Oppgavesettet utgjør totalt 100 vekttall. Antall vekttall er vist i parentes foran hver spørsmålsgruppe.

Transkript

1 Kontinuasjonseksamen, MEDSEM2/ODSEM2/ERNSEM2 høst 2007 Onsdag 20. februar 2008 kl. 09:00-15:00 Oppgavesettet består av 4 sider Hjelpemidler: Ingen Oppgavesettet utgjør totalt 100 vekttall. Antall vekttall er vist i parentes foran hver spørsmålsgruppe. Psoriasis er en sykdom som karakteriseres av at hudceller blir stimulert til å dele seg raskere enn normalt. Dette gir forholdsvis tykke, flassende, utslett. A. (18) Psoriasis er en sykdom som viser multifaktoriell arv. 1. Forklar hva som menes med begrepet multifaktoriell arv. Hva karakteriserer multifaktoriell arv? 2. Beskriv kort fasene i mitosen. 3. Hva menes med uttrykket genetisk kobling, hvordan påvises dette og hvilken måleenhet brukes? Forklar hvorfor to syntene markører ikke nødvendigvis er koblet. Psoriasis karakteriseres mikroskopisk av øket antall celledelinger i overhuden. 4. Hvordan skjer DNA-replikasjon i eukaryote celler? 5. Beskriv forskjellige mekanismer for DNA reparasjon. 6. Gjør rede for 3 ->5 -exonukleaseaktiviteten til DNA-polymeraser. B. (19) Alvorlige tilfeller av psoriasis kan gi betennelse og ødeleggelse av ekstracellulær matriks, som for eksempel bruskskiver i ledd. 7. Beskriv kort de ulike komponenter som sammen utgjør ekstracellulær matriks, og angi noen av funksjonene til den ekstracellulære matriks. 8. Hvor i cellen produseres proteiner som senere skal inngå i: a) ekstracellulær matriks b) plasmamembranen c) lysosomer d) mitokondrier Side1 av 15

2 e) cellekjernen 9. Hva er de to viktigste funksjonene til Golgi-apparatet? Stimuleringsmekanismene som benyttes av betennelsescellene anvender celleadhesjonsmolekyler som kalles integriner. 10. I hvilke to vanlige cellekontakter dominerer integriner som adhesjonsmolekyler? Epitelcellene i de ytterste lagene av epidermis inneholder mye av det intermediære filamentet keratin. 11. Hvordan er intermediære filamenter bygget opp? Gjør kort rede for funksjon til keratinfilamenter, laminer og nevrofilamenter. 12. Beskriv oppbygning av en mikrotubulus, og gjør kort rede for de viktigste funksjoner til mikrotubuli. C. (16) Nervefibrene i det motoriske perifere nervesystem danner kontakter på muskelfibrenes overflate (nevromuskulære synapser). 13. Beskriv strukturen til nevromuskulære synapser. Illustrer gjerne svaret ved hjelp av en figur. 14. Hvordan frisettes transmitteren acetylkolin (ACh) fra nerveendene i den nevromuskulære synapsen? 15. Gi en oversikt over hvorledes den frisatte transmitteren påvirker de postsynapiske muskelcellenes membranpotensial og gir opphav til aksjonspotensialer i muskelens overflatemembran. Muskelkontraksjon som fremkalles av acetylkolin er avhengig av kalsiumioner i sarkoplamatisk retikulum. 16. Beskriv hvordan ledning av aksjonspotensialer i muskelcellens overflatemembran medfører frisetning av kalsiumioner fra musklenes sarkoplasmatiske retikulum og inn i cytoplasma. 17. Forklar kort mekanismene som fører til at en skjelettmuskelcelle forkortes etter frisetting av kalsiumioner fra sarkoplasmatisk retikulum. Side2 av 15

