You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>DFM1</strong>-<strong>tentamen</strong> <strong>081127</strong><br />
Frågorna i <strong>tentamen</strong> är nivåindelade enligt kursplanens målmodell. Enligt målmodellen består<br />
kursens examination av följande nivåer:<br />
- enkel (till exempel känna till, identifiera eller namnge)<br />
- sammansatt nivå (till exempel redogöra för, beskriva)<br />
- relaterad (till exempel analysera, relatera eller ”varför”-frågor)<br />
- utvidgad (t.ex. teoretisera, analysera)<br />
Största andelen av frågorna är på de två första nivåerna. Läs noga frågorna innan du börjar<br />
svara. Du måste få 60 % av <strong>tentamen</strong>s 80 poäng för att bli godkänd på <strong>tentamen</strong>.<br />
Frågor i anslutning till artikeln: 5´-AMP-activated protein kinase activity and<br />
protein expression are regulated by endurance training in human skeletal<br />
muscle, AM. J. Physiol. Endocrinol. Metab.; 286: E411-E417, (2004) [11p]<br />
1 (2p) Baserat på information i artikelns introduktion beskriv med bild och text<br />
uppbyggnaden av AMPK och hur dess aktivitet regleras på olika sätt och av olika<br />
regulatoriska molekyler.<br />
Svar: Av skissen skall framgå att AMPK är uppbyggt av tre olika subenheter (, och ) och<br />
att -subenheten är katalytisk aktiv medan är regulatoriska. Att AMP och kreatin<br />
fungerar som positiva allostera regulatorer medan ATP och kreatinfosfat på<br />
motsvarande sätt fungerar som negativa allostera regulatorer. Vidare skall det framgå att<br />
AMPK aktiveras genom kovalent modifiering (fosforylering) medierad av enzymet<br />
AMPKK, medan det inhiberas av proteinfosfataser, samt att de båda kovalenta<br />
modifieringarna potentieras av AMP.<br />
2 (2p) AMPK kan aktiveras kroniskt av den experimentella drogen AICAR. Beskriv<br />
5´-AMP principiella uppbyggnad med en skiss (strukturformel) samt ange hur AICARs<br />
uppbyggnad skiljer sig från AMP.<br />
Svar: Skissen av AMP skall innehålla basen adenin (sexring+femring) adderade till C1 i ribos<br />
via en -N-glykosidbindning och en fosfatgrupp adderad till C5 via en<br />
fosfoesterbindning samt två OH - grupper under ringens plan på C2 resp. C3.<br />
AICAR (5-aminoimidazole-4-carboxamide-1-ß-D-ribofuranoside) kan för den oerfarna<br />
tolkas som om att föreningen skiljer sig från AMP genom att basen adenin liksom<br />
fosfatgruppen saknas och att ribosmolekylen är substituerad på C4 med en<br />
carboamidgrupp och på C5 med en aminoimidazolgrupp samt att det på C1 sitter en<br />
hydroxylgrupp i -orientering , d.v.s. ovanför ringens plan. OBS I verkligheten skiljer<br />
sig dock AMP och AICAR endast åt på kol 1. I AICAR sitter det i stället för adenin,<br />
5-aminoimidazole (en ring) till vilken det är bunden en 4-carboxamide-grupp. Både det<br />
rätta svaret rörande AICARs struktur, samt de svar som är rimliga baserat på<br />
nomenklaturkunskaper som man erhållit under <strong>DFM1</strong>, ger poäng.<br />
1
3 (2p) Vid ett adrenergt påslag, såsom under ett Vasalopp, hur påverkas antagligen<br />
aktiviteten av AMPK om kaffe/te (hämmar enzymet fosfodiesteras) intas under loppet.<br />
Motivera genom att beskriva adrenalins signaltransduktion via -receptorer (från<br />
receptorprotein till och med första intracellulärt aktiverade enzym) och genom att<br />
beskriva hur de två signaltransduktionsvägarna kan tänkas påverka varandra!<br />
Svar: Adrenalin (A) binder i muskulatur till en 7-TM receptor som kopplar vidare till<br />
ett G-proteinkomplex bestående av tre subenheter (, och ) [där G binder GDP].<br />
Vid inbindning av A [sker ett utbyte av GDP mot GTP] dissocierar G från de övriga<br />
två subenheterna och aktiverar enzymet adenylatcyklas. Adenylatcyklas katalyserar<br />
bildningen av cAMP från ATP [under samtidig bildning av pyrofosfat]. cAMP aktiverar<br />
sedan cAMP-beroende-proteinkinas (PKA). cAMP inaktiveras av det i frågan angivna<br />
fosfodiesteraset under bildning av 5´-AMP. 5´-AMP aktiverar AMPK. Om<br />
fosfodiesteras hämmas av kaffein ökar förmodligen aktiviteten av PKA medan<br />
aktiviteten av AMPK antagligen minskar.<br />
4 (3p) I artikeln analyseras bland annat fosforyleringen av ACC(Ser 221 ) och mängden<br />
ACC-protein efter uthållighetsträning. Vilken reaktion katalyserar ACC i levern (ange<br />
samtliga substrat och produkter)? Vid vilket metabolt tillstånd aktiveras ACC i levern<br />
och vilka olika faktorer påverkar aktiviteten av ACC och på vilket sätt? Hur påverkas<br />
fosforyleringen av ACC respektive aktiviteten av citratsyntas i muskulatur vid<br />
uthållighetsträning? Om ACC i muskulaturen katalyserar samma reaktion som ACC i<br />
levern och regleras på samma sätt vad kommer antagligen det metabola konsekvensen<br />
att bli av uthållighetsträningen? Motivera!<br />
