Side 1 av 6

Ordinær eksamen, MED/ODSEM/ERN1100, modul 1, blokk 2 – Vår 2015 Torsdag 9. april 2015 kl. 09:00-15:00 Oppgavesettet består av 6 sider, inkludert vedlegg 1 Viktige opplysninger: Hjelpemidler: kalkulator av typen Citizen SR-270X

Oppgave A (12 vekttall) 1. Gjør rede for ulike DNA-reparasjonsmekanismer. 2. Gjør rede for forskjeller i struktur/oppbygging mellom eukaryot og prokaryot

mRNA. 3. Gjør kort rede for purinnedbrytning og dannelse av urinsyre. Noen næringsstoffer regulerer transkripsjon ved å påvirke aktiviteten til proteiner i kjernereseptorfamilien eller andre transkripsjonsfaktorer.

4. Gi to eksempler på næringsstoffer som kan regulere transkripsjon. Hva kalles transkripsjonsfaktorene disse interagerer med?

Oppgave B (17 vekttall) 5. Hva mener vi i genetikken når vi sier at en sykdom er multifaktoriell? Og hva

mener vi med terskelmodellen i denne sammenhengen? For å estimere hvor stort det genetiske bidraget til en sykdom er, kan konkordansrate hos tvillinger kartlegges.

6. a) Forklar kort hva konkordansrate betyr. b) Hvordan kan vi bruke informasjonen om konkordansrate hos eneggede vs

toeggede tvillinger til å avgjøre om en sykdom har en arvelig komponent? Alle mennesker har noen nyoppståtte enkeltbasemutasjoner (de novo-mutasjoner) i sine genomer, dvs mutasjoner som ikke kan gjenfinnes hos noen av foreldrene. Noen ganger kan slike mutasjoner føre til sykdom.

7. Hvordan er sammenhengen mellom foreldrenes alder, kjønn og risiko for nyoppståtte kromosomavvik og nyoppståtte enkeltbasemutasjoner?

8. Redegjør for prinsippene for Sangers dideoksymetode for DNA-sekvensering. 9. Forklar hvordan segmentduplikasjoner kan være involvert i ikke-allelisk

overkrysning og dermed gi opphav til delesjoner og duplikasjoner.

Side 2 av 6

Oppgave C (9 vekttall) 10. Hvordan kan ekstracellulære signalmolekyler som virker via G-proteinkoplede

reseptorer føre til henholdsvis økt nivå av cAMP eller minsket nivå av cAMP? 11. Hvordan kan et ekstracellulært signal bli forsterket inne i cellen? Bruk gjerne en

signalvei som oppstår ved aktivering av en G-proteinkoplet reseptor som eksempel.

12. a) Forklar hvordan p53 blir aktivert i en normal celle og foreslå en metode for å

påvise denne aktiveringen. b) Forklar hvordan mutasjoner i genet som koder for p53 kan bidra til

kreftutvikling.

Oppgave D (6 vekttall) 13. Forklar hvorfor cellemembraner utgjør en diffusjonsbarriere for enkelte typer

molekyler, men ikke andre. 14. Forklar hvordan humane celler under normale forhold unngår osmotisk svelling

og angi hvilke forhold som kan påvirke cellenes volum.

Oppgave E (10 vekttall) 15. Hvordan blir transmittersubstanser fjernet etter frigjøring fra nerveender? Nevn

to ulike måter og gi eksempler. 16. Hva menes med et miniatyrendeplatepotensial i en skjelettmuskelcelle. Gjør

rede for hvordan det oppstår. 17. Gjør kort rede for de molekylære mekanismene bak utløsing av

muskelkontraksjon etter nervestimulering i skjelettmuskelceller. Hvordan skiller hjertemuskelceller seg fra skjelettmuskelceller i koplingen mellom membransignal og kontraksjon (eksitasjons-kontraksjonskopling)?

Oppgave F (14 vekttall) 18.

a) Beskriv rollen ubiquinon har i elektrontransportkjeden. b) Forklar, uten å beskrive detaljert reaksjonsmekanisme, hvordan det i

kompleks IV dannes superoksidanion (•O2-), hydrogenperoksid (H2O2),

hydroksylradikal (•OH-) og H2O. c) Beskriv hvordan •O2

- eller H2O2 nedbrytes enzymatisk. Hvorfor er denne nedbrytningen viktig?

