0,5 p) d) Korrekt (0,5 p) e) Korrekt (0,5 p) 14
11. Spermierna utvecklas bäst vid lägre temperatur än normal kroppstemperatur. Att temperaturen i testiklarna hålls på en jämn nivå kring 34 C är alltså avgörande för spermiernas utveckling. 3p Ge tre exempel på strukturer och mekanismer som bidrar till att temperaturen i testiklarna hålls på denna nivå (Obs: Poängavdrag om du anger fler än tre mekanismer och något är fel). Svarsmall: a) Testiklarna vandrar under fosterstadiet eller tidig barndom ner i pungen, b) cremasterreflexen som gör att m. cremaster drar ihop sig vid kyla varvid testikeln dras närmare upp mot kroppen c). Venplexat i sädessträngen (v.v pampiniformis) fungerar som värmeväxlare. d) Huden i pungen är rikt veckad och kan slätas ut vid värme.. e) och innehåller rikligt med svettkörtlar som aktiveras vid värmed. 1 p per rätt alternativ, max 3 p. 15
12. Två av bokstäverna A-F ovan markerar två av de accessoriska körtlarna hos mannen a Ange vilken bokstav som markerar respektive körtel och en av de huvudsakliga funktionerna för respektive körtel b Det finns ett tredje par av accessoriska körtlar. Märk ut på vilken nivå i figuren du vill placera dessa körtlar (du behöver inte rita ut själva körteln) samt detta körtelpars namn. c Detta tredje par av accessoriska körtlar har en viktig funktion vid sexuell stimulering strax före den egentliga ejakulationen. Vilken? 2p Svarsmall: a). C = sädesblåsorna (0,5 p) som prducerar fruktos för enegrikälla för spermierna (0,5 p). D = prostata (0,5 p), prducerar alkaliska fosfataser som neutraliserar sur miljö i vagina (0,5 p) alt bidrar med huvuddelen av ejakulatet i form av enzymer o glykoproteiner (0,5 p, båda alternativen är rätt) b) Glandular bulbourethralis, eller Cooperska körtlarna (0,5 p). Sitter alldeles nedanför prostata (0,5 p) c) Producerar den s.k. försatsen ( 0,5 p) som smörjer kring vagina (0,5 p) 16
13. Livmoderväggen hos den vuxna kvinnan är uppbyggd av tre lager, och det innersta lagret kan dessutom delas i två. Redogör för de olika skikten i livmoderväggen och vad som kännetecknar dem. 4p Svar: I) Endometrium a) stratum funktionalis som stöts bort vid menstruationen, innehåller ett enkelt kubiskt till cylindriskt epitel,spiralartärer och uteruskörtlar och stroma (1 p) b) Stratum basalis som prolifierar och bildar en ny stratum funktionalis efter menstruation (1 p) Myomterium Tjockt lager av glatt musulatur Rikt vaskulariserad (1 p). Perimetrium Serosa -Tunt bindvävslager täckt av enkelt plattepitel ( (1 p). 17
14. Vid operation av livmodercancer då man tar bort hela livmodern krävs extra uppmärksamhet så att man inte råkar skada uretärerna (urinledarna). På ett par ställen löper uretärerna i nära anslutning till livmodern. a Vid vilka ställen löper uretärerna nära livmodern b Vilka för livmodern viktiga blodkärl löper nära uretären på dessa 2 ställen? 4p Svar: a) Vid ingången till lilla bäckenet respektive respektive där uretärerna i höjd med cervix går in i urinblåsan. b) Vid bäckeningången löper uretären nära ovaricakärlen och i cervixhöjd nära A. Uterina 18
15. Det finns flera olika metoder för smärtlindring i samband med förlossning. En metod som inte längre är så vanlig är att blockera smärtimpulserna genom att injicera lokalbedövning runt en specifik nerv. Platsen där injektionen ska läggas identifieras genom att läkaren/barnmorskan via slidan identifierar det nedre, bakre utskottet på bäckenskoveln (spina ischiadicum) a Vilken nerv löper nära denna benstruktur? b Vilket område i kvinnans underliv bedövas? Svar: a) N. pudendus b) Bäckenbotten (Vulva, perineum och nedre tredjedelen av vagina) 19