Tenta 1
Cellbiologi ht 2015
Grundbegrepp
1. På bilden ser du hemoglobin. A. Beskriv de fyra strukturella nivåerna i
hemoglobinmolekylen (1p). B. Märk ut en subenhet, en prostetisk grupp samt en
sekundärstruktur i molekylen (1p).
Svar: A. Primärstruktur (aminosyrasekvensen), sekundärstruktur (behöver ej skriva alfahelix), tertiärstruktur (hur aminosyror och sekundärstrukturerna hålls ihop i en subenhet),
kvartenärstruktur (hur de fyra subenheterna sitter ihop). 0.25p vardera. B. 0.25p för varje
rätt, 1 p för alla tre.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------2. Acetylsalicylsyrans pKa = 3,5. Absorptionen av acetylsalicylsyra (se strukturformeln
nedan) från magtarmkanalen till blodet sker genom passiv diffusion över epitelcellernas
fosfolipidmembraner. Var är diffusionen av acetylsalicylsyra snabbast räknat per cm2
slemhinna vid samma koncentrationsgradient, i magsäcken eller tunntarmen? pH = 1,5 i
magsäcken och pH = 6 i tunntarmen. Motivera ditt svar! (2p)
COOH
O
O
C
CH3
acetylsalicylsyra
Svar: Den snabbaste diffusionen av acetylsalicylsyra per ytenhet slemhinna och samma
koncentrationsgradient föreligger i magsäcken (0.5p). Där är acetylsalicylsyran
huvudsakligen protoniserad, dvs oladdad, vilket är fördelaktigt vid diffusion över ett
fosfolipidmembran (1.5p). I tunntarmen föreligger acetylsalicylsyra huvudsakligen i
protolyserad (laddad) form vilket utgör ett relativt hinder för absorption, vare sig det är
den laddade formen som absorberas eller absorptionen sker via den protoniserade formen
med vilken den laddade formen står i jämvikt. (Att acetylsalicylsyra till största delen
absorberas i tunntarmen beror på att den absorptiva ytan där är oändligt mycket större än i
magsäcken.)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------3. Vid translationen av mRNA är det viktigt att nukleotidsekvensen i mRNA korrekt
översätts till en viss aminosyrasekvens. Detta garanteras på två olika nivåer. Förklara hur!
Svar: I cellen finns enzymer (aminoacyl-tRNA-syntetaser) som specifikt binder både en
viss tRNA molekyl och en viss aminosyra och kopplar dessa kovalent till varandra (1p).
Det tRNA som binds bär på ett visst antikodon, som vid translationen binder till ett
komplementärt kodon i mRNA (1p). PÅ detta vis garanteras att ett kodon i mRNA
motsvarar en viss aminosyra, som inkorporeras i den växande polypeptidkedjan vid
translationen.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------4. En transkriptionsfaktor fördes in i en levercell, vilket ledde till att flera gener började
transkriberas till mRNA. När samma experiment gjordes i muskelceller, uteblev effekten
på gentranskription. Ange en trolig förklaring till skillnaden.
Svar: Det finns flera möjliga svar: Kromatinets tillgänglighet är olika i olika typer av
celler (1p). T ex acetylering av histoner alternativt demetylering av DNA (alternativt
kromatin re-modellering) kan leda till hög tillgänglighet. För full poäng (+1p) måste
svaret innehålla en mekanistisk förklaring för vad som menas med ”tillgänglighet”.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------5. Då etanol metaboliseras av alkoholdehydrogenas och aldehyddehydrogenas ökar
NADH+H+/NAD+-kvoten i cellen. Detta har effekter på processer i energimetabolismen.
Ange och förklara två sådana effekter.
Svar: Den förhöjda NADH/NAD-kvoten leder till att glukoneogenesen hämmas, t.ex,
pyruvat reduceras till laktat och oxaloacetat reduceras till malat samtidigt som NADH
oxideras till NAD. Därmed hämmas flödet av metaboliter i riktning glukoneogenes (1p
om någon av processerna av betydelse för glukoneogenesen beskrivs). Citronsyracykeln
hämmas eftersom den förhöjda NADH/NAD-kvoten hämmar oxidation av flera
intermediärer i citronsyracykeln (de steg där NAD reduceras till NADH) (1p).
