Title: Tentafrågor

Q: I den bifogade bildsidan är fyra olika organ som deltar i matsmältningen illustrerade (A-D). Den mindre bilden i B visar en högförstoring av epitelet i organet. Vilka organ är illustrerade? (2p)
A: A: Tunntarm – ileum. Enkelt cylinderepitel; klubbformade korta breda villi; många bägarceller; rikligt med lymfocyter.
B: Esophagus. Lumen med flerskiktat oförhornat skivepitel.
C: Colon. Enkelt cylinderepitel; Lieberkühns kryptor; dominerande andel bägarceller; avsaknad av villi.
D: Lever. Klassiska leverlobuli med hexagonal mönster; portazoner; centralven; hepatocyter.

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst avseende tjocktarmens anatomi?
A. Haustrae coli kallas de longitudinella muskelband som löper längs med hela tjocktarmen.
B. Vid flexura coli dextra övergår tjocktarmen från att försörjas av a. mesenterica superior till att istället försörjas av a. mesenterica inferior.
C. Till skillnad från tunntarmen befinner sig hela tjocktarmen bakom bukhinnan och lokalisationen är därför retroperitoneal.
D. Hela tjocktarmen innerveras parasympatiskt av n. vagus. E. Till skillnad från uppåt- och nedåtgående delarna av tjocktarmen är tvärgående tjocktarmen, colon transversum, mer rörlig eftersom den är upphängd i ett särskilt tarmkäx.(1p)
A: A. Taenia coli heter de longitudinella muskelbanden.
B. Blodförsörjningen övergår från a. mesenterica superior till a. mesenterica inferior vid den vänstra flexuren, inte den högra.
C. Vissa delar av tjocktarmen är intraperitoneala, såsom caecum, colon transversum och sigmoideum, medan uppåt och nedåtgående delen av tjocktarmen brukar beskrivas som sekundärt retroperitoneala.
D. Tjocktarmen innerveras parasympatiskt av n. vagus ungefär fram till flexura dextra. Därefter innerveras tjocktarmen parasympatiskt av sakrala nervgrenar.
E. Rätt svar. Colon transversum är mer rörlig för att den är upphängd i ett särskilt tarmkäx som kallas mesocolon transversum.

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst avseende ändtarmen och analöppningens anatomi? A. Den inre analsfinktern, m. sphincter ani internus, kan styras med viljan. När dess muskelfibrer kontraherar bidrar muskeln till att hålla analöppningen stängd.
B. Ändtarmen har tre särskilt framträdande makroskopiska kännetecken – haustrae coli, teniae coli och appendices epiploicae.
C. Ovanför linea pectinata har analkanalen endodermalt ursprung, visceral/parasympatisk innervation, samt venöst dränage som tillhör portasystemet.
D. Rektum befinner sig inferiort om bukhinnan och lokalisationen är därför intraperitoneal.
E. M. ileococcygeus heter den muskel som bidrar till den anala kontinensen genom att löpa som en slynga eller hästsko runt ändtarmen. (1p)
A: A: M. sphincter ani externus kan styras med viljan. Båda sfinktermusklerna består av glatt muskulatur.
B: Ändtarmen saknar dessa tre typiska kännetecken, som kan ses på tjocktarmen.
C: Rätt svar
D: Nedre tredjedelen av rektum befinner sig nedom bukhinnan och är därför infraperitoneal, medan den övre tredjedelen av rektum helt omges av bukhinna och därför kan beskrivas som intraperitoneal.
E: Den muskel som löper som en slynga runt ändtarmen heter m. puborectalis.

Q: a) Rita en schematisk bild av cellcykeln med dess faser.
b) Förklara kortfattat vad som sker under de olika faserna i cellcykeln. Observera att mitosens olika steg ej behöver beskrivas.(3p)
A: Cellcykelns faser:
Interfasen: Under G1-fasen känner cellen av omgivningen och förutsättningen för att starta DNA-replikation.
Under S-fasen sker DNA-replikation/DNAsyntes.
Under G2-fasen sker förberedelse inför M-fasen med tillväxt av bland annat organeller.
M-fasen: under M-fasen sker uppdelningen av DNA (som nu är kondenserat) samt delning av cellen.
G0, är ett stadium där cellen har lämnat cellcykeln och befinner sig i vila. [G0 behöver inte beröras för att få full poäng, M-fasens inre uppdelning (mitos och cytokines) behöver heller inte redogöras för].

Q: a) Beskriv kortfattat vad apoptos innebär, och hur mekanismen går till.
b) Hur skiljer sig apoptos från nekros? (2p)
A: a) Apoptos är kontrollerad förprogrammerad celldöd. Caspaser aktiveras som klyver många av cellens proteiner. Kärnmembranet bryts ner och cellen förpackas i små delar som kan tas upp av till exempel makrofager. Därför blir det minimal påverkan på omkringliggande celler.
b) Nekros är okontrollerad celldöd, där cellen går sönder och innehållet läcker ut. Det kan leda till inflammation och stressreaktioner hos omkringliggande celler.