Peptidet oligomycin hemmer den mitokondrielle ATPasen irreversibelt.

19. Når mitokondriell respirasjon er frikoplet, med for eks. 2,4-dinitrofenol, har oligomycin ingen effekt på respirasjonen (mitokondrielt O2-forbruk). I fravær av 2,4-dinitrofenol blir O2-forbruket sterkt hemmet av oligomycin. Forklar denne forskjellen.

Side 3 av 6

Kolesterol er nødvendig for normale kroppsfunksjoner.

20. a) Hydroksymetylglutaryl-CoA-syntase er nødvendig for syntese av både

kolesterol og ketonlegemer, men deres syntese foregår likevel uavhengig av hverandre. Forklar dette utsagnet.

b) Forklar hvordan kolesterolsyntesen reguleres av mengden sterol (kolesterol) i levercellene.

c) Kolesterol i plasma foreligger hovedsaklig som kolesterylestere. Hva er en kolesterylester? Bruk gjerne tegning til å illustrere svaret.

S-adenosylmetionin er en nødvendig metabolitt.

S-adenosylmetionin

21. Skisser hvordan S-adenosylmetionin dannes og angi hvordan det anvendes i metabolismen (bruk gjerne eksempel fra en reaksjon som har et fosfolipid eller DNA som substrat). Formler er ikke nødvendig.

Oppgave G (9 vekttall) Fosforsyre er en triprotisk syre, der fosforsyrens salt, fosfat, har flere viktige funksjonelle roller i cellen og metabolismen.

22. Gjør rede for fire ulike funksjonelle roller for fosforsyre/fosfat i cellen. Forklar hvorfor fosforsyre/fosfat og ikke den diprotiske syren karbonsyre har disse viktige funksjonene.

23. Angi om følgende utsagn om aminosyrer er gale eller riktige. Du skal ikke begrunne svaret. Beregning av poeng: +0,5 poeng per riktig svar, -0,5 poeng per galt svar og blankt svar gir 0 poeng. Laveste poengsum som blir gitt på oppgaven er 0.

i. Lysin har en sur sidekjede. ii. Treonin har en hydrofob sidekjede. iii. Tyrosin har en aromatisk ring. iv. Arginin har en basisk sidekjede. v. Cystein kan danne disulfidbindinger.

Side 4 av 6

Kurvene under viser endringene i fri energi for en reaksjon med og uten et enzym.

Reaksjonsforløp

24.

a) Hvilken kurve (A eller B) representerer reaksjonen med enzym? b) Hvilke molekylære tilstander representerer punktene angitt med pilene C og

D? c) Hva representerer energiforskjellene som er merket med pilene E, F og G?

Oppgave H (6 vekttall) 25. Gjør rede for de forskjellige trinnene i ko-translasjonell translokasjon inn i

endoplasmatisk retikulum. 26. Beskriv biosyntese av kollagen fra translatert protein til fibrill.

Oppgave I (9 vekttall) 27.

a) Vi har tre forskjellige typer brusk. Hva heter de? b) Gi et eksempel på hvor i kroppen hver type finnes.

28. a) Hvilket vev er vist i vedlagte bilde (vedlegg 1)? b) Hvilke strukturer peker pilene A-D på? c) Hvilke elementer finner vi i strukturen merket A? d) Beskriv funksjonen til strukturene merket D.

29. I benvev har vi tre forskjellige celletyper med prefiks ”osteo-”. Navngi disse cellene og beskriv deres funksjoner og egenskaper.

Oppgave J (5 vekttall) Regionale forskjeller i organenes anatomiske og histologiske struktur kan spores tilbake til tidlige stadier i fosterutviklingen.

Side 5 av 6

30. Svar for hvert av punktene a-j om utsagnet er riktig eller galt. Du skal ikke begrunne svaret. Beregning av poeng: +0,5 poeng for riktig, -0,5 poeng for galt og 0 poeng for blankt svar. Laveste poengsum som blir gitt på oppgaven er 0. a) Regionaliseringsprosessen i en gitt struktur er ofte basert på en gradient av

et signalstoff langs en av strukturens akser. b) HOX-gener er blant de genene som styres av slike gradienter. c) Mutasjoner i HOX-gener kalles for homeotiske mutasjoner, der en

kroppsstruktur omdannes til en annen. d) HOX-gener finnes ikke hos mennesket, noe som bidrar til at mennesket

skiller seg vesentlig fra andre dyrearter. e) Teratogener er gener som hemmer HOX-gener. f) Retinoider er viktige signalstoffer både for regionalisering og som

teratogener. g) Somittene gir opphav til muskler, knokler og nerver. h) Regionaliseringen av nevralrøret er avhengig av signalstoffer fra chorda

dorsalis. i) Chorda dorsalis stammer fra entoderm (engelsk - endoderm). j) Entodermens regionalisering innebærer at magesekk, tynntarm og tykktarm

utvikler seg i riktig rekkefølge.