Svar: I levern katalyserar acteylCoA-karboxylas (ACC) det hastighetsreglerade steget i<br />
fettsyrasyntesen acetylCoA+CO 2 malonylCoA. I levern regleras ACC allostert genom<br />
"feed forward" stimulering av citrat och "feed back" inhibering av bl.a. palmitoyl-CoA.<br />
Insulin stimulerar ACC genom en defosforylering av ACC medan glukagon/adrenalin<br />
via fosforylering av PKA inhiberar ACC. [Reglering kan också ske på gennivå.] Enligt<br />
artikeln stimulerar uthållighetsträning aktiviteten av citratsyntas, d.v.s. bildningen av<br />
citrat, men också fosforyleringen av ACC. Om ACC i muskulaturen regleras på<br />
samma sätt som ACC i levern skulle detta innebära att mindre citrat metaboliseras via<br />
ACC (minskad lipogenes) och mer av det citrat som bildas i TCA-cykeln, p.g.a. den<br />
ökade aktiviteten av citratsyntas, leder till en ökad bildning av reducerade coenzymer<br />
och i slutändan av ATP.<br />
5 (2p) Uthållighetsträning har visat sig öka känsligheten för insulin och data som<br />
presenteras i artikeln antyder att AMPK skulle kunna vara involverat i denna process.<br />
Ange två proteiner/enzymer omnämnda i artikeln vars expression ökar vid aktivering av<br />
AMPK och som därför kan vara involverad i en ökad känslighet för insulin och ett ökat<br />
glukosupptag. Motivera för vardera enzym/protein hur det kan leda till ökad<br />
insulinkänslighet genom att ange hur det verkar!<br />
Svar: GLUT4 - insulinberoende glukostransportör som rekryteras från en vesikelpool till<br />
plasmamembranet. Hexokinas fosforylerar glukos till glukos-6-fosfat varigenom det<br />
innestängs i cellen för fortsatt intracellulär processning<br />
2
Allmänna frågor och flervalsfrågor (20p)<br />
OBS!! När det gäller flervalsfrågorna nedan kan du EJ ringa/kryssa eller på annat sätt markera<br />
ditt svar direkt i frågan - du måste skriva bokstaven för rätt svar.<br />
6 (2p) AZT (3'-azido-2'3'-dideoxytymidin, Zidovudine) är den nukleosidanalog som<br />
var det första antivirala medlet som lanserades mot HIV. Rita principiell struktur för<br />
AZT och beskriv hur det kan hämma HIV’s replikation.<br />
Svar: Se fig. 29.24, sid. 406 Champe, Harvey & Ferrier. AZT är en dideoxynukleosid med<br />
azidogrupp på 3'-kolet och tymin som bas. Efter cellulärt upptag omvandlas AZT till<br />
AZTTP som hämmar HIVs omvända transkriptas via inkorporering i en växande DNAsträng<br />
och fungerar då som en "chain terminator" eftersom en 3'OH - grupp saknas och<br />
nästa nukleotid därmed ej kan inkorporeras.<br />
7 (1p) Vilken av nedanstående molekyler bidrar genom metabolismen EJ till en eller<br />
flera av de atomära komponenter som ingår i någon av de vanliga nukleosiderna.<br />
Motivera kortfattat ditt svar.<br />
a) glukos<br />
b) glycin<br />
c) glutamin<br />
d) fosfatjonen<br />
e) aspartat<br />
f) N 10 -formyl-tetrahydrofolsyra<br />
g) koldioxid<br />
Svar: D eftersom nukleosiderna bara består av en kolhydratdel och en bas medan de olika<br />
nukleotiderna däremot innehåller fosfatgrupper.<br />
8 (2p) Beskriv kort den genetiska koden på DNA-nivå och på proteinnivå. Vad menas<br />
med att koden har redundans?<br />
Svar: De fyra DNA baserna ACGT kan bilda totalt 64 olika triplett-kodoner varav 3 utgör<br />
stop-kodoner som resulterar i terminering av translation och de övriga 61 kodar för 20<br />
olika aminosyror. Således kodar flera olika kodon ofta för en och samma aminosyra<br />
(redundans).<br />
9 (2p) Det finns en organell som konceptuellt kan jämföras med<br />
matsmältningssystemet (lysosomen). Redogör för lysosomens funktion i kroppen.<br />
Svar: Lysosomen är den organell i cellen där nedbrytningen av olika makromolekyler sker.<br />
Utan en sådan nedbrytning skulle avfallsprodukter ansamlas i cellen. I denna del<br />
behandlas lysosomens uppbyggnad och de olika transportvägar som för material till<br />
lysosomen. En av dessa vägar är den endocytotiska vesikeltransportvägen som för<br />
material från plasmamembranet och cellens utsida in i cellen. Lysosomen har ett lågt pH<br />
eftersom enzymerna kräver detta för sin aktivitet.<br />
3
10 (2p) a) Var någonstans utefter magtarmkanalen finns det under embryonalperioden<br />
ett ventralt mesenterium?<br />
Ange namnen på tre peritoneala strukturer som bildas från det ventrala mesenteriet och<br />
som finns hos en vuxen person!<br />
Svar: a) I framtarmen, den del som kommer att ge upphov till gaster och (delar av)<br />
duodenum. b) Lig. falciforme hepatis, lig. hepatoduodenale, lig. hepatogastricum.<br />
11 (1p) Var någonstans utefter magtarmkanalen finns Z-linjen?<br />
Svar: I slemhinnan vid övergången mellan esophagus och gaster.<br />
12 (1p) Hur identifierar du lämpligen gränsen mellan colon sigmoideum och rectum?<br />
Svar: Vid övergången från colon till rectum ”försvinner” taenia coli och blir istället ett<br />
kontinuerligt yttre longitudinellt muskelskikt.<br />