Q: a) Diskutera varför det kan vara svårt att hitta eller identifiera mutationer med koppling till en sjukdom med tydliga genetiska inslag.
b) Diskutera även varför en konstaterad DNA-förändring i en gen inte nödvändigtvis ändrar dess funktion. Beskriv en möjlig orsak till detta. (4p)
A: a) Mutationer kan ske i olika delar av genomet, och mutationer kan samverka och antingen förstärka eller försvara mekanismen som ger upphov till sjukdomen, med eller utan miljöfaktorer i bilden. Genomforskning är komplext, mutationer som påverkar fenotypen kan ske i andra delar av genen än den sekvens som kodar för proteinstrukturen. Mutationer kan även påverka interaktion mellan gener, i icke-kodande delar, i DNA-sekvenser som styr genreglering i närheten av genen eller över långa avstånd, även mellan olika kromosomer. Därmed kan det vara svårt att identifiera mutationer med koppling till sjukdomen. Genreglering och genaktivitet består av komplexa nätverk, och de mutationer som har identifierats är ofta lokaliserade i exoner vilket kan påverka proteinets aminosyrasekvens, och därmed dess struktur. Mutationen kan även ligga i genen för ett annat protein, som är delaktigt i posttranslationell processning av det protein eller proteinkomplex som kopplats till den aktuella genetiska sjukdomen.
b) En DNA-förändring kan ske på ett sätt som inte påverkar genens eller proteinets funktion. Till exempel i en sekvens som kodar för ett protein, kan en mutation i ett kodon fortfarande ge samma aminosyra (en så kallad tyst mutation). Sedan finns det regioner i proteiner som tillåter variation i aminosyrasekvensen utan funktionsändringar. Om mutationen är i ett intron, behöver den inte alls påverka genens funktion. Det samma gäller om mutationen sker i andra regioner i genen som inte är känsliga för förändringar.

Q: a) Redogör för struktur och funktion för "tight junctions". Namnge de viktigaste komponenterna.
b) Ange ett exempel på typ av celler eller vävnad som har många ”tight junctions” samt förklara varför. Rita gärna en schematisk illustration med förklaringar.(2p)
A: a) "Tight junctions" [eller tätningsfogar] kopplar samman celler så att inget kan passera mellan cellerna. "Tight junctions" byggs upp av olika transmembranproteiner: claudiner och occludiner, i vilka en transmembran del av proteinet förankras i cellmembranet, och en extracellulär del kopplar samman två celler. [ZO-proteiner binder in till "tight junctions" och kopplar dessa till aktinfilamentet inne i cellen. Även andra proteiner kan binda in till en "tight junction" så att den placeras rätt i en cell, t.ex. för att skapa polaritet hos epitelceller.]
b) "Tight junctions" är t.ex. viktiga för att koppla samman epitelceller i tarmen så att inget okontrollerat läcker ut från kroppen till tarmen eller tvärtom.

Q: a) Redogör för struktur och funktion för "gap junctions".
b) Ge ett exempel på en typ av vävnad som har ett relativt högt antal av "gap junctions", samt förklara varför. Rita gärna en schematisk illustration med förklaringar.
A: a) "Gap junctions" är en typ av kommunicerande koppling som tillåter små oorganiska joner och andra vattenlösliga molekyler att passera från cell till cell. 7 De kan öppnas och stängas genom intra- eller extracellulära signaler. "Gap junctions" byggs upp av kanalbildande proteiner, connexiner, som är transmembranproteiner. Sex connexiner sätts samman till en connexon. Connexoner i plasmamembranet hos två celler som kopplas samman bildar en kanal.
b) Exempel på organ/vävnad (ett exempel räcker): Levern: i levern är inte alla hepatocyter kopplade till en nerv. Om de hepatocyter som står i kontakt med nerven får en signal så sprids denna snabbt till närliggande celler via "gap junctions". Hjärtat: "Gap junctions" behövs för att synkronisera muskelkontrationen vid sammandragning av hjärtat.

Q: a) Redogör för den anaeroba glykolysen med hjälp av en summaformel som nettomässigt beskriver vad som sker i denna cytosolära process; samtliga substrat och produkter inklusive nukleotider liksom coenzym/cosubstrat skall anges i summaformeln.
b) Redogör också i detalj för den första substratnivåfosforyleringsreaktionen i glykolysen. Substrat och produkter liksom enzymnamn och eventuella coenzym/cosubstrat skall ingå. Förklara innebörden av begreppet substratnivåfosforylering.
c) Redogör med hjälp av substrat och produkter liksom enzymnamn och eventuella coenzym/cosubstrat för den redoxreaktion i glykolysen som leder till oxidation av huvudsubstratet.
d) Namnge den nyckelintermediär i glykolysen, som utgör startpunkten för den så kallade hexosaminvägen, samt beskriv vilken typ av makromolekyler som bildas via denna metabola väg. (5,5p)
A: a) glukos + 2ADP + 2Pi → 2 laktat + 2ATP [+2H2O].
b) 1,3-bisfosfoglycerat + ADP → 3-fosfoglycerat + ATP (enzymnamn: fosfoglyceratkinas). Innebörden av begreppet substrat(nivå)fosforylering är en kemisk reaktion i vilken det bildas ATP eller i vissa fall GTP. För att detta skall kunna ske krävs ett substrat med en s.k. högenergibindning som vid klyvning genererar så mycket energi att det räcker till att bilda en ny högenergibindning genom addition av en fosfatgrupp till ADP/GDP. Fosfatgruppen kan komma från högenergiföreningen såsom i glykolysen eller komma från oorganiskt/fritt fosfat såsom till exempel i mitokondriematrix.
c) glyceraldehyd-3-fosfat + Pi + NAD+ → 1,3-BPG + NADH + H+ (enzymnamn: glyceraldehyd-3-fosfat-dehydrogenas.
d) fruktos-6-P utgör startpunkten för hexosaminvägen som bl.a. syftar till att bilda olika modifierade och aktiverade glukos och galaktosintermedärer som behövs för syntesen av bl.a. heteroglykaner (GAG:s) och proteoglykaner samt glykoproteiner.