Oppgave K (3 vekttall) 31. Proteiner kan forflyttes mellom ulike organeller eller membraner ved hjelp av

vesikkeltransport. Gjør kort rede for mekanismene for a) dannelse og avsnøring av vesikler (én mekanisme er nok), b) forflytning av vesikler i cytoplasma, c) sammensmelting (fusjon) av vesikler med korrekt målmembran.

Det medisinske fakultet, Oslo, 20. mars 2015 ___________________________________ Signatur leder av eksamenskommisjon

Side 6 av 6

Vedlegg 1 – Ordinær eksamen, MED/ODSEM/ERN1100, modul 1, blokk 2 – Vår 2015

Vedlegg 1 - Ordinær eksamen, MED/ODSEM/ERN1100, modul 1, blokk 2 – Vår 2015

Side 1 av 10

Ordinær eksamen, MED/ODSEM/ERN1100, modul 1, blokk 2 – Vår 2015 Torsdag 9. april 2015 kl. 09:00-15:00

Sensorveiledning

Oppgave A (12 vekttall)

1. Følgende mekanismer bør beskrives:

Korrekturlesning ved hjelp av 3’- til 5’-eksonukleaseaktivitet til DNA-polymerasen

Reparasjon ved baseutkutting (base excision repair)

Reparasjon ved utkutting av nukleotid (nucleotide excision repair)

Mismatch-reparasjon (mismatch repair)

Reparasjon av DNA-brudd på begge tråder av dobbel-heliksen ved hjelp av homolog og ikke-homolog rekombinasjon

2. Prokaryot mRNA-struktur:

Ingen cap på 5'-enden.

Ofte flere åpne leserammer som koder for forskjellige proteiner.

Ingen intronsekvenser i primærtranskriptet.

Ingen poly-A-hale.

Eukaryot mRNA-struktur:

Cap på 5'-enden.

Én åpen leseramme som koder for ett protein.

Som oftest intronsekvenser i primærtranskriptet.

Alternativ spleising av primærtranskriptet kan gi opphav til flere proteiner.

Ofte poly-A-hale.

3. Purinnukleotider blir brutt ned til purinbasene guanin og hypoxantin. Disse blir videre brutt ned til purinbasen xantin. Xantin blir omgjort til urinsyre ved hjelp av enzymet xantinoksidase.

4.

a) Alternativer - kjernereseptorer: Kjernereseptorer som er regulert av næringsstoffer, danner sammen med RXR heterodimerer, som er bundet til responselementer i målgenenes promotor. Eksempler:

Fettsyrer - binder seg til peroksisomal proliferator-aktiverte reseptorer (PPAR).

Vitamin A – omdannes til all-transretinsyre, som binder til retinsyrereseptoren (Retinoid acid receptor - RAR).

Vitamin D – omdannes til 1,25D3, som binder til vitamin D-reseptor (VDR).

Kolesterol - omdannes til oksysteroler som binder til LXR

Side 2 av 10

Andre alternativer (pluss om en av disse beskrives):

Glukose – omdannes til en rekke glukosemetabolitter som binder til ChREBP. Aktivering av ChREBP fører til binding av ChREBP til responselementer i målgeners promotor.

Kolesterol binder til NSIG i endoplasmatisk retikulum (ER). Når kolesterolnivået i cellen blir lavt, frigjøres SREBP/SCAP fra NSIG, som vandrer til golgikomplekset (GK). I GK blir SPREBP kløyvd av en protease, og den N-terminale delen frigjøres og vandrer inn til kjernen hvor den aktiverer transkripsjon av gener med SRE-elementer.

