Title: BV2 / BV2 - 1 / Modul 1 - BV2 / Molecular genetics

Q: Vad är en centromer?
A: Den centrala punkten på kromosomen där de båda systerkromatiderna hänger samman

Q: Vad är telomerer?
A: De distala punkterna på kromosomen, ändarna

Q: Vad är "origin of replication"?
A: En del på DNA sekvensen där DNA replikation initieras och fortsätter bidirektionalt eller unidirektionalt

Q: Vilka faser består Interfas av?
A: G1, S och G2-faserna

Q: What is the organisation of the nucleus?
A: The nucleus, the organelle housing our chromosomes
The nuclear membrane:
- Double membrane, outer and inner - not fully closed
- Nuclear pores for transport of proteins and RNA, the pores are controlled gates

Q: What is the human genome?
A: 2 sets of chromosomes 2x23 pairs, 1 from mom one from dad

Q: In what state are chromsomes right before cell division?
A: They are condensed right before cell division

Q: In what state are the chromosomes when not in M-phase?
A: In the form of chromatin, loose
- Although spread out they keep to their own chromosome territory in the nucleus
- The organisation of chromosomes is differnet in different cell types
- By having the chromosomes in a confined area might help gene expression

Q: What is the organisation of a chromosome?
A: Structures/sequences for replication and segregation
- Telomer - end of chromosome, protects the chromosome, if not considered a DNA break, will prevent division
- Centromeres - localised towards the middle - essential for chromsome segregation, consists of microtubules - attach to centrometic area - essentail during mitosis
- Replication origin - specific structure where chromsome replication starts, you have many on each chromosome, otherwise it will take too long

Q: What are telomeres?
A: Ends of chromosomes, they protect the chromosome
- If not considered a DNA break, will prevent division - apoptosis

Q: What are centromeres and what are they essential for?
A: They are localised towards the middle
- They are essential for chromosome segregation - it holds onto structures required to connect to the miotic spindle (consists of microtubules which attach to the centromeric area)
- Essential during mitosis

Q: What are replication origins?
A: Specific structures where chromosome replication starts - one has many on each chromosome, otherwise it would take too long

Q: What is the cell cycle all about?
A: All about the cell becoming 2 - duplicate the cell content and separate into 2 daugther cells

Q: What is crucial in the cell cycle?
A: Its crucial to duplicate all chromosomes for all daughter cells to have the same genetic information

Q: What induces cells to duplicate?
A: Many cells in the body do not duplicate
- They start whne they are exposed to a signal called a mitogen, which attaches to the surface of the cell and says that "now u can enter the cell cycle"

Q: What are mitogens and what do they do?
A: They are signals that attach to the cell surface and tells a cell that it can enter the cell cycle - duplicate

Q: What is chromosome duplication called?
A: Replication

Q: How long is the human (cell) cycle?
A: 24h long

Q: Which 2 parts can the cell cycle be divided into and what happens in them?
A: Interfase - the cell grows and duplicates chromosomes - prepares för mitosis
M-phase - mitosis the cell duplicates

Q: Whch subphases can interphase be divided into?
A: G1, S-phase and G2

Q: What does G stand for in the cell cycle?
A: G=gap

Q: What does S stand for in the cell cycle?
A: S=synthesis

Q: What happens in G1?
A: The cell grows

Q: What happens in S-phase?
A: DUplicate chromosomes

Q: What happens in G2?
A: The cell checks that everything is duplicated

Q: What happens in G0?
A: It's the phase most cells remain in - whne there is no presence of a mitogen

Q: What happens in M-phase?
A: Mitosis - we can watch the chromosomes as thread under microscope
Chromosome segreation - sister chromatids segregate away from each other
Replication - into 2 daughter cells

Q: What is CDK?
A: Cyclin dependent kinase

Q: How does the activity of CDK change during the cell cycle?
A: - Low activity when replication starts
- High activity - starts mitosis
- No activity leaves mitosis

Q: What does CDK do?
A: Adds phospho-groups to other proteins - changes the activity of the phosphorylated protein

Q: What must CDK do to become active?
A: It must bind to cycline to become active - active CDK changes thousands of proteins in the cell

Q: What are cyclin levels regulated by?
A: Cyclin levels are regulated by production and degradation

Q: What does cyclin do in the cell cycle?
A: - Ensures that the cell cycle runs in one direction
- G1 increased transcription
- M cyclin - increased proteolysis

Q: What's the purpose of mitosis?
A: To segregate chromosomes and make 2 cells (daughter)

Q: What does CDK do in prophase?
A: CDK activity ensures that:
- Microtubules are organised from 2 poles (centres) - centrioles
- DNA compaction (condensation) initiated

Q: What does CDK do in prometaphase?
A: CDK activity ensures that:
- Nuclear membrane is broken down
- Microtubules attach to the centromere on the chromosomes
- Sister chromatids have to be held together - otherwise microtubules won't know what to pull

Q: Which phases can mitosis be divided into?
A: - Prophase
- Prometaphase
- Metaphase
- Anaphase
- Telophase
- Cytokinesis

Q: What does CDK do in metaphase?
A: CDK activity ensures that:
- The chromosomes are pushed and pulles to the centre of the cell by the microtubules (miotic plate)
- When all chromsomes are attached to microtubules from 2 directions M-phase cyclins are degraded

Q: In which phase and when is M-phase cyclins degraded?
A: In metaphase in mitosis when all chromosomes are attached to microtubules from 2 directions

Q: What does CDK do in anaphase?
A: Absence of CDK triggers:
- Degradation of the protein complex (cohesion) that holds sister chromatids together
- Pulling of the chromosomes towards the 2 poles

Q: When is there activity and when is there an absence of CDK in M-phase?
A: Activity - prophase, prometaphase, metaphase
Absence - anaphase, telophase, cytokinesis

Q: What holds sister chromatids together?
A: A protein complex - cohesion

Q: What does CDK do in telophase?
A: Absence of CDK triggers:
- The chromosomes reach the poles
- Contraction proteins (actin and myosin) narrows the cell at the middle

Q: Which are the contraction proteins in telophase (M-phase)?
A: Actin and myosin

Q: What does CDK do in cytokinesis?
A: Absence of CDK activity ensures that:
-That a contractile protein ring splits the cell in the middle
- Result - 2 daughter cells with genetic material identical to the mother cell

Q: What does cell cycle control entail?
A: Check completion of previous step and that conditions are ok

Q: When are the checkpoints in the cell cycle and what is checked then?
A: - First check in G1 - restriction point - the cell cycle starts
- G2 checkpoint - is all DNA replicated, damage of chromosome
- Miotic checkpoint - are all chromsomes attached to the miotic spindle

Q: What is checked at the first check point in G1?
A: It's a restriction point - the cell cycle starts - start by presence of mitogen

Q: What is checked at the G2 check point?
A: Is all DNA replicated, damage of chromosome

Q: What is checked at the miotic check point?
A: are all chromosomes attached to the miotic spindle

Q: What is DNA replication?
A: A semi-conservative process where the DNA is duplicated

Q: What does the saying "DNA replication is semi-conservative" mean?
A: That one strand of parental and one strand of daughter DNA will be present in each of the two replicated DNA-molecules - one double helix becomes 2

Q: During what phase in the cell cycle does DNA replication occur?
A: Replication occurs during S-phase of the cell cycle, ca 8h in human cells

Q: How long is the S-phase in the cell cycle in human cells?
A: Ca. 8h

Q: In which direction is new DNA synthesized?
A: 5' to 3'

Q: Where is the 5'?
A: 5' is to the right in the leading strand

Q: How does DNA replication start?
A: It starts off with a parental DNA molecule which exists in the parental cell before cell division, the molecule is untwisted. The replication process begins with the enzyme helicase unzipping the double-helix at its replication fork, producing one replication bubble
Origins of replication are holes in the DNA molecule that are efficient as they make the unzipping process go faster

Q: From where does the energy used in replication come?
A: The energy comes from the tri-phosphate of the nucleotide

Q: What is needed before DNA polymerase can be used?
A: Replication needs a nucleotide to build upon - RNA primase, which lays a primer, being a short strand of RNA, which acts as the starting point of the replication

Q: What happens after the RNA primase is laid?
A: The DNA polymerase fills in the leading strand in a 5' to 3' direction with nucleotides (base-pairing)

Q: How does replication work for the lagging strand?
A: This can't be done contineously as with the leading strand as this one goes in a 3' to 5' direction
So, for the DNA polymerase to be able to fill in the lagging strand the enzyme RNA primase finns in a small part of RNA, being a primer, and then DNA polymerase fills in the gaps in a 5' to 3' direction, between the fragments - these are called okazaki fragments
This process is continued until the whole lagging stand has been completed

Q: Which enzyme comes after the DNA polymerase in replication?
A: DNA-ligase is needed to catalyse the last step of replication - it joins together the two complementray strands as well as the okazaki fragments

Q: Why is the RNA primer removed?
A: The primer is removed to avoid RNA/DNA mixing and errors in base pairing