Q: Redogör med hjälp av en summaformel för den aktuella mitokondriella matrixreaktionen, som leder till bildning av en aktiverad tvåkolsförening som utgör substrat för citronsyracykeln (TCA-cykeln). Samtliga substrat och produkter inklusive nukleotider liksom det sammanfattande enzymnamnet och coenzym/cosubstrat skall anges. (2p)
A: Den efterfrågade omvandlingen katalyseras av enzymkomplexet pyruvatdehydrogenaskomplexet, som består av tre olika enzymer samt fem coenzymer/cosubstrat (tiaminpyrofosfat [TPP], liponsyra, coenzym A [CoA], FAD, NAD+). Reaktionen som katalyseras av det aktuella enzymkompexet är: pyruvat + CoA + NAD+ à acetylCoA + CO2 + NADH + H+

Q: I cancerceller ses en ökad andel av både kolesterol och mättade fettsyror i plasmamembranet.
a) Beskriv med en skiss med förklaringar den schematiska strukturen för fosfolipider samt namnge två specifika exempel på fosfolipider i plasmamembranet.
b) Beskriv (gärna med en illustration) hur en ökad andel kolesterol, samt mättade (jämfört omättade/fleromättade) fettsyror i fosfolipiderna, kan förändra plasmamembranets egenskaper.
A: a) Fosfatidyletanolamin (PE), fosfatidylkolin (PC) och fosfatidylserin (PS). Även fosfatidylinositol (PI) ingår i plasmamembraner.
b) En ökad mängd kolesterol respektive mättade fettsyror (i fosfolipiderna) gör plasmamembranet stelare/tätare (högre smältpunkt). Fettsyrasvansarna ligger närmre varandra, kolesterol täpper också igen mellanrum. Lägre andel fleromättade fettsyror kan ha betydelse för hur mycket av t. ex. arakidonsyra som finns tillgänglig för cellens vitala funktioner (exempelvis prostaglandinsyntes). En ökad mängd kolesterol kan förändra membranproteiners funktion (lipid rafts ökar) vilket har betydelse för signalering i cellen (t. ex insulinresistens, minskat glukosupptag.)

Q: Cancerceller kan uppvisa ett ökat upptag av fettsyror från blodet och ökad lagring av triacylglycerol (TAG) i lipiddroppar inuti cellen.
a) Redogör för triacylglycerol (TAG)-syntesen utifrån glycerol-3-fosfat och aktiverade fettsyror. Samtliga enzym(klasser) och produkter ska namnges.
b) Ge förslag på mekanismer för hur cancercellerna kan öka sitt fettsyraupptag och TAG-syntes.
A: a) Glycerol-3-fosfat + acyl(fettsyra)-CoA → lysofosfatidsyra/monoacylglycerolfosfat (enzym: acyltransferas) II. lysofosfatidsyra + acyl(fettsyra)-CoA → fosfatidsyra/diacylglycerolfosfat (DAG-P) (enzym: acyltransferas) III. fosfatidsyra (+H2O) → diacylglycerol (DAG) + Pi (enzym: fosfatas (Lipin)) IV. diacylglycerol + acyl(fettsyra)-CoA → triacylglycerol (TAG)
b) Cancercellen kan t.ex. öka uttrycket av fettransportörer (t. ex. FATPs), alternativt av lipoproteinlipas (LPL), för att upptaget av fettsyror ska öka. Ökad glykolys ger mer glycerol-3-fosfat vilket också ökar TAG-syntesen.

Q: Redogör med figurer och kompletterande text för:
a) Nedbrytningen av dietära proteiner i gastrointestinalkanalen.
b) Upptaget (in i enterocyterna) av de olika nedbrytningsprodukterna.
Enzymnamn, aktiveringssätt, cellulär bildningsplats för enzymerna, miljöns betydelse, liksom de olika absorptionsprinciperna för hur nedbrytningsprodukterna, som bildas då våra dietära proteiner bryts ned i matsmältningskanalen till mindre enheter, skall beskrivas i detalj med figurer och kompletterande text. (4p)
A: a) Översiktlig redogörelse: nedbrytningen av proteiner påbörjas i magsäcken där denaturering sker p.g.a. det sura pH:t (luckrar upp strukturen hos de dietära proteinerna och gör dem mera åtkomliga för proteaserna) och pepsinogener (inaktiv zymogen form) bildas i huvudcellerna - aktiveras i lumen (surt pH och pepsin I) till pepsin [klyver efter stora sidokedjor] och genererar peptider. I tunntarmen: från exokrina pankreasceller frisätts olika proteaser (i zymogen form); trypsinogen aktiveras i tarmlumen till trypsin med hjälp av serinproteaset enteropeptidas (bildas i tarmväggen); trypsin aktiverar i sin tur samtliga pankreatiska zymogener (trypsinogen, kymotrypsinogen, proelastas, karboxypeptidas). I tarmväggen uttrycks aminopeptidas samt en del di- och tripeptidaser som ombesörjer den fortsatta nedbrytningen till fria aminosyror resp. di- och tripeptider.
b) Absorption av aminosyror sker huvudsakligen genom sekundär aktiv transport med natriumjoner (”semispecifika” transportörer för olika klasser av aminosyror) – den sekundära aktiva transporten drivs med hjälp av Na-/KATPas lokaliserat i basala cellmembranet. 11 Absorptionen av di- och tripeptider sker m.h.a. sekundär aktiv transport (PepT1) och symport med vätejoner. Även denna intransport drivs i grunden av ett i det basala cellmembranet lokaliserat Na-/K-ATPas, men involverar också en Na- /H-antiport lokaliserad i enterocyternas luminala membran