Oppgave B (17 vekttall)

5. Multifaktorielle sykdommer oppstår som resultat av samvirke mellom flere risikofaktorer, både genetiske og miljøfaktorer. De genetiske risikofaktorene er normalvarianter som finnes utbredt i befolkningen. Alene er de ikke direkte sykdomsfremkallende, men de bidrar til økt sannsynlighet for at sykdom utløses. Summen av risikofaktorer varierer mellom enkeltindivider i populasjonen. Det antas at det er en korrelasjon mellom antall risikofaktorer hos den enkelte og sannsynlighet for sykdom, slik at når man kommer over en «terskel», i høyrisiko-enden av fordelingen, utløses sykdom.

6. a) Konkordansraten angir andelen hvor tvillingsøsken til en affisert også får den

samme fenotypen.

b) Siden eneggede tvillinger har likt arvemateriale, indikerer sykdom med høyere konkordansrate hos eneggede enn toeggede tvillinger at det er en arvelig, genetisk komponent tilstede.

7. Mors alder er den dominerende risikofaktor mht forekomst av aneuploidi. Fars alder er den dominerende risikofaktor mht nyoppstått kopitallsvariasjon (CNV) og enkeltnukleotidvariasjon (SNV).

8. Det forventes at studentene beskriver hovedtrinnene i Sanger dideoksimetoden og at de gjør rede for manuell og/eller automatisk DNA-sekvensering:

Trenger enkelttråd-DNA (templat), primer, dNTP, ddNTP, DNA-polymerase og buffer. Reaksjonen settes opp i 4 rør med henholdsvis ddGTP, ddATP, ddTTP, ddCTP (eller i et rør hvis man benytter fire ddNTP merket med 4 ulike fluorescerende forbindelser). Forlengelsen av den nysyntetiserte DNA-tråden stopper når en ddNTP inkorporeres. Produktene fra de 4 reaksjonene separeres og påvises (for eksempel ved gelelektroforese og merkede ddNTP). Ved å lese av signalene kan DNA-sekvensen i den nylagde DNA-tråden bestemmes.

9. Segmentduplikasjoner defineres som DNA-segmenter på én til flere hundre kilobaser (kb) som finnes i opptil flere dusin kopier på forskjellige steder i det humane genomet, og hvor kopiene viser mer enn 90% sekvenslikhet. Ikke-allelisk overkrysning kan gi opphav til delesjoner eller duplikasjoner hvis to segmentduplikasjoner, som er lokalisert på forskjellige steder på et kromosom, pares i meiosen, og overkrysning mellom de to homologene skjer innenfor segmentduplikasjonen (se figuren nedenfor). Det vil bli dannet én gamet hvor området mellom de to segmentduplikasjonene er duplisert, og én gamet med delesjon av det. Overkrysningen er illustrert i figuren hvor segmentduplikasjonene er vist som piler:

Side 3 av 10

Gameten med det deleterte området vil gi opphav til et individ hvor genene A, B og C i figuren finnes i bare en kopi, mens gameten med duplikasjonen gir opphav til et individ som har 3 kopier av disse genene. (Hvis en eller flere av disse genene er dosesensitive, vil både delesjonen og duplikasjonen kunne resultere i sykdom. Dette forventes ikke forklart).

Oppgave C (9 vekttall)

10. Et heteromert G-protein består av en α–subenhet og en βγ–subenhet. Ved aktivering vil GDP byttes ut mot GTP i α–subenheten, og denne vil diffundere fra βγ–subenheten. α–subenheten med bundet GTP kan enten aktivere eller inaktivere adenylatsyklase, som er det enzymet som produserer cAMP fra ATP.

11. Et aktivert reseptormolekyl kan aktivere flere heterogene G-protein molekyler. Hvert aktivert G-proteinmolekyl (α-subenheten) kan aktivere f.eks. et adenylatsyklase-molekyl, som katalyserer dannelsen av mange cAMP-molekyler. cAMP aktiverer PKA, og hvert aktiverte PKA-molekyl kan fosforylere mange substratmolekyler, f.eks. mange molekyler fosforylase-kinase. Fosforylase-kinase blir aktivert ved fosforylering og kan derved fosforylere mange fosforylasemolekyler. Amplifisering skjer altså fordi en aktivert reseptor kan aktivere mange heteromere G-protein molekyler. Dette fører indirekte til aktivering av en proteinkinase-kaskade, noe som fører til en sterk amplifisering av det eksterne signalet. Generelt vil reseptorer som fører til aktivering av kaskadereaksjoner gi rask amplifisering av signalet.