13 (2p) Magsäcken (ventrikeln) innehåller flera olika celltyper. Namnge minst två celler<br />
och deras respektive sekretionsprodukter.<br />
Svar:<br />
1. Mukösa halsceller - producerar slem.<br />
2. Parietalceller – producerar HCl och intrinsic factor (IF).<br />
3. Huvudceller – producerar pepsinogen.<br />
4. Endokrina celler – producerar hormoner som ghrelin, gastrin, 5-HT, somatostatin.<br />
14 (1p) Utöver mikrovilli som finns på epitelet så finns det andra ytförstorande<br />
strukturer i ventrikeln. Namnge en av dessa.<br />
Svar:<br />
1. Rugae (plicae gastrica). Längsgående veck som omfattar mukosa och submukosa.<br />
2. Area gastrica. Mindre (1-6 mm) olikformade utbuktningar av mukosan.<br />
3. Foveolae gastricae (gastric pits) är fåror i mukosan, i vilkas botten magsäckens<br />
slemhinnekörtlar mynnar.<br />
15 (1p) Från vilket organ som deltar i matsmältningen är bifogade bilder (A-D) hämtade<br />
(se färgbilagan)? Vad kallas den struktur markerad med pil och frågetecken i bilden D?<br />
Svar: Tunntarmens ileum. Peyers plaque.<br />
16 (1p) I samband med behandling av ventrikel- eller duodenalsår går behandlingen ut<br />
på att bland annat minska HCl-sekretionen. Ange två skäl till varför du INTE skulle<br />
vilja helt undertrycka HCl-sekretionen?<br />
4
Svar: Bakteriostatisk, denaturera protein/pepsins aktivitet, aktivering av pepsinogen.<br />
Flervalsfrågor<br />
17 (1p) Vilka av följande påståenden avseende reglering av magsaftsekretion och<br />
motilitet är SANNA?<br />
Svar: a.<br />
1. Syn, lukt, smak eller tanken på föda kan initiera den cephala fasen och därmed<br />
aktivitet i ventrikeln.<br />
2. Den gastriska fasen börjar när föda kommer in i tunntarmen.<br />
3. När de väl är aktiverade kommer sträckreceptorer och kemoreceptorer i ventrikeln att<br />
öka bildningen av magsaft och öka peristaltiken.<br />
4. Den intestinala fasen hämmar ventrikelns aktivitet via en reflex.<br />
5. Den enterogastriska reflexen stimulerar magsäckens tömning.<br />
a) 1, 3 och 4<br />
b) 2, 4 och 5<br />
c) 1, 3, 4 och 5<br />
d) 1, 2 och 5<br />
e) 1, 2, 3 och 4<br />
18 (1p) ETT av följande påståenden gäller för peristaltisk reflex:<br />
Svar: c.<br />
a) Går i retrograd riktning i tunntarmen i samband med kräkning.<br />
b) Enteriska nervsystemet kan ”omprogrammeras” i ett kort tarmsegment som kopplats<br />
loss och sytts fast igen, och där riktningen på tarmen kastats om 180 grader.<br />
c) Inbegriper en ”preparativ” relaxerande komponent i distal riktning och en propulsiv<br />
kontraherande del proximalt om bolus.<br />
d) Sker framförallt genom kontraktion i cirkulära muskellagret, utan större medverkan<br />
av det longitudinella muskellagret.<br />
e) Kan ej påverkas via signalering från det sympatiska nervsystemet.<br />
5
19 (1p) Följande gäller för pendel- och segmenteringsrörelser, utom ETT alternativ som<br />
är FEL:<br />
Svar: c.<br />
a) Pendelrörelser uppstår genom spontan aktivitet i det longitudinella muskellagret.<br />
b) Segmenteringsrörelser uppstår genom spontan aktivitet i det cirkulära muskellagret.<br />
c) Uppstår och sprids med "slow waves" under medverkan av Cajal-celler.<br />
d) Är en del av peristaltisk reflex.<br />
e) Kan bidra till transport av föda genom skapande av en tryckgradient från oral till<br />
anal riktning i tunntarmen.<br />
20 (1p) Om defekationen kan sägas allt utom ETT alternativ:<br />
Svar: a.<br />
a) Hindras genom att den interna analsfinktern har en grundtonus som ökar vid<br />
trängning till defekation, så att man hinner uppsöka lämplig plats.<br />
b) Hindras genom att trängningskänsla leder till kontraktion i den externa<br />
analsfinktermuskulaturen, så att man hinner uppsöka lämplig plats.<br />
c) Kräver medverkan av det enteriska nervsystemet så att en lokal reflex i enlighet<br />
med mönstret för peristaltisk reflex leder till relaxation av den interna<br />
analsfinktern.<br />
d) Den interna analsfinktern kan relaxera även hos medvetandesänkta eller<br />
medvetslösa personer, och defekation kan ske, men är försvårad eftersom<br />
bukpressen vanligtvis inte aktiveras vid dessa tillstånd, och förstoppning därför<br />
lätt kan uppkomma hos dessa patienter.<br />
e) En ”västerländsk” kost leder både till kortare tid från födointag till tarmtömning<br />
av intagen föda, så väl som till längre tid innan resterna av maten kommer ut.<br />
6
PASS 2<br />
Tema I: Från ägg till embryo (24p)<br />
***************************************************************************<br />
Herr och Fru Smith bestämde sig för att de ville utöka familjen. Redan innan Fru Smith hade<br />
fått rekommendationen av läkare eller barnmorska, började hon äta vitamintabletter som<br />
innehåller bland annat folsyra. Fru Smith kom (liksom Herr Smith) till Sverige från Amerikas<br />
