1. No category

Kontinuasjonseksamen, MED/ODSEM/ERN1100, modul 1, blokk 2 – Høst 2015
Fredag 13. november 2015 kl. 09:00-15:00
Oppgavesettet består av 7 sider, inkludert vedlegg 1
Viktige opplysninger:
Hjelpemidler: kalkulator av typen Citizen SR-270X
Oppgave A (12 vekttall)
1.
Beskriv oppbygningen av et nukleosom.
2.
Beskriv prinsippene for PCR (polymerase-kjedereaksjonen).
3.
Beskriv tre posttranskripsjonelle modifikasjoner av et primærtranskript for
mRNA.
4.
Ulike proteiner festes til/forankres i plasmamembranen på ulike måter. Beskriv
minst fire.
Oppgave B (12 vekttall)
I en familie er to søsken alvorlig syke. De hadde alle en svært sjelden sykdom med
epilepsi og ufrivillige bevegelser fra 2-3 måneders alder, de var forsinket
psykomotorisk, og undersøkelser viste tap av hjernevev. Slektstreet til familien er vist
under.
5.
a. Hva er den mest sannsynlige arvegangen? Begrunn svaret.
Side 1 av 7
Det er kjent at mutasjoner i genet PIGT kan gi en sykdom med kliniske trekk som
stemmer overens med sykdommen til pasientene i familien. Sekvensering av dette
genet i pasient II.1 påviste fire genetiske varianter sammenlignet med
referansegenomet (Tabell 1).
b. Hva menes med begrepet et referansegenom?
Tabell 1:
Posisjon i PIGT cDNA
Base i referansegenomet
Genotype til pasient II.1
Allelfrekvens for
pasientens variant
1061
C
T
0,02
1068
G
C
<0,00001
1079
G
T
<0,00001
1093
A
C
<0,00001
Tabell 2:
Figur 1. Sammenligning av proteiner kodet av PIGT ortologer fra forskjellige arter.
c. Bruk informasjonen i Tabell 1, 2 og i Figur 1 til å finne hvilke aminosyreforandringer baseendringene som ble påvist i pasienten resulterer i.
En av variantene i pasient II.1 er tidligere vist å være sykdomsgivende.
d. Bruk informasjonen i Tabell 1 og Figur 1 til å begrunne hvilken aminosyreforandring du mener er den sykdomsgivende.
Side 2 av 7
Ekteparet Nils og Nina har begge søsken med Føllings sykdom (fenylketonuri).
Føllings sykdom er en autosomal recessiv sykdom som skyldes mutasjoner i genet
PAH som koder for enzymet fenylalanin-hydroksylase. Nils og Nina er ikke selv
affiserte.
6.
a. Hva er sannsynligheten for at Nils er bærer av PAH-mutasjon? Og hva er
sannsynligheten for at Nina er bærer?
b. Hva er sannsynligheten for at Nils og Nina får et barn med Føllings sykdom?
Du får oppgitt at forekomsten av Føllings sykdom er omtrent 1/10 000 i Norge.
7.
a. Angi formelen for Hardy-Weinberg likevekt.
b. Hva er allelfrekvensen av PAH mutasjon gitt Hardy-Weinberg likevekt?
c. Hva er bærerfrekvensen av PAH mutasjon i den norske befolkningen?
Oppgave C (8 vekttall)
8.
a. Beskriv mekanismen for hvordan aktivering av en kjernereseptor direkte kan
endre genuttrykket.
b. Angi hvilke proteindomener man finner i en slik reseptor.
c. Gi to eksempler på kjernereseptorer som danner heterodimerer med RXR og
påvirkes av næringsstoffer.
d. Hvilke næringsstoff(er) aktiverer de to kjernereseptorene du nevner over.
Flere typer reseptorer kan ved aktivering gi enten direkte eller indirekte endret
genuttrykk.
9.
Beskriv mekanismene for hvordan aktivering av henholdsvis heteromere Gproteinreseptorer og cytokinreseptorer indirekte kan gi endret genuttrykk. Bruk
gjerne tegninger.
Oppgave D (6 vekttall)
10. Forklar begrepet flertrinnskarsinogenese.
11.
a. Angi to proto-onkogener og to tumorsuppressorgener i pRB-signalveien (pRBpathway), dvs gener som koder for proteinene involvert i R-punktet i G1.
b. Forklar hvordan mutasjoner i genene du har angitt i a) kan bidra til kreftutvikling.
Oppgave E (8 vekttall)
12.
a. Gjør kort rede for ulike tiltrekningskrefter som virker mellom molekyler.
b. Hva er spesielt med hydrogenbindingen? Hva menes i denne forbindelsen med
H-donor og H-akseptor?
c. Hvorfor er det i biokjemien i praksis bare N- og O-atomer som sammen med
hydrogen deltar som donor og akseptor?
Side 3 av 7
Vi har følgende biokjemiske reaksjon: A + B
C+D
13. Angi om hvert av de følgende utsagn gir en korrekt beskrivelse av forhold som
bestemmer retningen for reaksjonen. Begrunn dine svar:
a. Reaksjonen vil under standard betingelser gå spontant fremover dersom ΔGO
da har en stor, positiv verdi.
b. [A] x [B] må være større enn [C] x [D] om reaksjonen skal reverseres.
c. Reaksjonsretningen bestemmes av størrelsen på ΔG som igjen er avhengig
både av størrelsen på ΔGO og konsentrasjoner av reaktantene.
d. For at reaksjonen skal gå fremover må enzymet som katalyserer reaksjonen
kunne fungere med >60% av V max .