Q: Where on the DNA will replication start and how does it end?
A: Replication will start at many origins of replication, then the replication bubbles will fuse

Q: Explain a summary of  how the 5' to 3' problem on the lagging strand is solved:
A: 1. RNA primers are produced by DNA primase
2. DNApolymerase synthesizes DNA between the RNA primers, creating okazaki-fragments
3. RNAse removes RNA primers and an alternative DNA polymerase fills in DNA
4. DNA ligase joins the two DNA framgents (strands)

Q: What are okazaki fragments?
A: The fragments of DNA made by DNA poymerase between the RNA primer segments

Q: Explain the sumary of replication of the leading strand:
A: 1. Pre-replication complex binds to replication initiation points (origins)
2. Replication starts at many points at the same time
3. DNA helicase opens the parental DNA - Primase makes RNA primer - DNA polymerase replicates the DNA
4. Replication bubble - 2 replication forks move in opposite directions
5. Replication stops when 2 forks meet - 2 replication bubbles fuse
6. DNA ligase seals the 2 strands in each othe the new DNA-molecules

Q: What are some problems with replication?
A: Polymerase sometimes puts in the wrong base
- Proofreading function
Polymerase have exonuclease activity, removes bases from editing site, wrong base removed - replication can start again
- The polymerase removes nucleotides that do not pair correctly in the 3' to 5' direction - exonuclease activity

Q: Which functions does DNA polymerase have in the separate directions?
A: 5' to 3' - adds nucleotides - DNA polymerase
3' to 5' - removes wrong nucleotides - exonuclease

Q: How many mutations are there approx each replication round?
A: one mutation/10^9 nucleotides

Q: How many nucleotides does the human genome consist of?
A: 3,2 x 10^9 nucleotides

Q: What' s the problem with the telomeres in replication?
A: There is no place to put the RNA primer - copy not fully extended

Q: How is the telomere problem fixed?
A: Using telomerase - built with amino acids and have a bound RNA to it, which will be used as a primer to fill in the last piece of the chromosome

Q: Which cells have telomerase?
A: Not all cells have telomerase, meaning that with every cell cycle a bit of telomere is removed
When enough of the telomere has been removed (too little left) apoptosis is induced
Because of this cells can only replicate ca 100 times

Q: How many times can DNA be replicated in normal cells and why?
A: Ca. 100 before apoptosis because too much of telomere has been removed due to the lack of telomerase in the cell

Q: In which cells is there telomerase?
A: You want full telomeres in oocytes, sperm cells and stem cells
- Sometimes there is even telomerase in cancer cells

Q: What's the solution with the telomere?
A: The enzyme telomerase which elongates the lagging strand template by making DNA using a piece of RNA built into the enzyme, thereby creating a sequence for a primer

Q: What is telomerase function, in more detail?
A: 1. Telomerase binds to template strand
2. Telomerase adds additional telomere repeats to template strands (RNA-templated DNA synthesis)
3. Completion of lagging strand by DNA polymerase (DNA-templated DNA synthesis)

Q: What happens if there is no telomerase?
A: The chromosomes shorten with every cell cycle

Q: Why do most cells only divide about 100 times?
A: Because with every cell cycle the chromosomes get shorter if there is no telomerase present - cancer more likely
- So by inducing apoptosis after about 100 times it prevents tumor development

Q: Which cells contain more telomerase?
A: Reproductive cells and stem cells that must be able to divide more

Q: What is the problem with torsional stress?
A: The DNA is too twisted - when you replicate DNA, over-twisting of DNA infront of the replication fork, which will block if not removed

Q: In the absence of what does torsional stress build up?
A: In the absence of topoisomerase

Q: What's the solution to torsional stress and how does it work?
A: The enzyme topoisomerase - another enzyme important for replication
It breaks the DNA, then holds onto the break and whne everything has been relaxed it rings it back

Q: What type of break does topoisomerase create?
A: DNA topoisomerase creates a transient single-strand break

Q: What does the transient single-strand break made by the topoisomerase make happen?
A: Free rotation of the double helix about phosphodiester bond - relieves torsional stress ahead of helicase, after which the single-stranded break is sealed

Q: What is topoisomerase essantial for in medicine?
A: Essential to beat cancer - blocks the topoisomerase - creates DNA breaks, which can kill cancer cells and other rapidly dividing cells (leukocytes)
Topoisomerase inhibitors are used to treat cancer - it locks the enzyme after it has created the break

Q: Which types of DNA repair are there?
A: Remove and fill in - similar to okazaki fragmentation
- Mismatch
- Base excision repair
- Single strand break repair
- Nucleotide excision repair
Other types of mechanisms
- Homologous recombination
- End joining
- Microhomology mediated repair
- Insterstrand crosslink repair
- Translesion synthesis

Q: What is remove and fill in - repair silimar too?
A: Okazaki fragment maturation

Q: How does "remove-and-fill-in-repair" work (enzymes)?
A: Remove what's wrong
- Nuclease
- Glycosylase
Fill in using base pairing
- DNA polymerase
Seal the strand
- DNA ligase

Q: Why repair DNA?
A: If there is no proofreading and no repair mutations accumulate - tumor
Reparation:
- Protects us from mutations
- Happens continously in cells

Q: What happens if DNA isn't repaired?
A: DNA-sequence permanetly changes - mutation
- If the mutation causes a gene without a protein coding gene, it can inhibit the function of the protein it was supposed to code for
- This in turn can cause distress, for ex. cancer

Q: What happens if there is a mutation in somatic cells?
A: It's not inherited, affects the individual only

Q: What happens if there is a mutation in germ cells?
A: It's inherited to the next generation

Q: How does mismatch repair work?
A: Remove the wrongly paired base by nuclease and replace it with the correct one - correcting the error, using the parental strand as the template
(can distinguish between the 2 becasue the parental backbone looks different)

Q: How can the parental and daughter strands be determinded during reparation?
A: The parental strand looks different in the backbone

Q: How does base excision repair work?
A: Base exchange - sponateous by oxygen radicals or carcinogenic chemicals:
Remove
- Glyocsylase removes base, nuclease cuts DNA backbone
Fill in
- DNA polymerare
Seal
- DNA ligase

Q: How does exposure to sunlight affect DNA?
A: It gives rise to changes that alter the phosphate backbone - thymine dimers

Q: How is sunlight-damaged-DNA fixed?
A: Via nucleotide excision repair:
Remove:
- Nucleases cut the backbone and degrade the altered DNA strand (limited to a region surrounding the alteration)
Fill in:
- DNA polymerase
Seal:
- DNA ligase

Q: WHat does homologous recombination fix?
A: Double strand breaks - recombination and end joining - only happens after duplicating - look to the undamaged copy

Q: Whats the difference between homologous recombination and end joining?
A: Recombination:
- Needs an undamaged sister chromatid that is copied - perfect repair
End joining:
- The 2 broken ends are glued together - some loss of nucleotides

Q: When can homologous recombination and end joing be used, example?
A: Both DNA strands broken:
- When replicating single strand breaks or when irradiated with gamma rays

Q: Recombination vs. End joining?
A: R:
- Processing of broken ends by recombination-specific nuclease
- Double stranded break accuratelt repaired using undamaged DNA as template
- Break repaired with no loss of nucleotides at repair site
E-J:
- Processing of DNA end by nuclease
- End joing by DNA ligase (deletion of DNA sequence)
- Break repaired with some loss of nucleotides at repair site

Q: Explain recombination in more detail:
A: 1. Nuclease digests 5' ends of broken strands
2. Strand invasion by complementary base-pairing
3. Invading strand released, complementary base-pairing allows broken helix to re-form
4. DNA sythesis continues using complementary strands from damaged DNA as a template
5. DNA ligation
6. Double-strand break is accurately repaired

Q: Why is repair defective, an example?
A: - The BRCA protein functions during recombination
- When mutated the risk for developing cancers increases

Q: What is apoptosis and what is it essentail for?
A: Programmed cell death
- Essential during development and for removal of damaged celles throughout life

Q: In which 2 ways can cells die?
A: Apoptosis and necrosis

Q: What happens in apoptosis?
A: - Apoptotic cell shrinks, cytoskeleton and nuclear envelope collapse and chromosomes are fragmented
- The dying cell presents signals on its surface that attracts macrophages, cells that eat the dying cell
- No leakage of cell contents into tissues, no inflammation

Q: What happens in necrosis?
A: - Occurs upon tissue damage
- The cell bursts
- Cell contents into the tissue - causing inflammation

Q: What's the main difference between apoptosis and necrosis?
A: A: Programmed cell death
N: Unregulated dying

Q: Why is apoptosis important during development?
A: For fingers and toes, avoids webbed hands and feet, removes nerve cells

Q: Why is apoptosis important during life?
A: - Maintains a balance in the immune system
- Removes damaged cells, e.g. cells stuck in DNA-damage induced cell cycle arrest

Q: How is apoptosis induced?
A: Activation of proteases called caspases that cleaves different substrates in cells
- Activation signal is amplified - one caspase activates others

Q: What is a protease?
A: AN enzyme that catalyses proteolysis, the breakdown of proteins into polypeptides or singel amino acids

Q: How does the caspases amplify the activation signal?
A: Starts via signal from outside or inside cell:
1. One molecule of active initiator caspase
2. Many molecules of active executioner caspase X - cleavage of nuclear lamina
3. Even more molecules of active executioner caspase Z - cleavage of cystolic protein

Q: What causes intracellular activation to occur in apoptosis?
A: - DNA damage detected during cell cycle
- Damaged organelles - mitochondria e.g.