Förenta Stater, och där tillsätter man folsyra i vissa matprodukter. Det gör man dock inte i<br />
Sverige och därför hade Fru Smith börjat äta dessa vitamintabletter.<br />
Dock blev inte Fru Smith gravid riktigt så lätt som förväntat. Först fick de rådet av läkaren att<br />
ta reda på Fru Smiths “lutealfas” för att på så sätt försöka pricka in de runt nio dagar i<br />
månaden när Fru Smith är fertil. Trots detta gav graviditetstesterna fortsatt negativa resultat.<br />
De använde sig av ett graviditetstest som de köpte i ett kiosketablissemang vid<br />
tunnelbanestationen.<br />
Herr Smith hade drabbats av testikelcancer i yngre år men var friskförklarad sedan flera år<br />
efter kemoterapi och kirurgisk behandling. Dock undrade han om det kunde vara så att hans<br />
spermieproduktion hade påverkats av sjukdomen eller den behandling han hade fått. Efter<br />
läkarbesök visade det sig att hans spermieantal var relativt normalt.<br />
Så efter ytterligare en tid visade graviditetstestet positivt resultat, och mycket riktigt var Fru<br />
Smith gravid. Graviditeten fortgick utan större komplikationer, men Fru Smith drabbades av<br />
en depression under senare delen. I slutändan var dock alla mycket nöjda, och efter cirka nio<br />
månader nedkom Fru Smith med tvillingar, en flicka och en pojke.<br />
***************************************************************************<br />
21 (2p) Könscellerna färdigbildas genom en serie speciella celldelningar.<br />
Könscellsproduktionen skiljer sig i några avseenden mellan kvinnor och män. Beskriv<br />
kortfattat, gärna med figur, celldelningarna under meios I & II hos kvinnor och män, det<br />
slutliga resultatet av dessa celldelningar samt i vilka livsstadier dessa celldelningar sker.<br />
Svar: Diploid 4N (Primär spermatocyt/oocyt) MEIOS I Haploid 2N (Sekundär<br />
spermatocyt/oocyt) MEIOS II Haploid 1N (Spermatid/oocyt). Meiosen hos män<br />
resulterar i fyra definitiva könsceller, och den hos kvinnorna resulterar i en definitiv<br />
oocyt och tre polkroppar. Hos män pågår Meios I & II ständigt efter puberteten. Hos<br />
kvinnorna sker meios I efter puberteten och meios II avslutas först efter befruktning.<br />
22 (1p) Herr Smiths spermier använder sig av fruktos som primär energikälla. Beskriv<br />
med reaktionsformler hur spermier och många andra celltyper vid hyperglykemi (till<br />
exempel vid diabetes) kan bilda fruktos från glukos. Ange substrat, produkter, och<br />
enzym för samtliga steg. Som svarsalternativ till enzymnamn kan strukturförändring<br />
beskrivas.<br />
Svar: Glukos aldosreduktassorbitolsorbitoldehydrogenasfruktos.<br />
7
23 (5p) Intracellulärt fruktos som bildas via mekanismen ovan (fråga 18), eller som nått<br />
en cell via cellulärt upptag från blodbanan, kan metaboliseras till ATP, som i spermien<br />
kan användas för att driva rörelsemaskineriet. Vilka katabola och/eller anabola<br />
huvudprocesser är involverade i omvandlingen av fruktos till ATP? Redovisa<br />
energiutbytet (ekvivalenter ATP/molekyl fruktos), som erhålles vid fullständig aerob<br />
metabolism av fruktos till CO 2 och H 2 O, genom att beskriva (substrat, produkt och<br />
eventuella coenzymer) de metabola steg där det åtgår eller avges energi i form av<br />
trifosfatnukleotider eller reducerade coenzymer. Beskriv hur de olika reducerade<br />
coenzymerna i mitokondrien kan omvandlas till ATP.<br />
Svar: Glykolysen, citronsyracykeln samt andningskedjan<br />
(elektrontransportkedjan+ATPsyntas). Fruktos+ATPFruktos-1-fosfatDHAP +<br />
glyceraldehyd; DHAP glyceraldehyd-3-fosfat (glyceraldehyd+ATPglyceraldehyd-<br />
3-fosfat); glyceraldehyd-3-fosfat 1,3bisfosfoglycerat+NADH3-<br />
fosfoglycerat+ATPPEPpyruvat+ATP;<br />
pyruvatacetylCoA+NADHisocitrat-ketoglutarat+NADH; -KG<br />
succinylCoA+NADHsuccinat+GTPfumarat+FADH 2 malatoxaloacetat +<br />
NADH.<br />
I mitokondrien omvandlas varje molekyl NADH i elektrontransportkedjans komplex<br />
och ATPsyntas till ca 2,5-3 ATP molekyler och FADH 2 på motsvarande sätt till 1,5-2<br />
ATP molekyler. Det totala energiutbytet [Champe, Harvey and Ferrier: 3 ATP/NADH<br />
och 2ATP/FADH 2 ] för fruktos blir approximativt detsamma som för glukos d.v.s. 8 i<br />
glykolysen, 6 i pyruvatdehydrogenaskomplexet, 24 i citronsyracykeln = 38/36* ATP;<br />
*beror på vilken skyttel som användes för mitokondriellt upptag av cytosolärt NADH.<br />
24 (2p) De allra flesta och vanligaste graviditetstesterna mäter nivåerna av så kallad<br />
”human chorionic gonadotropin”, hCG, som kan avläsas i blod eller urin efter lyckad<br />
implantation. Beskriv principiellt den första veckan för ägget från befruktning till<br />
blastocyststadie och sedan implantation.<br />
Svar: Ägget delar sig med ungefär en delning per dag. Eftersom det omges av zona pellucida<br />
(“äggskalet”) så kommer cellerna bli mindre för varje delning. Efter c:a 4-5 dagar, i 16-<br />