14. Hvilke(t) av følgende utsagn er rett eller galt? Den målte maksimale hastigheten
(V max ) til en enzymreaksjon:
a.
b.
c.
d.
e.
er uavhengig av mengde enzym i reaksjonen.
er økt i nærvær av en ikke-konkurrerende inhibitor.
er lik reaksjonshastigheten når substratkonsentrasjonen [S] = K m
påvirkes ikke av en konkurrerende inhibitor.
kan bestemmes fra skjæringspunktet med x-aksen i et Lineweaver-Burk plot
(1/v o vs. 1/[S]).
Oppgave F (14 vekttall)
15.
a. Gjør skjematisk rede for glukoneogenesen (strukturformler kreves ikke).
b. Angi hvilke trinn i glukoneogenesen som er regulerbare.
c. Angi minst tre ulike måter som enzymer i glukoneogenesen blir regulert på.
16. Forklar hvorfor acetyl CoA er et viktig veikryss i metabolismen. Bruk gjerne en
figur.
Under hardt muskelarbeid kan det dannes laktat i muskelceller. Laktat kan deretter bli
omdannet til glukose i lever.
17.
a. Hva kalles syklusen som beskriver denne prosessen?
b. Gjør rede for reaksjonstrinnene i denne syklusen. Benytt gjerne en tegning.
18. Gjør kort rede for purinnedbrytning og dannelse av urinsyre.
Oppgave G (6 vekttall)
19.
a. Beskriv den generelle oppbygningen til intermediære filamenter (IF).
b. Forklar hvordan «coiled coils» dannes.
c. Forklar ut fra strukturen hvorfor det ikke er motorproteiner assosiert med IF.
20.
a. Angi minst fire ulike klasser av adhesjonsmolekyler.
b. Beskriv ulike funksjoner til disse klassene adhesjonsmolekyler.
21. Beskriv struktur og funksjoner til ulike hovedtyper kollagener.
Side 4 av 7
Oppgave H (4 vekttall)
22. Hva menes med aktiv og passiv membrantransport? Gi eksempler på hver av
dem.
23. Hvordan passerer vann gjennom plasmamembranen? Gi minst to eksempler.
Oppgave I (6 vekttall)
Klatrin er et kappeprotein som benyttes i vesikkeldannelse.
24.
a. Beskriv strukturen til klatrin.
b. Forklar hva som bestemmer hvor en klatrinkappe dannes.
25.
a. Beskriv kort autofagiprosessen.
b. Gi en forklaring på hvordan defekter i autofagiprosessen kan gi opphav til
sykdommer.
Oppgave J (6 vekttall)
26.
a. Tegn et tidsforløp til et aksjonspotensial. Vis på tegningen de omtrentlige
membranpotensialnivåene som svarer til hvilemembranpotensialet, terskel for
aktivering av aksjonspotensialet, og aksjonspotensialets topp-punkt.
b. Hva menes med begrepene absolutt refraktærperiode og relativ
refraktærperiode, og hvilke mekanismer ligger til grunn for disse?
Oppgave K (6 vekttall)
27.
a. Skissér de viktigste trinnene i utviklingen fra den første delingen av det
befruktede egget fram til blastocyststadiet. Beskriv tidsforløpet og angi hvor
mange celler det finnes ved hvert trinn.
b. Vil antall celler fram til blastocyststadiet alltid være 2n der n er et helt tall?
Begrunn svaret.
c. Hva menes med begrepet “den indre cellemassen”?
Oppgave L (12 vekttall)
28.
Skjelettet skal kunne bære vekt, motstå trykk og danne utspring og feste for muskler,
sener, ligamenter, og leddkapsler.
a. Benvevet kan motstå kompresjons-, strekk-, vridnings- og skjærekrefter. Forklar
hvilke egenskaper ved ekstracellulærmatriks som bidrar til dette.
b. Hvilke to hovedtyper av benvev er knoklene våre bygget opp av?
c. Benvevet vårt er i konstant forandring. Gjør kort rede for hva som påvirker
benvevets oppbygning og struktur, og for hvilke celler som er involvert i
prosessen.
Side 5 av 7
Noen organeller/elementer i cellen er omsluttet av to membraner.
29. Gjør kort rede for organisering av ytre og indre membran for to av disse
organellene.
30. I vedlegg 1 vises tre forskjellige typer epitelvev i bilde 1-3. Besvar for hvert bilde
følgende spørsmål:
a. Hvilken type epitelvev er det?
b. Hvor finner man slikt vev? (ett eksempel er tilstrekkelig).
c. Hvilken type spesialisering/modifisering har vevet/cellene på den ytre
overflaten?
d. Hvordan bidrar denne spesialiseringen til vevets funksjon?
Det medisinske fakultet, Oslo, 30. oktober 2015
___________________________________
Signatur leder av eksamenskommisjon
Side 6 av 7
Vedlegg 1, Kontinuasjonseksamen, MED/ODSEM/ERN1100, modul 1, blokk 2, Høst
Side 7 av 7
Kontinuasjonseksamen, MED/ODSEM/ERN1100, modul 1, blokk 2 – Høst 2015
Fredag 13. november 2015 kl. 09:00-15:00
Oppgavesettet består av 7 sider, inkludert vedlegg 1
Viktige opplysninger:
Hjelpemidler: kalkulator av typen Citizen SR-270X
SENSORVEILEDNING
Oppgave A (12 vekttall)
1.
