Title: BV2 / BV2 - 1 / Modul 3 - BV2 / Molekylär utvecklingsbiologi

Q: Vad är utvecklingsbiologi?
A: Förståelsen om hur ett befruktat ägg kan ge upphov till en hel individ

Q: Vad försöker utvecklingsbiologer förklara?
A: Försöker förklara hur celler kan bli olika, dvs hur kan ex. en blodcell och en hudcell bildas från samma ursprungscell

Q: Vad kan utvecklingsbiologisk förståelse hjälpa oss med?
A: Denna förståelse kan hjälpa oss att förklara skillnaden mellan normal och onormal utveckling

Q: Vad är klassisk embryologi?
A: Vetenskapen om hur och när organ och vävnader bildas och hur de ser ut i jämförelse med andra arter

Q: Vad är svårt att särskilja under första trimestern?
A: Svårt att skilja åt högre från lägre stående organismer under framförallt första trimestern

Q: Vad innebär det att det är svårt att särskilja olika arters embryo under första trimestern?
A: Innebär att utveckling är relativt generell mellan arter

Q: Vad är viktiga frågor inom molekylär utvecklingsbiologi?
A: - Vilka gener som är viktiga för att olika typer av celler/organ bildas?
- Hur regleras uttrycket av dessa gener?
- Hur kommunicerar olika celler/vävnader på molekylär nivå?

Q: Vad kan vetenskapen om viktiga frågor inom molekylär utvecklingbiologi hjälpa oss med?
A: Vetenskapen om detta kan hjälpa oss att förstå vad som hänt vid missbildningar eller sjukdom

Q: Hur hittar vi de gener som är viktiga under utvecklingen?
A: Människans genom är kartlagt - 30 000 gener

Q: Vad kodar gener som gör oss lika för?
A: Utveckling av organ och fundamentala strukturer t.ex.

Q: Vad kodar gener som gör oss olika för?
A: T.ex. utveckling av individuella förmågor/anlag, såsom hårfärg

Q: Vad finns det för modelsystem för att studera gener?
A: Olika djurarter används för att studera olika mekanismer:
- Liknande/samma/motsvarande gener används i olika organismer
- De är ofta involverade i att reglera liknande processer
- Man kan därför med fördel studera genfunktion i enklare organismer

Q: Varför kan man med fördel studera genfunktion i enklare organismer?
A: För att liknande eller samma gener används i olika organismer och de är ofta involverade i att reglera liknande processer

Q: Vad baseras modellsystem på?
A: Motiv att studera lika arter

Q: Vad är brukandet av modellsystem beroende på?
A: Det är en fråga om kostnad, tid och svårighetsgrad att ställa mot relevansen i resultatet i ett mänskligt perspektiv
- Vissa sjukdomar eller biologiska processer är mer relevanta att studera i lägre organismer än andra

Q: Vilka exempel på djur-genom finns kartlagda?
A: För:
- Nematod
- Banafluga
- Människa
- Mus

Q: Hur många Mbp har nematoder?
A: 130 Mbp

Q: Hur många Mbp har bananflugor?
A: 200 Mbp

Q: Hur många Mbp har möss?
A: 2800 Mbp

Q: Hur många Mbp har människor?
A: 3200Mbp

Q: Hur många gener har nematoder?
A: 21000

Q: Hur många gener har bananflugor?
A: 15 000

Q: Hur många gener har möss?
A: 30 000

Q: Hur många gener har människor?
A: 30 000

Q: Hur stort är människans genom i förhållande till nematodens?
A: Över 20x så stort, dock är antalet gener inte ens dubbelt så många

Q: Vad funkar de icke-kodande delarna av DNA som?
A: Fungerar som regulatoriska delar för att slå av och på olika gener i olika celler

Q: Vad är en nematod?
A: Rundmask

Q: Vad är lätt att identifiera i nematoder?
A: Geners funktion via mutationsanalys (inducera mutationer)

Q: Hur många % av människans gener finns i nematoden?
A: 70%

Q: Vad har bananflugor som liknar oss?
A: Har viktiga gemensamma gener med oss, har kroppsplan som liknar vår - segmenterad