Q: a) Under de första dagarna efter befruktning delar sig embryot och blir flercellulärt utan att växa alls i storlek. Förklara kortfattat hur detta är möjligt.
b) Under den embryonala tiden utvecklas även en struktur som heter gulesäcken, som försörjer det växande embryot tills moderkakan har utvecklats. Celler från gulesäcken utvecklas till minst två olika mycket viktiga celltyper i den vuxna människan. Namnge en av dessa.
c) När näringen från gulesäcken inte längre räcker till, utvecklas en ny struktur som embryot använder för att hämta näring. Vad heter denna struktur och ungefär när utvecklas den, räknat i veckor från befruktningen?
d) Det finns ett tillstånd där implantationen och därmed utveckling av denna struktur (jämför delfråga c) sker på fel ställe. Namnge detta tillstånd.(3,5p)
A: a) Embryot heter ”klyvningsembryot” under de första dagarna. Äggcellen är mycket stor och innehåller reserver, därför sker väldigt lite RNA- och proteinsyntens under de första dagarna. Cellerna delar på sig och blir mindre för varje delning. Storleksväxten är avgränsat av ”äggskalet”, zona pellucida.
b) De första blodcellerna samt könscellerna. [Ett alternativ är tillräckligt.]
c) Moderkakan. Även lakuner godkänns som svar. Moderkakan utvecklas vid implantationen under den andra veckan av embryonalutveckling.
d) Ektopisk graviditet.

Q: Brist på folsyra hos en gravid kvinna kan ge ryggmärgsbråck, spina bifida, hos fostret. Hos vuxna kan brist på folsyra ge blodbrist (anemi) på grund av otillräcklig hematopoes. Även brist på vitamin B12 kan hos vuxna ge liknande symptom, på grund av den så kallade ”folatfällan”. Beskriv folatfällan genom att:
a) ange den enzymatiskt katalyserade reaktion som sammankopplar vitamin B12 med folsyrametabolism, och
b) förklara varför symptomen vid vitamin B12-brist liknar dem som ses vid folsyrabrist. Samtliga substrat och produkter samt enzymnamn skall namnges i den aktuella reaktionen. (3p)
A: Folatfällan involverar följande reaktion:
a) homocystein + N5-metyltetrahydrofolat à metionin + tetrahydrofolat Reaktionen katalyseras av ett enzym (homocystein metyltransferas) som är vitamin B12-beroende och är det enda metabolismsteget i kroppen som återgenererar tetrahydrofolat från N5-metyltetrahydrofolat.
b) Om denna reaktion inte fungerar på grund av B12-brist resulterar det i ansamling av all folsyra i form av N5-metyltetrahydrofolat, vilket ger en funktionell brist på tetrahydrofolat och alla andra former av folsyra.

Q: a) Vilket groddblad i embryot ger upphov till centrala delar av magtarmkanalen?
b) Vad heter de två andra groddbladen i gastrulan? (1,5p)
A: a) Endoderm – mag-tarmkanal
b) Mesoderm och ektoderm.

Q: Namnge flera (minst fyra) olika signaleringssystem (principer) som används för kommunikation mellan celler, samt för var och en av dessa, beskriv kort hur de fungerar.(4p)
A: För 4 poäng, krävs fyra av följande:
• Parakrin signalering: kommunikation mellan celler som är nära varandra.
• Autokrin signalering: autokrin signalering är en typ av parakrin signalering, där en cell både utsöndrar en signal samt tar emot den.
• Kontaktberoende signalering: två celler kommunicerar genom en signal som finns på cellytan på den cell som signalerar.
• Endokrin signalering: signalen sprids med blodet från källan till hela kroppen.
• Synaptisk signalering: signalering i synaps mellan två nervceller.

Q: Beskriv kortfattat under varje rubrik två viktiga funktioner.
a) Deltagande i syntes/metabolism/upptag/lagring av näringsämnen.
b) Avgiftningsfunktioner.
c) Lagring av vitaminer och mineraler.
d) Funktioner i immunsystemet.
A: a) Syntes/metabolism/upptag/lagring av näringsämnen:
• Lipid metabolismen:
o Fettsyrasyntes (FA)
o Lipoprotein partikel syntes
o Effektiv beta-oxidering av FA
o Syntes av kolesterol
o Ketonkroppsbildning
o Syntes av gallsalter, som utsöndras med gallan till tarmen, en förutsättning för upptaget upptaget av fetter från födan
• Kolhydratmetabolismen
o Bygger upp glykogen från glukos. Leverglykogen kan brytas ned och glukos frisättas till blodet.
o Glukoneogenes från olika substrat
• Syntes av plasmaproteiner:
o Nästan alla koagulationsfaktorer
o Specifika transportproteiner
o Reaktionsproteiner vid skada och/eller inflammation (CRP)
o Endokrina prehormoner, som angiotensinogen
b) Genom omvandling av molekyler, till exempel av kvävehaltiga ämnen i blodet (aminosyror, puriner). Ger metaboliter som kan utsöndras i urinen (urea, ammoniumjon, urat). Genom konjugering. Substanserna kopplas till ämnen i hepatocyterna som gör att de blir vattenlösliga och kan utsöndras med gallan. Till exempel konjugeras bilirubin med UDP-glukuronsyra
c) Vitaminer av olika slag, A, D, B12, K. Mineraler t.ex. järn som ferritin; koppar och små mängder selen, kobolt m.m.
d) Immunsystemet. Proteiner och peptider ingående i komplementsystemet bildas i levern. Akutfasproteiner som CRP bildas i levern. Kuppferceller är leverns egna celler med makrofagfunktion. Det mononukleära fagocyterande systemet (MPS) finns även i levern, innehåller olika celler som är immunologiskt aktiva, inklusive Kupfferceller. Fungerar här “som ett filter” för substanser som kommer till levern från tarmen via vena porta.