3 D. (22) Muskelkontraksjon krever kontinuerlig forbruk av ATP. Elektrontransportkjeden er sentral for muskefibrenes ATP syntese. 18. I påfølgende tabell er det listet funksjoner/egenskaper ( til venstre) og noen av elektrontransportkjedens komponenter/reaktanter (til høyre). Besvar oppgaven ved å kombinere ditt valg av funksjon/egenskap(a-j) med riktig komponent/reaktant. Begrunn summarisk hver av dine valgte svarkombinasjoner. Funksjon/Egenskap a) Inneholder en protonkanal. b) Skjæringspunkt for 1-elektronog 2-elektronbærere. c) Har det mest negative reduksjonspotensialet. d) Har det mest positive reduksjonspotensialet. e) Reduserer O2. f) Implisert i oksidasjon av succinat g) Fungerer som elektronbærer mellom kompleks III og kompleks IV. h) Kan ta i mot 2 elektroner. i) Hemmes av CN -. j) Kan ta i mot 4 elektroner. Komponent/reaktant Hemgruppe O2 ATPase NAD+/NADH FADH2 Cytokrom c Kompleks I Kompleks II Kompleks III Kompleks IV Kompleks V Koenzym Q (ubiquinon) NADH dehydrogenase Cytokrom b 1/2O2/H20 Under langvarig (aerobt) muskelarbeid er ofte fettsyrer den dominerende energikilden. 19. Hvorfor er aerobe betingelser nødvendige når muskelfibrene bruker fettsyrer som energisubstrat? 20. Karnitin er nødvendig om fettsyrer skal brukes som energisubstrat. Forklar hvorfor (bruk gjerne figur). 21. Hva forstår du med monoumettede og polyumettede fettsyrer? Polyumettede fettsyrer kan fordeles på ω-3, ω-6 og ω-9 familien. Forklar hva betegnelsene betyr. Gi et eksempel på en fettsyre tilhørende hver av familiene og angi til hvilke(n) familie(r) essensielle fettsyrer tilhører. For å få anvendt blodglukose kreves at glukosemolekylet får adgang til muskelcellenes cytoplasma ved transport inn i muskelen. Side3 av 15

4 22. Glukosetransport inn i de forskjellige cellene i kroppen kan enten være Na+-koplet eller Na+-uavhengig. Angi to årsaker til at en slik Na+-kopling er gunstig. 23. Hva forventer du vil skje med cellevolumet hvis du plasserer en rød blodcelle i en isoosmotisk 5% glukose-løsning? Begrunn svaret. 24. Hvis du plasserte noen celler i glukoseløsning ved 370C og andre i glukoseløsning ved 40C, hvilken forskjell i cellevolumet ville du finne? Begrunn svaret. E. (15) I hud hos psoriasispasienter er det påvist unormale camp nivåer. camp medvirker når ekstracellulære signaler omformes til spesifikke intracellulære effekter. 25. a) Navngi to ekstracellulære signalmolekyler som gir økt intracellulær konsentrasjon av camp. b) Forklar hvordan camp dannes. c) Hva er en mulig konsekvens av økt intracellulær konsentrasjon av camp? Vekstfaktorer virker som oftest parakrint eller autokrint. 26. Hva menes med endokrin, autokrin, parakrin og juxtakrin signaloverføring? 27. Hvilken type reseptor bindes vekstfaktorer vanligvis til, og hva slags signalkaskader blir generert? 28. Forklar begrepene celledeling og cellevekst, og sett begrepene i sammenheng med hyperplasi og hypertrofi. 29. For normalt forløp av cellesyklus er det viktig at noen av komponentene i cellesyklusmaskineriet degraderes på gitte tidspunkter. Gi eksempler på komponenter i cellesyklusmaskineriet som reguleres ved degradering. F. (10) Hudcellene som aktiveres i psoriasis representerer en form for stamceller. 30. Hva er den generelle definisjonen på en stamcelle? 31. Beskriv forskjellen mellom embryonale stamceller og de somatiske stamcellene i overhuden med hensyn til differensieringspotensialet til deres avkom. 32. Hvilke(t) kimlag gir opphav til cellene i overhuden? 33. Overhudens pigmentceller stammer fra nevrallisten. Beskriv hvordan nevrallisten dannes og hvordan nevrallistceller havner i overhuden. Bruk gjerne figurer til å illustrere ditt svar. Side4 av 15

