Cellbiologi: Eukaryoter

Front 1

Vad sker med pre‐mRNA innan det kan lämna cellkärnan? Vilken funktion har mRNA och hur vill du beskriva vad ett mRNA är?

Back 1

De delar som inte kodar för något protein klipps bort och de delar som kodar för protein binds ihop med varandra. I '5-änden får mRNA:t en "mössa" bestående av en modifierad nukleotid, som skyddar mot nedbrytning, och i '3-änden får den en "svans" som skyddar mot nedbrytning och som hjälper till i transporten ut ur cellkärnan.

mRNA är en översättning av DNA-koden och dess funktion är att beskriva för ribosomen i vilken ordning den ska binda olika aminosyror i proteiner.

Front 2

Ge en kort beskrivning av centromer.

Back 2

Centromer är den centrala punkt på kromosomen där de två kromatiderna hänger samma. Under mitosens profas fäster centromeren systerkromatiderna i kärnspolen och håller kvar dem tills det att de delas i anafasen.

Front 3

Ge en kort beskrivning av telomer.

Back 3

Telomeren sitter i änden på kromosomen och skyddar mot nedslitning.

Front 4

Ge en kort beskrivning av centrosom.

Back 4

Centrosomen har sin viktigaste uppgift i samband med celldelningen. Inför celldelningen delar den upp sig i två centrioler som skjuts ifrån varandra och fäster på var sin sida av cellen och bildar där var sin pol. Från centriolerna utgår mikrotubili – proteintrådar – som tar tag i kromosomerna och drar dem åt varsitt håll i cellen.

Front 5

Ge en kort beskrivning av extracellulärt matrix.

Back 5

En del celler utsöndrar ett ämne, ett matrix, kring sig själv. Exempel på detta är ben- och broskceller.

Front 6

Rita en djurcell och namnge så många delar som du kan. Ge också en kort beskrivning av delens funktion.

Back 6

Cellmembran - avgränsar celler från dess omgivning, är som en yttre gräns för cellen.
Centrosom - bildar mikrotubili. I celldelningen delar den sig och bildar två poler i cellen ur vilka det utsöndras mikrotubili.

Cytoplasma - vätskan i cellen (utanför cellkärnan) i vilken organellerna finns.

Golgiapparaten - producerar membranen som omger lysosomerna. Packar kolhydrater och proteiner i membranbundna vesiklar för transport ut ur cellen.

Lysosomer - här sker nedbrytning av näringsämnen i cellen.

Mitokondrie - konverterar energin lagrad i glukos till ATP.

Kärnmembran - det dubbla membranet som omsluter cellkärnan.

Cellkärna - här lagras cellens genetiska information i form av DNA. Här sker transkription från DNA till RNA och därmed styrs vilka proteiner som ska produceras i cellens proteinsyntes.

Nukleol - finns en eller fler i cellkärnan hos de flesta eukaryota celler. Har troligen en funktion vid RNA-syntesen och vid bildning av ribosomer.

Ribosomer - här sker proteinsyntesen.

Rough ER - transporterar material i cellen.

Smooth ER - transporterar material i cellen. Producerar och bryter ned lipider och membranproteiner.

Front 7

Vad skiljer en eukaryot cell från en prokaryot cell?

Back 7

Den definitionsmässiga skillnaden är att eukaryota celler har en cellkärna med en kärnmembran.

Front 8

Hur kommer det sig att vi har så stor mångfald av livsformer?

Back 8

Cellen förökar sig genom celldelning. Inför celldelningen kopieras DNAt så att det finns två uppsättningar och de båda nya cellen får samma DNA som ursprungscellen. I den kopieringen händer det ibland, även om det är sällsynt, att det blir ett fel, en mutation, som ändrar generna på något sätt. De nya generna kan då fortsätta att spridas och under väldigt lång tid kan förändringarna i DNA bli så stora att det klassas som en ny art. Många eukaryota organismer förökar sig dessutom genom sexuell förökning, där två olika DNA ger halva sina alleler för att det tillsammans bildas en ny uppsättning kromosomer hos avkomman. Uppdelningen av kromosomerna sker slumpmässigt och på det viset uppstår en mångfald i gener och under lång tid livsformer.