Q: Vid långvarig näringsbrist, som till exempel fasta eller svält, mobiliseras fettreserverna ur den vita fettväven i en process som benämns lipolys. Vilken betydelse har följande tre ämnen för lipolysen i en fettcell (adipocyt)?
a) perilipin
b) CGI-58
c) hormonkänsligt lipas (HSL) (3p)
A: Perilipin dekorerar den intracellulära fettdroppen (”lipid droplet”). Vid fosforylering av perilipin minskar dess affinitet till CGI-58, som därmed släpper och kan aktivera ATGL-enzymet (det första enzymet som hydrolyserar TAG → DAG). HSL är det huvudreglerade enzymet i lipolysen. Efter fosforylering kan HSL migrera från cytosolen till att komma i direkt kontakt med fettdroppen, och hydrolysera DAG → MAG. Fosforylerad perilipin ”öppnar upp” fettdroppen så att ATGL och HSL kan komma i direkt kontakt med TAG.

Q: Grundämnet selen är ett spårämne som vid brist kan ge olika sjukdomar. Till exempel broskmissbildningar, kardiomyopati, manlig infertilitet och möjligen ökad risk för cancer. I vilken molekyl ingår selen, vid syntesen av så kallade selenproteiner?(1p)
A: Selen inkorporeras i selenproteiner i form av aminosyran selenocystein (Sec, U), som ser ut som cystein men har en selenatom istället för en svavelatom. Människans arvsmassa har 25 olika gener som kodar för selenproteiner.

Q: a) Vid så kallad DNA-topsning skrapar man bort epitelceller från munhålan (insidan av kinden) med en kindskrapa för DNA-analys av cellmaterialet. Vilket epitel dominerar i munhålan? Namnge och klassificera epitelet så noggrant som möjligt.
b) Sekretionen av saliv påverkas av läkemedel. Muntorrhet är en biverkan som kan ses vid behandling med antidepressiva läkemedel. Den farmakologiska behandlingen kan inom relativt kort tid leda till omfattande kariesangrepp. Genom vilken sekretionsmekanism utsöndrar spottkörtlarna sitt sekret? Beskriv hur den går till.
c) Hur känner man igen glandula sublingualis mikroskopiskt? Ange karakteristika som skiljer den från andra spottkörtlar.
d) Körtlar finns också i tungan, dessa kallas von Ebners körtlar och är huvudsakligen serösa. Dessa körtlar fungerar sannolikt som sköljande för smaklökarna. Namnge två typer av papiller i tungan som har smaklökar.(2p)
A: a) Oförhornat skiktat skivepitel
b) Merokrin sekretion. Exocytos via sekretoriska vesiklar.
c) Glandula parotis/parotideus har 100% serösa körteländstycken och en stor andel fettceller, medan glandula submandibularis innehåller ungefär 80% serösa körteländstycken och 20% mukösa körteländstycken och glandula sublingualis innehåller ungefär 50% serösa körteländstycken och 50% mukösa körteländstycken. Till skillnad från glandula parotis/parotideus innehåller glandula mandibularis och glandula sublingualis inga eller ytterst få vita fettceller.
d) Papilla circumvallata, papilla fungiforme och papilla foliata. Papilla filiforme saknar smaklökar.

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst avseende magsäckens anatomi?
a) Inuti magsäcken finns det ett antal veck som kallas plicae circularis. Dessa bidrar till att magsäcken kan reglera sin volym beroende på vilken mängd föda som tillförs magsäcken.
b) Medialt om magsäcken återfinns omentum minus. I denna struktur löper a. gastrica sinistra och dextra som en slynga.
c) Till skillnad från resten av magtarmkanalen har magsäcken fyra makroskopiskt distinkta muskellager i tunica muscularis – ett cirkulärt, ett longitudinellt och två snedgående.
d) Magsäcken får efferent sympatisk innervation genom n. vagus.
e) Den mest superiora delen av magsäcken kallas för antrum.(1p)
A: a) Vecken i magsäcken heter rugae eller plicae gastricae. Plicae circularis återfinns i tunntarmen.
b) Rätt.
c) Magsäcken har tre muskellager i tunica muscularis – innerst ett snedgående, i mitten ett cirkulärt och ytterst ett längsgående.
d) Magsäcken får efferent parasympatisk innervation genom n. vagus. e) Den mest superiora delen av magsäcken kallas för fundus.