5 SENSORVEILEDNING Kontinuasjonseksamen, MEDSEM2/ODSEM2/ERNSEM2 høst 2007 Onsdag 20. februar 2008 kl. 09:00-15:00 Oppgavesettet består av XX sider Viktige opplysninger: Hjelpemidler: Ingen Oppgavesettet utgjør totalt 100 vekttall. Antall vekttall er vist i parentes foran hver spørsmålsgruppe. Psoriasis er en sykdom som karakteriseres av at hudceller blir stimulert til å dele seg raskere enn normalt. Dette gir forholdsvis tykke, flassende, utslett. A. (18) Psoriasis er en sykdom som viser multifaktoriell arv. 1. Forklar hva som menes med begrepet multifaktoriell arv. Hva karakteriserer multifaktoriell arv? Svar: Ved multifaktoriell arv bidrar flere gener (med sine alleler) og miljøfaktorer sammen til fenotypen. Ved multifaktoriell arv viser fenotypen (f. eks. en sykdom) opphopning i familier uten Mendelsk (enkel) arvegang. Multifaktoriell arv finnes ofte ved kvantitative egenskaper (som f.eks. blodtrykk, høyde og IQ). 2. Beskriv kort fasene i mitosen. Svar: Svaret bør inneholde en beskrivelse av de fem faser hvor kromosomene er synlige: Profase: Kromosomene kondenseres, Sentrosomet deler seg og de to delingsproduktene går mot hver sin cellepol, Start dannelse av mitotisk spindel. Prometafase: Fortsatt kromosomkondensering, Kjernemembranen oppløses, Sentrosom ved cellepolene. Metafase: Sentromerer i ekvatorialplanet, Kromosomene maksimalt kondensert. Spindel festet til sentromerene. Anafase: deling av sentromerer fører til at søsterkromatider blir til datterkromosomer som trekkes mot hver sin cellepol ved hjelp av spindelet. Telofase: Kromosomer ved cellepolene dekondenseres, Spindel oppløses, Kjernemembranen gjendannes, Begynnende deling av cellen ved ekvatorialplanet. 3. Hva menes med uttrykket genetisk kobling, hvordan påvises dette og hvilken måleenhet brukes? Forklar hvorfor to syntene markører ikke nødvendigvis er koblet. Svar: To markører/gener er genetisk koblet hvis de sitter så nær hverandre på samme kromosom at de ofte nedarves som en enhet. Kobling påvises ved analyse av nedarving av markører i familier. Avstanden mellom markører angis i Centimorgan(cM): 1% overkrysning mellom to markører tilsvarer 1 cm. Side5 av 15

6 To markører/gener er syntene hvis de sitter på samme kromosom. Hvis avstanden mellom dem er så stor at det ofte forekommer overkrysning mellom dem, vil de nedarves uavhengig av hverandre og er ikke koblet. Psoriasis karakteriseres mikroskopisk av øket antall celledelinger i overhuden. 4. Hvordan skjer DNA-replikasjon i eukaryote celler? Svar: Følgende elementer bør være med i en besvarelse: DNA-replikasjonen foregår i S-fasen av cellesyklus En rekke proteiner er med på å finne startstedene for replikasjonen og å initiere replikasjonen DNA-helikaser og DNA-topoisomeraser Multiple startsteder for replikasjonen Replikasjonsgaffel Leading strand og lagging strand En kort RNA tråd lages og fungerer som primer for DNA-polymerasen DNA-polymeraser katalyser polymerisering i 5 - til 3 -retning Okazaki-fragmenter på lagging strand DNA-ligase Korrekturlesning ved hjelp av 3 - til 5 -exonukleaseaktivitet Endene av kromosomene replikeres ved hjelp av telomeraser 5. Beskriv forskjellige mekanismer for DNA reparasjon. Svar: Følgende mekanismer bør beskrives: Korrekturlesning ved hjelp av 3 ->5 -exonukleaseaktivitet til DNA-polymerasen Base excision repair Nucleotide excision repair Mismatch repair Dobbeltbrudd på DNA er nevnt på forelesningene, men det er ikke forventet at studentene skal gjøre rede for mekanismene for non-homolog og homolog end-joining. Direkte reparasjonsmekanismer er ikke forelest. 6. Gjør rede for 3 ->5 -exonukleaseaktiviteten til DNA-polymeraser. Svar: Hvis DNA-polymerasen setter inn en feil base, vil enzymet registrere det. Hvis det f.eks. dannes et AG-par, vil dette ha andre dimensjoner enn det normale ATparet. DNA-polymerasen vil da stoppe opp, og kutte vekk feil base som nettopp er satt inn. Deretter fortsetter DNA-polymerasen med polymeriseringen. Når DNApolymerasen fjerner den siste innsatte basen, sier vi at den utøver en 3 ->5 -exonukleaseaktivitet. Det er dette som kalles korrekturlesning (proofreading). Side6 av 15