Q: What causes extracellular activation to occur in apoptosis?
A: - So-called "death receptors" on the surface of the cell are activated by extracellular signaling molecules

Q: What are some factors that counteract apoptosis?
A: - Mitogens - stimulate cell division (starts the cell cycle)
- Growth factors - stimulate cell growth
- Survival factors - inhibit apoptosis

Q: What's the medical relevance of apoptosis?
A: Heart attack or stroke - mostly necrotic cell death but also apoptosis, better prognosis if this could be prevented
Mutation in death receptor FAS
- Faulty accumulation of immune cells
- Autoimmunity
A mutation is a protein called p53
- No apoptosis in response to DNA damage
- Drives cells into apoptosis whne there is DNA damage
- Cells with wrongly - or unrepaired chromosomes can continue to divide
- Increased risk for tumor development

Q: What's the central dogma of molecular biology?
A: Information stored in DNA sequence is transferred to protein structure via RNA. Such information cannot be transferred back from protein to either protein or nucleic acid.

Q: Briefly, what happpens in replication and transcription?
A: Replication:
- dsDNA -> dsDNA (S-phase of cell cycle)
Transcription:
- dsDNA -> ssRNA (mostly in G1 and G2, less in S- and M-phases of cell cycle)

Q: In which phases of the cell cycle does transcription occur?
A: In G1 and G2

Q: What happens in the transcription process, brielfy?
A: Double stranded DNA is converted into single stranded RNA via transcription (RNA polymerase II)

Q: What are the different types of RNA?
A: mRNA - code for proteins
tRNA - serves as adapotors between mRNA and amino caids during protein synthesis
rRNA - form the core of the ribosome's structure and catalyse protein synthesis
miRNA - microRNA, regulate gene expression
Other non-coding RNAs (ncRNA) - used in RNA splicing, gene regulation, telomere maintenance, and many other processes

Q: What are the different RNA polymerases and whne are they used?
A: Pol I - mostly rRNA genes - part of ribosomes
Pol II - All protein-coding genes, miRNA genes, plus genes fro other ncRNAs - used in transcription
Pol III - tRNA genes, tRNA necessary for protein translation

Q: How many polymerases do bacteria have?
A: Only one

Q: Where is information about a protein coded?
A: In genes - segments of DNA that directs the production of a protein (or a functional RNA molecule)
- In eukaryotes genes include non-coding and non-transcribed elements - introns and regulatory sequences at 3' to 5' ends

Q: Which 3 steps can transcription be dividend into?
A: Initiation, elongation, and termination

Q: What does the promoter do in transcription?
A: Promoter:
- Indicates where the transcript should begin
- The TATA-box is a sequence found in most promoters - a sequence of T and A

Q: What does the terminator do in transcription?
A: Terminator - indicates where the transcript should stop

Q: What are general transcription factors?
A: General transcription factors - proteins that are required for transcription:
TBP - TATA-Binding-Proteins
- Recognizes specific DNA sequences (TATA-box)
- Binds to and bends the DNA
- Attracts other transcription factors to the DNA, ex. DNA polymerase

Q: What happens during transcription initiation?
A: TBPs attach to specific DNA sequences
- TFIIH pries apart the double helix
- Helicase - able to open up the double helix

Q: What happens during transcription elongation?
A: The nonsense strand is the template
- RNA-molecule goes from 5' to 3' like the leading strands
Can be transcribed by RNA polymerase II at 20-60nt/sec

Q: How fast can RNA be transcribed by RNA pol II?
A: 20-60nt/sec

Q: What can be said about the work done by RNA polymerase (II)?
A: The RNA pol is quick but "sloppy", but RNA does not store genetic information - so not as bad
- Polymerase goes quickly - more mistakes, RNA creates a molecule that will be used and then degraded - the transcription process goes faster than replication

Q: What happens during transcription termination?
A: CstF CPSF - cleavage factors
- DNA sequence "decides" where transcription ends
- RNA pol meets termination DNA sequence

Q: What are the cleavage factors in transcription called?
A: CstF and CPSF

Q: What is meant by "RNA pols work simultaneously"?
A: They work simultaneously, transcription from 2 ribosomal RNA genes

Q: How much of the genome is transcribed?
A: 2% of DNA codes for protein
10-15% of DNA is transcribed

Q: Explain transcription - summary:
A: Transcription=RNA synthesis
- Gene  DNA region transcribed to RNA
Differnet RNA polymerases:
- I - transcribing rRNA
- II - transcribes mRNA in the nucleus
- III - trancribes tRNA
Control
- Initiation - pol initiates transcription (promoter/TATA-box, general transcription factors)
- Elongation - pol triggers and copies DNA to RNA with ribonucleotides
- Termination - Pol terminates transcription (termination sequence) termination factors (CstF and CPSF)

Q: What is RNA processing?
A: Modification of RNA

Q: Which mRNA modifications can occur?
A: - mRNA capping - addition of a modified guanine (G) nucleotide at the 5' end of RNA
- Pre-mRNA splicing - removal of introns
- mRNA polyadenylation - addition of 150-200 adenine (A) nucleotides - poly-a-tail

Q: What is mRNA capping?
A: 5' capping - the addition of a modified guanine (G) nucelotide at the 5' end of RNA

Q: What is pre-mRNA splicing?
A: Goal - Remove introns + connect exons

Q: How does the cell determine which parts pf the RNA are exons and introns?
A: Knows what's the beginning and end and will remove introns and fuse exons

Q: What is 3' polyadenylation?
A: CstF and CPSF - cleavage factors
PAP - poly-a-polymerase= adds adenine, does not reuire template
- Poly-a-tail - 150-200 adenine (A)
mRNA polyadenylation - stabilizes the 3' end

Q: What is alternative splicing?
A: Transcripts can be spliced in different ways (alternative splicing), which increases coding potential - 95% of transcripts have alternative splicing
30 000 genes -> much more proteins
- Because of splicing we have way more proteins
NEW PROTEINS EVOLVE BY "MIXING" EXONS FROM EXISTING PROTEINS

Q: Why does mRNA have a cap and a poly -a-tail?
A: To mark RNA as mRNA
- Regulate export and translation
- Without the modifications the cell might fins it dangerous and degrade it

Q: Where is rRNA synthesized?
A: rRNAs are produced in the nucleus - 80% of all RNA is rRNA

Q: How much of all RNA does rRNA constitute?
A: 80%

Q: How is rRNA processed?
A: Most rRNAs are made by RNA pol I - no cap or poly-a-tail
- 200nt are chemically modified
- Precursor rRNa is cleaved - regions not needed in the nucleotide sequence are degraded
- rRNA forms ribosomes

Q: How does rRNA form ribosomes?
A: rRNAs are processed in the nucleolus and the exported to the cytoplasm in ribonuclear complexes to form ribosomes

Q: What are rRNAs transported in?
A: Ribonuclear complexes

Q: How is tRNA processed?
A: tRNAs are processed in the nucleus and then exported to the cytoplasm in complexes with accessory proteins

Q: How is tyrosine tRNA processed?
A: 1. Introns removed by splicing
2. 5' end is cleaved
3. UU residues at 3' end are replaced by CCA sequence
4. Multiple bases are modified

Q: How is tRNA transported out of the nucleus?
A: In complexes with accessory proteins

Q: Explain processing - summary:
A: RNA processing=pre-RNA modification
mRNA processing
- Capping (5'), polyadenylation (3' poly-a-tail), splicing (removal of introns)
- mRNA is spliced in spliceosome
- Alternative splicing produces flexibility (more proteins)
- Only processed mRNA will be transported to cytoplasm
ncRNAs are also processed
- rRNAs are the most abundant RNA in the cell, together with ribosome proteins they build a ribosome
- pre-tRNAs are made by RNA pol III and also require processing

Q: What is protein translation, briefly?
A: From mRNA to protein

Q: What can proteins do?
A: - Building blocks for cell structures (cytoskeleton)
- Catalyses chemical recations (enzymes)
- Control which genes (DNA) to be copied (RNA)
- Control communication with other cells
- Genes (DNA) genome - 20 000 - 30 000 genes
- Transcripts (RNA) transcriptome >100 000
- Proteins - proteome  10^6 variants

Q: How does the combination of nucleotidic bases in a codon correlate to the numer of amino acids?
A: - 3 nucleotides (codon) -> 1 amino acid
- 4 types of nucleotides -> 4x4x4=64 combinations (AAA, AAG)
- 20 amino acids -> some amino acids are coded by more than oen triplet