Q: Vad är bra att studera med zebrafiskar?
A: Utmärkt för att studera utvecklingsmekanismer

Q: Varför är kycklingembryon lätta att manipulera?
A: Enkla att manipulera in vivo - in ovo elektroporering, eftersom utvecklingstakten kan styras med temperatur

Q: Vad kan sägas om möss angående modellsystem?
A: Har i stort sett alla viktiga gener gemensamt med oss och är ett däggdjur som är väldigt likt människan, genomiskt och utvecklingsmäsigt
- Utmärkt modell för att förstå sjukdomar

Q: På vilka 2 sätt kan musens gener modifieras?
A: 1. Ta bort en gen - knock out mus
2. Lägg till en gen - transgen mus

Q: Vad är en transgen mus?
A: När man lagt till en gen

Q: Vad är knock out mus?
A: När man tagit bort en gen

Q: Hur går knock out teknologin till?
A: - Mutation i gener i embryonala stamceller via homolog rekombination
- Detta sker i kombination med en antibiotikaresistent gen, istället för att sätta in en hel gen
- Isolering av cell-linje med mutation (knock out) i en selekterad gen är möjlig
- Gener som har denna mutation kommer sedan vara resistenta mot antibiotika och kan urskiljas och kultiveras vidare

Q: Vilken typ av rekombination används vid knock out teknologin?
A: Homolog rekombination används för att skapa en mutation i gener i embryonala stamceller

Q: Vad var nyckeln till knock-out teknologin?
A: Upptäckten av embryonala stamceller (från blastocyst)

Q: Vad är ett exempel på transgena möss?
A: Lagt till den gen som uttrycker GFP (Green Fluorescent Protein) i alla vävnader

Q: Vilka verktyg används för molekylär förståelse för utvecklingsbiologi?
A: - Olika modellsystem
- Cellbiologi
- Biokemi

Q: Vad är forward genetics?
A: Klassisk genetisk

Q: Vad kollar man på i klassisk genetik?
A: I forward genetics kollar man på fenotypen och försöker lista ut vilken gen som blev muterad

Q: Vad kollar man på i reverse genetics?
A: Man muterar en gen och kollar sedan på fenotypen

Q: Vilken typ av "genetik" är vanligast nu för tiden?
A: Reversed genetics

Q: Varför är reverse genetics en alltmer vanlig strategi?
A: Bl.a. för att sekvensen av alla gener nu är kända

Q: Vad är ex. på upptäckter där reverse genetics användes?
A: - Knockout möss vidade att genen som kodar för VEGF är viktig för kärlbildningen i embryot - angiogenesen
- Stimulerar även blodkärlsbildning i tumörer och därigenom tumörtillväxt
- Ett läkemedel som blockar BEGF - svälter ut tumörer då de inte kan dra till sig blodkärl

Q: Vad används olika arter för inom molekylär utvecklingsbiologi?
A: Olika arter används för att identifiera och förstå de gener som är viktiga under utvecklingen
- Olika arter har olika fördelar (från mer enkel till mer relevant för människa)

Q: Hur har genetik med möss blivit mycket mer effektivt?
A: Genom möjligheterna att modifiera gener

Q: Hur vet celler vad de ska bilda?
A: Via intro-signalering

Q: Hur ser ett exempel på intro-signalering av celldifferentiering under embryonalperioden ut?
A: Stamcell - signaler - mesoderm - signaler - multipotent blodstamcell - signaler - röda-/vitablodkroppar

Q: Vad händer med celler under differentieringen under embryonala perioden?
A: Cellen blir hela tiden mer och mer specialiserad och stänger av möjligheter under differentieringen

Q: Vad behöver cellen signaler för/till?
A: Cellen svarar på olika typer av signaler:
- Vissa behövs för att cellerna ska vara levande
- Andra behövs för att cellr ska dela på sig
- Olika signaler resulterar i olika celltyper

Q: På vilka sätt kan celler kommunicera via signaler?
A: - Endokrin
- Parakrin
- Synaptisk
- Kontakt-beroende

Q: Vad utmärker parakrinsignalering?
A: Då används morfogener, där koncentrationen av signaler avgör hur mottagarcellen kommer reagera