32-cellstadiet, kallas embryot för morula. Efter nästa delning (c:a 32-64 celler) nås<br />
blastocyststadiet och embryot polariseras i en inre och yttre cellmassa. Innan<br />
implantation rupterar zona pellucida (“ägget kläcks”) och blastocysten kan implanteras i<br />
livmoderväggen/endometriet.<br />
25 (2p) Det rekommenderas att mödrar och kvinnor i fertil ålder äter folsyra eftersom<br />
det reducerar risken för ryggmärgsbråck signifikant. Beskriv neuralrörets slutning, var (i<br />
kraniell-kaudal axel) och när (vilka dagar) den processen börjar och slutar, och ange den<br />
medicinska generella termen för ryggmärgsbråck.<br />
Svar: Neuralplattan tjocknar (lateralt) p.g.a. proliferation och migration, och bildar snart en u-<br />
formad struktur. Denna sluter sig sedan med start något kranialt om mitten (mitten är<br />
godkänt) och fortsätter sluta sig i både kranial och kaudal riktning i en blixtlås-liknande<br />
process. Slutningen börjar dag 22 och kranialt sluts röret dag 24, kaudalt 26 (det är<br />
därför mycket vanligare med ryggmärgsbråck kaudalt). Spina bifida är det medicinska<br />
samlingsnamnet för olika grader av ryggmärgsbråck.<br />
8
26 (2p) Folsyrabrist kan leda till anemi hos den vuxna individen och missbildningar hos<br />
ett foster. Ange a) hur folsyran modifierats för att den skall vara aktiv hos människa och<br />
b) vilken övergripande molekylär funktion folsyra har i kroppen. Redogör också<br />
kortfattat för det molekylära underlaget till varför folsyrabrist kan förorsaka<br />
megaloblastanemi och ha effekter på andra delande celler.<br />
Svar: I kroppen eller i mikroorganismer reduceras folsyran [dihydrofolatreduktas+2NADPH]<br />
till tetrahydrofolsyra (THF). Olika former av THF fungerar som bärare av s.k. enkolsfragment.<br />
Enkolsfragment behövs bl.a. vid syntesen av tymidin och puriner. Brist på<br />
folsyra kommer därför primärt att uppmärksammas i delande celler, som blodceller, och<br />
under olika faser av fostertillväxt.<br />
***************************************************************************<br />
Under den tidiga embryoutvecklingen spelar omlagringar av celler och cellförband en viktig<br />
och central roll. Detta inbegriper både förflyttning av enskilda celler, till exempel vid<br />
gastrulering, och förändring av form av epiteliala cellskikt, till exempel vid neurulering. Vissa<br />
celler släpper taget till sina grannceller och etablerar nya kontakter med andra celler, när de<br />
har uppsökt nya platser. Förutsättningen för dessa processer är att embryots celler kan känna<br />
igen och binda sig till andra celler, att de är förankrade till en extracellulär matrix, och att de<br />
kan röra sig och förändra form.<br />
***************************************************************************<br />
27 (2p) Då enskilda celler förflyttar sig krävs samverkan mellan cytoskelett,<br />
plasmamembranproteiner och extracellulär matrix. Beskriv hur det går till när en cell<br />
förflyttar sig (migrerar), gärna med en figur. I svaret ska anges a) vilken del av<br />
cytoskelettet som deltar och vilka strukturer det bildar, b) vilka<br />
plasmamembranproteiner som är involverade och i vilka strukturer de organiseras, samt<br />
c) vilka extracellulära matrixproteiner som cellerna utnyttjar för sin vandring.<br />
Svar: a) Aktin, aktinpolymerisering till filament, filopodier, lamellipodier. b) Integriner, focal<br />
adhesion sites. c) Fibronektin, kollagen.<br />
28 (2p) Vid invagination av ett epitel, till exempel vid bildning av neuralröret, veckas<br />
epitelet. Hur går det till? (Ledtråd: Det har att göra med cell-cell adhesionsmolekyler,<br />
cell junctions och en speciell del av cytoskelettet). Illustrera gärna med en figur.<br />
Svar: I den apikala delen av epitelet (neuroektodermet) är epitelcellerna fästade i varandra<br />
med adherens junctions. Cell-cellkontakterna i adherens junctions förmedlas av E-<br />
cadherin. På den cytoplasmatiska sidan är E-cadherinmolekylerna (via ett<br />
proteinkomplex bestående av bl.a. cateniner) förankrade i buntar av aktinfilament, som<br />
löper som ett band runt hela cellen. Dessa aktinfilamentbuntar är kontraktila, dvs. de<br />
kan dra ihop sig. Då aktinfilamentbuntarna drar ihop sig på ett ställe i epitelet blir de<br />
apikala ytorna av cellerna mindre i detta område. Det leder till inbuktning (invagination)<br />
av epitelet i detta område.<br />
9
***************************************************************************<br />
De proteinkodande generna spelar naturligtvis en mycket avgörande roll för fostrets<br />
utveckling, och tvillingarna Smiths gener kommer förstås från Herr Smiths spermie och från<br />
Fru Smiths ägg. Dock har forskare och läkare som studerar stamceller börjat förstå att de<br />
gensekvenser som kodar för proteiner är bara en del av utvecklingsprogrammet. Det är också<br />