12.

a) Ved DNA-skade i en normal celle vil p53 bli stabilisert og aktivert ved fosforylering. Fosforyleringen vil kunne påvises ved Western- immunblottanalyse, der man bruker antistoffer mot henholdsvis fosforylert p53 og total p53.

Side 4 av 10

b) Ved mutasjon i p53 vil p53-proteinet ikke stabiliseres og aktiveres ved DNA-skade. Dermed er det ikke lenger p53 til stede til å transkribere genene som koder for p21, Gadd45 og Bax. Mangel på p21 (CKI) fører til at celler med DNA-skade ikke stopper i G1. Mangel på Gadd45 gjør at DNA i cellene ikke blir reparert, mens mangel på Bax gjør at cellen med DNA-skade ikke dør ved apoptose. Resultatet er at cellen overlever og deler seg med skadet DNA, og nye mutasjoner kan oppstå. Dermed økes sjansen for kreft.

Oppgave D (6 vekttall)

13. Diffusjon avhenger av størrelse og ladning på molekylet og om det finnes en kanal eller et transportprotein for molekylet.

14. Mekanismer for cellevolumregulering trer i kraft. Ved cellesvelling aktiveres KCl- og aminosyre efluks. Vann følger den osmotiske gradient. Ved celleskrumping aktiveres Na+, Cl-, K+- og aminosyreopptak. Vann vil følge. Forhold som kan påvirke cellens volum kan være økt nedbrytning av stoffer i cytosol, økt opptak av næringsstoffer, variasjoner i cellens ytre miljø.

Oppgave E (10 vekttall)

15. Ekstracellulær enzymatisk nedbrytning (acetylkolin) og opptak i nerve- og gliaceller (alle andre, f. eks. glutamat, GABA, noradrenalin, etc.).

16. Et lite eksitatorisk postsynaptisk potensial. Det oppstår som resultat av spontan eksocytose av en enkelt synaptisk vesikkel. (Vesikkelen inneholder flere tusen acetylkolinmolekyler, som diffunderer over den synaptiske spalten og binder seg til acetylkolinreseptorer i muskelcellemembranen. Disse reseptorene er ligandstyrte ionekanaler som slipper gjennom kationer. Natriumstrømmen dominerer, og det fører til en depolarisering).

17. Det kontraktile apparatet i skjelett- og hjertemuskulatur er bygget opp av overlappende aktin- og myosinfilamenter ordnet i sarkomerer. Myosin er et motorprotein som ved hydrolyse av ATP beveger seg langsetter aktintrådene og dermed utløser kontraksjon. I hviletilstand er tilgangen av myosin til aktin blokkert av langstrakte tropomyosin-molekyler som ligger langsetter aktinfilamentene.

I skjelettmuskelceller er kontraksjonen regulert ved følgende sett av hendelser: 1) Endring av den elektriske spenningen (i form av aksjonspotensialer) over yttermembranen, som danner lange tynne innbuktninger fra overflaten dypt inn i cellen i form av transverselle rør (T-rør). 2) Dette utløser konformasjons-endringer i spenningsfølsomme proteiner i T-rørmembranen. Disse står i direkte mekanisk kontakt med Ca++-kanaler i et intracellulært nettverk av blærer kalt sarkoplasmatisk retikulum (SR). 3) Konformasjonsendringene utløser frislipp av Ca++-ioner fra SR-lumen, der Ca++-konsentrasjonen er høy, til cytosol, der Ca++-konsentrasjonen er lav. 4) Ca++-ionene binder seg til proteinkomplekser kalt troponin, som er bundet både til aktin og tropomyosin. Bindingen induserer konformasjonsendringer som resulterer i forskyvning av tropomyosin-filamentene slik at myosin får tilgang til aktinfilamentene og kontraksjon utløses. 5) Kontraksjonen oppheves ved at Ca++-ioner pumpes tilbake fra cytosol til SR.