Q: Vad är Shh?
A: Sonic hedgehog är en morfogen

Q: Vad gör sonic hedgehog?
A: Inducerar ventrala celltyper via en parakrin koncentrationsgradient

Q: Hur fungerar Shh som en morfogen?
A: Den är en punktformig källa som ger upphov till en koncentrationsgradient

Q: Vad menas med att morfogener ger upphov till en koncentrationsgradient?
A: Koncentrationen av morfogenen blir lägre för celler längre bort, de reagerar då annorlunda jämfört med nära celler

Q: Vad är Shh viktigt för?
A: Viktigt i ryggmärgsbildningen för dorsal/ventral

Q: Vad är en morfogen?
A: En signalmolekyl som utsöndras från en punktformig källa och ger därmed upphov till en koncentrationsgradient där celler, som har receptorn i fråga, kan ge olika "svar" beroende på koncentrationen av morfogenen de utsätts för

Q: Vilka celler berörs av Shh signalen?
A: Endast celler med receptor för Shh berörs av signalen

Q: Vilken receptor handlar det oftast om gällande intro-signalering?
A: Ytreceptorer

Q: Hur många olika sorters ytreceptorer finns det?
A: Fler än 100 sorters

Q: Vad sker när en signal fäster till en ytreceptor?
A: En signal fäster till sin receptor - konformationsförändring - intracellulär signaleringskaskad - enzym/protein aktiveras/inaktiveras - genuttryck

Q: Var kan intracellulära receptorer sitta?
A: Inne i cellen, t.ex. på kärnmembranet

Q: Vilken typ av signal tar intracellulära receptorer emot?
A: Tar emot hydrofoba signaler utifrån

Q: Hur många olika sorters receptorer finns det?
A: Fler än 1000 olika receptorer

Q: Vilka 3 huvudtyper av effektorproteiner påverkas av intracellulära signaleringsmolekyler?
A: - Metaboliska enzym - förändrad metabolism
- Cytoskelettala proteiner - förändrad cellform eller -rörelse
- Transkriptionsregulationer - förändrat genuttryck

Q: Vad leder påverkan på effektorprotein under samlingsnamnet metaboliska enzym till i cellen?
A: Förändrad metabolism

Q: Vad leder påverkan på effektorprotein under samlingsnamnet cytoskelettala proteiner till i cellen?
A: Förändrad cellform eller -rörelse

Q: Vad leder påverkan på effektorprotein under samlingsnamnet transkriptionsregulationer till i cellen?
A: Förändrat genuttryck

Q: Vilka 3 klasser av ytreceptorer finns det?
A: - Jonkopplade receptorer
- G-proteinkopplade receptorer
- Enzymkopplade receptorer

Q: Vad sker när en ligand binder till jonkopplade receptorer?
A: När en ligand är bunden till receptorn styr dem om kanalen är öppen eller stängd

Q: Vad sker när en ligand binder till G-proteinkopplade receptorer?
A: Ligand binder, då sker en kraftig konformationsändring i receptorer, vilket sätter igång den intracellulära signaleringskaskaden

Q: Vad sker när en ligand binder till enzymkopplade receptorer?
A: Ligand-aktiverad receptor kan fungera som enzym eller associera med och aktivera enzym

Q: När är jonkopplade receptorer viktiga?
A: T.ex. vid snabb synaptisk signalering

Q: Vilken är den största familjen av ytreceptorer?
A: G-proteinkopplade receptorer

Q: Vad gör ofta signalmolekyler?
A: Reglerar ofta genuttryck genom att påverka aktivitet av transkriptionsfaktorer, vilket leder till förändrat genuttryck

Q: Vad gör transkriptionsfaktorer?
A: Binder till DNA och kan stänga av eller starta gener

Q: Vad har transkriptionsfaktorer gemensamt?
A: De har ofta samma typ av funktion i olika vävnader

Q: Skiljer sig transkriptionsfaktorer från varandra?
A: Det finns en massa olika familjer