7 B. (19) Alvorlige tilfeller av psoriasis kan gi betennelse og ødeleggelse av ekstracellulær matriks, som for eksempel bruskskiver i ledd. 7. Beskriv kort de ulike komponenter som sammen utgjør ekstracellulær matriks, og angi noen av funksjonene til den ekstracellulære matriks. Svar: Ulike komponenter i ECM: GAG (glykosaminoglykaner) er uforgrenede polysakkarider med repeterende disakkarider Proteoglykaner er kjerneproteiner bundet til ulike GAG Kollagener er kroppens vanligste protein. Mange ulike typer, fiberdannende, nettverkdannende og FACIT kollagener ( organiserings-kollagener ) Fibronektin og laminin er viktige bindingsmolekyler ECM har svært mangfoldige funksjoner som f.eks å motstå kompresjon, filterfunksjon, strekkstyrke, stabilitet/mekanisk styrke (eks. ben,tenner), kommunikasjon mellom forskjellige vev, reservoar. 8. Hvor i cellen produseres proteiner som senere skal inngå i: a) ekstracellulær matriks b) plasmamembranen c) lysosomer d) mitokondrier e) cellekjernen Svar: a) Proteiner i ekstracellulær matriks produseres først av ribosomer på overflaten av endoplasmatisk retikulum (rer), tres gjennom membranen inn i ERlumen, transporteres videre til Golgi-apparatet og derfra til celleoverflaten i transportvesikler. b) proteiner som inngår i plasmamembranen som transmembranproteiner eller er forankret i cellens overflate med et GPI-anker produseres på samme måte som under a). (Mer avansert: Enkelte proteiner festes på cytoplasmasiden av membranen med fettsyreforankring (palmityl- eller myristylgrupper) eller amfipatiske helixer, disse er produsert av frie ribosomer i cytoplasma). c) de fleste proteiner som har sin funksjon i lysosomet er dannet på rer og rutes til lysosomet via Golgi-apparatet og endosomer. d) noen proteiner i mitokondriene produseres i cytotol av frie ribosomer, og tres deretter gjennom de to membranene i mitokondrieveggen. (Mer avansert: De mitokondrielle proteiner som er kodet fra mitokondrienes DNA produseres av egne ribosomer i mitokondriematriks). e) de fleste proteiner som har sin funksjon i cellekjernen er produsert på frie ribosomer i cytoplasma. 9. Hva er de to viktigste funksjonene til Golgi-apparatet? Side7 av 15

8 Svar: Posttranslasjonell modifisering av proteiner (glykosylering, sulfatering etc.) samt sortering og samling av ulike grupper av proteiner som skal til ulike adresser i cellen. Stimuleringsmekanismene som benyttes av betennelsescellene anvender celleadhesjonsmolekyler som kalles integriner. 10. I hvilke to vanlige cellekontakter dominerer integriner som adhesjonsmolekyler? Svar: Hemidesmosomer og fokale kontakter. Her bør nok også aksepteres f.eks at det svares: ved leukocytters adhesjon til karvegg. Epitelcellene i de ytterste lagene av epidermis inneholder mye av det intermediære filamentet keratin. 11. Hvordan er intermediære filamenter bygget opp? Gjør kort rede for funksjon til keratinfilamenter, laminer og nevrofilamenter. Svar: Intermediære filamenter danner først en dimer (parallell coiled-coil), deretter legges to dimerer antiparallelt som en tetramer. Endelig bygger tetramerene opp lange multimerer, som går sammen (ofte 8 av gangen) og danner et ferdig intermediært filament. Ved at grunnenhetene er antiparallelle mangler de retning, og er derfor ikke egnet for at motorproteiner kan bevege seg langs dem. Hovedfunksjon til intermediære filamenter er strekkfasthet og struktur. Keratinfilamenter knytter sammen desmosomer og hemidesmosomer og er utbredt i epitelceller, spesielt der vevet er utsatt for mekanisk stress. Nevrofilamenter finnes i nerveceller, forgrenet ut i akson og dendritter, og motvirker at disse rives i stykker. Laminer danner et stillas på innsiden av kjernehylsteret. (Dette stillaset løser seg opp før mitosen, men laminene er hele tiden gjennom mitosen bundet til fragmenter av kjernemembran. Når den nye kjernen skal dannes bindes laminene igjen sammen slik at kjernehylsteret reetableres.) 12. Beskriv oppbygning av en mikrotubulus, og gjør kort rede for de viktigste funksjoner til mikrotubuli. Svar: Grunnenheten i en mikrotubulus er en dimer av alfa- og betatubulin. Tubulindimerer binder hverandre i en hode-mot-hale orientering og bygger opp hule rørformede filamenter der tubulindimerene ligger parallelt etter hverandre. Rørets vegg består av 13 slike rekker med tubulindimerer (kalt protofilamenter). Fordi tubulindimerene ikke er symmetriske får mikrotubuli retning, med en minus-ende og en pluss-ende. Motorproteiner kan bevege seg langs mikrotubuli; kinesiner (de fleste typer) vandrer mot pluss-enden mens dyneiner vandrer motsatt vei. Mikrotubuli organiserer plassering av organeller i cellen, samt cellers polaritet. I tillegg fungerer de som transportveier for vesikkeltransport, er sentrale i celledeling (den mitotiske spindel) og inngår i cilier (axonemet) og i sædcellehaler (flageller). Side8 av 15

