Tentamen Reproduktion och Utveckling, 2012-05- 05 Observera: Skriv endast en fråga per blad Maria Björkqvists fråga: 1. Katarina har nyss fyllt 23 år och har för första gången fått kallelse till hälsokontroll med s.k. cellprov via sin vårdcentral. Av brevet framgår att detta är en hälsokontroll som regelbundet erbjuds alla kvinnor i Sverige mellan 23 och 59 år, och att syftet är att tidigt upptäcka cellförändringar, som kan vara förstadier till cervixcancer. a) Slidan och cervix innehåller två olika typer av epitelceller. Vilka och vad kännetecknar dem? (2 p) b) Risken för den här typen av cellförändringar är störst i gränszonen där de här två olika typerna av slemhinneepitel möts. Därför tar man alltid prov just från det här området. Var? (1 p) a) Skivepitel som är skiktat i flera lager samt enradigt körtelepitel med cylindriska celler b) På livmodertappen (portio)
Åke Strids fråga: 2. Den genetiska koden och punktmutation. Blödarsjuka (hemofili) är ett recessivt tillstånd som är bunden till X- kromosomen. I hemofili typ B är genen för en av komponenterna (Faktor IX) i blodets koagulationskaskad muterad. Faktor IX är ett enzym (ett proteas) och har i hemofili B i större eller mindre utsträckning förlorat sin funktion. En av de förekommande mutationstyperna i genen för Faktor IX innebär att en cystein i position 111 i proteinet ersatts av en arginin. Ange de olika varianterna på hur en sådan mutation skulle kunna ske med hjälp av den genetiska koden ovan och diskutera också vilken/vilka av dessa varianter som är troligast. (3 p) I DNA är de två tripletterna för Cys TGT resp TGC medan Arg har sex CGT, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG. En punktmutation av TGT till CGT (0,5 p), resp TGC till CGC (0,5 p) skulle kunna vara orsaken till utbyte av Cys mot Arg. Genom två efter varann följande punktmutationer (eller ett samtida utbyte av två baser) skulle TGT kunna göras om till CGC, CGA, CGG, AGA eller AGG (0,5 p). På samma sätt skulle TGC kunna omvandlas till CGT, CGA, CGG, AGA eller AGG (0,5 p). De två förstnämnda (=en enstaka punktmutation) är betydligt mer sannolikt (1p) av statistiska (och empiriska) skäl. Åke Strids fråga: 3. Aminosyror a) Bilden visar en förenklad figur av proteinet glykoforin A som återfinns i de röda blodkropparnas cellmembran. Den delen av proteinet som går genom membranet innehåller ca 20 aminosyror och dess sekundärstruktur är i form av en α- spiral. Vilka av de tjugo aminosyrorna (bilden nedan) skulle du förvänta dig att finna i den delen av polypeptiden som går genom membranet? Varför? (4p) Eftersom fettsyrasvansarna i membranets lipider är hydrofoba förväntas hydrofoba aminosyror finnas i denna del av proteinet (enligt principen lika löser lika ; ger 1p). Därför är största sannolikheten att finna följande sju aminosyror där: Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Met och Phe (den senare är rent hydrofob även om den normalt klassas med de övriga aromatiska aminosyrorna vilka dock har mer amfifatisk karaktär). Prolin bryter a- spiraler varför den troligen inte återfinns i membranet. Angivande av var och en av dessa aminosyror ger 0,5p var (dock max 3p totalt).
!!!
Åke Strids fråga 4. Translationen Aminoacyl- trna- syntetaser är de enda komponenterna i genexpressionen som kan översätta den genetiska koden. Förklara hur det kan vara på det sättet. (2p). Aminoacyl- trna- syntetaser överför den genetiska informationen hos nukleinsyror till proteininformation genom att binda sin aminosyra och länka denna till de korrekta trna:erna. Åke Strids fråga 5. Proteinstruktur och analys Du vill analysera humant insulin (A- kedjan har massan 2400 Da och B- kedjan har massan 3400 Da) med hjälp av SDS- PAGE. a) Hur förväntas resultatet se ut på elektroforesgelen? Markera även brunnarna, proteinets vandringsriktning samt de negativa och poitiva polerna (2p) b) Hur skulle resultatet se ut om du glömt tillsätta DTT (ditiotreitol) och vad säger detta om insulinets struktur? (1p) c) Vilka strukturnivåer pratar man om när det gäller proteiner i allmänhet och vad innebär dessa. En mening per strukturnivå räcker som svar! (2p) a) Ett band motsvarande A- kedjan (vandrar längst mot pluspolen), ett motsvarande B- kedjan (vandrar kortast) b) Ett band motsvarande en storlek på 5800 Da (0,5p) på gelen. De två kedjorna hålls samman av disulfindbryggor (0,5p) c) Primärstrukturen: sekvensen av aminosyraresterna i polypeptidkedjan (0,5p) Sekundärstrukturen: det regelbundna veckningen av polypeptidkedjan som ger upphov till t ex α- spiraler och β- flak (0,5p) Tertiärstrukturen: Polypeptidkedjans tredimensionella struktur (0,5p) Kvartärstrukturen: Sammansättning av polypeptidkedjor (subenheter) för att bilda ett aktivt proteinkomplex (0,5p) Åke Strids fråga 6. Splitsning Vilka av följande påståenden stämmer för splitsningen? Rätta dessutom de felaktiga påståendena. (5p) a) Splitsningen sker i cellkärnan b) Splitsning av RNA sker endast för proteinkodande gener c) snrnp:er är viktiga beståndsdelar i komplexet som utför splitsningen d) En specifik uracil (U) i intronen har en avgörande betydelse för den kemiska reaktionmekanismen vid splitsningen (nukleofil attack). e) Oberoende av vävnad kan varje enskild gen endast ge upphov till en enda typ av moget mrna. Rätt: a,c b) Även RNA- kodande geners produkter splitsas, t ex trnaer d) Det är ett specifikt konserverat A som spelar denna avgörande roll e) Alternativt splitsning är ett relativt vanligt fenomen t ex med olika splitsningsprodukter i olika vävnader. Åke Strids fråga
7. Para ihop varje romersk siffra (I- IV) som motsvarar cellbiologiska komponenter med rätt påstående som anges med latinska bokstäver (a- h). Varje romersk siffra kan paras ihop med mer än en bokstav: (I) promotor (II) cap, (III) ori, och (IV) trna. Det räcker att svara: I: s,u,x; II:p,s,w; III:. etc (4p) a) Många sådana är förutsättningen för relativt snabb replikation av ett eukaryot genom b) Utan denna ingen splitsning c) Består av aminosyror d) Består av en eller flera ribonukleotider e) Positionerar mrna i ribosomen f) Aminoacylgrupper länkas hit g) Deltar i regleringen av genuttryck på transkriptionell nivå h) Associeras med helikas i) 5S, 5.8S, 18S och 28S är några av de ingående komponenterna j) Här kan proteiner binda I: g,j; II: d,e; III: a,h,j; IV: d,f. Påståendena b,c,i stämmer inte med någon komponent. Endast helt rätt svar på varje enskild romersk bosktav ger 1 poäng styck. Karin Franzéns fråga 8. Beskriv översiktligt hur olika cellcykelreglerande proteinklasser kan reglera cellcykeln. Namnge även ett exempel på enzym i varje klass. (3p) Cykliner (ex Cyklin D) varierar cykliskt i cellcykelns olika faser och aktiverar CDKs (ex CDK4) som i sin tur fosforylerar målproteiner i cellcykeln, t ex prb. Cellcykeln kan bromsas med CKIs (ex p21), vilka blockerar CDK/cyklinkomplexet. Karin Franzéns fråga 9. Nedanstående pedigree illustrerar arvsgången för en ärftlig sjukdom. Fylld symbol betyder att en individ är drabbad, kvadrat står för män och cirkel för kvinnor. Uteslut spontana mutationer. I 1 2 II 1 2 4 5 III 1 2 3 3 4 a) Vilket eller vilka av de klassiska nedärvningsmönstren kan vara möjliga för ovanstående pedigree? Motivera ditt svar. (3p) b) DNA finns generellt sett i kärnan hos eukaryota organismer, men en mindre del av DNAt finns även i mitokondrierna. När ett ägg befruktas av en spermie överförs inte pappans mitokondrier till ägget. Skulle man även kunna tänka sig mitokondriellt nedärvningsmönster i ovanstående pedigree? Motivera ditt svar. (2p)
a) AD: I- 1 och II- 2 för vidare det dominanta anlaget till alla sina barn medan II- 4 för vidare det recessiva (i detta fall normala) anlaget. AR: I- 2 och II- 1 heterozygota för det recessiva anlaget och för vidare detta till alla sina barn. XD: Ej möjligt, då III- 4 iså fall borde vara sjuk, eftersom pappan för över sin sjuka X till alla barn. XR: Ej möjligt, då I- 2 är frisk och samtliga av hans barn är sjuka. b) Mitokondriellt nedärvningsmönster också möjligt eftersom anlaget endast nedärvs via kvinnor. Män som har anlaget för ej vidare detta till sina barn, medan samtliga kvinnor som har anlaget ger det till alla sina barn. Karin Franzéns fråga 10. Slumpen är involverad när fenotypen på en individ bestäms. Redogör i punktform för tre sätt för hur den genetiska slumpen är involverad och hur den kan påverka fenotypen, alltså tidsmässigt sett mellan meiosens start tills dess att zygoten har bildats. (3p) Vilken spermie som kommer först, vilket ägg som lossnar, överkorsningar, vilken av de homologa kromosomerna som går till vilken dottercell i anafas 1, vilken av systerkromatiderna som går till vilken cell i anafas 2, mutationer. 1 poäng per svar Karin Franzéns fråga 11. Ange vilka av nedanstående påståenden/uppgifter som hör till mitos, meios, S- fas eller kombination av dessa! (6p) a) Resultatet av denna process är haploida dotterceller b) Bilden nedan visar en cell med tre par homologa kromosomer c) Överkorsningar sker d) Bilden nedan visar en cell med fyra kromosomer e)