Et nukleosom består av DNA og proteiner (histoner). Nukleosomkjernen består
av åtte histonmolekyler, to av hver av H2A, H2B, H3 og H4. Rundt disse
basiske proteinene er DNA kveilet. Det er 147 basepar av DNA som er kveilet
rundt de åtte histonene. Disse nukleosomkjernene er forbundet med "linker
DNA” som er ca. 80 basepar lange. En femte histonvariant (H1) er knyttet til
"linker DNA”.
2.
For å utføre en standard PCR trengs dobbelttrådig DNA, 2 primere, dNTP og en
varmestabil DNA-polymerase.
Hver syklus består av følgende trinn:
- DNA blir varmet opp for å skille trådene i DNA (denaturering; ved ca. 95°C ).
- Spesifikke primere blir hybridisert til de 2 trådene (annealing/hybridisering;
ved ca. 55°C).
- En varmestabil DNA-polymerase syntetiserer nye DNA-tråder ved å
inkorporere inkorporere dNTP (DNA-syntese/polymerisering; ved ca. 70°C).
Hvert steg i denne prosessen foregår ved forskjellige temperaturer. Denne
syklusen blir kjørt mange ganger (ca. 30 ganger). På denne måten kan
DNA amplifiseres.
3.
Studentene skal her beskrive følgende prosesser: Capping, spleising og
påhekting av poly-A-hale.
4.
Forventer fire av de følgende alternativene:
•
•
•
•
•
•
•
•
Type I transmembranproteiner: C-terminus inne
Type II TM proteiner: N-terminus inne
Multipass TM proteiner
GPI-koblede proteiner
Festet vha tilkoblede lipidgrupper (prenylering, palmitoylering, myristylering)
Festet via en amfipatisk heliks
Festet indirekte via binding til andre TM proteiner
Festet via binding til spesifikke fosfolipider (f.eks. PH-domene-proteiner)
Side 1 av 13
Oppgave B (12 vekttall)
5.
a. Den mest sannsynlige arvegangen er autosomal recessiv. Siden foreldrene er
nært beslektet, er det sannsynlig at de bærer samme sykdomsallel slik at barna
er homozygote for dette allelet. Siden ingen av foreldrene, men flere av barna
er syke vil det være lite sannsynlig at barnas sykdom skyldes en de novo
dominant mutasjon. Det er heller ikke sannsynlig at sykdommen er X-bundet
recessivt nedarvet fordi vi da kunne forvente at far var syk. Den er ikke Ybundet siden en datter er syk.
Med et så lite tallmateriale kan ikke prosentvis fordeling av fenotypene i
generasjon II brukes i argumentasjonen.
b. Referansegenomet er en haploid mosaikk-sekvens generert gjennom
sekvensering av ulike personers DNA.
c. Aminosyreforandringene i pasienten:
Posisjon i PIGT cDNA
1061
1068
1079
1093
Aminosyre i følge koden i
Ala
Arg
Gly
Lys
referansegenomet
Aminosyre i følge
Val
Arg
Val
Gln
genotypen til pasient II.1
d. En svært lav allelfrekvens i populasjonen vil være forventet for en variant som
forårsaker en meget sjelden, alvorlig sykdom. Derfor er ikke varianten i posisjon
1061, som er en polymorfisme, en sannsynlig kandidat.
Varianten i posisjon 1068 gir ikke en aminosyreforandring og vil derfor være en
mindre sannsynlig kandidat.
Byttet av Lys (basisk, positiv) til Gln (polar, uladd) som resultat av varianten i
posisjon 1093 vil kunne holdes frem som en sannsynlig kandidat.
Varianten i posisjon 1079 vil være en sterk kandidat idet den fører til utbytting
av en aminosyre i en posisjon som er sterkt konservert gjennom evolusjonen.
Studentene forventes ikke å konkludere, men for å få full uttelling må de ha
vurdert allelfrekvens, aminosyreforandring og konservering.
6.
a. Siden de har søsken med Føllings sykdom betyr det at foreldrene deres er
bærere. To bærere som får barn vil ha 1/4 sjanse for å få et affisert barn, 2/4
sjanse for å få barn som selv er bærere og 1/4 sjanse for å få barn som ikke
bærer mutasjonen. Siden Nils og Nina selv ikke er rammet kan den førstnevnte
1/4 sjansen for å få mutasjon i dobbelt dose ekskluderes. Vi ender dermed med:
2/3 for Nils og 2/3 for Nina.
b. Begge må være bærere (2/3 sannsynlighet for hver av dem) og barnet må arve
mutasjonen fra begge (1/4 gitt at foreldrene er bærere): 2/3 x 2/3 x 1/4 = 1/9
7.
a. Formelen for Hardy-Weinberg likevekt: p2 + 2pq + q2 = 1
b. Forekomsten av Følling sykdom i populasjonen vil tilsvare forekomsten av å
være homozygot for PAH mutasjon gitt full penetrans:
Homozygote (q2): 1/10 000. Allelfrekvens: q= √1/10 000 = 0,01
c. Allelfrekvens av normalvariant: p= 1-q = 1- 0,01 = 0,99.