9 C. (16) Nervefibrene i det motoriske perifere nervesystem danner kontakter på muskelfibrenes overflate (nevromuskulære synapser). 13. Beskriv strukturen til nevromuskulære synapser. Illustrer gjerne svaret ved hjelp av en figur. Svar: Det er forelest at nevromuskulære synapser består av perifere myeliniserte nerver som tar kontakt med muskelfibre i en struktur kalt den motoriske endeplaten. Den presynaptiske komponent består i hovedsak av en utvidelse av nervefiberen som er organisert slik at separate ansamlinger med sekretoriske blærer ligger rett innenfor det samme antall sekresjonsområder (aktive soner), og med et tilsvarende antall postsynaptiske muskelmembranflater på den andre siden av den synaptiske spalten. På denne måten kan et enkelt aksjonspotensial i en motorisk nervefiber gi synaptisk signaloverføring fra opptil flere hundre separate frisetningssoner som påvirker samme antall postsynaptiske reseptorområder samtidig. Sammenlignet med synapser i hjernen sikrer denne strukturen en stor sikkerhetsmargin i disse perifere synapsene. 14. Hvordan frisettes transmitteren acetylkolin (ACh) fra nerveendene i den nevromuskulære synapsen? Svar: Transmitteren ACh er opprinnelig til stede i cytoplasma i nerveterminalen. Den transporteres derfra inn i sekretoriske blærer (vesikler) via en proton-ach antiport. Vesikkelen blir deretter fortøyet til presynaptisk membran via SNARE-komplekser. Frisetningen av ACh forekommer når presynaptiske plasmamembran blir depolarisert (av aksjonspotensialer som invaderer terminalen) slik at spenningsavhengige kalsiumkanaler åpnes og kalsiumioner strømmer inn i terminalens cytoplasma. Disse ioner bindes til et vesikkelprotein (synaptotagmin) som gir eksocytotisk fusjon av plasma- og vesikkelmembranene, og transmitteren kan diffundere ut i den synaptiske spalten. 15. Gi en oversikt over hvorledes den frisatte transmitteren påvirker de postsynapiske muskelcellenes membranpotensial og gir opphav til aksjonspotensialer i muskelens overflatemembran. Svar: ACh i den synaptiske spalten bindes til den postsynaptiske muskelmembranen som er en del av endeplaten. Denne membranen er spesialisert med en stor tetthet med ACh-reseptorer, og aktivering av disse vil åpne deres integrale ligandregulerte ionekanal. Disse kanaler er permeable for monovalente kationer, f.o.f. Na+ og K+, og den elektrokjemiske gradient vil sørge for at mest Na+ strømmer gjennom kanalen inn i muskelcellene (en mindre mengde K+ strømmer ut av muskelcellen). Den resulterende økning av positiv ladning intracellulært vil derved senke Side9 av 15