Q: How are triplets read in the ribosome?
A: Triplets are read by anticodon on tRNA
tRNA (adaptor molecule)
- Produced by RNA pol III
- Cloverleaf in 2D

Q: What are the 2 important parts of tRNA?
A: The anticodon loop and the 3' with an attached amino acid

Q: What molecule connects tRNA to a correct amino acid?
A: Aminocyl-tRNA

Q: What does aminoacyl-tRNA synthetase do?
A: It connects tRNA to a correct amino acid

Q: How does the aminoacyl-tRNA enzyme knwo which amino acids to attach?
A: - Only the right amino acid can be attached to an active site vita ATP-hydrolysis
- Only the right tRNA can bind to enzyme
- 20 amino acids -> 20 aminoacyl-tRNA synthetases

Q: What are ribosomes?
A: Ribozymes

Q: What are the tRNA binding sites in the ribosome?
A: A-site (aminoacyl-tRNA)
P-site (peptidyl-tRNA)
E-site (Exit)

Q: How does translation start?
A: Small subunit in contact with initiator tRNA, carrying methionine
1. mRNA binds to small subunit + initiator tRNA + initiation factors at 5' cap and poly-a-tail
2. Finds first AUG
3. Initiation factors dissociate
4. Then the large subunit is loaded onto the small subunit

Q: What happens in translation elongation?
A: 5. Aminoacyl-tRNA binds to A-site
6. Peptide bond forms
7. Elongation starts

Q: How does elongation in translation stop?
A: With "stop-codons" that cannot bind to any of the aminoacyl-tRNAs
- A relase factor binds to A-site -> hydrolysis -> amino acid chain breaks

Q: Which are the stop codons?
A: UAA, UAG, UGA

Q: What ribosomal functions can antibiotics inhibit?
A: - Block binding to A-site
- Blocks p-reaction
- Blocks translocation
Some antibiotics disrupt bacterial translation

Q: What is a characteristic of introns in a gene? (RAT)
A: Introns are much longer than exons in most cases

Q: What is the consequence if an mRNA molecule is not modified with a 5' cap and a polyA tail? (RAT)
A: The molecule with no cap and tail is degraded and not transported to the cytoplasm

Q: What is the function of centromers? (RAT)
A: Centromers are needed so that chromosomes can be separated during mitosis

Q: What are the functional differences between the leading and the lagging strand in DNA replication? (RAT)
A: The lagging strand is synthetized in shorter pieces than the leading strand - okazaki fragments

Q: When does apoptosis happen in the human body? (RAT)
A: All the time

Q: What happens when the cell cycle starts to run backwards in the middle of the cell cycle? (RAT)
A: The cell cycle cannot run backwards

Q: How can apoptosis be induced? (RAT)
A: Apoptosis can be induced by both intrinsic and extrinsic factors

Q: How does the amount of DNA vary in individuals and their cells? (RAT)
A: There is more DNA in female cells compared to male cells

Q: What is characteristic of alternative splicing? (RAT)
A: Alternative splicing is very common and it occurs in most human genes

Q: What specifies where a ribosome starts and stops translating an mRNA molecule in a human cell? (RAT)
A: The first AUG codon and the first stop codon

Q: What are the three main chromosomal components required for proper chromosome function in eukaryotic cells? (RAT)
A: Telomer, centromer, origin of replication

Q: What is the function of the G2 checkpoint  in the cell cycle? (RAT)
A: In the G2 check point the cell checks that all damaged DNA has been repaired and that all chromosomal DNA has been replicated in the S-phase

Q: In the replication process of DNA, which enzyme is responsible for opening up the DNA helix structure? (RAT)
A: Helicase

Q: What is typical for necrosis? (RAT)
A: The cells break up and induce inflammation

Q: What is the function of RNA polymerase II in human cells? (RAT)
A: RNA polymerase II typically transcribes genes that code for proteins

Q: Where are the genes coding for ribosomal RNA-molecules located inside of the nucleus? (RAT)
A: In the nucleolus, as well as tRNA and tDNA

Q: How many different STOP-codons are there in the universal genetic code? (RAT)
A: 3, UAA, UAG, UGA

Q: Some antibiotics specifically target the bacterial ribosome, inhibiting its activity. What is the impact of such antibiotics on the bacterial cell? (RAT)
A: Translation is blocked in the bacteria

Q: In which form is the chromatin in the ends of chromosomes? (RAT)
A: In telomere structures consisting of heterochromatin

Q: Roughly how many known genes are there in the human genome? (RAT)
A: About 20 000

Q: How big portion of the  complete chromosome setup (genome) of humans is actual genes? (RAT)
A: About 2%

Q: What is typically the most powerful mechanism for up and down regulating gene expression? (RAT)
A: Transcription

Q: The telomerase gene is active in certain types of cells (germ line cells) and sometimes in cancer cells. What is the result of the activity of the telomerase enzyme arizing from the telomerase gene? (RAT)
A: The telomerase can elongate telomere structures

Q: What is an example on situation when degradation could occur?
A: If the protein isn't folded properly by proteasomes

Q: What are 3 protein degradation diseases?
A: Alzheimer's, Parkinson's and Huntington

Q: Explain translation - summary with key words:
A: Translation=making proteins from mRNA
- Genetic code
- tRNA - anticodons and amino acids
- Ribosomes - A, P, E-sites
- Translation initiation, elongation, termination
Protein degradation
how antibiotics disrupt bacterial translation

Q: How long is a DNA molecule?
A: 2-3 meters

Q: What's the diameter of the nucleus?
A: 5 micro meters

Q: Why is DNA packed?
A: DNA is a very long molecule that must fit into something very samll - nucleus

Q: How can chromatin structure be seen in different steps/on different levels?
A: 1. Short region of DNA double helix
2. "beads-on-a-string" form of chromatin
3. Chromatin fibre of packed nucleosomes
4. Chromatine fibre folded into loops
5. Entire mitotic chromosome
Net result: Each DNA molecule has been packed into a mitotic chromosome that is 10 000-fold shorter than it's fully exetended length

Q: What does chromatin cosist of?
A: DNA + (wrapped around) packing proteins

Q: How much shorter is chromatin-packed DNA than its full length?
A: 10 000-fold shorter than its fully extended length

Q: What's the net result of chromatin "synthesis"?
A: Each DNA molecule has been packed into a mitotic chromosome that is 10 000-fold shorter than its fully extended lenght

Q: What is the charge of histones?
A: They posess a strong positive charge

Q: What are histones?
A: Packing proteins - octamers

Q: What is the charge of DNA?
A: DNA is negatively charged

Q: How does DNA wrap around histones?
A: DNA wraps twice (147-nucleotide-pair DNA double helix + histone octamer) around the histone

Q: How many rotations does DNA wrap around histones?
A: It wraps twice

Q: How long is approx the DNA sequence that wraps around a histone?
A: 147-nucleotide pair DNA double helix

Q: Approx how many of the amino acids in histones are positively charged?
A: 1/5 of aa in histones

Q: Which amino acids in histones are positively charged?
A: Arginin (Arg) and lysine (Lys)

Q: What is histone H1?
A: Linker histone H1 is required for packing nucleosomes together (chromatin fibre)

Q: Which protein is required for chromatin loops?
A: SMC proteins are required for loop formation

Q: How can the structure of chromatin on one chromosome vary?
A: Some areas can be more compact with heterochromatin and some can be more loosely packed with euchromatin

Q: What is heterochromatin?
A: Chromatin with a high level of packing - highly compack and when stained more stained and appears darker

Q: What is euchromatin?
A: Chromatin with a lighter degree of packaging and easier to transcribe than heretochromatin

Q: Which parts of the chromosome contains heterochromatin?
A: Telomeres and centromeres always contain heterochromatin

Q: How can the level of compackting change in a chromosome?
A: Varies between euchromatin and heterochromatin and the level of compaction can change during the life of the cell or due to stimuli

Q: What is epigenesis?
A: Heritable changes in gene function that do not involve changes in DNA sequence
(Hereditary infromation not found in the nucleotide sequence of DNA)

Q: What does epigenesis frequently affect?
A: Frequently affects the packaging rate of chromatin - gene regulation/cell identity

Q: What does DNA methylation do?
A: Impairs transcription - the modifyed cytosines will block transcription - silneces the gene

Q: Which DNA modification silences the gene?
A: DNA methylation

Q: How does DNA methylation occur?
A: Methyl groups are added to cytosine in CG-rich islands - these modifies cytosines will block transcription

Q: Which nucleic base does DNA methylation target?
A: Cytosine

Q: With which -groups does modification of histone "tail" occur?
A: With:
- Methyl groups
- Acetyl group
- Phosphate groups

Q: What does modification with histone "tails" do?
A: Make the histones more or less prone to interact with other histones in other nucleosome, compaction

Q: How can transcription be regulated based on chromatin structure?
A: Transcription can be regulated by modifications of histone tails - together these modifications make an epigenic "code"