Bærerfrekvensen (2pq) = 2 x 0,01 x 0,99 =0,0198
Side 2 av 13
Oppgave C (8 vekttall)
8.
a. Kjernereseptorer er intracellulære reseptorer for lipidløselige signalmolekyler
slik som steroidhormonene, Vitamin A og D, fettsyrer etc. Når ligand er bundet,
fungerer ligand-reseptorkomplekset som transkripsjonsfaktorer som bindes til
promoteren til spesielle gener og enten aktiverer eller inhiberer transkripsjonen
fra disse genene.
b. Følgende viktige domener finnes i intracellulære reseptorer: i) DNAbindingsdomene, ii) Ligandbindingsdomene, iii) Ett eller flere
transaktiveringsdomener. I tillegg har noen av disse reseptorene domener som
binder et inhibitorisk protein når ligand ikke er tilstede.
c. Disse er gjennomgått (det finnes også andre kjernereseptorer som
heterodimerer med RXR): Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs),
Liver X receptor (LXR), Vitamin D receptor (VDR), Retinoic acid Receptor
(RAR). Det anses som greit besvart om kjernereseptorene kun gjengis med
forkortelse.
d. PPAR – aktiveres av fettsyrer.
LXR – aktiveres av kolesterolmetabolitter som akkumulerer ved
kolesterolopphopning.
VDR – aktiveres av 1,25-D3. Det er en metabolitt av Vitamin D (D3).
RAR – aktiveres av all-trans-retinsyre eller 9-cis-retinsyre. Dette er metabolitter
av vitamin A.
For LXR, VDR og RAR bør det nevnes at næringsstoffene ikke binder direkte
men at det er metabolitter av disse som binder til og aktiverer reseptorene.
Det bør anses som godt besvart om næringsstoffene som er utgangspunktet for
metabolittene som aktiverer reseptorene over navngis.
9.
Når heteromere G-protein koblede reseptorer binder et hormon, vil et
heteromert G-protein bytte ut GDP med GTP og α-subenheten vil diffundere fra
βγ-subenheten. α-subenheten vil kunne aktivere Adenylat syklase eller
Fosfolipase C (βγ-subenheten kan også i noen tilfeller aktivere Fosfolipase C).
Aktivering av Adenylat syklase fører til dannelse av c-AMP som i sin tur
aktiverer proteinkinase A (PKA). PKA kan fosforylere og regulere aktiviteten til
en rekke substrater, også transkripsjonsfaktorer. Fosfolipase C spalter et
fosfolipid i membranen og gir diacylglycerol og IP3. IP3 åper en Ca2+ kanal i
endoplasmatisk retikulum. Ca2+ og diacylglyserol kan aktivere PKC, mens
Ca2+/Calmodulin aktiverer Ca2+/Calmodulin kinase. Begge disse kinasene kan
fosforylere og regulere aktiviteten til en rekke substrater blant annet
transkripsjonsfaktorer.
Cytokiner og hormoner kan aktivere reseptorer med assosiert tyrosin kinase
aktivitet (Jak). Når ligand bindes til reseptoren vil de assosierte tyrosin kinase
molekylene kryssfosforylere hverandre. Derved øker aktiviteten, og de
fosforylerer deretter selve reseptoren på tyrosinsidekjeder. Til disse fosforylerte
tyrosinsidekjedene bindes Stat protein via sitt SH3 domene. Stat proteinet blir
så fosforylert av tyrosin kinasen (Jak), slipper taket til reseptoren og dimeriserer
Side 3 av 13
via sine SH3 domener og fosforylerte tyrosinsidekjeder. Dimere går inn i kjernen
og virker her som en transkripsjonsfaktor sammen med en rekke andre faktorer.
Oppgave D (6 vekttall)
10. Flertrinnskarsinogenese vil si at kreft skyldes mutasjoner i flere gener. Mutasjon
i ett gen er dermed ikke tilstrekkelig for å utvikle kreft.
11.
a. pRB-signalveien (pRB-pathway) utgjøres av cycliner, CDKer, CKier, pRB og
E2F. Proto-onkogener involvert i regulering av pRB-signalveien, dvs R-punktet i
G1: Bcl-1 (cyclin D), CDK4, E2F (forventes ikke). Noen studenter vil muligens
nevne Ras, siden Ras kan være oppstrøms for R-punktet i G1. Ras regnes
imidlertid ikke til selve pRB-pathway.
Tumorsuppressorgener involvert i regulering R-punktet i G1: p16 (CKI) og pRB.
b. Mutasjoner i Bcl-1 vil føre til overuttrykk av genproduktet cyclin D. Vi får dermed
over-aktivering av CDKer, som i sin tur vil føre til at pRB fosforyleres og at
transkripsjonsfaktoren E2F frigjøres. Dermed får vi ukontrollert transkripsjon av
S-fasegener, og passering av R-punktet i G1. Resultatet er vekstfaktoruavhengig celledeling, noe som øker sjansen for nye mutasjoner og dermed for
kreftutvikling. Mutasjoner i CDK4 resulterer i unormalt økte nivåer av
genproduktet CDK4. Dette medfører vekstfaktor-uavhengig fosforylering av
pRB, frigjøring av E2F, transkripsjon av S-fasegener, og vi får det samme
resultatet som beskrevet ovenfor. Mutasjoner i E2F fører til overuttrykk av
genproduktet, og det blir vekstfaktor-uavhengig transkripsjon av S-fasegener og
passering av R-punktet i G1 (se over). Ved mutasjoner i CKI p16 blir det
redusert nivå av genproduktet p16. Dermed vil ikke lenger CKI p16 kunne
hemme CDKene, og pRB vil kunne fosforyleres uavhengig av vekstfaktorer.
