Tenta 1 Cellbiologi HT-­‐2016 Fråga 1: När en cell börjar röra på sig i riktning mot en kemotaktisk gradient kommer dels cellens form att förändras och dels kommer cellen att bilda membranstrukturer som krävs för förflyttningen. Vilka formförändringar och strukturförändringar sker hos cellen när den börjar röra på sig? Ange två förändringar och förklara deras roll i rörelseprocessen! Rätt svar: Cellen bildar lamellipodier, filopodier, pseudopodier och focal adhesions. Lamellipodier, filopodier och pseudopodier bildar utskott som driver cellmembranet framåt i cellens vandringsriktning. Focal adhesions behövs för cellens vidhäftning på underlaget. Kontraktion av cellens bakända leder till förflyttning av cellen. 0.5p per struktur plus 0.5p per förklaring av dess funktion. Fråga 2: RNA producerat av RNA polymeras II skiljer sig från RNA producerat av RNA polymeraserna I och III. Vilken process är associerad med RNA polymeras II men inte med polymeras I och III? A. Proofreading B. Poly-­‐adenylering C. Uppluckring av kromatin D. ATP-­‐hydrolys Rätt svar: B. Förklaring: Alt A finns inte hos något av enzymerna, alt C och D finns hos alla sorterna, medan bara RNA pol II leder till 5’ poly-­‐adenylering (samt 3’capping och RNA-­‐splicing) av mRNA. Fråga 3: Tumörsuppressorn PTEN är ett lipidfosfatas. Detta enzym katalyserar defosforylering av PI-­‐
3,4,5-­‐trisfosfat vilket leder till att PI-­‐4,5-­‐bisfosfat bildas. Under tumörutveckling inträffar mutationer av PTEN som leder till förhöjd celltillväxt. Vilket av de följande enzymerna förväntas öka i aktivitet som direkt följd av en sådan PTEN mutation: A. PI3-­‐kinas B. Proteinkinas B C. Fosfolipas C D. Proteinkinas A Rätt svar: B. PI-­‐3,4,5-­‐trisfosfat, som anrikas i cellerna med en PTEN förlustmutation, aktiverar direkt Proteinkinas B. Fråga 4: Skillnaden i hur mycket syre som binds till hemoglobin i lungorna respektive i de perifera vävnaderna motsvarar den mängd syre som lämnas till de perifera vävnaderna. En intakt hemoglobinmolekyl, dvs med alla fyra subenheterna på plats, lämnar 1,7 gånger mer syre till vävnaderna än den mängd syre som de fyra subenheterna skulle ha lämnat om de varit var för sig. Vad beror denna skillnad på? A. Kompetition B. Kooperativitet C. Allosteri D. Positiv feedback
Rätt svar: B. Förklaring: Kooperativitet. Då hemoglobin bundit första syremolekylen ökar affiniteten för nästa syremolekyl och när den bundit in ökar affiniteten för nästa osv.
Fråga 5: På ett objektglas med odlade celler har du färgat in ett protein som fungerar som enhancer-­‐
bindande transkriptionsaktivator. När du tittar på cellerna i mikroskopet ser du att proteinet framförallt ansamlas i cellernas cytoplasma. Du resonerar att proteinet måste ha en mutation som A. förändrar en kort basisk aminosyresekvens nära proteinets N-­‐terminal B. leder till felaktig veckning i ER inför transport C. förstör proteinets DNA inbindningsdomän D. förhindrar interaktion med RNA polymeras II komplexet Rätt svar: A. Fråga 6: Lysosomala enzymer har ett pH-­‐optimum vid pH 5. Om lysosomerna skulle spricka, vad skulle då hända med enzymernas aktivitet i cytosolen där pH är 7.5? De lysosomala enzymernas aktivitet skulle... A. Öka eftersom enzymernas substrat binder in bättre vid ett högre pH. B. Minska eftersom enzymerna hydrolyseras i ett högre pH. C. Öka eftersom enzymernas negativa laddning ökar i högre pH. D. Minska eftersom enzymerna får felaktig konformation i högre pH. Rätt svar: D. Förklaring: Lysosomala enzymer har vanligtvis ett pH-­‐optimum vid pH=5. Ökat pH i omgivningen leder till laddningsförändringar av vissa aminosyror som ger konformationsförändring av proteinet. Detta i sin tur leder till försämrad funktion hos enzymerna. Fråga 7: Glykolysen är en metabol väg som deltar i cellens energiomvandling. Enzymet fosfofruktokinas (PFK) katalyserar omvandlingen av fruktos-­‐6-­‐fosfat till fruktos-­‐1,6-­‐bisfosfat och är det