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst avseende pancreas anatomi?
a) Den gemensamma gallgången, ductus choledochus, löper från levern in i pancreas huvud för att sedan tömma sig i tarmen, inferiort om ductus pancreaticus.
b) Både duodenum och pancreas befinner sig intraperitonealt och är upphängda med ett särskilt tarmkäx.
c) Pancreas kan indelas i åtta funktionella lober. Varje lob har separat blodförsörjning, innervation, lymfatiskt dränage och avflöde av gallsaft.
d) Medialt om pancreas huvud, under kroppen, återfinns a. mesenterica superior.
e) Pancreas utvecklas embryologiskt från mellantarmen och saknar sympatisk innervation.
A: a) Den gemensamma gallgången löper i majoriteten av fallen in i pancreas huvud för att sedan sammanflöda med ductus pancreaticus.
b) Pancreas och större delen av duodenum befinner sig retroperitonealt och saknar tarmkäx.
c) Pancreas utvecklas embryologiskt till två lober (från en ventral och en dorsal knopp). Däremot brukar levern delas in i åtta funktionella lober.
d) Rätt svar.
e) Pancreas utvecklas från framtarmen och har såväl sympatisk som parasympatisk innervation, precis som resten av magtarmkanalen.

Q: a) Beskriv vad autofagi på cellulär nivå innebär – varför finns det autofagi?
b) Ge exempel på autofagi av en cellulär beståndsdel där du också beskriver vad som händer steg för steg. Ange vilka strukturer och organeller som deltar i processen.
A: a) Autofagi innebär att cellen bryter ner en del av sig själv i syfte att t.ex. återvinna byggstenar eller reglera mängden av vissa organeller.
b) Ett exempel bland flera på autofagi är autofagocytotisk nedbrytning av 18 mitokondrien (också kallat mitofagi). I denna process omsluts först mitokondrien av ett membranhölje [fagofor] som avgår från det endoplasmatiska retiklet. Detta bildar en autofagosom. Autofagosomen dockar sedan med en lysosom, eller eventuellt med en sen endosom som sedan mognar ut till en lysosom.

Q: Beskriv fyra stycken skillnader och/eller likheter mellan de novo syntes (nysyntes) och β-oxidation av fettsyror, samt redogör för innebörden av dessa.(4p)
A: Likheter, exempel: En cykel i båda processerna sker i fyra steg (kondenseringreduktion- dehydering-reduktion vs. oxidation, hydrering, oxidation, tiolys); båda processerna är hormonellt reglerade; båda processerna använder transportsystem över det inre mitokondriemembranet (citrat vs. karnitin). Skillnader, exempel: Stimuleras av olika näringstryck (högt näringsintag vs. svält); stimuleras av olika hormoner (insulin vs glukagon); reduktiv biogenes vs. oxidativ katabolism; olika cellulär lokalisation (cytosol vs. mitokondrien); olika organlokalisation (lever ffa vs. flera olika organ); olika coenzym (NADPH vs NAD+/FAD)

Q: a) Redogör för nedbrytningen av de metabolt betydelsefulla ketonkropparna till acetyl-CoA (det vill säga ketolysen). Substrat, produkter, enzym och eventuella coenzym ska anges.
b) Vilken av de två funktionella ketonkropparna ger upphov till potentiellt mest energi?(2p)
A: a) Se Fig. 16.23 i Ferrier. Reaktion I-III, alternativt II-III. I. 3-hydroxybutyrat + NAD+ → acetoacetat + NADH + H+ (enzym: 3- hydroxybutyratdehydrogenas) II. Acetoacetat + succinyl-CoA → Acetoacetyl-CoA + Succinat (enzym: tioforas) [interaktion med TCA-cykeln] III. Acetoacetyl-CoA + CoA → 2 Acetyl-CoA (enzym: tiolas)
b) β-hydroxybutyrat/3-hydroxybutyrat (p.g.a. att den är mer reducerad än acetoacetat, NADH utvinns).

Q: Redogör med figurer och kompletterande text för:
a) Nedbrytningen av dietära proteiner i gastrointestinalkanalen.
b) Upptaget (in i enterocyterna) av de olika nedbrytningsprodukterna.
Enzymnamn, aktiveringssätt, cellulär bildningsplats för enzymerna, miljöns betydelse, liksom de olika absorptionsprinciperna för hur nedbrytningsprodukterna, som bildas då våra dietära proteiner bryts ned i matsmältningskanalen till mindre enheter, skall beskrivas i detalj med figurer och kompletterande text.(4p)
A: a) Översiktlig redogörelse:
Nedbrytningen av proteiner påbörjas i magsäcken där denaturering sker p.g.a. det sura pH:t (luckrar upp strukturen hos de dietära proteinerna och gör dem mera åtkomliga för proteaserna) och pepsinogener (inaktiv zymogen form) bildas i huvudcellerna - aktiveras i lumen (surt pH och pepsin I) till pepsin [klyver efter stora sidokedjor] och genererar peptider. I tunntarmen: från exokrina pankreasceller frisätts olika proteaser (i zymogen form); trypsinogen aktiveras i tarmlumen till trypsin med hjälp av serinproteaset enteropeptidas (bildas i tarmväggen); trypsin aktiverar i sin tur samtliga pankreatiska zymogener (trypsinogen, kymotrypsinogen, proelastas, karboxypeptidas). I tarmväggen uttrycks aminopeptidas samt en del di- och tripeptidaser som ombesörjer den fortsatta nedbrytningen till fria aminosyror resp. di- och tripeptider.
[Se Biochemistry av Ferrier 7:e uppl., sid 247-249 (Fig. 19.4-19.5) samt bilder i digestionsföreläsningen kursen DFM1 för ytterligare detaljer.]
b) Absorption av aminosyror sker huvudsakligen genom sekundär aktiv transport med natriumjoner (”semispecifika” transportörer för olika klasser av aminosyror) – den sekundära aktiva transporten drivs med hjälp av Na-/KATPas lokaliserat i basala cellmembranet. 11 Absorptionen av di- och tripeptider sker m.h.a. sekundär aktiv transport (PepT1) och symport med vätejoner. Även denna intransport drivs i grunden av ett i det basala cellmembranet lokaliserat Na-/K-ATPas, men involverar också en Na- /H-antiport lokaliserad i enterocyternas luminala membran.
[för bilder se t.ex. Medical Physiology av Boron & Boulpaep)]