Q: What makes up the epigenic code?
A: The modifications of histone tails

Q: Why are histone modifications less likely to be expressed?
A: Both transcription-suppressing histone modifications and DNA methylation are found in heterochromatin regions - less probable to be expressed

Q: Explain chromatin structure - summary with key words:
A: Chromatin structure
- Nucleosome = histones + DNA
- Linker histone H1 - Packaging
- Higher structures - Loops
- Euchromatin/heterochromatin
Epigenetics
- Heritable changes in gene function that do not involve chnages in the DNA sequence
- DNA methylation
- Modification of histones = Histone code

Q: What is histone code?
A: Modifications of histones/ histone tails

Q: What is a nucleosome?
A: Histones + DNA

Q: For what is gene regulation important?
A: Gene regulation is important for cell identity - gene expression determines "phenotypes" -> different cell types

Q: What does gene expression determine?
A: Gene expression determines "phenotype" - different cell types

Q: Where can gene expression be regulated?
A: Different levels of gene regulation, via:
- Transcription
- RNA processing
- mRNA transport
- mRNA stability
- Translation
- Protein act

Q: In which process is gene expression regulation the most effective?
A: Transcription regulation is the most effective

Q: Via what can transcription control occur?
A: - Transcription factors (activators and repressors)
- Looping formation
- Chromatin regulation

Q: What are examples of transcription factors?
A: Activators and repressors

Q: What do transcription regulators do?
A: Transcription regulators bind to DNA - they read the sequence on the DNA and dimerization increases the strenght of binding

Q: What increases the strenght of binding in transcription regulators?
A: Dimerization increases strenght of binding

Q: How are activators and repressors used to regulate gene expression/DNA sequences?
A: They are used to affect transcription of a gene and the 2 counteract with one another

Q: What are enhancers?
A: They carry transcription factors and will be in close contact with the promotor - stimulate transcription
- A comination of many proteins together regulates transcription - although they ofen bind far from the promoter

Q: What is required for chromatin if the sequence is to be read?
A: Chromatin needs to be available for protein to read sequence - modifications can make it repel each other - which makes it easier to read

Q: What are some examples of post-transcriptional control?
A: - Splicing - alternative splicing - splicing control
- Translation
- Protein degradation

Q: What is meant by translational control in terms of proteins?
A: Regulatory proteins can bind not only DNA

Q: Explain gene expression - summary with key words:
A: Gene expressions are controlled at many different levels
- DNA binding proteins regulate transcription
- Several DNA binding proteins can cooperate
- Loops in DNA cause regualtory sequences to be far apart
- RNA binding proteins can control translation and mRNA stability

Q: What can RNA binding proteins control?
A: RNA binding proteins can control translation and mRNA stability

Q: What do loops in DNA cause?
A: Loops in DNA cause regulatory sequences to be far apart

Q: What are 5 different types of cell signalling?
A: - Autocrine
- Paracrine
- Endocrine
- Synaptic
- Contact-dependent

Q: What are the 2 types/categories of cellular receptors and what binds to them, respectively?
A: Cell-surface receptors
- Extra- and intracellular signalling molecules
Intracellular receptors
- Hydrophobic molecules

Q: How can signalling with cell-surface receptors be explained step by step?
A: 1. Extracellular signalling molecule
2. Receptor protein
3. Intracellular signalling molecules
4. Effector proteins
5. Target cell responses

Q: What are some examples of effector proteins in cell signalling?
A: - Metabolic enzyme
- Cytoskeletal protein
- Transcription protein

Q: What are some examples of target cell respones in signalling?
A: - Altered metabolism
- Altered cell shape or movement
- Altered gene expression

Q: Hur ser DNA-strukturen ut?
A: I DNA-dubbelhelixen paras var bas på ena strängen till en bas på den andra strängen, som ligger på samma plan

Q: Vilka baspar binder till varandra?
A: I baspars-interaktioner paras alltid G till C och A till T

Q: Hur stabiliserars ett C-G par?
A: Ett C-G par stabiliseras med 3 vätebindningar bildade mellan amino- och karbonylgrupper, som projekterar ut från baserna

Q: Hur stabiliserars ett A-T par?
A: ETt A-T par stabiliseras med 2 vätebindningar bildade mellan amino- och karbonylgrupper som projekterar ut från baserna

Q: Hur försäkras det att de två strängarna i DNA är komplimentära?
A: Att A alltid paras med T och att G alltid paras med C försäkrar att de 2 strängarna är komplementära

Q: Varför är det viktigt att DNA-strängarna är komplementära?
A: Det är viktigt för DNA replikation och transkription

Q: Vad heter de fyra baskomponenter som cellen använder för att bygga en DNA-molekyl?
A: Adenin, Tymin, Guanin och Cytosin

Q: Vilka "par" bildar baskomponenterna i DNA ("basparning")?
A: Adenin-Tymin
Cytosin-Guanin

Q: DNA som molekyl har en "komplementär" struktur, vad betyder det?
A: Att adenin alltid paras med tymin och att cytosin alltid paras med guanin, vilket försäkrar att de 2 strängarna är komplementära, vilket är viktigt för DNA replikation och transkription
- Att strängarna motsvarar varandra, baserna kompletterar varandra

Q: Vad är veckning av DNA?
A: Sättet DNA är tight packat för att få plats i varje cell

Q: Hur startar processen av veckningen av en kromosom?
A: Processen startar med ihopsättningen av en nukelosom

Q: Hur bildas en nukleosom?
A: Den bildas när 8 sperarata histon-protein-subenheter fäster sig på DNA-molekylen
- Den kombinerade tighta DNA-och proteinloopen är nukleosomen
6 nukelosomer är ihop-lindade "coiled together" och dessa staplas sedan ovanpå varandra
Slutresultatet är en fiber av packade nukleosomer, vilken benämns som kromatin

Q: Vad är histonernas roll i kromosomer?
A: De fäster sig på DNA-molekylen och DNA:t lindar sig runt dem för att forma tighta loopar, som kallas nukelosomer - dessa nukelosomer lindar i sin tur ihop sig för att forma kromatin

Q: Varför måste en kromosom "veckas"?
A: För att få plats i nukleus

Q: Vad är transkription?
A: Trandskription är processen, genom vilken DNA kopieras i första steget av genexpression

Q: Vad gör RNA polymeras II?
A: Det går utefter DNA-molekylen för att avläsa genen, RNA pol II unwinds DNA:t och kopierar den ena av de två strängarna - den kopian består av RNA och är en kopia av den genetsika informationen

Q: Hur går nukleotiderna in i RNA polymeras II?
A: Nukleotidbyggblocken, som används för att skapa RNA:t går in genom en "intagsöppning" i polymerasen

Q: Vilken sträng är mallen i transkriptionen?
A: The anti-sense strand

Q: Vad är "RNA" och vilken funktion har den i cellen?
A: RNA är en kopia av en specifik gen på DNA:t, med undantaget att tymin ersatts med uracil i RNA-strängen
- RNA:s funktion är att koda för en viss gen som kodar för ett visst protein, som sedan kan bildas med hjälp av avsläsningen (translationen) av RNA i ribosomerna

Q: Hur fungerar det när RNA-polymeraset syntetiserar RNA?
A: Först spjälkar/unwindes det isär de 2 strängarna och läser av DNA-sekvensen, varav den kopierar den bas för bas i en RNA-sträng - sedan återsluts dubbelhelixen

Q: Vilka strukturella skillnader finns mellan DNA och RNA?
A: - RNA är en-strängat, medan DNA är dubbelsträngat
- I RNA ersätts tymin med uracil

Q: Vilka funktionella skillnader finns mellan DNA och RNA?
A: DNA kodar för organismens uppbyggnad och funktioner och består av 20 000-25 000 gener, som var och en kodar för ett specifikt protein
RNA kodar för en viss gen och kan användas som en avläsningsmall för ett visst protein i ribosomerna

Q: Varför kallas processen "transkription"?
A: För att DNA transkriberas till RNA

Q: Vad gör splitseosomen?
A: Klipper ut introner från RNA:t och sammanfogar exoner

Q: Vilka protein känner igenom grenpunktsstället inom intronen?
A: Ett grenpunktsbindande protein (Branch point binding protein, BBP) och ett hjälpar protein (U2AF) känner igenn grenpunktsstället inom intronen

Q: Hur känns grenpunktsstället igen vid splitsning?
A: Med Branch point binding protein, BBP, och ett hjälpar protein, U2AF

Q: Vad heter RNA-proteinkomplexet som känner igen splitsningsstället?
A: snRNP

Q: Hur känns splitsningsstället igen?
A: Ett RNA och proteinkomplex, som kallas snRNP, känner igen 5' splitsningsstället genom att bilda baspar med det

Q: How is splicing done?
A: 1. A group of 5 snRNP's or ribonucleoproteins, are needed to bind to the intron of pre-mRNA and remove it to leave only the exons
2. The snRNP's bind to the intron and causes it to fold into bring the 5' and 3' ends of the intron closer together, forming a loop
- The ends of the exons also move closer together to eventually join together
3. The intron detaches and the splice sites connect to make a mature mRNA. The introns were previously thought to be "junk" afterwards but most are used in other processes.
- The snRNP's detach from the intron and are used for more splicing