Resultatet er som ovenfor, dvs vekstfaktor-uavhengig passering av R-punktet i
G1, økt sjanse for nye mutasjoner og dermed for kreft. Samme resultat får vi
dersom pRB muteres. Mutasjoner i pRB fører nemlig til bortfall av hele eller
deler av genproduktet. Vi får dermed konstitutiv frigjøring av E2F og vekstfaktoruavhengig passering av R-punktet i G1.
Oppgave E (8 vekttall)
12.
a. Ulike tiltrekningskrefter som virker mellom molekyler:
1. Ionebinding
2. Ione – dipolbinding
3. Dipol – dipolbinding (Van der Waals krefter)
a) Mellom polare molekyler/grupper
i) Hydrogenbinding
ii) Mellom andre polare molekyler
b) Mellom apolare molekyler (induserte dipoler) (Londonkrefter)
4. Noen vil ta med hydrofobe bindinger, dvs at apolare molekyler klumper seg
sammen i vandig løsning. Dette skyldes ikke primært tiltrekningskrefter
mellom de apolare molekylene, men en effekt av separasjon av
vannmolekyler uten kompenserende bindinger til de apolare molekylene.
Side 4 av 13
b. Hydrogenbindingen dreier seg om binding mellom polare molekyler, der
hydrogen kovalent bundet til et atom A tiltrekkes av elektronskyene (fritt
elektronpar) i atom B i et nabomolekyl/gruppe.
A-H∙∙∙B der ∙∙∙ symboliserer hydrogenbindingen
Atom A med det kovalent bundne H-atomet, kalles H-donor. Atom B med det
frie elektronparet som inngår i bindingen, kalles H-akseptor.
H-bindingen er langt sterkere enn det som er vanlig for slike bindinger.
At H-bindingen er relativt sterk skyldes at elektronparet som H deler med atom
A i donorgruppen, er svært skjevfordelt vekk fra H-atomet. Siden H bare har ett
enkelt elektron, er det dermed ikke noe indre elektronskall som skjermer
kjernen. Den positive ladningen fra den nesten «nakne» kjernen gir stor tetthet
(konsentrasjon) av positiv ladning i et lite punkt som blir direkte eksponert mot
skjevfordelte elektronskyer (frie elektronpar) i akseptorgruppen B, hvilket gjør at
den intermolekylære bindingen blir uvanlig sterk.
Både for donor- og akseptorgruppen krever skjevfordelingen at atomene som
inngår i bindingen (utenom H) trekker sterkt på elektronene i ytre skall
(valenselektronene), dvs de må være sterkt «elektronegative»).
H-bindingen har i tillegg retning. Det skyldes at den positive ladningen fra den
nesten «nakne» H-kjernen nødvendigvis må peke direkte mot elektronskyen i
nabomolekylet. Kjernene i de tre atomene A-H∙∙∙B ligger dermed i en rett linje.
c. I biokjemien er det i praksis bare N og O som er tilstrekkelig elektronegative
(ikke nødvendig å redegjøre for hvorfor disse er sterkt elektronegative).
13.
a. Feil. Størrelsen på ΔGO angir om reaksjonen skjer spontant under standard
betingelser. Siden det er sagt at ΔGO er stor og positiv når reaksjonen går mot
produkt blir dette feil. Kravet for en spontan reaksjon under disse betingelsene
er at størrelsen på ΔGO må være stor og negativ.
b. Feil. Forskjeller i konsentrasjoner mellom reaktanter på hver side av
reaksjonslikningen vil alene ikke avgjøre reaksjonsretningen. Størrelsen av ΔGO
er også vesentlig i denne sammenhengen. Dessuten, når [A] x [B] > [C] x [D]
kan det medvirke til at reaksjonen heller vil gå mot produktene.
c. Riktig. Reaksjonsretningen bestemmes av størrelsen på ΔG. Denne
bestemmes igjen av størrelsen på ΔGO sammen med konsentrasjonene til alle
reaktanter. Om reaksjonen skal gå spontant til produkt må ΔG-verdien være
stor og negativ for denne reaksjonsretningen.
d. Feil. Enzymkinetiske parametere har ingen innflytelse på en reaksjons evne til å
gå spontant i en bestemt reaksjonsretning. ΔG verdien er her avgjørende. Bare
når størrelsen på ΔG-verdien er stor og negativ vil enzymatiske forhold kunne
bestemme reaksjonshastigheten i den ΔG-bestemte reaksjonsretningen.
14.
a.
b.
c.
d.
e.
Galt
Galt
Galt
Rett
Galt
Side 5 av 13
Oppgave F (14 vekttall)
15.
a. Glukoneogenesen er en reaksjonsvei som danner glukose fra andre molekyler
enn karbohydrater:
Denne er sentral for regulering av blodglukosekonsentrasjonen, og er veldig
viktig for vev som er avhengig av glukose som energikilde (hjerne, røde
blodlegemer). Finnes bare i leveren og nyrebark.
b.
i) Pyruvat + HCO 3 - + ATP  Oksaloacetat + ADP + Pi (Pyruvat karboksylase)
Oksaloacetat + GTP  Fosfoenolpyruvat +CO 2 + GDP + Pi (PEP karboksykinase)
ii) Fruktose 1,6-bisfosfat + H 2 O  Fruktose 6-fosfat + Pi (Fruktose 1,6-bisfosfatase, FBPase-1)
iii) Glukose 6-fosfat + H 2 O  Glukose + Pi (Glukose 6-fosfatase)
c.