10 membranpotensialet mot mindre negative verdier (depolarisering), et såkalt endeplatepotensial oppstår. I utkanten av endplaten finnes spenningsregulerte natriumkanaler, og under normale forhold vil disse bli depolarisert av endeplatepotensialet til høyt over terskelverdien for natriumkanalene. Aksjonspotensialer oppstår derfor via vanlig aktivering av spenningsregulerte Na+- og K+-kanaler slik at membranpotensialet først endres til positiv innside, deretter repolarisering og hyperpolarisering tilbake mot et vanlig hvilemembranpotensial. Derved ledes aksjonspotensialene ut over muskeloverflatemembranen (via vanlige mekanismer for ikke-myeliniserte nervemembraner som det ikke er nødvendig å beskrive). Muskelkontraksjon som fremkalles av acetylkolin er avhengig av kalsiumioner i sarkoplamatisk retikulum. 16. Beskriv hvordan ledning av aksjonspotensialer i muskelcellens overflatemembran medfører frisetning av kalsiumioner fra musklenes sarkoplasmatiske retikulum og inn i cytoplasma. Svar: Aksjonspotensialene fra endeplaten ledes inn i muskelcellen via T-rør (Ttubuli), som er kontinuerlige med overflatemembranen, men også har nær fysisk kontakt med membranene inne i musklenes sarkoplasmatiske retikulum (SR) der høye konsentrasjoner av kalsiumioner finnes. Depolarisering av T-røret fører til konformasjonsendring i et spenningsregulert protein i T-rørmembranen. Dette har igjen direkte kontakt med en kalsiumkanal i SR-veggen, og når denne proteinproteinkontakt blir stimulert øker permeabiliteten av kalsiumkanalen i SR slik at den cytoplasmatiske konsentrasjon av kalsium øker. 17.Forklar kort mekanismene som fører til at en skjelettmuskelcelle forkortes etter frisetting av kalsiumioner fra sarkoplasmatisk retikulum. Svar: Forkortning av skjelettmuskelceller skjer ved at bunter av antiparallelle aktinfilamenter trekkes mot hverandre ved at myosinmolekyler klatrer mot plussenden under forbruk av ATP. I hviletilstand er myosinhodenes bindingsseter på aktinfilamentene blokkert av tropomyosin-filamenter. Selv om det er rikelig tilgang på ATP vil ikke cellen forkorte seg før kalsiumioner frigjøres inn i cytosol, og binder seg til troponin. Troponin gjennomgår deretter en konformasjonsendring slik at tropomyosinfilamentene flytter seg og myosinhodene kan binde til aktin. Selve klatrebevegelsen skjer ved at myosinhodet binder ATP og endrer konformasjon ( spennes opp ) samtidig som ATP hydrolyseres til ADP og inorganisk fosfat (Pi). Deretter bindes myosin til aktin, og endrer konformasjon tilbake til utgangspunktet slik at bevegelse oppstår. Myosinhodene sitter bundet til aktin i påvente av at ATP igjen skal binde seg, og deretter gjentas syklusen. (Ikke kjernerelevant: dødsstivhet (rigor mortis) skyldes at døde celler ikke kan lage ny ATP, dermed sitter myosinhodene fast på aktin og cellen lar seg ikke strekke). Side10 av 15

11 D. (22) Muskelkontraksjon krever kontinuerlig forbruk av ATP. Elektrontransportkjeden er sentral for muskefibrenes ATP syntese. 18. I påfølgende tabell er det listet funksjoner/egenskaper ( til venstre) og noen av elektrontransportkjedens komponenter/reaktanter (til høyre). Besvar oppgaven ved å kombinere ditt valg av funksjon/egenskap(a-j) med riktig komponent/reaktant. Begrunn summarisk hver av dine valgte svarkombinasjoner. Funksjon/Egenskap k) Inneholder en protonkanal. l) Skjæringspunkt for 1-elektronog 2-elektronbærere. m) Har det mest negative reduksjonspotensialet. n) Har det mest positive reduksjonspotensialet. o) Reduserer O2. p) Implisert i oksidasjon av succinat q) Fungerer som elektronbærer mellom kompleks III og kompleks IV. r) Kan ta i mot 2 elektroner. s) Hemmes av CN -. t) Kan ta i mot 4 elektroner. Komponent/reaktant Hemgruppe O2 ATPase NAD+/NADH FADH2 Cytokrom c Kompleks I Kompleks II Kompleks III Kompleks IV Kompleks V Koenzym Q (ubiquinon) NADH dehydrogenase Cytokrom b 1/2O2/H20 Svar: a og kompleks V (som har protonkanal) b og Koenzym Q (stabilt semi-quinon radikal, kan derfor gi fra seg ett elektron videre) c og NAD+/NADH, NADH reoxideres av komplex 1. d og 1/2O2/H20, O2 er endelig elektronmottaker, reduseres til H2O e og kompleks IV, cytokrom oxidasekomplekset som reduserer O2. f og kompleks II, dette komplekset reoksiderer FADH2 g og cytokrom c, sitter løst på utsiden av indre membranen, øverfører 1 elektron av gangen mellom kompleksene. h og kompleks I og II, som begger er 2 elektron bærere i og kompleks IV, som hemmes irreversibelt av cyanide j og kompleks IV, som har 4 redoks-sentre og tar i mot 4 elektroner for reduksjon av O2. Side11 av 15