Regulering skjer på tilsvarende måte i hjertemuskulatur, med et viktig unntak: Her er de spenningsfølsomme proteinene i T-rørmembranen ikke direkte

Side 5 av 10

forbundet med SR, men er selv spenningsfølsomme kalsiumkanaler. Ved depolarisering av T-rørmembranen slipper de inn ekstracellulært Ca++ som så sekundært åpner Ca++-frislippskanalene i SR (mengden Ca++ som slipper inn utenfra er ikke tilstrekkelig til å utløse kontraksjon). Siden noe av Ca++ i hjertemuskelcellenes cytosol kommer fra ekstracellulærvæsken kreves her i tillegg at Ca++ transporteres ut av cellen vha Na+/Ca++- antiport.

Oppgave F (14 vekttall)

18.

a) Ubiquinon fungerer som skjæringspunkt mellom to-elektronbærere i elektrontransportkjeden (kompleks I og II) og en-elektronbærere i kompleks III og påfølgende cytokrom c). Ubiquinon er velegnet til dette fordi det kan ta opp to elektroner (begge O-atomene i quinon reduseres til –OH). Det reduserte molekylet gir fra seg et elektron av gangen, og danner da et semi-quinon. Dette er et fritt radikal, men er stabilt i det hydrofobe miljøet i indre mitokondriemembran.

b) Dette skyldes at en andel av O2 som brukes i kompleks IV blir delvis redusert, dvs forlater kompleksets aktive sete etter å ha mottatt færre en 4 elektroner. Mottak av 1e gir superoksidanion (O2

•-), Mottak av 2e gir hydrogenperoksid (H2O2) Mottak av 3e gir hydroksylradikal (•OH-). Mottak av 4e gir H20, fullstendig reduksjon av et O2.

c)

Poeng: Eliminering av reaktive, og derfor skadelige, forbindelser.

19. Koblet respirasjon innebærer at respirasjonshastighet og flyten av elektroner gjennom elektrontransportkjeden, reguleres av behovet for ATP. Stort behov for ATP innebærer at det foreligger mye ADP som skal fosforyleres, og medfølgende høy ATPase-aktivitet. Denne aktiviteten vil bruke protongradienten over den indre mitokondriemembran som energikilde. Ved koplet respirasjon: Oligomycin-hemming av ATPasen betyr at ATP-syntesen er hemmet. Da er det heller ikke noe forbruk av protongradienten, derfor hemmet respirasjon. Ved frikoplet respirasjon passerer H+ indre mitokondriemembran utenom ATPasens protonkanal, dermed ingen energi til ATPasen for fosforylering av ADP til ATP. Siden protongradienten likevel forbrukes, stimuleres elektrontransporten (for å oppretteholde H+-gradienten), og derved stimuleres respirasjonen. Ingen syntese av ATP. Hemming av ATPasen med oligomycin er nå irrelevant og har ingen effekt på respirasjonshastigheten.

Side 6 av 10

20. a) Hydroksymetylglutaryl-CoA syntase katalyser en innledende reaksjon både i

ketogenesen og i kolesterolsyntesen. Enzymet foreligger både i levermitokondrienes matriks (ketogenese) og i levercellens cytosol (kolesterolsyntese). Disse to enzymene fungerer derfor uavhengig av hverandre, slik at ketogenesen og kolesterolsyntesen også blir uavhengige av hverandre.

b)

Hydroksymethylglutaryl-CoA reduktase er hovedpunkt for regulering av kolesterolsyntesen.

Sterol-avhengig regulering av enzymprotein nedbrytning. HMG-CoA reduktasen sitter i SER (glatt ER). Når cellulær [sterol] er høy binder enzymet insig- (insulin-induserte genprodukter) proteiner. Binding av disse stimulerer ubikvitinering av reduktasen og påfølgende proteosomal nedbrytning. Syntesen av kolesterol opphører.

Sterol-avhengig regulering av gentranskripsjon. Transkripsjonen av HMG-CoA reduktase styres av transkripsjonsfaktoren SREPB-2 (sterol regulatory element-binding protein 2). SREPB-2 er festet I SER-mambranen (transmembranprotein). Når cellulær [sterol] er lav, går SREPB-2 (som kompleks med SCAP) til GK, der det blir gjenstand for proteolyse. Frigjorte løselige peptider går til cellekjernen hvor det bindes til et sterol-regulerende element (SRE) og fungerer som transkripsjonsfaktor. Stimulert syntese av HMG-CoA reduktaseprotein – og stimulert kolesterolsyntese - er resultatet.