viktigaste kontrollsteget i glykolysen. Vilket av alternativen nedan beskriver bäst regleringen av aktiviteten hos detta enzym? A. Fruktos-­‐1,6-­‐bisfosfat stimulerar PFK aktivitet B. Citrat stimulerar PFK aktivitet C. AMP stimulerar PFK aktivitet D. Glukos-­‐6-­‐fosfat stimulerar PFK aktivitet E. Lågt pH stimulerar PFK aktivitet Rätt svar: C. Alla andra är negativa regulatorer (förutom glukos-­‐6-­‐fosfat som inte reglerar detta enzym). Fråga 8 Vid energibrist stimuleras nedbrytning av kroppens energidepåer. Nämn två energidepåer och beskriv kortfattat hur energi genereras från dessa. Svar: Glykogen: glykogenolys ger glukos-­‐1-­‐fosfat som omvandlas vidare till glukos-­‐6-­‐fosfat. G-­‐6-­‐P oxideras via glykolys/citronsyracykel och slutligen erhålls ATP i andningskedjan (viss mängd ATP också i glykolys) (1p). Triglycerider: lipolys ger fettsyror och glycerol. Fettsyrorna transporteras in i mitokondrien och oxideras via beta-­‐oxidationen. Acetyl CoA oxideras via citronsyracyeln och slutligen erhålls ATP i andningskedjan (1p). Fråga 9: Ett resultat av att en cell drabbats av en specifik mutation är att en membranbunden receptor inte längre är förankrad i cellmembranet utan den utsöndras istället ut ur cellen. Anledningen till felet kan vara en mutation i receptorgenen som leder till att det translaterade receptorproteinet: A. inte känns igen av signal recognition particle B. veckas på fel sätt i endoplasmatisk reticulum C. glykosyleras på fel sätt i Golgiapparaten D. saknar fungerande stop-­‐transfer sekvens Rätt svar: D. Fråga 10: Initiering av transkriptionen av gener in eukaryota celler är en komplex process som involverar många olika proteiner och proteinkomplex. Då en viss gen specifikt skall aktiveras efter att en cell stimulerats av en yttre signal är en av följande nedan den mest avgörande faktorn: A. TATA bindande proteinet (TBP) B. TFIIB C. Kromatin-­‐remodellerande komplex D. DNA helikas E. Transkriptionsregulator protein Alternativ E) är korrekt. De andra är mer generella och behövs för transkriptionen av många olika gener. Fråga 11: Proteintransport från cytosolen in i mitokondrier kräver att proteinet är denaturerat. Detta krav gäller inte transport av proteiner in i cellkärnan. Beskriv skillnaden(erna) i de två processerna. Svar: I mitokondrien sker transport med hjälp av TOM och TIM komplex (0.5p) som transporterar denaturerade proteiner. Chaperoner krävs för att behålla proteinet i ick-­‐veckad form (0.5p). Kärnan har porkomplex (0.25p) där proteiner som är tillräckligt små fritt diffunderar in. ”Stora” proteiner (>60kD) har kärnlokaliseringssignal och transporteras aktivt in i kärnan av transportproteiner (kräver GTP) (0.5p). Varken små eller stora proteiner måste denatureras före importen. (0.25p) Fråga 12: Komplementsystemet är en viktig försvarsgren i vårt medfödda immunförsvar mot bakterier. Då komplementsystemet aktiverats, deponeras C3b på ytan av bakterien och fungerar som ett opsonin och underlättar därmed fagocytosen av bakterien. Vilken av nedan beskriver bäst stegen i de olika aktiveringskaskaderna som leder till deponering av C3b på bakterieytan? A. Lektinvägen kan aktiveras genom att ”C-­‐reactive protein” först binder in till bakterieytan B. Klassiska aktiveringsvägen kan aktiveras genom att C1q direkt binder till bakterieytan C. Alternativa aktiveringsvägen leder till att det membranbundna C3-­‐konvertaset C4bC2a deponeras på bakterieytan D. Klassiska vägens aktivering leder till att ett lösligt C3 konvertas binder in till bakterieytan E. Lektinvägen kan aktiveras genom att IgG antikroppar först binder in till bakterieytan Rätt svar: B. C1q kan binda direkt till ytan på vissa bakterier. I andra fall krävs att en identifierande molekyl (ex C-­‐reactive protein, eller antikropp) först binder in till ytan. De övriga är distraktorer Fråga 13: Intra-­‐ och extracellulära signalreceptorer skiljer sig genom att endast cellytereceptorer… A. tar