Front 9

Varför verkar en cell inte kunna bli hur stor som helst?

Back 9

1) Cellens area/volym. Det är cellens yta som sköter det nödvändiga utbytet mellan cellen och dess omgivning, så att rätt mängd näringsämnen kommer in i cellen och att restämnen skickas ut ur cellen. När cellen ökar i storlek ökar volymen mer än ytarean. Därför kan inte cellen sköta utbytet i tillräcklig takt när cellen blir för stor.

2) Molekylers diffusionshastighet. Många molekyler rör sig i cellen genom diffusion, vilket innebär en förflyttning från ett område med hög koncentration till ett område med lägre koncentration. När cellen ökar i storlek minskar diffusionshastigheten.

3) Behovet av en riktig koncentration av reaktanter och katalysatorer. För att en kemisk reaktion ska ske i cellen behöver den rätta reaktanten kollidera och binda med ett specifikt enzym. Frekvensen av sådana kollisioner ökar om det finns en riktig koncentration av rätt reaktant och enzym. För att behålla den rätta koncentrationen behöver antalet molekyler öka propertionerligt med cellens volym. När cellens dimensioner fördubblas i storlek ökar volymen med åtta gånger och behöver därför åtta gånger så mycket molekyler.

Front 10

Vad har eukaryota celler
utvecklat för system för att delvis kringgå problemet med storlek?

Back 10

En eukaryot cell är indelad i olika områden som sköter specifika uppgifter. Därför behöver koncentrationen av de rätta ämnena bara vara hög i området där de behövs och inte i hela cellen, och därför lättar behovet av intag av molekyler och joner i cellen. Detta kallas compartmentalization.

Front 11

Beskriv kärnmembranets uppbyggnad och dess fortsättning i ER.

Back 11

Kärnmembranet är ett dubbelt lager membraner. Mellanrummet mellan det yttre och det inre membranet kallas för det perinukleära området och är kontinuerligt med insidan av det endoplasmiska nätverket – ER lumen. Det yttre lagret är täckt med ribosomer och är också kontinuerligt med det korniga endoplasmiska nätverket – rough ER – som också är täckt med ribosomer. Det inre och det yttre lagret är sammankopplade med porer – stora proteiner som skjuter mellan de båda lagren och kontrollerar in- och utflöden ur cellkärnan.

Front 12

Hur är mitokondrien uppbyggd och vilka processer i cellen sker här?

Back 12

Mitokondrierna är uppbyggda av två membran. Det inre är veckat för att ge en så stor yta som möjligt där reaktioner kan ske och det omsluter mitokondriens matrix. Det yttre har kanaler som är uppbyggda av proteiner där mindre molekyler och joner kan transporteras in och ut. Större molekyler kan inte ta sig in genom membranet. På det inre membranet sitter ATP-syntas-komplex; ett enzym som kan tillverka ATP av fosfat och ADP. Mitokondrien innehåller flera kopior av mitokondrie-DNA och speciella mitokondriella ribosomer och tRNA för proteinsyntes.

Front 13

Hur är DNA-molekylen uppbyggd? Vilka konsekvenser har det för olika processer som
DNA deltar i?

Back 13

DNA-molekylen består av två långa polymerer av enkla enheter kallade nukleotider. Det som brukar kallas för DNA-molekylens ryggrad utgörs av sockermolekyler och fosfatgrupper sammansatta med esterbindningar. De två polymerna löper i motsatt riktning i en helix. Bundna till sockermolekylerna sitter en av de fyra molekyler som kallas kvävebaser. Sekvensen av kvävebaser utgör den genetiska koden och bestämmer ordningen på aminosyror i proteiner. När DNA-kedjan ska replikeras eller transkriberas rätas den ut, delas i tu och enzymer läser av ordningen av kvävebaserna och binder nya motsvarande kvävebaser till de ursprungliga och på det sättet kan DNA-kedjan kopieras och antingen bilda två nya (replikation) eller en motsvarande RNA-kedja (transkription).