mycket viktigt att förstå bland annat hur DNA är förpackat för att förstå hur en omogen cell<br />
svarar på signaler från omgivningen.<br />
***************************************************************************<br />
29 (4p) I äggcellen är DNA förpackat på i princip samma sätt som i alla andra eukaryota<br />
celler medan spermien har en speciell mycket tätare packning av DNA som sker med<br />
hjälp av protaminsulfat. Beskriv hur DNA är förpackat i cellkärnan i en vanlig eukaryot<br />
cell (således ej i spermien). Rita gärna en teckning och förklarar strukturen, vad de<br />
ingående komponenterna kallas och beskriv deras funktion i cellen.<br />
Svar: DNA är packat i kromatin vars packningsenhet är nukleosomen. En nukleosom består<br />
av en histonoktamer med två komponenter av vardera histonproteinerna H2A, H2B, H3<br />
och H4 samt ett linkerhiston H1, därutöver ingår c:a två varv DNA som är lindat i en<br />
negativ supercoil, denna är således vänstervriden, d.v.s. spiralen är vriden i motsatt<br />
riktning mot den högervridna DNA dubbelspiralen. En nukleosomenhet organiserar c:a<br />
200 bp DNA varav 147 bp är i direkt kontakt med histonoktameren och resten ingår i<br />
mera rörligt länk (linker) DNA.<br />
Varje histonprotein i oktameren har en N-terminal svans som utgör c:a en tredjedel av<br />
hela proteinets längd och som radierar ut från nukleosomen och kan kontakta DNA eller<br />
närliggande nukleosomer. Sidokedjorna på aminosyrorna som bygger upp dessa N-<br />
terminala histonsvansar modifieras med olika kemiska grupper såsom metyl- acetyloch<br />
fosfatgrupper vilka utgör signaler som i vissa fall styr packningsgraden och i andra<br />
fall rekryteringen av andra proteiner till kromatinet. Genom denna modifiering kan<br />
genomet programmeras epigenetiskt under fosterutvecklingen så att olika celler får<br />
olika vävnadsspecifika genuttrycksmönster. Vidare deltar dessa modifieringar i den<br />
reversibla genregleringen samt förmodligen i alla kända reaktioner som involverar DNA<br />
i cellen. En ytterligare funktion av kromatinet är att förpacka och organisera genomet i<br />
cellens alla olika faser i cellcykeln.<br />
(För full poäng: Redogör för struktur, ingående komponenter, samt funktionen)<br />
10
***************************************************************************<br />
En graviditet innebär stora hormonella omställningar för kvinnan och ibland är kvinnans<br />
humör inte alltid på topp som i Fru Smiths fall. Fru Smiths depression behandlades med<br />
selektiva serotoninupptagshämmare (SSRI). Dessa medel har dock nyligen uppmärksammats<br />
då de kan stoppa syretillförseln vid födseln på grund av att de kan påverka omställningen av<br />
blodcirkulationen vid födseln.<br />
***************************************************************************<br />
30 (2p) Serotonin bildas från en aminosyra på ett principiellt likartat sätt som när<br />
dopamin bildas från tyrosin. Beskriv kortfattat hur serotonin (5-HT, 5-<br />
hydroxytryptamin) bildas. Ange substrat, produkter och eventuellt deltagande<br />
coenzymer i de reaktioner som leder fram till bildningen av 5-HT. Ange också vilka<br />
modifieringar som sker i de olika reaktionsstegen.<br />
Svar: När aminosyran tryptofan hydroxyleras på sexringen, m.h.a. molekylärt syre och<br />
coenzymet tetrahydrobiopterin, bildas 5-hydroxytryptofan och vatten. När 5-<br />
hydroxytryptofan därefter dekarboxyleras bildas serotonin (5-HT). Se fig. 21.18 (sid.<br />
287) Champe, Harvey & Ferrier.<br />
11
Pass 3<br />
Tema II: Gåsmiddag med tråkiga följder (13p)<br />
***************************************************************************<br />
Kraftigt överviktiga Mårten, 56, inkommer efter intagen gåsmiddag till kirurgakuten med<br />
uttalade smärtor i högra övre delen av buken. Mårten upplever också smärtor i ryggen och<br />
upp mot höger skulderblad. Efter några timmar släpper smärtorna och Mårten skickas hem<br />
med en återbesökstid och beskedet att han troligen lider av gallsten. När han senare kommer<br />
tillbaka till kirurgmottagningen visar det sig att diagnosen var riktig och operation planeras.<br />
***************************************************************************<br />
31 (5p) Gallstenar kan bildas beroende på ökade nivåer av kolesterol i gallan. Detta ses<br />
speciellt hos feta personer och kan således ha varit orsaken i Mårtens fall. Vilken effekt<br />
har ett högt kolesterolintag på kroppens egen syntes av kolesterol (vilket enzymatiskt<br />
steg påverkas och på vilka två principiellt olika sätt sker denna påverkan)?<br />
Redogör för kolesterolbiosyntesen från acetyl-CoA (i detalj till och med mevalonsyra,<br />
därefter schematiskt, formler erfordras inte). Hur regleras processen hormonellt?<br />