12 Under langvarig (aerobt) muskelarbeid er ofte fettsyrer den dominerende energikilden. 19. Hvorfor er aerobe betingelser nødvendige når muskelfibrene bruker fettsyrer som energisubstrat? Svar: Fordi ß-oksidasjonen, som foregår i mitokondrienes matriks, krever kontinuerlig reoksidasjon av NADH og FADH2 for å kunne fungere (analogt med sitronsyresyklus). Reoksidasjon av NADH og FADH2 skjer via elektrontransportkjeden, og er derfor O2 avhengig. 20. Karnitin er nødvendig om fettsyrer skal brukes som energisubstrat. Forklar hvorfor (bruk gjerne figur). Svar: Lange fettsyrer får ikke penetrere den indre mitokondrielle membranen ukontrollert. De omdannes til CoA estere i den ytre membranen, disse kan ikke penetrere den indre membranen. Ved hjelp av L-karnitin og palmitoylkarnitin transferase omdannes acyl-coa estre til O-karnitin estere. Disse transporterers over den indre membranen av en acyl-o-karnitin translokator. På matriks sisden tilbakedannes O-acylkarnitin til acyl-coa som er tilgjengelig for ß-oksidasjon. 21. Hva forstår du med monoumettede og polyumettede fettsyrer? Polyumettede fettsyrer kan fordeles på ω-3, ω-6 og ω-9 familien. Forklar hva betegnelsene betyr. Gi et eksempel på en fettsyre tilhørende hver av familiene og angi til hvilke(n) familie(r) essensielle fettsyrer tilhører. Svar: Mono-umettet fettsyre med en dobbeltbinding, polyumettet fettsyre med to eller flere dobbeltbindinger. ω-3 familien: eicosapentaensyre (EPA, marine fettsyrer), første dobbelt binding i ω -3 posisjonen (C atom nr. 3 fra metylgruppe enden). ω -6 familien linolsyre/linolensyre (første dobbeltbinding i ω -6 posisjon). ω -9 familien polymettede fettsyrer dannet ut fra for eks. oljesyre (som har dobbeltbindingen i ω -9 posisjon). For å få anvendt blodglukose kreves at glukosemolekylet får adgang til muskelcellenes cytoplasma ved transport inn i muskelen. 22. Glukosetransport inn i de forskjellige cellene i kroppen kan enten være Na + - koplet eller Na + -uavhengig. Angi to årsaker til at en slik Na + -kopling er gunstig. Svar: Det elektrokjemiske potensial for Na + favoriserer Na + -innstrømning til cellen (Na + -konsentrasjon i cellen lavere enn i ekstracellulærvæsken og innsiden av plasmamembranen negativt ladet i forhold til utsiden, altså negativt membranpotensial.) 23. Hva forventer du vil skje med cellevolumet hvis du plasserer en rød blodcelle i en iso-osmotisk 5% glukose-løsning? Begrunn svaret. Side12 av 15

13 Svar: Cellen vil svelle p.g.a. glukoseopptak. Glukose vil oppnå samme konsentrasjon på begge sider av membranen, og bidrar derfor ikke til noen forskjell mellom intraog ekstra-cellulær osmolaritet. Vann følger ved osmose. 24. Hvis du plasserte noen celler i glukoseløsning ved 37 0 C og andre i glukoseløsning ved 4 0 C, hvilken forskjell i cellevolumet ville du finne? Begrunn svaret. Svar: Cellene vil svelle ved begge temperaturer p.g.a. glukoseopptak og vanninnstrømning ved osmose. Men cellene ved 4 C vil svelle langsommere enn cellene holdt i 37 C. Det er fordi transportproteinet som frakter glukose inn i cellen fungerer optimalt ved normal kroppstemperatur (bærertransport har mange likhetstrekk med enzymatiske reaksjoner). E. (15) I hud hos psoriasispasienter er det påvist unormale camp nivåer. camp medvirker når ekstracellulære signaler omformes til spesifikke intracellulære effekter. 25. a. Navngi to ekstracellulære signalmolekyler som gir økt intracellulær konsentrasjon av camp. b. Forklar hvordan camp dannes. c. Hva er en mulig konsekvens av økt intracellulær konsentrasjon av camp? Svar: a) Her er det naturlig å nevne adrenalin og glukagon b) Her skal det beskrives hvordan ligand aktiverer en "seven pass " G-protein koblet reseptor ved at GTP byttes ut med GDP og alfa subenheten derved løsner fra betagamma subenheten. Alfa subenheten diffunderer lateralt i membranen og aktiverer adenylat syklase som katalyserer dannelsen av c-amp fra ATP. c-amp vil aktivere PKA ved at 2 molekyler binder seg til de to regulatoriske subenhetene i PKA. Derved frigjøres de to katalyttiske (aktive) subenhetene. c) De aktive, katalytiske subenhetene av PKA fosforylerer en rekke substratproteiner, både metabolske enzymer, transkribsjonsfaktorer og andre proteiner. En konsekvens av øket mengde c-amp, er f.eks glykogen nedbrytning i lever og muskler, øket glukoneogenese i lever og øket lipidnedbrytning i fettvev. Vekstfaktorer virker som oftest parakrint eller autokrint. 26. Hva menes med endokrin, autokrin, parakrin og juxtakrin signaloverføring? Svar: Endokrin signalering : Signalstoffet( liganden) produseres i annet vev (celletype) enn der det skal virke. Fraktes til vevene med blodet. Atokrin signalering : Signalstoffet (liganden) lages av samme celletype som de cellene det skal virke på. Cellene som lager liganden har også reseptor for liganden. Side13 av 15