Allosterisk:
i) Regulering av FBPase-1:
ATP og sitrat stimulerer FBPase-1.
Side 6 av 13
ADP, AMP og fruktose 2,6-bisfosfat hemmer FBPase-1.
ii) Alternativ skjebne for pyruvat:
Høy konsentrasjon av acetyl CoA stimulerer pyruvat karboksylase og hemmer
pyruvat dehydrogenase: Glukoneogenesen (GNG) blir stimulert.
Lav konsentrasjon av acetyl CoA hemmer pyruvat karboksylase og stimulerer
pyruvat dehydrogenase: GNG blir hemmet.
Kovalent modifikasjon:
Regulering av fruktose 2,6-bisfosfat-konsentrasjon ved glukagon og insulin i
leveren via PKA/PP1:
Glukagon fører til hemmende fosforylering av PFK-2 samt aktivering av FBPase
2. Dermed lav fruktose 2,6-bisfosfat konsentrasjon, lite hemning av FBPase-1
og økt GNG.
Insulin fører til aktiverende defosforylering av PFK-2 samt inaktivering av
FBPase 2. Dermed høy fruktose 2,6-bisfosfat-konsentrasjon, økt hemning av
FBPase-1 og redusert GNG.
Enzymnivå:
Glukagon oppregulerer viktige GNG-enzymer: Fosfoenolpyruvat
karboksykinase, Fruktose 1,6-bisphosphatase og Glukose 6-fosfatase.
Det er ikke nødvendig å nevne alle eksempler for fullgod besvarelse.
16. Kilder for Acetyl CoA er:
1. Pyruvat fra glukose eller laktose (karbohydrater), eller alanin (proteiner).
2. Fettsyrer (Lipider).
3. Ketogene amino syrer.
4. Ketonlegemer
Skjebnen til Acetyl CoA er:
1.
Totaloksidasjon til CO 2 + H 2 O.
2.
Lipidmetabolismen:
a) Fettsyresyntese: via sitrat.
b) Kolesterolsyntese + syntese av ketonlegemer: via 3-hydroxy 3metylglutaryl CoA.
17.
a. Cori syklus.
b.
Side 7 av 13
Gjør anaerob forbruk av glukose i glykolysen mulig i arbeidende muskelceller
uten oppsamling av endeprodukter (laktat eller alanin), da disse blir transportert
til leveren hvor de blir brukt som GNG-substrater for å forsyne muskel med ny
glukose.
18. Purinnukleotider blir brutt ned til purinbasene guanin og hypoxanthin. Disse blir
videre brutt ned til purinbasen xanthin. Xanthin blir omgjort til urinsyre ved hjelp
av enzymet xanthinoxidase.
Oppgave G (6 vekttall)
19.
a. IF har alle en felles grunnstruktur der midtdelen av to polypeptidkjeder er kveilet
rundt hverandre i en langstrakt, stavformet «kveilet kveil» (engelsk coiled coil).
(Denne «dimeren» kan enten bestå av to like kjeder – homodimer, eller to ulike
– heterodimer, som er regelen i keratinene*). I dimeren har begge kjedene
samme «retning» (polaritet), dvs N- og C-terminalen er i samme ende av
staven. To slike dimerer leirer seg så ved siden av hverandre, litt forskutt i
lengderetningen og med motsatt «retning» eller «polaritet», og danner en
tetramer. Denne tetrameren danner så byggesteinen for filamentene, som i alle
IF består av åtte slike tetramerer lagt inntil hverandre så de former en langstrakt
tråd. Fordi de to dimerene er litt forskutt i forhold til hverandre, vil endene av
tetramerene overlappe. (Tykkelsen av tråden (ca 10 – 12 nm) er midtveis
mellom tykkelsen av aktinfilamenter og mikrotubuli, derav navnet intermediære
filamenter. ).
b. Utgangpunktet for dannelsen av «kveilet kveil» (coiled coil) er at en tilstrekkelig
lang del polypeptidkjedene må danne alfaheliks-struktur der
aminosyresidekjedene med regelmessig mellomrom er hydrofobe. Ved at to
slike kjeder kveiler seg rundt hverandre unngår de hydrofobe sidekjedene
kontakt med vann. (Kjeden kan beskrives som et repeterende «motiv» av syv
aminosyrer, abcdefg, der a og d har hydrofobe sidekjeder.
«Omløpshastigheten» i alfaheliksen er 3,6 aminosyrer, dvs at aminosyre a og d
i motivet ligger like etter hverandre på samme side av heliksen. Fordi det er 3,6
og ikke 3,5 får vi en «kveilet kveil» og ikke to rette parallelle kjeder*.)
Side 8 av 13
c. En forutsetning for at strukturene skal ha assosierte motorproteiner, er at
strukturen har polaritet eller «retning». (Eksempler på slike strukturer som har
assosierte motorproteiner er aktinfilamenter, mikrotubuli, DNA og RNA - for de
to siste er «motorproteinet» hhv DNA-polymerase og ribosomet*). Fordi
dimerene har motsatt retning i tetrameren, oppheves polariteten. IF har dermed
ikke polaritet eller «retning» og kan ikke ha assosierte motorproteiner.
Parentesene merket * forventes ikke beskrevet.
20.
a. 1. Cadheriner, 2. Integriner, 3. Immunglobulin relaterte adhesjonsmolekyler. 4.