f) Systerkromatider separerar a) meios b) meios c) meios d) mitos och meios e) S- fas f) mitos och meios Helt korrekt svar krävs för 1p Per- Erik Olssons fråga 12. Beskriv 2 skillnader och 2 likheter i nukleära och membranbundna steroidhormonreceptorers egenskaper. (4 p) Likheter och skillnader mellan membranbundna och nukleära steroidhormonreceptorer. Likheter: Båda är ligandaktiverade. Båda binder samma ligander Kärnreceptorer kan också aktivera 2nd messenger system Skillnader: Belägna i membran respektive cytosolen Verkar via G- protein receptorer (membran) - Verkar genomiskt (nukleär) Verkar uteslutande via 2nd messenger system (membran)- Framförallt via transkription (nukleär) Maria Bjökqvists fråga 13. Viagra är ett ganska nytt och mycket uppmärksammat läkemedel som i utvalda fall kan användas för att behandla tillstånd med nedsatt erektion, framförallt om det finns bakomliggande medicinska orsaker till problemen, t.ex hos äldre män där förträngningar i de små blodkärl som försörjer penis kan bidra till nedsatt erektion. a) Viagra verkar genom att hämma nedbrytningen av cgmp i corpus spongiosum och förstärker därmed effekten av NO. Varför kan detta leda till förbättrad erektion? (1 p). b) Erektion kan utlösas av sinnesförnimmelser på olika nivåer av nervsystemet. Vilka och vilken typ av stimuli handlar det om på respektive nivå? (2 p) c) Redogör för den affarenta och efferenta innervationen vid erektion alltifrån ryggmärgsnivå till perifera nerver (5 p) a) NO relaxerar den glatta muskulaturen i penis arterioli och ökar därmed blodflödet till svällkropparna. Då svällkropparna fylls uppstår erektionen (detta räcker för poäng, krävs inte att man beskriver interaktionen mellan NO o cgmp) b) Dels i hjärnan via t.ex syn- och hörselintryck, drömmar, fantasier etc dels på perifer nivå genom taktil stimulering av receptorer inom erogena zoner (yttre könsorganen, ger poäng även om man bara skrivit penis ). c) Svaret ska innehålla: Erektionen medieras via minskad aktivitet i sympatiska nervceller till penis och ökad parasympatisk aktivitet (1 p).de afferenta impulserna från genitalia leds via n. pudendalis till ryggmärgen (1 p) där omkoppling sker till efferenta parasympatiska nervtrådar som lämnar ryggmärgen på sacral nivå (1 p). I nervplexa i bäckenet sammanstrålar dessa med de parasympatiska nertrådar som medierar impulserna från hjärnan (1 p). Via nn ereogentes leds impulserna vidare till penis (1 p). Maria Bjökqvists fråga 14. Beskriv de förändringar som spermien respektive äggcellen genomgår i anslutning till befruktningen från det att spermien bundit till oocyten. (4 p)
Spermien genomgår den den sk acrosomreactionen (1 p) vilket bl.a frigör enzymer som kan penetrera zonapellucida (1 p). Då spermien binder till oocytens plasmamembran stimuleras äggcellen till att fullborda meios II. (1 p) Kromosomerna i äggcellen respektive spermien vandrar mot mitten i respektive cell., där överkorsning sker sedan cellerna förenat sig med varandra (1 p). Därefter inleds den första mitosen genom att DNA replikeras (4 p).
Maria Bjökqvists fråga 15. Ange namnen på de strukturer som märkts ut på nedanstående bild av kvinnans underliv. (3 p) Svar: (0.5 p per rätt svar, svensk eller latinsk benämning)
Maria Bjökqvists fråga 16. Vid ägglossningen fångas äggcellen med sina omgivande stödjeceller upp av äggledaren. Beskriv med hjälp av bilden och egna figurer a) hur äggcellen med omgivande celler fångas upp i äggledaren, b) var befruktningen äger rum c) de olika stadierna i den tidiga embryonala utvecklingen fram tills det tidiga embryot med omgivande vävnad slutligen fäster vid livmoderväggen (implantationen) inklusive i vilken del av livmodern detta i normalfallet sker. Där kan du stanna och behöver alltså inte beskriva vidare hur implantationen fortlöper, men d) hur är tidsförloppen från ägglossning fram till implantationen? (8 p) Svaret skall innehålla: Att äggcellen fångas upp i av infindibulums fimbrier och befruktas i ampullen (1p), formeringen av zygoten. De tidiga celldelningarna: Fyra- cells stadiet (1 p) morula (3-4 d efter befruktningen (2 p) och blastocyst (4-5 d)(2 p) och implantationen i corpus uteri efter 6-7 d (2 p). För full pott (2 p) på resp stadium krävs rätt benämning (morula etc), riktig principiell skiss, lokalisation och tidsangivelse.