Når cellulær [sterol] er høy, bindes SCAP-avhengig til insigs i SER. SCAP-SREBP-2 komplekset låses til SER; aktivering av SREPB-2 blir nå ikke mulig. Dette resulterer i opphør av videre nysyntese av HMG-CoA protein

Dersom funksjonen til SCAP (SREBP cleavage activating protein) også beskrives, er dette et pluss, men ikke nødvendig for bestått.

Side 7 av 10

c) En fettsyre er forestret til –OH på karbonatom nr. 3 i kolesterolmolekylet.

21.

Eksempel:DNA methyltransferase, metylering av cytosin til 5-metylcytosin Fosfolipidsyntese:

S-adenosylcystein dannes alltid når S-adenosylmetionin brukes i metabolismen. Hos gravide er høy blodkonsentrasjon av homocystein og nedsatt blodkonsentrasjon av folat (folsyre) assosiert med økt forekomst av nevralrørsdefekter hos fosteret.

Oppgave G (9 vekttall)

22. Fire ulike roller:

Hekter sammen nukleosider ved diesterbinding

Regulerer aktivitet (gjennom esterbindinger) fosforylering av proteiner fosforylering av metabolitter

Energibærende molekyl (ATP, ADP) (gjennom syreanhydridbindinger)

Inngår i ulike kofaktorer i metabolismen

Side 8 av 10

Viktigste poeng her er at bindingene (både ester- og syreanhydridbindingene) har skjevfordelt ladning der partielt positivt ladete atomer kan «angripes» av elektronskyene til nærliggende grupper («nukleofile angrep»). F eks i DNA er kjedene så ekstremt lange at selv liten grad av spontan hydrolyse av esterbindingene ville være destruktiv. Den triprotiske fosforsyren er her særdeles velegnet fordi to av gruppene er engasjert i esterbindinger/ syreanhydridbinding, mens den tredje er dissosiert (avgitt H+) ved vanlig pH. Dissosieringen skaper delokalisert negativ ladning rundt hele fosfatgruppen som avviser nukleofile angrep. Dersom man f eks erstatter fosfatgruppen i DNA med karbonsyre, øker spontan hydrolysehastighet enormt (i størrelsesorden x 105 ). (I ATP bidrar elektrisk frastøting (i tillegg til resonansfenomener) mellom de negativt ladete fosfatgruppene til den høye energien. Ikke nødvendig for fullt poeng på oppgaven.)

23. i. Galt

ii. Galt

iii. Galt

iv. Riktig

v. Riktig

24.

a) A: reaksjon uten enzym tilstede. B: enzymkatalysert reaksjon.

b) C: overgangstilstanden ved en reaksjon hvor enzym ikke er tilstede

(intermediate or transition state). D: overgangstilstand ved en enzymkatalysert

reaksjon (enzyme-intermediate or enzyme-transition state complex).

c) E: Reaksjonens termodynamiske energiendring. F: Aktiveringsenergien til en

enzymkatalysert reaksjon. G: Aktiveringsenergien til reaksjonen uten enzym

tilstede.

Oppgave H (6 vekttall)

25. Aminosyrene i signalsekvens translateres fra 5’-enden av den åpne leserammen i mRNA, og denne signalsekvensen binder «signal recognition particle» (SRP). Dette gjør at translasjonen stopper midlertidig, ribosomet med nysyntetisert signalsekvens bindes så til ribosomreseptor/translokon/SRP-reseptor på endoplasmatisk retikulum (ER) membranen, translasjonen gjenopptas og nysyntetisert peptidkjede transporteres gjennom en kanal i translocon. Tilslutt spaltes signalsekvensen av ved hjelp av en peptidase og peptidkjeden/proteinet frigjøres til innsiden av ER.

26. 1. Pro-α-kjede syntetiseres i ER. 2. Selekterte proliner og lysiner hydroksyleres. 3. Selekterte hydroksylysiner glykosyleres. 4. 3 pro-kjeder danner trippelheliks. 5. Prokollagen-molekyler transporteres ut av cellen. 6. Propeptidene klippes av ekstracellulært og tropokollagen dannes. 7. Tropokollagen-molekyler bindes sammen (til dels med kovalente tverrbroer med lysinsidekjeder) og danner en fibrill.

Side 9 av 10

Oppgave I (9 vekttall)

27.

Hyalinbrusk: ledd, ribben, nese, strupehode, trakea og bronkier Elastisk brusk: epiglottis, deler av ytre øre Fiberbrusk: menisker, mellomvirvelskiver, symfyse. Også senefeste.