Selektiner.
b. De fleste adhesjonsmolekyler har 2 ulike funksjoner: a. Festemolekyler mellom
celler eller mellom celler og mellom celler og ekstracellulær matriks. b:
Overfører ulike signaler som medfører endret celleaktivitet. 1. Cadheriner:
Viktige celle-celle adhesjonsmolekyler f.eks. i desmosomer og adhesjonsbelter.
Overfører signaler etter binding av ligand. Gir vevet styrke og form. 2 Integriner:
festemolekyler mellom celler og mellom celler og matriks, f.eks i
hemidesmosomer og fokale kontakter. Viktig rolle ved adhesjon til blodkar ved
betennelse. Integriner kan signallere både ved «innside ut» og «utside inn»
mekanismer. 3 Immunoglobulin relaterte adhesjonsmolekyler: Festemolekyler
mellom celler. Viktige ved adhesjon av betennelsesceller til blodkar i samspill
mellom integriner og selektiner. De er viktige ved adhesjoner mellom celler i
nervesystemet. 4 Selektiner: primært har disse funksjoner ved adhesjon av
celler til karvegg under betennelse. Fester seg til karbohydratligander.
21. Kollageners primære funksjon er å gi styrke til vev. Kollagener deles gjerne inn i
3 ulike funksjonelle grupper: 1. Fiberdannende kollagener. Kollagenmolekyler
bindes kovalent i store mengder og danner fibre eller fibriller: Gir stor
strekkstyrke f.eks. i sener og ligamenter.. En tett trippelheliks gir stor styrke.
Prokallagener er klippet av ekstracellulært før fibriller og fibre dannes. 2
Nettverksdannende kollagener: Mer fleksible enn fiberdannende kollagener som
skyldes ikke-heliksområder i molekylet. Prokollagenet er ikke klippet av og de
danner dermed ikke fibre. Danner et sterkt nettverk f.eks i basalmembran. 3
Organiseringskollagener (FACIT-kollagener): Disse dekorerer f.eks
fiberdannende kollagener og binder disse til matriks. De har også beholdt
prokollagenet slik at de ikke danner fibre
Oppgave H (4 vekttall)
22. Aktiv membrantransport krever tilførsel av energi og kan skje mot en
konsentrasjonsgradient. I primær aktiv transport er ATP den direkte
energikilden. I sekundær aktiv transport er den energikrevende transporten
koblet til samtidig transport av et ion i en retning som reduserer ionets
potensielle energi. Transporten går fra lav til høy konsentrasjon.
Passiv membrantransport har ulike former og det kreves ikke energi. Passiv
transport bestemmes av konsentrasjonsgradienten- fra høyere til lavere
konsentrasjon av stoffet. Eksempler: i) Diffusjon gjennom lipidlag, ii) Diffusjon
gjennom vannfylte proteinkanaler (ionekanaler med hydrasjonsskall), iii) Binding
til transportproteiner (fasilitert transport), som bærer stoffet gjennom
membranen og frigjør det på motsatt side. Hydrofile molkyler som er for store til
Side 9 av 13
å passere gjennom ionekanaler, kan likevel transporteres passivt gjennom
membranen. Det skjer ved at molekylene bindes til spesielle transportproteiner.
Bindingen forandrer transportproteinets form slik at molekylet eksponeres for
den andre siden av membranen. Der brytes bindingen, og molekylet diffunderer
ut i den vandige løsningen.
23. Selv om vannmolekylene er polare kan de diffundere gjennom lipidmembranen.
Dette er fordi vannmolekylene er så små at de beveger seg mellom
lipidmolekylene. Plasmamembranen virker som en semipermeabel membran.
Vann transporteres passivt til den siden av membranen der løsningen har
høyest osmolaritet (der vannkonsentrasjonen er lavest).
Diffusjon av vann gjennom vannfylte proteinkanaler (ionekanaler med
hydrasjonsskall)
Plasmamembranen har spesielle proteinkanaler (vannkanaler, aquaporiner
(AQP)) som er særlig permeable for vann. Vannkanalfamilien består av 13
forskjellige isoformer som ligner på hverandre.
Oppgave I (6 vekttall)
24.
a. Klatrin danner «skjeletter» (triskelions) bestående av tre tunge og tre lette
kjeder. Klatrinskjelettene går sammen og danner heksagonale kurvliknende
strukturer på cytosolisk side av membranen.
b. Klatrin binder til adaptorproteiner, som igjen er bundet til spesifikke
membranlipider (PI(4,5)P2) og sorteringssignaler i kargoproteiner som skal
sorteres inn i vesikkelen.
25.
a. Ordet autofagi betyr selv-spising (fra de greske ordene «auto phagin») og er
brukt for å beskrive prosesser hvor cellen bryter ned deler av seg selv (f.eks
ødelagte mitokondrier). Mer presist kan man definere autofagi som lysosomal
degradering av deler av cellens cytoplasma. Dette skjer ved at en membran
(fagofor) dannes og omslutter deler av cytoplasma inn i en vesikkel
(autofagosom) som vil fusere med lysosomet, hvor sekvestrert materiale vil bli
degradert.
b. Autofagi er ansvarlig for nedbrytning av ødelagte, overflødige eller uønskede
cellulære komponenter som kan føre til sykdom hvis de ikke fjernes, f.eks i)
proteinaggregater (som kan gi demens), ii) ødelagte mitokondrier (som bl.a.