Svar: Höga kolesterolnivåer leder dels till alloster hämning av det hastighetsreglerande<br />
enzymet HMG-CoA-reduktas. Dessutom hämmar kolesterol transkriptionen av genen<br />
för detta enzym.<br />
Syntes av mevalonsyra: 2 acetyl CoA acetoacetyl CoA + CoA; acetoacetyl CoA +<br />
acetyl CoA HMG CoA + CoA; HMG-CoA + 2 NADPH + 2 H + mevalonsyra +<br />
CoA + 2 NADP + .<br />
Den fortsatta syntesen av kolesterol (schematiskt): mevalonsyra (+3 ATP) IPP<br />
(isopentenylpyrofosfat, “5-kolfragment“) + CO2 (+ 3 ADP) + Pi; IPP DPP (dimetylallyl<br />
pyrofosfat, isomerisering); DPP + IPP GPP (geranyl-pyrofosfat, “10-<br />
kolfragment“) + PPi; GPP + IPP FPP (farnesyl-pyrofosfat, “15-kolfragment“) + PPi;<br />
FPP + FPP (+NADPH) skvalen (+NADP + ) + 2 PPi; skvalen lanosterol <br />
kolesterol.<br />
HMG-CoA-reduktas hämmas av glukagon och stimuleras av insulin.<br />
32 (2p) Beskriv gallsyrors och gallsalters principiella uppbyggnad samt ge ett exempel<br />
på en gallsyra eller gallsalt (Rita gärna!).<br />
Svar: Homocyklisk förening bestående av tre sexringar, en femring och en sidokedja<br />
utgående från kol 17. På kol 4 sitter en OH-grupp (den ursprungliga från kolesterol), på<br />
kol 7 sitter i gallsyrorna ytterligare en OH-grupp och ibland också en på kol 12<br />
(cholsyra). Sidokedjan utgående från kol 17 är i gallsyrornas trunkerad jämfört med den<br />
i kolesterol, och dessutom avslutas den med en karboxylgrupp. I gallsalterna har<br />
aminsyraresterna glycin eller taurin adderats/konjugerats till gallsyrornas<br />
karboxylgrupper genom en amidbindning. Cholsyra eller chenodexycholsyra är exempel<br />
på gallsyror.<br />
12
33 (2p) En annan komponent i gallan är bland annat fosfo(glycero)lipiden<br />
fosfatidylkolin (PC). Beskriv fosfo(glycero)lipiders principiella uppbyggnad (illustrera<br />
med en enkel skiss!). Beskriv också hur fosfatidyletanolamin (PE) kan omvandlas till<br />
fosfatidylkolin (PC) i levern (samtliga substrat och produkter skall anges).<br />
Svar: Fosfoglycerolipider består av en glycerolmolekyl som på kol 1 ofta är substituerad med<br />
en mättad fettsyra via en esterbindning. På kol 2 sitter på motsvarande sätt vanligen en<br />
omättad fettsyra och på kol 3 en fosfatgrupp medelst en fosfoesterbindning. På denna<br />
fosfatgrupp sitter sedan olika alkoholer (se CHF fig. 17.1).<br />
PC kan i levern bildas från PE genom trimetylering (3 x SAM) varvid det bildas 3<br />
stycken SAH (S-adenosylhomocystein; se CHF fig. 17.6).<br />
34 (4p) Mårten har alltid tyckt om mat. Dessutom tycker han det är mysigt att ha något<br />
att tugga på, till exempel när han tittar på TV. Då blir det ofta chips eller ostbågar.<br />
Redogör för transporten av dietära triacylglyceroler (triglycerider) från mukosan i<br />
Mårtens tunntarm till lagring av dessa lipider i fettväven (ange alla intermediärer: namn<br />
eller formler) samt ange de faktorer (apolipoprotein, enzymer, hormoner) som behövs<br />
för att lipiderna ska kunna tas upp och lagras.<br />
Svar: De dietära triacylglyceroler transporteras från mukosan i chylomikroner via<br />
lymfsystemet och ut i blodet. Chylomikronerna kommer så småningom till de små<br />
kapillärerna i fettväven. Där finns enzymet lipoproteinlipas på endotelcellernas yta.<br />
Enzymet stimuleras av insulin och av apoC-II på chylomikronernas yta. Apo CII tas upp<br />
av chylomikronerna från cirkulerande HDL-partiklar. Lipoproteinlipaset spjälkar<br />
chylomikronernas triacylglyceroler till fria fettsyror och glycerol. De fria fettsyrorna tas<br />
upp av fettcellerna och lagras i form av triacylglyceroler.<br />
Syntes av triacylglyceroler: Fri fettsyra + ATP +CoA acyl CoA + AMP + PPi; 2 acyl<br />
CoA + glycerol-3-fosfat fosfatidsyra + 2 CoA; fosfatidsyra diacylglycerol<br />
(diglycerid) + Pi; acyl CoA + diacylglycerol triacylglycerol (triglycerid) + CoA.<br />
13
Tema III: Från en blodig biff till hemoglobin (12 p)<br />
**************************************************************************<br />
Häromkvällen när du som bäst satt åt en lätt blodig biff kom du att tänka på att det är en<br />
massa saker som antagligen måste ske för att du skall kunna bilda det syrgastransporterande<br />
proteinet hemoglobin från den blodiga biffen, men att det mesta om inte allt faktiskt fanns i<br />
denna biff. När proteinerna digererats till fria aminosyror upptas de till blodbanan med hjälp<br />
av olika "transportörer" för vidare transport ut till blodbanan och till olika vävnader. Du<br />
funderar nu på vad som händer med blodet och proteinet hemoglobin under<br />
digestionsprocessen. Järnjonerna upptas också med hjälp av ett specifikt transportprotein -<br />
transferrin - medan intakt hem upptas med hjälp av faciliterad transport - intracellulärt frisätts<br />
sedan detta järn.<br />
**************************************************************************<br />
35 (1p) Upptaget av järnjoner ökar vid samtidig tillförsel av vitamin C. Varför? Ge en<br />