28. a) Benvev

b) (A) Haversk kanal, (B) lameller, (C) osteocytt-lakune, (D) canaliculi

c) Blodkar og nervefibre

d) Tillater overføring av næringsstoffer fra blodet til ostecytter som ligger i de ytterste lakuner – osteocyttene har utløpere i canaliculi. Næringsstoffene blir overført fra celle til celle gjennom nexus/gap junctions.

29.

Osteoblaster: produserer benvev. Skiller ut den organiske delen (hovedsakelig kollagen, men også proteoglykaner/glykoproteiner), samt enzymer involvert i mineralisering. Derivert fra mesenkymale celler. Osteocytter: derivert fra osteoblaster. Hvilende form som utvikles etter at osteoblasten er innkapslet i benvev. Danner flettverk vha lange utløpere i canaliculi (brukes til utvekslin av nærings- og avfallsstoffer). Mindre viktig at studentene kan funksjonen (sannsynligvis en rolle i kontroll av osteoblast/osteoklast-aktivitet ved brudd/mekanisk stress). Osteoklaster: bryter ned benvev. Derivert fra sammensmelting av monocytter. Store celler med flere kjerne. Skiller ut syre for nedbrytning av den uorganiske delen av benvev og lysosomale enzymer for nedbrytning av den organiske delen.

Oppgave J (5 vekttall)

30. Svar for hvert av punktene a-j om utsagnet er riktig eller galt. Du skal ikke begrunne svaret. Beregning av poeng: +0,5 poeng per riktig svar, -0,5 poeng per galt svar og blankt svar gir 0 poeng. Laveste poengsum som blir gitt på oppgaven er 0.

a) Riktig

b) Riktig

c) Riktig

d) Galt (at HOX-gener finnes hos mennesket er en del av beviset for at mennesket og andre dyrearter er beslektet)

e) Galt (teratogener er stoffer eller agens som forårsaker fostermisdannelser)

f) Riktig

g) Galt (somittene gir opphav til muskler, knokler og lærhuden)

h) Riktig

i) Galt (chorda dorsalis stammer fra mesoderm)

j) Riktig

Side 10 av 10

Oppgave K (3 vekttall)

31.

a) Vesikler dannes ved avsnøring fra en membran. Det finnes flere ulike mekanismer for avsnøring, klatrin er den som er undervist i detalj og forutsettes kjent. I tillegg er COP I og COP II nevnt. Klatrinmolekylet vil ved polymerisering danne en sfærisk struktur. Prosessen starter ved at enkeltmolekyler av klatrin binder til en adapter på den cytoplasmatiske siden av en membran. Når stadig flere klatrinmolekyler adderes, vil disse polymerisere og danne en grop som til slutt danner en sfærisk struktur. Fullstendig avsnøring av vesikkelen skjer ved hjelp av dynamin. Etter at vesikkelen er dannet, depolymeriserer klatrinkappen slik at vesikkelens membran er tilgjengelig for fusjon med målmembranen.

b) Forflytning av vesikler i cytoplasma skjer i noen grad ikke-fasilitert, men i hovedsak ved hjelp av motorproteiner som forankres til vesikkelen (på ulike måter) og flytter denne langs mikrotubuli (kinesiner eller dyneiner) eller langs aktinfilamenter (myosiner).

c) Sammensmelting med korrekt målmembran skjer først ved at ulike spesifikke medlemmer av Rab-familien i vesikkelmembranen binder til passende tilheftingsproteiner (eng: tethering proteins) på målmembranen. Vesikkelmembranen og målmembranen har ulike sett Rab-proteiner og forskjellige tilheftingsproteiner. Etter at vesikkelen har funnet riktig målmembran, fusjonerer membranene ved hjelp av SNARE-proteiner. En v-SNARE-kjede binder til et t-SNARE-kompleks i målmembranen, disse tvinner seg sammen om bringer membranene svært nær hverandre. (Fullstendig fusjon kan være regulert, som i synapser, men dette kreves ikke besvart her. Også andre mekanismer, slik som ulike fosfoinositider, bidrar til spesifisitet, men kreves ikke besvart.)

Det medisinske fakultet, Oslo, 20. mars 2015 ___________________________________ Signatur leder av eksamenskommisjon