Q: Hur formas en lariat-strucktur under splitsning?
A: En konserverad adenin-nukleotid i intronen kommer attackera 5' splitsningsstället, vilket skär socker-fosfat-ryggraden hos RNA:t
- Änden av intronen binder kovalent till adenin, vilket formar en "lariat-struktur" (lasso-struktur)

Q: Vad kan man säga att splitsningarna är?
A: Splitsningarna är omarrangeringar för att föra samman exonerna, vilket tillåter 3' hydroxylgruppen vid den första exonen att reagera med 5'-änden hos den andra

Q: VAd sker när de 2 exonerna är sammankopplade i splicing?
A: Efter att de 2 exonerna är sammankopplade i en kontinuerlig sekvens släpps the lariat och degraderas

Q: Vad är en exon?
A: Den aktiva delen av en gen som kodar för delar av det slutliga proteinet för genen

Q: Vad är en intron?
A: Är en del av nukleotidsekvensen i DNA, som transkrieras, med sedan redigeras bort genom splitsning före translationen

Q: Vad är en lariat-struktur?
A: En lasso-linkande struktur bestående av den bort-splitsade intronen

Q: Vad heter "lariat" på svenska?
A: Lasso

Q: Vad är resultatet av splitsningsprocessen?
A: En RNA-sekvens endast bestående av ihopkopplade exoner

Q: Vad är aminoacyl-tRNA bundet till?
A: Bundet till förlängningsfaktorn Tu, eller EF-Tu kortfattat (elongation factor-Tu)

Q: Var går aminoacyl-tRNA-komplexet in i Ribosomen?
A: Aminoacyl-tRNA bundet till EF-Tu går in via A-site i ribosomen (aminoacyl-site)

Q: Vad sker med tRNA:t om antikodonet inte matchar kodonet?
A: Om antikodonet av det laddade tRNA:t inte matchar kodonet i mRNA:t avvisas tRNA:t
- Denna försöksprocess fortsätter tills dess att det korrekta tRNA:t identifieras

Q: Vilken reaktion genomgår EF-Tu i translation II?
A: Elongationsfaktor-Tu hydrerar sitt bundna GTP och dissocierar

Q: Vad måste ske för att tRNA ska använads i proteinsyntesen?
A: Om tRNA är rätt matchat och förblir bundet tillräckligt länge komer det att användas i proteinsyntesen

Q: Vad sker efter att tRNA:t bundit vis A-site?
A: Ribosomen katalyserar formationen av den nya peptidbindingen mellan aminosyrorna och undergår en dramatisk konformationell förändring
- EF-G binder till ribosomen
- Hydrolys av GTP via EF-G för tillbaka ribosomen till stadiet där det kan ta emot nästa inkommande tRNA

Q: Vad är en aminoacyl-tRNA-molekyl?
A: Är ett enzym (ligas) som katalyserar den ATP-förmedlade bindningen mellan en aminosyra och en tRNA och därmed aktiverar ett steg i proteinsyntesen
- De enskilda enzymen är strakt specifika för en viss aminosyra och dess motsvarande tRNA
- Ett tRNA-komplex bestående av ett tRNA och dess tillhörande aminosyra

Q: Vad är tRNA-molekylens roll i translation?
A: Att föra in sekvenser med ett antikodon bestående av 3 kvävebaser och med motsvarande aminosyra bunden
- Ribosomen kan sedan välja det tRNA vars antikodon matchar kodonet på mRNA och binda den aminosyran som hör till till den växande polypeptidkedjan

Q: I translationen tolkas mRNA-molekylens till proteins aminosyrosekvens. Hur många baser (eller nukleotider) i mRNA-molekylen motsvarar en aminosyra i proteinet?
A: 3 kvävebaser - en kodon som matchar en antikodon på tRNA:t med motsvarande aminosyra

Q: Vad menas med translationell kontroll - veckning av protein?
A: Friska celler ser över och tar hänsyn till tillstånden/veckningen hos deras proteiner

Q: Var börjar ett proteins "liv"?
A: Vid ribosomen, vilken skapar proteiner från aminosyror

Q: Vad sker med felveckade nya proteiner?
A: Om nya proteiner veckas fel hjälper chaperoner dem att veckas rätt

Q: Vad sker om proteiner förblir felveckade?
A: Om proteiner förblir felveckade utför proteasomer kvalitetskontroll genom att degradera dem/bryta ned dem
- Aminosyrorna återvinns sedan och skickas tillbaka till ribosomerna

Q: Vad sker om en cell är stressad eller sjuk (angående proteiner)?
A: Då kan felveckade proteiner ackumuleras och t.o.m. fästa till varandra i giftiga aggregat/samlingar - den strassade cellen kan inte längre hinna med protein-undanröjande och kommer då får brist på återvunna aminosyror

Q: Vad är cellens första försvar vid ackumulation av felveckade proteiner?
A: Att sakta ner proteinsyntesen, vilket sker genom fosforylering av en särskild translationsinhiberande faktor

Q: Vad sker när proteinsyntesen saktas ner?
A: Nu sparas aminosyror och chaperoner kan fokusera på cellens överflöd av felveckade proteiner
- Vissa felveckade veckas om, medan andra blir nedbrutna
- Detta leder till att aminosyra-nivåerna blir högre

Q: Vad sker när krisen med ackumulerade felveckade proteiner är över?
A: När krisen är över är den translations-initierande faktorn defosforyleras, vilket omsätter proteinsyntesen till dess normala hastighet

Q: Hur saktas proteinsyntesen ner?
A: Det sker genom fosforylering av en särskild translationsinhiberande faktor

Q: Vad betyder att ett protein "veckas" efter translation?
A: Att det sker post-translatoriska modifieringar på proteinet som förändrar dess form, för att uppnå en specifik funtion eller ett låg-energi-stadie

Q: Varför måste ett protein veckas på ett korrekt sätt?
A: För att få en specifik funktion eller uppnå ett låg-energi-stadie
- Om det veckas fel kanske det inte fungerar

Q: Vad gör en "chaperone" till proteiner?
A: Om ett protein är felveckat kan en chaperone vecka det rätt

Q: Varför heter det "chaperone"?
A: För att de assisterar i proteinveckning

Q: Hur skulle man översätta "chaperone"?
A: - Assistent eller något som följer med och ser efter något eller några andra
- Uppassare

Q: Vad gör proteasomen i cellen?
A: De utför kvalitetskontroll och om de skulle stöta på felveckade proteiner bryter de ned dem så att aminosyrorna kan teranvändas

Q: Varför resulterar insamling av proteiner som inte veckats rätt i en långsammare translation?
A: När de ackumulerats kan det bli en giftig ansamling och då inhiberas translationen genom fosforylering via en särskild translations-inhiberade faktor, då har chaperonerna tid att vecka om de felveckade proteinerna och proteasomerna har tid att bryta ned dem så nivån av fria aminosyror i celler går upp

Q: Many types of chemotherapy drugs target specifically cell cycle processes of cancer cells. Why is that? (Applicering)
A: Many types of cancer cells grow and divide fast, and thus are more sensitive to drugs that affect fast growing/dividing cells.

Q: Some of the chemotherapy drugs affect the structure and function of the mitotic spindle. Which phase in the cell cycle is affected? (Applicering)
A: M-phase

Q: A class of chemotherapy agents affects the function of topoisomerase. Which processes in the cell are
affected? (Applicering)
A: Replication and transcription

Q: Chemotherapy in some cases means that the patient will experience loss of hair. Why? (Application)
A: Haircells are fast-dividing like many cancer cells and thus sensitive to chemotherapy

Q: Why do tumours shrink in successful cancer treament (chemotherapy or other). (Applicering)
A: - They undergo apoptosis
- They undergo programmed cell death

Q: What is or are the target groups of the information in the Socialstyrelsen data base? (Applicering)
A: - Patients
- Health care professionals
- Research scientists
- Patient organisations
- Medical students

Q: Is cystic fibrosis a genetic disease? (Applicering)
A: Yes

Q: What kind of inheritance does cystic fibrosis typically have? (Applicering)
A: Autosomal recessive

Q: Are genetic diseases always heritable? (Applicering)
A: No

Q: Is cystic fibrosis a good target for gene therapy? (Applicering)
A: Yes

Q: Will we be able to eliminate all genetic diseases from the human population with the help of gene technology? (Applicering)
A: No

Q: Vad sker när mRNA är färdigtranskriberat?
A: Då lämnar det cellkärnan och färdas ut till ribosomerna i cytosomen eller RER

Q: Vad gör mRNA väl ute i cytosolen?
A: Väl där fäster sig de ribosomala subenheterna runt mRNA och bildar ribsomen

Q: Vad gör ribosomen?
A: Den translerar mRNA:s genetiska information till en sträng av aminosyror - en polypeptid eller ett protein