--------------------------------------------------------------------------------------------------------6. Enzymet glykogenfosforylas katalyserar den initiala spjälkningen av glykogen men
enzymet kan inte spjälka hela glykogenmolekylen. Förklara!
Svar: För full poäng: Glykogenmolekylen är grenad, för spjälkning av
grundstrukturen/stommen krävs ett enzym, glykogenfosforylas som nämns i frågan (1p)
medan spjälkning av förgreningarna kräver ett annat enzymkomplex (1p). Till rättaren:
Glykogenfosforylas spjälkar alfa1-4 glykosidbindningar som bygger upp stommen. I
närheten av ett förgreningsställe träder ett annat enzymkomplex in, debranching enzyme,
som leder till spjälkning av en alfa 1-6 glykosidbindning, den bindning som ansvarar för
förgreningen.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------7. Beskriv två funktioner för ”signal recognition particle” i samband med translation och
proteintransport.
Svar: Bindning till proteinets signalpeptid. Stopp av translationselongering. Överföring
av proteinet till ER-importkanalen genom att binda SRP receptorn. Varje rätt funktion ger
1p.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------8. Plasmamembranet är inte permeabelt för joner och polära molekyler. Joner kan dock
transporteras över membranet på två principiellt olika sätt. Vilka är dessa och vad är deras
drivkrafter?
Svar:
1) Med hjälp av jonpumpar som förbrukar ATP = ATP:aser (ex Ca2+ ATP:ase, Na+ K+
ATP:ase) (1p).
2) Genom att utnyttja en jongradient över membranet för transporten t. Ex. Na+ Ca2+
exchanger, som utnyttjar Na+ gradienten för att pumpa ut Ca2+ ur cellen. För full poäng
krävs inte att specifika pumpar / exchangers benämns (1p).
(Annat alternativt svar som godkändes: beskrivning av spänningsreglerade jonkanaler i
nervceller)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------9. Vid stimulering av vissa cellytereceptorer kan intracellulära signaler förmedlas via
fosfatidylinositolet PIP2 i plasmamembranet. Förklara hur stimulering av G-proteinkopplade receptorer respektive receptortyrosinkinaser påverkar PIP2 och vilka PIP2deriverade second messengers som bildas i de två fallen.
Svar: Stimulering av G-protein-kopplad receptor leder till aktivering av fosfolipas C
(PLC) i plasmamembranet. Ett alternativt rätt svar är att receptortyrosinkinaser kan
aktivera PLC (0.5p). PLC klyver PIP2 så att två second messengers IP3 och DAG bildas
(0.5 p). Stimulering av receptortyrosinkinaser aktiverar PI3K, vilket fosforylerar PIP2 (0.5
p), så att second messengern PIP3 bildas (0.5p).
------------------------------------------------------------------------------------------------------10. Vissa signalvägar leder till intracellulär Ca2+-frisättning. Beskriv två olika mekanismer
genom vilka Ca2+-joner därefter kan förmedla intracellulära signaler.
Svar: Ett vanligt intracellulärt målprotein för Ca2+ är calmodulinkomplexet (0.5p), som i
sin tur aktiverar vissa kinaser och fosfataser (0.5p). I andra fall, t.ex. proteinkinas C, kan
Ca2+ binda direkt till kinaset (0.5p) och bidra till dess aktivering (0.5p).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
11. Tillväxtfaktorer ger via intracellulära signalvägar förhöjda nivåer av cyklin D som binder
till CDK4/6.
A: Vilken slags enzymatisk aktivitet har CDK4/6 och hur påverkas aktiviteten av cyklinbindningen?
B: Beskriv molekylära mekanismer för hur CDK4/6 påverkar cellcykeln.
Svar:
1. CDK4/6 är ett proteinkinas. Det blir katalytiskt aktivt (kinasaktivitet). (0,5 + 0,5 p).
2. Aktivt CDK4/6 fosforylerar pRb som då ej längre kan hämma E2F. Aktivt E2F driver
cellcykeln över restriktionspunkten (G1-S transitionen) . (1p).