emot signaler från cellens utsida B. bildar dimerstrukturer C. är glykosylerade D. har enzymatisk aktivitet E. signalerar genom “second messengers” Rätt svar: C. Intracellulära receptorer passerar inte Golgi apparaten och är därför inte glykolyserade. (a) Båda receptorklasserna tar emot signaler från utsidan. (b) intracellulära receptorer bilder dimerer när de binder DNA. (d, e) NO receptorn har guanylcyklasaktivitet och signalerar genom cGMP. Fråga 14 I en insulinproducerande cell leder ökad glukoskoncentration till att Ca2+ inflödet i cellen (via spänningskänsliga kalciumkanaler) ökar samt ökad frisättning av kalcium från ER (via IP3-­‐
receptoraktivering), vilket i sin tur leder till exocytos av insulin. Hur återgår Ca2+ koncentrationen till sin basalnivå i cellen då blodsockret sjunker? Svar: Ökad aktiv transport (0.5p) av kalcium in till ER lumen (0.5p) samt aktiv uttransport (0.5p) av kalcium från cellen (0.5p) (via plasmamembranet). Fråga 15: Den typiska cancercellens fenotyp indelas i ett antal "Hallmarks", varav ett är förmågan till oändlig celldelning (immortalisering). Vilket av följande stämmer bäst som förklaring till cellernas förmåga till oändlig celldelning? A. Förkortade telomerer minskar apoptos. B. Förlängda telomerer minskar G2-­‐M-­‐kontroll. C. Förkortade telomerer minskar G1-­‐S-­‐kontroll. D. Förlängda telomerer minskar senescens. Rätt svar: D Fråga 16: (Ändringar efter tentamenstillfället anges med röd text) Det finns kontinuerligt ett stort antal dendritiska celler (DC) i våra lymfoida organ. Dessa celler kan degradera och presentera kroppsegna antigen för våra T celler. Liknande DC finns även i andra vävnader i kroppen. Sådana ”steady state” DC aktiverar inte naiva (tidigare inte aktiverade) T celler. Om vi däremot får en bakterieinfektion t ex i huden förändras både lokala DC och DC i lokal lymfkörtel funktionellt som resultat av bakteriekontakten. De kan därefter effektivt aktivera naiva T celler i en lokal dränerande lymfkörtel, så att dessa kan utvecklas till effektor T celler som därefter bekämpar infektionen. Förklara vilka förändringar som är nödvändiga för att en ”steady state” DC skall kunna aktivera naiva T celler! Svar: DC måste uttrycka ökad mängd av costimulerande molekyler på sin yta (0.5p). De måste presentera en ökad mängd MHC-­‐peptid complex på ytan (”vilande DC uttrycker låg nivå av både MHC och costimulerande molekyler) (0.5p). De måste presentera främmande peptider (från mikroorganism) (0.5p). De måste förse T cellerna med cytokiner som behövs för differentieringen (0.5p). Kommentar: Någon svarade att CCR7 uttryck krävs. Här efterfrågas dock förändringar som är gemensamma för både vävnadsresidenta DC och steady state DC i lymfoida organ. De senare behöver inte uppreglera CCR7. Fråga17: En nedärvd mutation i Rb-­‐genen leder till att retinoblastomproteinet förlorar sin funktion. En konsekvens av detta är förhöjd risk för cancerutveckling. Vilket av följande tycker du stämmer bäst som förklaring till den förhöjda cancerrisken? A. Förhöjd CDK4/6 (G1-­‐transition CDKs)-­‐aktivitet. B. Förhöjd E2F-­‐aktivitet. C. Sänkt p21 (CDK-­‐hämmare)-­‐aktivitet. D. Sänkt ARF (MDM2-­‐hämmare)-­‐aktivitet. Rätt svar: B. Förklaring: Retinoblastom-­‐proteinets funktion är att i sin underfosforylerade form binda till E2F och därmed blockera G1-­‐S fas övergång. Avsaknad av pRb ökar E2F-­‐aktivitet. Fråga 18: Glykosylering är en vanlig posttranslationell modifiering av proteiner. a. Ange ett sätt för hur glykosylering kan påverka proteinets interaktioner med andra proteiner! b. Hur påverkar glykosyleringen proteinets vattenlöslighet? Motivera svaret! Svar: a) (1p) Glykosyleringar kan dölja ”sites” steriskt samt ändra proteinets konformation. De kan även skapa interagerande strukturer och förändra polaritet. Tillföra grupper som kan bilda väte-­‐bindningar med olika grupper inklusive vatten. b) (1p) Glykosylering leder till ökad