Front 14

Vad avses med ordet genom (genome)?

Back 14

Genom är en organisms ärftliga information kodad i DNA.

Front 15

Hur är DNA:t packat hos eukaryoter?

Back 15

Dubbelspiralen av DNA är lindad runt en rad av glest utspridda spolar av protein. På det viset ser DNA-kedjan ut som ett pärlband med proteinspolarna på jämna avstånd utefter DNA-molekyltråden. Sedan vrids och packas ”pärlbandet” till en tät spiral. Den blir därefter ännu mer packad genom att det bildas öglor som dras samman i täta nystan.

Front 16

Hur kan en polypeptid modifieras, var sker det och varför?

Back 16

En polypeptid kan modifieras på en mängd olika sätt, både medan den fortfarande sitter fast i ribosomen och efter att den har släppt. Den kan delas på mitten, nya ämnen kan bli tillagda som behövs för att proteinet ska fungera, de kan vikas på det sätt som behövs för att den ska fungera. Var modifieringen sker beror på vilket protein det är som ska modifieras.

Front 17

Beskriv ett allmänt membrans uppbyggnad. Hur hänger uppbyggnaden ihop med funktionen hos membranet? Hur bidrar olika typer av ämnen till membranets funktion?

Back 17

Ett allmänt membran är uppbyggt av två lager av en blandning av fosfolipider, glukolipider, steroler. Insprängt mellan dessa sitter också en mängd olika proteiner och steroler. Lipiderna har ett hydrofilt sfäriskt yttre och en hydrofob svans som pekar inåt i membranet. Dessa utgörs av bland annat choline, fosfat, glycerol, galaktos och sphingosin. Proteinerna kan sitta antingen på ytan av membranet, de kan löpa hela vägen igenom membranet eller de kan sitta fastankrade. Sterolerna sitter inuti membranet och har bland annat som funktion att hålla membranet flytande. Proteiner är receptorer och kan binda till föreningar och transportera dessa över membranet. De kan också koppla ihop sig med andra celler, så som våran hud eller organ, massa celler med receptorer som binder till varandra för att bilda en större enhet.

Front 18

Fundera nu runt olika membraners funktion. Vilka funktioner kan förekomma och hur är då membranet specialiserat för den funktionen?

Back 18

De olika membranen som finns i cellen runt organellerna är olika och fyller olika funktioner vilket kan utläsas bl.a. från de proteiner som finns närvarande i membranet. T.ex. så finns det en rad olika proteinkomplex i mitokondrierna som syntetiserar ATP. I plasmamembranet sitter enzymer som utsöndrar ämnen till det extracellulära matrixet. Cellmembranen i tunntarmen är mycket veckade för att kunna absorbera så mycket som möjligt av den intagna födan. I nervcellerna sitter Na+ och K+ proteintransportkanaler som styr inflöde och utflöde i samband med aktionspotentialer. Lever och muskelceller har insulinreceptorer som vid igenkänning gör dessa mera mottagliga för glukos. Vita blodkroppar har proteiner som känner igen patogener och kan svara med att trigga igång immunförsvaret.

Front 19

Fundera över skillnaden mellan asexuell och sexuell reproduktion.

Back 19

Asexuell reproduktion kan ske av en enskild individ och är en celldelning, antingen från en könscell eller från en en annan cell i de organismer som är encelliga. Denna förökning ger en avkomma med ett identiskt genom. Många av dessa arter lever i miljöer som varit oförändrade under lång tid, där arten har varit framgångsrik och inte "behöver" genetisk variation för sin arts överlevnad. Dessa är dock inte så motståndskraftiga mot snabba förändringar i miljön då anpassningen underlättas av genetisk variation.

Sexuell förökning ger tvärtom en avkomma med ett nytt genom som kommer till hälften av modern och till hälften av fadern. Denna genetiska variation som uppkommer då två haploida könsceller sammanfogas, dessa alleler av olika varianter kombineras och skapar en organism som kan ha större chans att anpassa sig i vissa sammanhang och sämre i andra.