Q: a) Vid så kallad DNA-topsning skrapar man bort epitelceller från munhålan (insidan av kinden) med en kindskrapa för DNA-analys av cellmaterialet. Vilket epitel dominerar i munhålan? Namnge och klassificera epitelet så noggrant som möjligt.
b) Sekretionen av saliv påverkas av läkemedel. Muntorrhet är en biverkan som kan ses vid behandling med antidepressiva läkemedel. Den farmakologiska behandlingen kan inom relativt kort tid leda till omfattande kariesangrepp. Genom vilken sekretionsmekanism utsöndrar spottkörtlarna sitt sekret? Beskriv hur den går till.
c) Hur känner man igen glandula sublingualis mikroskopiskt? Ange karakteristika som skiljer den från andra spottkörtlar.
d) Körtlar finns också i tungan, dessa kallas von Ebners körtlar och är huvudsakligen serösa. Dessa körtlar fungerar sannolikt som sköljande för smaklökarna. Namnge två typer av papiller i tungan som har smaklökar.
A: a) Oförhornat flerskiktat skivepitel.
b) Merokrin sekretion. Exocytos via sekretoriska vesiklar.
c) Glandula parotis/parotideus har 100% serösa körteländstycken och en stor andel fettceller, medan glandula submandibularis innehåller ungefär 80% serösa körteländstycken och 20% mukösa körteländstycken och glandula sublingualis innehåller ungefär 50% serösa körteländstycken och 50% mukösa körteländstycken. Till skillnad från glandula parotis/parotideus innehåller glandula mandibularis och glandula sublingualis inga eller ytterst få vita fettceller.
d) Papilla circumvallata, papilla fungiforme och papilla foliata. Papilla filiforme saknar smaklökar.

Q: Beskriv fyra stycken skillnader och/eller likheter mellan de novo syntes (nysyntes) och β-oxidation av fettsyror, samt redogör för innebörden av dessa. (4p)
A: Likheter, exempel: En cykel i båda processerna sker i fyra steg (kondenseringreduktion- dehydering-reduktion vs. oxidation, hydrering, oxidation, tiolys); båda processerna är hormonellt reglerade; båda processerna använder transportsystem över det inre mitokondriemembranet (citrat vs. karnitin).
Skillnader, exempel: Stimuleras av olika näringstryck (högt näringsintag vs. svält); stimuleras av olika hormoner (insulin vs glukagon); reduktiv biogenes vs. oxidativ katabolism; olika cellulär lokalisation (cytosol vs. mitokondrien); olika organlokalisation (lever ffa vs. flera olika organ); olika coenzym (NADPH vs NAD+/FAD).

Q: a) Redogör för nedbrytningen av de metabolt betydelsefulla ketonkropparna till acetyl-CoA (det vill säga ketolysen). Substrat, produkter, enzym och eventuella coenzym ska anges.
b) Vilken av de två funktionella ketonkropparna ger upphov till potentiellt mest energi? (2p)
A: Reaktion I-III, alternativt II-III.
I. 3-hydroxybutyrat + NAD+ → acetoacetat + NADH + H+ (enzym: 3- hydroxybutyratdehydrogenas)
II. Acetoacetat + succinyl-CoA → Acetoacetyl-CoA + Succinat (enzym: tioforas) [interaktion med TCA-cykeln]
III. Acetoacetyl-CoA + CoA → 2 Acetyl-CoA (enzym: tiolas)
b) β-hydroxybutyrat/3-hydroxybutyrat (p.g.a. att den är mer reducerad än acetoacetat, NADH utvinns).

Q: Redogör med figur och text för adrenalins signaltransduktion i fettväven via ßreceptorer (från receptorproteinets uppbyggnad till och med aktivering av enzymsteget i lipolysen som aktiveras av adrenalin); samtliga substrat, produkter, hjälpmolekyler samt enzymer och eventuella coenzymer/cosubstrat skall beskrivas. (3p)
A: [För text se Biochemistry av Ferrier 7:e uppl., sid 94-96 + 189]