Q: Vad är transkriptionsfaktorer i grund och botten?
A: De är också gener

Q: Vad måste till för att en transkriptionsfaktor ska bli aktiverad?
A: Eftersom de är gener/kodas av gener måste en annan transkriptionsfaktor slå på aktiveringen av den genen

Q: Vad kan en transkriptionsfaktor påverka?
A: En TF kan påverka uttrycket av många andra gener

Q: Hur kan en principskiss över hur ytreceptorer fungerar beskrivas?
A: Protein-kinas aktiveras, vilket kopplar på eller av fosfatgruper på andra proteiner, vilket i sin tur aktiverar eller stänger av aktiviteten av dem

Q: Vad gör protein-kinas?
A: Kopplar på eller av fosfatgrupper på andra proteiner, vilket aktiverar eller inaktiverar aktiviteten hos dem

Q: Hur tolkar cellen informationen från signalmolekyler i och med att den är omgiven av många olika sådana?
A: Cellen tolkar informationen genom signalintegrering, vilket är en kombination av SM:er och skapar såsom en helhetssignal som ger utfallet i cellen

Q: Hur fungerar signalintegrering?
A: Det är en kombination av signalmolekyler, som ger upphov till en helhetssignal, som ger utfallet i cellen

Q: Vilka 2 saker möjliggör intracellulära budbärare och signalproteiner?
A: 1. Integrering
2. Amplifiering

Q: Vad är integrering?
A: När signaler går in i varandra och är mekanismer för hur 2 eller flera signalvägar kan prata med varandra

Q: Vad är amplifiering?
A: Att hastigheten kan höjas och att vi med det får en starkare signal
- Höjd hastighet - starkare signal

Q: Vad är signalering nära kopplat med?
A: Signalering är nära kopplat till uppkomst av cancer

Q: Vad leder en intracellulär signaleringskaskad till?
A: Förändrat genuttryck i cellen

Q: Vad kan signalering resultera i?
A: Förändrad cellstruktur, cellmetabolism och genreglering (mest vanligt)

Q: Vad beskriver genregulatoriska nätverk?
A: Hur olika gener arbetar tillsammans och de är ofta väldigt komplicerade

Q: Vad är ett ex. på något som är kartlagt med genregulatoriska nätverk?
A: Många transkriptionsfaktorer som är viktiga under utvecklingen är kartlagda

Q: Hur är transkriptionsfaktorer inte unika för organutveckling?
A: Samma transkriptionsfaktorer används för organutveckling i olika arter

Q: Vad är involverat i signalering?
A: Det finns många olika signalmolekyler och mekanismer involverade i signalering

Q: Vad möjliggör signalmekanismerna?
A: Signalmekanismerna möjliggör för cellen att tolka flera signaler samtidigt (integrering)

Q: Vad är ofta en slutpunkt för signalering?
A: Förändrad transkription (genreglering) via transkriptionsfaktorer är ofta slutpunkt för signalering

Q: Vilken genetisk komponent startar manlig utveckling genom testikelutveckling? (RAT)
A: transkriptionsfaktorgenen SRY

Q: Vad är typiskt för en morfogen? (RAT)
A: Morfogener ger olika effekter beroende på koncentrationer

Q: I vilken aneuploidi förekommer könskromosomerna på följande sätt: XXY? (RAT)
A: Klinefelters syndrom

Q: Vad handlar det om när den "simhud" som finns mellan fingrarna försvinner? (RAT)
A: Apoptos

Q: I vilken aneuploidi förekommer könskromosomerna på följande sätt: X0? (RAT)
A: Turners syndrom

Q: Vad är en morfogen? Hur definieras en morfogen?
A: En morfogen är en signalmolekyl som utsöndras från en punktformig källa och ger därmed upphov till en koncentrationsgradient

Q: Vilka typer av ändringar kan en inkommande signal resultera i?
A: Metabola- (metabolism), cytoskelettala- (cellform och -rörelse) eller transkriptionsändringar (genuttryck)

Q: Hur kan celler tolka en signal (en inkommande signal) på olika sätt, beroende på celltyp?
A: Beroende på:
- Typ av receptorer
- Koncentration - mängd

Q: Vad är cAMP en förkortning för?
A: cykliskt - Adenosin Monofosfat