Front 20

Fördjupa begreppen gen, kromosom, lokus, allel, homo‐ och heterozygot, geno‐ och fenotyp, zygot.
Finns det samband dem emellan?

Back 20

Gen - En sekvens av DNA, som i allmänhet kodar för ett visst protein. En gen består av en viss sekvens nukleotider som beskriver en sekvens av aminosyror, vilka i sin tur bygger upp ett protein.
Kromosom - DNA:t i sin hårdpackade form, består av DNA och proteiner. Framträder vid celldelningen. Mellan celldelningarna luckras de upp.

Lokus - En specifik plats på en gen, DNA-sekvens eller position på en kromosom.

Allel - En av ett antal alternativa varianter av samma gen eller lokus. Ibland kan olika alleler ge olika fenotypiska uttryck, t.ex. hudfärg, men oftast ger de liten eller ingen synbar skillnad.

Homozygot - Individer som har två likadana varianter, alleler, av en gen.

Heterozygot - Individer som har två olika varianter, alleler, av en gen.

Zygot - Den cell som bildas när två st haploida celler förenas vid befruktning.

Genotyp - Den genetiska kompositionen av en organism.

Fenotyp - Är antingen en organisms hela fysiska skepnad eller en specifik egenskap, t.ex. ögonfärg. Bestäms delvis av organismens genotyp, men påverkas även av yttre faktorer, t.ex. då djur byter färg på vintern.

Front 21

Redogör för begreppet rekombination. Vad innebär det? Hur kan det gå till?

Back 21

Den viktigaste typen av rekombination i våra celler är överkorsning. Det är den process som gör att arvsmassan mellan mammans och pappans kromosomer kan blandas så att avkomman får unika kromosomer. Detta sker när äggen och spermierna bildas, efter att kromosomerna har kopierats men innan de dras isär för att hamna i var sitt ägg resp spermie. Parvis lika kromosomer lägger sig tätt intill varandra och byter en varierande mängd genetiskt material mellan sig. När kromosomerna ligger precis bredvid varandra kan ena delen av DNA-strängen gå över till den andra kromosomen och vice versa. Detta område kallas heteroduplex. Om överkorsningen inte går längre än till detta steg så blir det bara en kort bit av DNA-strängen som har hamnat på den andra kromosomen och då kallas detta för icke-rekombinant heteroduplex och medför bara mindre förändring. Om däremot även den andra delen av DNA-spiralen byter till den andra kromosomen så kallas det rekombinant heteroduplex.

Denna process är värdefull för arten genom att den skapar ägg och spermier med nya kombinationer av gener. Överkorsning ökar fördelarna med sexuell fortplantning.

Front 22

Beskriv skillnaden mellan glatt och strävt ER. Var i cellens finns de? Vilka olika funktioner har de?

Back 22

Endoplasmatiska nätverket (endoplasmatisk retikulum - ER) är en organell som består av ett stort antal veck av tunna membran i cellens cytoplasma. Vecken är sammanhängande så att de helt innesluter ett inre område, ER-lumen, som avgränsas från cytoplasman av membranen. I membranen sitter ett flertal olika enzymer och andra proteiner.

Strävt ER är kontinuerligt med det yttre kärnmembranet och karakteriseras av att det har ribosomer knutna till utsidan vilka vid proteinsyntes, via ett kanalprotein (translokon) för in den växande peptidkedjan in i det sträva ER. De proteiner som tillverkas i ER skall antingen utsöndras från cellen, verka i lysosomer, ER eller i Golgiapparatens membran eller bli bundna till cellens yttre membran. Proteiner som skall stanna kvar inne i cellen bildas i stället av ribosomer fria i cytoplasman.

Glatt ER har till skillnad från kornigt ER inga ribosomer knutna till sig. Här tillverkas i stället lipider och fosfolipider till cellmembran. Membranbundna proteiner infogas också här. Glatt ER har också roll som nedbrytare av gifter (speciellt i levern är detta en framträdande roll). I de celler som lagrar glukos i form av glukogen så sker nedbrytning av glukogenet med hjälp av glukos-6-fosfatas också här.