14 Parakrin signalering : Signalstoffet lages av en celletype i et vev og virker på en annen celletype i samme vevet. Juxtakrin signalering : En ligand som sitter bundet til membranen bindes til en reseptor på en nabocelle av annen type. Eks. Fas-ligand til Fas reseptor eller ephriner til ephrin reseptor. 27. Hvilken type reseptor bindes vekstfaktorer vanligvis til, og hva slags signalkaskader blir generert? Svar: En vekstfaktorreseptor er som oftest et enkelt transmembranmolekyl (monomer/dimer) med en indre (cytosolisk) tyrosin kinase aktivitet, som autofosforylerer molekylet. Reseptoren vil så kunne binde andre intracellulære signalmolekyler eller adaptorproteiner, slik at signalkaskaden til slutt interfererer med ekspresjonen av gener som regulerer vekst og differensiering. Eksempler på denne type aktivering er stimulering av ras og protein kinase-kaskader, som munner ut i fosforylering av transkripsjonsfaktorer som igjen regulerer genekspresjonen. Et annet eksempel er aktiveringen av PKC via DAG (diacylglycerol), der PKC til sist fosforylerer transkripsjonsfaktorer og dermed virker inn på genekspresjonen. 28. Forklar begrepene celledeling og cellevekst, og sett begrepene i sammenheng med hyperplasi og hypertrofi. Svar: Celledeling vil si økning i antall celler, mens cellevekst er økning i cellens størrelse. Hyperplasi vil si at et vev øker pga. økning i antall celler, mens hypertrofi vil si at et vev øker pga. økning i de enkelte cellers størrelse. 29. For normalt forløp av cellesyklus er det viktig at noen av komponentene i cellesyklus-maskineriet degraderes på gitte tidspunkter. Gi eksempler på komponenter i cellesyklus-maskineriet som reguleres ved degradering. Svar: Nivået av cykliner og CKIer reguleres ofte ved degradering. For å få cellene ut av mitose og inn i G1, må nivået av cyklin B reduseres. Dette skjer ved degradering. For å få cellene inn i S-fase fra G1, må nivået av CKI p27 reduseres, og dette skjer ved degradering. F. (10) Hudcellene som aktiveres i psoriasis representerer en form for stamceller. 30. Hva er den generelle definisjonen på en stamcelle? Svar: Definisjon på stamcelle - en celle som kan fornye seg selv ved celledeling og gi opphav til differensierte celler. 31. Beskriv forskjellen mellom embryonale stamceller og de somatiske stamcellene i overhuden med hensyn til differensieringspotensialet til deres avkom. Svar: Embryonale stamceller er pluripotente, som betyr at de kan gi opphav til alle celletyper i kroppen. De somatiske stamceller i overhuden er egentlig unipotente Side14 av 15

15 i og med at de gir opphav kun til en celletype, nemlig keratiniserende celler, som riktigknok har ulike utseende mens de forflyttes utover mot overflaten under differensieringsprosessen. 32. Hvilke(t) kimlag gir opphav til cellene i overhuden? Svar: Så vidt vi vet, stammer alle celler i overhuden fra ektoderm. 33. Overhudens pigmentceller stammer fra nevrallisten. Beskriv hvordan nevrallisten dannes og hvordan nevrallistceller havner i overhuden. Bruk gjerne figurer til å illustrere ditt svar. Svar: (Beskrivelsen kan gjerne ledsages av en tegneserie.) Nevrallisten dannes under nevruleringsprosessen når de lateral kantene til nevralplaten ruller opp og treffer hverandre ved midtlinjen. Ved innvaginering og avsnøring av nevralrøret blir nevrallisten liggende som den mest dorsale delen av nevralrøret. Kort tid etter begynner nevrallistcellene å nedregulere celle-celleforbindelser og dermed går over fra å være en del av nevralrørets epitel til å være migrerende mesenchymceller. Disse kan migrere til en rekke bestemmelsessteder ut i kroppen, inklusiv overhuden, der de differensierer seg til pigmentceller. Side15 av 15