--------------------------------------------------------------------------------------------------------12. Cytokrom c är ett av proteinerna i andningskedjan som är av betydelse för
elektrontransporten och ATP-syntesen. Det är också inblandat i apoptos. Beskriv
kortfattat mekanismer som leder till att cytokrom C kan framkalla apoptos.
Svar: Cytokrom c kan frisättas från mitokondrien ut i cytosolen (0,5p), vilket via
adaptorproteiner (0,5p) leder till en aktivering av procaspaser till caspaser (0,5p), vilket är
proteolytiska enzymer som bryter ner cellulära proteiner och/eller aktiverar DNAfragmentering (0,5p).
--------------------------------------------------------------------------------------------------------13. Morbus Hailey-Hailey är en genetisk hudsjukdom, som orsakar blåsor och utslag på
huden. Sjukdomen uppstår när en genmutation leder till en defekt i desmosomerna.
Förklara hur desmosomer är uppbyggda och vilka funktioner de normalt har!
Svar: Desmosomer består av en slags cadherinproteiner (desmoglein, desmocollin,
desmoplakin, plakoglobin och plakophillin, behöver inte nämnas men någon form av
charakterisering behövs) (0.5 p) som binder cellerna till varandra (0,5p). Desmosomer
anknyter till intermediära filament (0.5 p), vilket ger cellerna mekanisk hållfasthet och
stabilitet (0.5 p).
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------14. Vilken typ av proteinfilament består kärnlamina av?
funktioner.
Beskriv tre av kärnlaminats
Svar: Kärnlamina består av intermediärfilament (0.5p). Den har funktion vid bildande och
nedbrytning av kärnhöljet vid mitos, mekanisk hållfasthet, kromatin- organisation och
positionering av kärnporer. 0,5p för varje korrekt funktion.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------15. Vid virusinfektioner aktiveras antigenspecifika naiva CD8+ T-celler och dessa utvecklas
då till effektor cytotoxiska T-celler, som bidrar till immunsvaret mot infektionen. Två
andra typer av immunceller deltar vid aktiveringen av naiva CD8+ T-celler och krävs för
att ett effektiv cytotoxiskt immunsvar skall bildas. A) Vilka är dessa två celler? (0.5p). B)
Vilka roller har dessa två celler vid aktiveringen? (1.5p)
Svar: A) Dendritiska celler och effektor CD4+ T-celler (alternativt T hjälpar celler)
(0.5p). B) Dendritiska celler presenterar virusantigen både för effektor CD4+ T-cellen (T
hjälpar-cellen) och CD8+ T-cellen (0.5p). Effektor CD4+ T-cellen interagerar
antigenspecifikt med DCn via TCR (och CD40L). [Till rättaren: det måste framgå av
svaret att interaktionen är antigenspecifik; dvs att den involverar interaktion mellan TCR
och MHC/peptid komplex]. Interaktionen förmedlar signaler till DCn som leder till ökad
expression av costimulerande molekyler (B7 proteiner samt 4-1BBL; ”licensing”) som
krävs för aktiveringen av CD8+ T cellen (0.5p). CD4 T-cellen förser även CD8+-cellen
med IL-2 (vilket understöder expansionen av dessa celler) (0.5p)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------16. IgM antikroppar kan ofta binda effektivt t.ex. till en bakterieyta som har många
antigenepitoper, trots att en sådan antikropp binder till en enskild antigenepitop med låg
affinitet. Förklara.
Svar: IgM antikroppar har 10 antigenbindande ytor (är en pentamer) (0.5p). Detta leder
till ökad förmåga att etablera multivalent bindning till en bakterieyta som har många
identiska epitoper (0.5p). Även om affiniteten för varje enskild interaktion kan vara låg
(hög ”off-rate”) så kan nya bindningar lättare etableras mellan fria antigenbindande ytor
och epitoper och därmed ge relevant bindningsstyrka för att ge upphov till ett biologiskt
svar (1p).
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