Q: Vad gör tRNA?
A: tRNA för varje aminosyra till ribosomen

Q: Vad finns det olika tRNA för?
A: Det finns olika tRNA för varje av de 20 aminosyrorna
- Var och en bär på en 3-bokstavsnukelotid, som matchas till mRNA:t i ribosomen

Q: Vilken typ av protein kan ribosomer tillverka?
A: Alla typer av protein, beroende på den genetiska koden på mRNA:t

Q: Vilka baskomponenter består ett protein av?
A: Aminosyror

Q: Vad avgör i vilken ordning ett proteins baskomponenter är i ett protein?
A: Ordningen på mRNA:t, vilket ange vilket protein som ska skapas

Q: Vad är ribosomens roll i translation?
A: Att bygga/syntesera proteinkedjor genom att matcha tRNA till mRNA:t och på så sätt få aminosyror att kopplas på varandra

Q: Varför kallas processen "translation"?
A: För att ribosomen läser av mRNA:t - translaterar den genetiska koden för ett protein - och synteserar sedan ett sådant protein med hjälp av tRNA

Q: Var i cellen sker translation?
A: I ribosomer, antingen fria i cytosolen eller bundna till det korniga endoplasmatiska retiklet

Q: Vad måste ribosomen göra för att förlänga polypeptidkedjan?
A: För att förlänga polypeptidkedjan måste ribosomen välja de rätta aminosyrorna, som specificeras av mRNA

Q: Hur sker syntesen av proteinet i ribosomen specifikt vid A-site?
A: En aminoacyl-tRNA bunden till elongationfactor-Tu (EF-Tu) går in via A-site i ribosomen
- Om antikodonet av det laddade tRNA:t inte mtchar kodonet i mRNA:t avvisas tRNA:t
- Denna försöksprocess fortsätter tills dess att det korrekta tRNA:t identifieras
EF-Tu hydrolyserar sitt bundna GTP och dissocierar
- Om tRNA:t är rätt matchat och förblir bundet tillräckligt längekommer det användas i proteinsyntesen
Ribosomen katalyserar formationen av den nya peptidbindningen och undergår en dramatisk konformationell förändring
- EF-G binder till ribosomen
- Hydrolys av GTP via EF-G för tillbaka ribosomen till stadiet där den kan ta emot nästa inkommande tRNA

Q: Vad är translationell kontroll?
A: Veckning av protein
- Friska celler ser över och tar hänsyn till tillstånden hos deras proteiner

Q: Vad hjälper fel-veckade proteiner att veckas rätt?
A: Chaperoner

Q: Vad är adenylyl-cyklas?
A: Är ett membranbundet enzym vars katalyiska domän aktiveras av den GTP-bundna formen av den stimulatoriska G-protein-Alfa-subenheten, eller G-alfa-s kortfattat

Q: Vad aktiveras adenylyl-cyklas av?
A: Den stimulatoriska G-protein-alfa-subenheten (G-alfa-s)

Q: Vad gör aktiverat adenylyl-cyklas?
A: Det konverterar ATP till cykliskt AMP (cAMP), vilket sedan fungerar som en andra bundbärare, som vidarbefodar signalen från den g-protein-kopplade receptorn till andra componenter i cellen

Q: Vad står cAMP för och vad är det?
A: Cykliskt-AMP (konverterat ATP), som fungerar som en 2nd messenger mellan G-protein-kopplade receptorer och andra cellulära komponenter

Q: Vad aktiverar cAMP i de flesta djurceller?
A: cAMP aktiverar cyklisk-AMP-beroende-protein KINAS eller också kallat PKA

Q: Vad består PKA av i ett inaktivt stadie?
A: Då består PKA av ett komplex bestående av 2 katalytiska subenheter och 2 reglerande subenheter

Q: Vad gör bindningen av cAMP till PKA?
A: Bindningen av cAMP till de reglerande subenheterna ändrar deras utformning och frigör de 2 katalytiska subenheterna, vilka nu är aktiva och fosforylerar särskilda målprotein

Q: VAr på PKA binder cAMP till och hur påverkar det den andra delen?
A: cAMP binder till de regulatoriska subenheterna, vilket ändrar deras utformning och frigör de 2 katalytiska

Q: Vad kan aktiverade cAMP subenheter göra i t.ex. endokrina celler?
A: Där kan de gå in i cellkärnan där de fosforylerar transkriptionsfaktorn CREB
- Fosforylerad CREB rekryterar sedan ett CREB-indande protein
- Detta komplex aktiverar transkription efter att ha bundit till särskilda regulatoriska regioner, som finns i promotorna av de rätta målgenerna

Q: Vad är CREB?
A: En traskriptionsfaktor

Q: Vad gör en fosforylerad CREB?
A: Den rekryterar ett CREB-bindande protein
- Detta komplexet aktiverar sedan transkription efter att ha bundit till särskilda regulatoriska regioner

Q: Vad är en "second messenger" i cellen och vad har de för funktion?
A: En 2nd messenger förmedlar en signal från en (G-protein-kopplad) receptor till andra komponenter i cellen

Q: Vad är en "protein kinase" och vad har de för funktion i cellen?
A: PKA består av 4 subenheter, 2 reglerande och 2 katalytiska
- När cAMP binder till PKA binder det till de regulatoriska subenheterna, som då ändra form och frigör de 2 katalytiska
- De 2 katalytiska aktiverar och fosforylerar i sin tur särskilda målprotein

Q: Vad är resultatet av cAMP-signallering i cellen?
A: Att inhibera eller aktivera vissa processer, t.ex. aktivera transkription i endokrina celler genom att de aktiverade PKA-subenheterna går in i cellkärnan och fosforylerar transkriptionsfaktorn CREB

Q: Vad handlar "replikation" om?
A: Att skapa två nya DNA-stränga var och en bestående av en gammal och en ny sträng, det görs i preparation för celldelning då cellen genom mitos delas i två nya

Q: Vad är resultatet av en replikation?
A: Resultatet ät två nya DNA-molekyler som var och en består av en förälder- och en dottersträng

Q: Vilken roll har ett helikas i replikation?
A: - Helikas är ett enzym och funkar som en replikationsgaffel/blixtlås och öppnar upp/delar de två strängarna i DNA-molekylen så de kan replikeras var och en för sig
- Helikas rätar ut strängarna och bryter vätebindningarna mellan dem

Q: Varför replikeras DNA på olika sätt på de två strängarna av DNA-molekylen?
A: - Eftersom DNA endast kan synteseras/bli replikerat i 5'-till-3' riktningen, vilket enkelt görs med den ledande-strängen
- Den laggande-strängen däremot måste synteseras i riktning bort från replikationspunkten

Q: Vad är ett problem med fel i DNA-molekyler?
A: Fel i DNA-molekyler kan vara skadliga/farliga, så alla organismer har DNA-reparationsmekanismer, som kan rätta till de flesat av dem

Q: Hur kan mutationer dyka upp i DNA?
A: Mutationer kan dyak upp i DNA, antingen som misstag i DNA-replikation, vilket resulterar i ett missmatchat nukleotidpar, eller genom den kemiska eller fysiska ktionen av en mutagen
- Andra agenter kan orsaka brytningar i DNA-molekyler, som i sin tur kan leda till mutationen

Q: Vad är en mutagen?
A: En agent som ger upphov till en mutation i DNA

Q: Genom vilka 4 processer reparerar celler DNA?
A: - Direct repair
- Excision repair
- Mismatch repair
- Non-homologous repair

Q: Vilken typ av skada fixar excision och direct repair?
A: De fixar DNA-molekyler som bär på nukleotider, som blivit skadade av mutogener

Q: Vilken typ av skada fixar mismatch repair?
A: Rättar till mismatchade, men annars normala nukleotider, som uppstår från fel i replikationen

Q: Vilken typ av skada fixar non-homologous end-joining?
A: Använda för att sammansluta dubbelsträngsbrytningar i DNA (backbone)

Q: Which enzyme performs direct repair in humans?
A: MGMT

Q: How is exicison repair performed?
A: DNA is repaired only by removing the damaged nucleotides and then filling in the gap

Q: What type of damage is excision repair focused on?
A: Base excision repair is a typeof excision repair mechanism that is used to repair relatively minor damage

Q: Which enzyme excercise the damaged base in excision repair?
A: A specific DNA glycosylase

Q: What is the bond between the phosphate and the sugar in DNA?
A: Beta-N-glycosidic bond

Q: What is a baseless site on DNA called?
A: An AP site

Q: How can exision repair be explained briefly?
A: 1. The damaged base is removed by an DNA glycosylase, which filps it out of the helix and breaks the bond between it and the sugar
2. An AP endonuclease cuts the phosphoester bond between the sugar and the phosphate (5' side of the AP-site, then the 3')
3. The back bone has been cut out
4. DNA polymerase fills it in
5. DNA ligase seals it

Q: What can direct and excision repair not fix?
A: They can't correct mismatches resulting from errors in DNA replication, becasue the mismatches nucleotides are not abnormal