kortfattad förklaring. (Ledtråd: tänk på hur vitamin C verkar i samband med<br />
kollagensyntesen.)<br />
Svar: Tvåvärt järn absorberas bättre än trevärt järn - vitamin C reducerar Fe 3+ till Fe 2+ [precis<br />
som när vitamin C fungerar som cofaktor till enzymerna lysyl- och prolylhydroxylas<br />
som är involverade i kollagensyntesen].<br />
**************************************************************************<br />
Mängden av proteinet transferrin i plasma och det cellulära upptaget i tarmens epitelceller och<br />
övriga celler påverkas av den intracellulära järnkoncentrationen. Närmare bestämt styrs det<br />
cellulära upptaget av järn av mängden av transferrinreceptorer - ett cellmembranbundet<br />
protein vars mängd i sin tur bestäms av den intracellulära järnkoncentrationen.<br />
**************************************************************************<br />
36 (2p) Redogör för hur järn specifikt kan reglera halten av transferrinreceptorn, samt<br />
ange två principiellt olika sätt varigenom proteinuttrycket kan regleras.<br />
Svar: Genom reglering av mRNA-stabilitet (-nedbrytning). Transferrinreceptorns mRNA har<br />
en s.k. IRE ("Iron Response Element") -sekvens i sin 3'-flank. Vid låga intracellulära<br />
järnnivåer binder ett specifikt protein till denna sekvens och skyddar mRNA't ifrån<br />
nukleas-medierad nedbrytning. Vid normala eller höga intracellulära<br />
järnkoncentrationer kan detta protein ej binda till IRE-sekvensen i transferrinreceptorns<br />
mRNA, varvid mRNA-molekylen bryts ned hastigare. Modifiera svaret baserat på<br />
frågetillägget ”samt ange två principiellt olika sätt varigenom proteinuttrycket kan<br />
regleras”.<br />
37 (3p) Transferrin utsöndras till blodet från leverceller. Redogör för transportvägen<br />
från ER till blodbana vid konstitutiv exocytos.<br />
Svar: Transporten från ER-lumen till cellytan går via vesiklar, först med coatomer-klädda<br />
(COP II) vesiklar till ERGIC ("ER-golgi-intermediate-compartment") och cis-<br />
14
golginätverket, sedan vidare genom cis-, mediala- och trans-golgi till transgolginätverket<br />
där sortering till olika slutmål sker. Transferrin, som skall utsöndras<br />
genom konstitutiv sekretion, ansamlas i klatrin-klädda vesiklar som knoppar av från<br />
trans-golginätverket. Vesiklarna släpper sitt clathrin-hölje och fuserar med<br />
cellmembranet. Ingen speciell signal behövs för denna transportväg. (Speciella proteiner<br />
vSNARE i vesikeln och tSNARE i målmembranet ser till att vesiklarna fuserar med rätt<br />
membran.)<br />
**************************************************************************<br />
Hemoglobin (Hb) syntetiseras av benmärgsceller och är ett av de dominerande proteinerna i<br />
erytrocyten.<br />
**************************************************************************<br />
38 (3p) Redogör för hemoglobins byggnad (både proteindel och prostetisk grupp) med<br />
hjälp av proteinkemiska begrepp samt hur och varför strukturen påverkas vid inbindning<br />
av syre.<br />
Svar: HbA - består av fyra subenheter (2 och 2ß), som parvis (+ß) hålls hårt ihop i form av<br />
dimerer. Varje subenhet är uppbyggd av åtta -helixar. I en hydrofob ficka i vardera<br />
subenheten finns en hemgrupp som är komplexbunden till en proximal histidin m.h.a.<br />
Fe 2+ som sitter centralt i hem. Denna järnjon ligger litet utanför det plan som<br />
protoporfyrinskelettet bildar och till vilken Fe 2+ -jonen också är komplexbunden via fyra<br />
kväven. Då syre binds till järnatomen i en hem-grupp dras denna in i planet, varvid det<br />
samtidigt dras i den proximala histidinresten och därmed i hela subenhetens<br />
primärstruktur på sådant sätt att hela dess 3D-struktur påverkas. Denna påverkan leder<br />
till att vissa bindningar mellan dimererna bryts varvid det successivt blir lättare och<br />
lättare att binda in ytterligare syremolekyler - ett fenomen som kallas kooperativitet.<br />
39 (3p) Redogör kortfattat för syntesen av hem (till exempel var i kroppen och i cellen,<br />
enkla byggstenar) och hur den regleras.<br />
Svar: En hemmolekyl (protoporfyrinskelett med en Fe 2+ -jon centralt) syntetiseras från 8 st.<br />
succinyl-CoA, 8 st. glycin, och en Fe 2+ . Åtta enzymer behövs för denna syntes som<br />
huvudsakligen sker i lever- och benmärgsceller. Det första enzymet samt de tre sista<br />
enzymerna är lokaliserade mitokondriellt, medan övriga enzymer finns i cytoplasman.<br />
Om det vid syntesen av hem uppstår ett överskott av hem som inte tas upp av<br />
globinmolekyler, oxideras järnet i hem till Fe 3+ - hemin bildas och verkar feedbackinhiberande<br />
på ALA-syntas (-aminoleuvulinatsyntas), som katalyserar det första steget<br />
i biosyntesen nämligen kondensationen av glycin och succinyl-CoA.<br />
15