øker ROS, som igjen kan skade DNA og føre til kreft), iii) mikroorganismer (som
kan gi opphav til ulike bakterielle sykdommer)
Oppgave J (6 vekttall)
26.
a.
Side 10 av 13
b.
Den absolutte refraktærperioden er perioden etter et aksjonspotensial har
startet og det ikke er mulig å trigge et nytt aksjonspotensial. Dette skyldes
inaktivering av de spenningsavhengige natriumkanalene, som hindrer at
kanalene kan åpnes igjen før en repolarisering fjerner inaktiveringen.
Den relative refraktærperioden er perioden etter et aksjonspotensial har startet
da det er vanskeligere, men ikke umulig å trigge et nytt aksjonspotensial i
forhold til det første aksjonspotensialet. Dette skyldes hovedsakelig at de
spenningsavhengige kaliumkanalene fortsatt er åpne og sørger for
repolariseringsfasen til aksjonspotensialet, noe som hindrer at
membranpotensialet kan nå terskelen (fordi innadrettet strøm som ellers ville
depolarisere membranen umiddelbart blir ”kansellert” av utadrettet strøm
gjennom kaliumkanalene). Dersom man ser en etterhyperpolarisering etter
aksjonspotensialet vil varigheten av denne avspeile den tiden kaliumkanalene
er åpne før de spontant lukkes, og derved vise hvor lenge den refraktære
perioden varer.
Oppgave K (6 vekttall)
27.
a. Man skal ha med morula og blastocyst. Tidspunkter og celleantall kan være
omtrentlige som vist her.
Side 11 av 13
b. Nei. Allerede etter den tredje celledelingen begynner cellesyklusene å komme i
utakt, slik at celleantallet deretter kan avvike fra 2n.
c. Den indre cellemassen er cellepopulasjonen som ligger klumpet sammen ved
den ene siden av hulrommet i blastocysten, og som kommer til å gi opphav til
samtlige av kroppens celler (i motsetning til trophoblast, som gir opphav kun til
ekstraembryonale strukturer). Cellene i den indre cellemassen er synonyme
med embryonale stamceller.
Oppgave L (12 vekttall)
28.
a. Ekstracellulærmatriks i benvev består av to hovedkomponenter: Den amorfe
grunnsubstansen består hovedsakelig av utfellinger av kalsium og fosfat
(hydroksyapatitt). Fiberkomponenten består av kollagen type I fibre. Vevet kan
sammenlignes med armert betong, der grunnsubstansen har egenskaper som
likner betong (hardt, kan ikke kompromimeres, men mangler strekkstyrke) og
kollagenfibrene har samme rolle som armeringsjernet og gir strekkfasthet. Fordi
kollagenfibrene er lagt ned i mange ulike retninger gir de fasthet mot også
vridning, skjærekrefter etc.
b. Kompakt og spongiøst benvev.
c. Ved remodellering reduseres skjelettets vekt til det som er nødvendig, man
unngår unødvendig vekt og energiforbruk. Remodellering av skjelettet bidrar til
at knoklene tilpasses de kreftene de utsettes for slik at økt aktivitet, høyere vekt
og sterkere muskler fører til sterkere (og tyngre) knokler. Dette medfører også
at knokler kan «rettes opp» etter et brudd som har grodd i feil stilling.
Remodelleringen påvirkes også av kroppens behov for kalsium. Osteoblastene
danner nytt benvev rundt seg selv, mens osteoklastene bryter ned benvev.
29. Her er det mest naturlig å svare mitokondrier og cellekjernen. Mitokondriets
indre membran er foldet og danner cristae. Kjernen er omgitt av et kjernehylster
(eng: nuclear envelope) der den indre membranen er slett og forbundet med det
ytre membranbladet i kjerneporene. Det ytre membranbladet i kjernehylsteret er
forgrenet ut fra kjernen og danner endoplasmatisk retikulum (ER). Lumen i ER
Side 12 av 13
er derfor kontinuerlig med lumen i kjernehylsteret. Andre strukturer med dobbelt
membran er autofagosomer. Multivesikulære legemer har ikke
sammenhengende indre membran.
30.
1a.
1b.
1c.
1d.
2a.
2b.
2c.
2d.
Flerlaget forhornet plateepitel
Hud (tynn hud. Studenter kan også nevne deler av epitel i munnhulen)
Forhorning/keratinisering
Beskytter mot mekanisk slitasje og kjemiske skade, samt gjør huden vanntett
Enlaget, flerradet / psevdostratifisert / psevdolagdelt epitel
Øvre deler av luftveistreet (trachea, bronkier og bronkioler) og neseslimhinnen
Flimmerhår (cilier)
Støv og patogener i luften som vi puster inn blir fanget opp av slim, og må da
fjernes fra luftveiene. Ciliene børster slimet opp mot svelget (mukociliær
transport. Slimet produseres av enkeltstående begerceller i epitelet og av
kjertler i bindevevet under epitelet.)
3a. Enlaget sylinderepitel
3b. Det aktuelle bildet er fra tynntarm, men andre og like gode forslag er galleblære,
tykktarm, tubuli i nyre. I tillegg må kjertler, utførselsganger, endometrium etc.
også godtas.)
3c. Mikrovilli (synlig som en tynn såkalt «børstesøm»)
3d. Efektiv absorbsjon krever en stor overflate (plass til transportørproteiner).
Mikrovilli bidrar til å øke overflaten betydelig (opptil 300 ganger).
Side 13 av 13