löslighet p.g.a. tillskott av polära grupper. Fråga 19: Under studier av cellcykeln skapade man ett överuttryck av CDK1 (=M-­‐CDK). Man förväntade sig då att cellen snabbare skulle gå in i M-­‐fas, jämfört med kontrollceller. Emellertid kunde man inte se någon mätbar skillnad. Svar: a) CDKs regleras fr.a. postranslationellt, t.ex. av cykliner, CDK-­‐inhibitorer och fosforylering. Därför ger bara nivåskillnader av CDK inte mätbar effekt (1p). b) Flera alternativa svar: Överutryck av cyklin B (=M-­‐cyklin), överuttryck av fosfatas (cdc25) som aktiverar CDK1, hämning av kinas (wee1) som blockerar CDK1. (1p) Fråga 20: Epidermolysis bullosa (EB) är en ärftlig sjukdom, i vilken epitelceller lossnar från underliggande basallamina. EB kan förorsakas av en mutation i adaptorproteinet plectin, som förstör kopplingen mellan ett integrin (α4β6) och det intermediära filamentet keratin. Vilken typ av cellkontakt är skadad här? A. adherens junction B. desmosom C. focal adhesion D. hemidesmosom Rätt svar: D. Fråga 21: Både T och B celler aktiveras vid virusinfektioner. T-­‐hjälparceller och B celler måste samarbeta för att B cellerna skall kunna bilda plasmaceller som producerar antikroppar mot virusantigen Vilket av följande påståenden beskriver bäst samarbetet mellan aktiverade T-­‐ hjälparceller och B celler i immunsvaret mot en virusinfektion A. En förutsättning för att T-­‐hjälparcellen och B cellen ska kunna samarbeta är att de reagerar mot samma virusprotein B. B celler binder till ytstrukturer på viruset och presenterar, via MHC-­‐I molekyler, peptider från dessa för T-­‐hjälparcellerna C. T-­‐hjälparcellerna kan samarbeta med B celler som reagerar mot glykosyleringar kopplade till proteiner på virusets ytstrukturer D. Då T-­‐hjälparceller och B celler samarbetar i immunsvaret mot viruset leder det till ett antikroppssvar dominerat av IgE antikroppar Rätt svar: C. Det är tillräckligt att B cellen kan binda viruset – den kan då genom endocytos ta upp och degradera virusproteiner (bildar peptider) som T hjälparcellen kan reagera på. Övriga är distractors. Fråga 22: Brist på eller nedsatt funktion av enzymet ornitintranskarbamoylas ses hos en ärftlig sjukdom som förekommer i olika svårighetsgrader; från huvudvärk och illamående till medvetslöshet. Denna sjukdom är kopplad till höjning av fr.a. ett ämne i blodet, vilket? A. Ammoniumjon B. Urea C. Koldioxid D. Alanin Rätt svar: A. Fråga 23: Cytoskelettet består av tre olika filamentsystem med olika struktur och tjocklek. Vilket av följande påståenden beskriver bäst filamentens funktion? A. Cellens tjockaste filament är viktigt med avseende på draghållfasthet. B. Filament med intermediär tjocklek underlättar cellmigration. C. Cellens tjockaste filament har en viktig roll i celldelningen. D. De tunnaste filamenten bidrar till att cellen interagerar med extracellulära matrisen. Rätt svar: C. Fråga 24: Translationen av mRNA vid proteinsyntesen är en energikrävande process. Beskriv de energikrävande stegen! Vilken(a) energikällor används i dessa? Svar: Elongeringen m h a elongeringsfaktorerna EF1 (EF-­‐Tu bact) och EF2 (EF-­‐G bact) kräver GTP (0.5p). Den första elongeringsfaktorn för in aminoacyl-­‐tRNA i ribosomen den andra används för att förflytta mRNA (konformationsförändring i ribosomen gör att mRNA flyttas exakt tre nukleotider)(0.25p). Dessa kräver var och en hydrolys av 1 GTP (-­‐› GDP + Pi) (0.25p). Den andra energikrävande processen är koppling av aminosyra till dess tRNA (0.5p) som görs av aminoacyl-­‐tRNA syntetaser (kopplar aminosyran till tRNA via en energirik bindning) (0.25p). Denna involverar hydrolys av ATP (-­‐› AMP + 2Pi). (0.25p). [Man behöver inte kunna benämna elongeringsfaktorerna korrekt– om svaret visar att det är två olika processer som katalyseras skall full poäng utdelas. Man behöver inte benämna syntetaset. Om det framgår av svaret att man förstått funktionen det utför så skall full poäng utdelas.]