Q: What does mismatch repair do?
A: Rather than detect an abnormal nucleotide, mismatch repair detects the absence of proper base pairing between the parent and daughter strands

Q: What can double strand breaks be a result of?
A: Such breaks can be generated by exposure to ionizing radiation and some mutagens, and occasionally during DNA replication

Q: WHich repair is more prone to errors?
A: Nonhomologous end joining

Q: Vad menas med en mutation?
A: En mutation innebär en förändring i DNA, antingen genom
ett misstag i replikationen eller genom kemiska eller fysiska influenser från
en mutagen

Q: Hur kan en mutation påverka ett proteins funktion?
A: En mutation kan innebära att proteinet inte kan kodas för, att ett annat protein kodas för eller att det dyker upp en stoppfaktor mitt i proteinet
- Hursomhelst innebär det att det proteinet troligen inte kommer kunna transkriberas/translateras/synteseras

Q: Varför kan en mutation vara neutral för ett proteins funktion (inte påverka alls)?
A: Eftersom flertalet kodon-sekvenser kan koda för samma protein, speciellt om det gäller den tredje kvävebasen i ett kodon
- Om det gäller en av de 2 första kvävebaserna i ett kodon är det mer troligt att en annan aminosyra kodas för

Q: Varför kan DNA påverkas negativt av solljus?
A: I solljus finns strålning, vilket kan ge upphov till mutationer i DNA
- UVB får tymin par som ligger bredvid varandra att binda till pyrimidine dimerer, vilket disrupterar/stör strängen, vilket de replikerande enzymerna inte kan kopiera

Q: What is apoptosis characterized by?
A: Cell death is characterized by blebbing of the plasma membrane and fragmentation of the nuclei
Suddenly, cells weaken attachment to the substratum that they have been growing on and shrivel up without lysing

Q: Vad händer när en cell genomgår apoptos?
A: Apoptos är en form av programmerad celldöd, Cellens blir mindre, skrynklar ihop sig och drar sig bort från sina grannar och bild slutligen fagocyterad av en makrofag

Q: Varför är apoptos viktig för organismer?
A: Apoptos tar bort celler under utveckling, eliminerar potentiellt cancerogena och virus-infekterade celler, samt behåller balansen i kroppen

Q: Hur skiljer sig nekros från apoptos?
A: Apoptos är programmerad celldöd, Nekros är celldöd till följd av skada på cellen (toxiska kemikalier eller fysisk skada)

Q: Vad kan ske med celler som saknar p53?
A: De kan bli cancerogena och bilda tumörer

Q: Vad händer om p53 återaktiveras när det finns en tumör?
A: Regression av tumören

Q: Vad gör p53?
A: Motverkar tumörtillväxt

Q: Vad kan ej ske i celler där det inte finns p53?
A: Utan p53 kan p53-aktiverande-signaler själva inte inducera apoptos i tumörcellerna

Q: Vad sker så fort p53 uttrycks i tumörceller?
A: De funkade då starkt för att inducera tumör regression - förmodligen genom att orsaka övergripande apoptos i de cellerna

Q: Vad är p53 och vilken funktion har den i cellen?
A: P53 är en transkriptionsfaktor som suppresserar tumörtillväxt genom reglering av dussin av målgener med olika biologiska funktioner - reglerar tillväxt och apoptos

Q: Vad händer i celler som inte har en fungerande p53-molekyl?
A: I celler som ej har fungerande p53-molekyler kan celltillväxt och därmed tumörtillväxt ske okontrollerat, vilket leder till att tumörer kan uppstå

Q: Varför kan återaktivering av p53-genen leda till att en tumör tillbakabildas?
A: Eftersom p53-genen och dess biologiska faktorer då börjar verka mot tumör-cellerna och inducera apoptos i dem då de visar på ojämn/okontrollerad celltillväxt

Q: Vad är CstF och CPSF?
A: Terminations-faktioner

Q: Vad (i antal) betsår en nukleosom av?
A: En nukleosom består av 200 nukleotider och 8 histoner

Q: Hur många origin of replication finns på en kromosom?
A: 120 origin of replication på en kromosom

Q: Vad är kinetochore?
A: Ställena på utsidan av systemkromatiderna, vid centromerer, där mikrotubuli fäster sig

Q: I vilka processer har kodoner ingen betydelse?
A: Replikation och transkription

Q: Vad finns "uppåt" på 5' änden?
A: Fosfat

Q: Vad finns "uppåt" på 3' änden?
A: OH-gruppen på deoxyribosen

Q: Var finns energin i DNA:t som används vid replikation?
A: Energin finns i trifosfatbindningen mellan nukleotider

Q: Varför är DNA polymeras mer exakt jämfört med RNA polymeras?
A: Eftersom DNA pol har en proofreading funktion som kontrollerar att allt är på rätt plats, vilket motverkar att mutationer uppstår

Q: Vad ska ske med kromsomen om den har nakna kromosomändar till följd av brist av telomerer?
A: Ändana kan försöka sammanlänkas genom nonhomologous end joining

Q: Vad anger vilken sträng som blir the template strand vid transkription?
A: Promotersekvensen med TATA-box

Q: Vilken sträng är template strand vid transkription?
A: Både leading and lagging strands kan vara mallen, det som avgör detta är promotorsekvensen med TATA-box

Q: Vad skyddar telomeras från?
A: Degradation och nonhomologous end joining

Q: Hur många proteiner kan en gen koda för?
A: Varje gen kan koda för 9-10 proteiner

Q: Vad är exempel på förändringar i kromatinet som påverkar epigenetik?
A: - Metylering
- Acetylering
- Histonmodifieringar

Q: Vad påverkar/ändrar främst epigenetik?
A: Reglerar uttrycket av DNA genom att ffa ändra packningsgraden av kromatinet

Q: Hur kan epigenetik ärvas?
A: Kan ärvas från en cellgeneration till nästa, men när meios sker kan mycket raderas

Q: Vad är mRNA strängen en kopia av?
A: mRNA är en kopia av sense/non-template DNA-strängen

Q: Vad består en spliceosom av?
A: Det är ett komplex av flera enzym, som består av snRNA+Protein

Q: Vilken variant av splitsning är alternativ splicing?
A: Basvarianten

Q: Hur sker splitsning i 2 steg?
A: 1. 5' splice site attakeras av en reaktiv adenin nukleotid på intronet - intron loop (lasso/lariat)
2. 3' änden av exon 1 attakerar 3' splice site och därmed binder till 5' ändan av exon 2 - fri intron loop/lasso/lariat

Q: Var finns läsarmar?
A: Beroende av var AUG är finns det 3 läsarmar

Q: Används mRNA molekylen endast av en ribosom?
A: Nej, den används samtidigt av många olika ribosomer

Q: Vad händer om en process inte hinns med/går fel i cellcykeln?
A: Apoptos sker, eftersom cykeln inte kan gå bakåt

Q: Hur lagas thymine dimerization?
A: Nucleotide exision repair

Q: Vad är skillnaden mellan nucleotide excision repair och base excision repair?
A: N:
- Större skador
B:
- Mindre skador
- Endast en bas, en del av en nukelotid

Q: Hur lagas deaminering (C blir U)?
A: Base excision repair

Q: Hur lagas felaktig replikation?
A: Mismatch excision repair (MutS, MutL)

Q: Hur lagas enkelt- eller dubbelsträngatbrott?
A: DSB:
- Homolog eller icke-homolog rekombination
ESB:
- Base excision repair

Q: Vad leder en DNA skada till?
A: Antingen repair eller apoptos

Q: Vad är 3 exemepl på sätt apoptos kan induceras?
A: - Extrinsic - T-killer cell induced
- Intinsic - DNA skada eller hypoxi
- Kaspaser - proteaser som aktiveras i en kaskad

Q: Vilka strukturer behöver en kromosom för segregation och replikation?
A: Cemtromer, telomer, origin of replication

Q: Vad kallas den del av celldelningen där 2 dotterceller skapas?
A: Cytokines

Q: Varför står G för Gap?
A: För att när forskare började kolla på dessa faser verkade inte så mycket ske där

Q: Vilka celler har cellcykeln utan cytokines?
A: Hjärtceller, eftersom de har flera cellkärnor

Q: Vilket av följande kan påverka genuttryck så att genen används annorlunda eller olika mycket om den ärvs från mor eller far?
A: Heterokromatin och eukromatin

Q: Vad behövs en TATA-box för?
A: Promotorfunktion

Q: Vad har alltid en promotor?
A: Alltid en rikting - är polär

Q: Varför är den just TATA-sekvensen promotern fäster vid?
A: Eftersom A-T par endast har 2 vätebindingar, vilka gör dem enklare att öppna jämfört med C-G par, som har 3

Q: Vad kan man säga att den acetyl-grupp som histonmodifiering är?
A: En mer aktiverande grupp för gener

Q: Vilka är puriner?
A: A och G, de består av två ringar

Q: Vilka är pyrimidiner?
A: C och T, de har en ring