Q: Adrenalin stimulerar även glykogenolysen.
a) Beskriv med figur och text glykogens uppbyggnad.
b) Redogör för samtliga steg i glykogens nedbrytning till och med att en majoritet av glykogens byggstenar omvandlats till glukos; samtliga substrat, produkter, hjälpmolekyler samt enzymer och eventuella coenzymer/cosubstrat skall beskrivas. (5,5p)
A: a) Glykogen är en homoglykan uppbyggd av D-glukopyranosenheter sammanfogade med α-(1→4)-glykosidbindningar men också med α-(1→6)- glykosidbindningar; de senare bindningarna förekommer vid ungefär var åttonde glukosenhet. I den reducerade änden av homoglykanen binder homoglykanen med en O-glykosidbindning till en tyrosinrest i proteinet glykogenin.
b) Översiktligt sker nedbrytning av glykogen genom fosforolys, omlagring reaktion vid greningsställena, följt av hydrolys; de enzymer som är involverade är glykogenfosforylas (GF) och ”debranching enzyme” (DE; innehåller två olika enzymatiska domäner: ett α(1→4):(1→4)-transferas samt ett α-(1→6)- glukosidas). Mera specifikt ombesörjer GF fosforolysen och klyvningen av α−(1→4)-glykosidbindningarna genom addition av oorganiskt fosfat (Pi) och bildning av glukos-1-fosfat. Då det kvarstår fyra glukosrester vid en α-(1→6)- glykosidbindning ombsörjer DEs transferasaktivitet avklyvning av tre av de fyra glukosenheter och förflyttning av dessa till en icke reducerande ände av glukoskedjan; glukosidasdomänen ombesörjer därefter m.h.a. vatten den hydrolytiska klyvningen av α-(1→6) glykosidbindningen vilket leder till bildning av fri glukos. De bildade glukos-1-P molekylerna omlagras till glukos-6-P m.h.a. enzymet fosfoglucomutas. Den avslutande reaktionen som krävs för att en majoritet av glukoresterna i glykogen skall omvandlas till fri glukos i levern kräver hjälp av enzymet glukos-6-fosfatas som katalyserar reaktionen: glukos-6-P + H2O → glukos + Pi.

Q: Vad avses med ketogena repektive glukogena aminosyror? (1,5p)
A: De glukogena aminosyrorna kan omvandlas till ämnen som i sin tur kan bidra till nysyntes av glukos (glukoneogenes).
Ala, Gly, Cys, Ser, Thr, Trp kan ge pyruvat.
Arg, Pro, His, Gln, Glu kan ge alfa-ketoglutarat.
Thr, Met, ILe, Val kan ge succinyl-CoA.
Tyr, Phe, Asp kan ge fumarat.
Asp, Asn kan ge oxaloacetat.
De ketogena aminosyrorna kan bidra till nysyntes av ketonkroppar. Lys och Leu är enbart ketogena. Detta då de kan metaboliseras till acetyl-CoA, som ju kan bidra till syntes av ketonkroppar, men även till fettsyrasyntes (lipogenes). Fem aminosyror är både glukogena och ketogena (Thr, Trp, Tyr, Phe, Ile).

Q: Vilken del i nedbrytningen av nukleotider kan ge gikt, och vad är den patogena mekanismen? (2p)
A: Katabolism av puriner kan ge upphov till gikt, genom att purinskelettet, via xantin oxidas, bryts ned till urinsyra (urat). Urat kan inte brytas ned vidare i kroppen utan måste utsöndras i urinen. Om uratnivåerna blir för höga kan uratkristaller bildas i ledvätska, vilket ger upphov till inflammation med smärta i den aktuella leden, gikt.

Q: Beskriv med text och figur leverns mikroskopiska struktur.
a) Beskriv en klassisk leverlobulus och dess kärlförsörjning.
b) Visa i vilken riktning gallan respektive blodet flödar.
c)Vad är en portatriad och hur definieras en portalobulus?(3p)
A: Levern (hepar) består av parenkym (hepatocyter), bindvävsstroma, sinusoider (kanaler mellan strängar av hepatocyter) och perisinusoidala rum (Disses spalt/spatium; mellan endotelceller och hepatocyter). Strukturellt sett är levern uppbyggd av ett stort antal identiska enheter kallade lobuli eller acini.
I mitten av en klassisk levelobulus (hexagon; se nedan) ses en centralven till vilken anastomoserande hepatocyter radierar och i vilken sinusoiderna tömmer sig.
Klassisk lobulus: Den region vars tillförda blod dräneras av samma centralven. Har portazoner som hörn samt en centralven i sin mitt. I vinkeln på varje hexagon ses portaområden (portazoner/portal canal) med gallgångar, blodkärl och lymfkärl. Inflöde av blod sker via a. hepatica propria och v. portae, vars grenar återfinns i portazoner. Utflöde av blod sker genom v. hepatica, via s.k. centralvener. Gallgångarna har kubiskt epitel och är därför lätta att skilja från kärlen.
Portatriad = grenar från a. hepatica propria + v. portae + gallgång. Blodet i levern strömmar i motsatt riktning jämfört med lymfa och galla. Det blod som tillförs från a. hepatica propria och v. portae tömmer sig i sinusoiderna mellan raderna av leverceller för att sedan föras bort via centralvener. Arteriellt och venöst blod blandas således. Galla från leverceller transporteras i gallcanaliculi till gallgången i portazonen, och även lymfan passerar ut ur levern via denna region. Vid sidan av hepatocyter kan man i de hepatiska sinusoiderna finna Kupfferceller, som är stationära monocytderiverade fagocyterande celler.
Portalobulus: här betonas betydelsen av leverns exokrina funktion i form av gallsekretion. Har formen av en triangel där spetsarna markerar centralvener. I centrum en gallgång som tar emot gallflöde från tre olika klassiska leverlobuli som utsöndrar galla.

Q: Redogör med hjälp av figur(er) och kompletterande text för glykogenets struktur, dess biosyntes och nedbrytning. OBS! Svaret skall delas upp på ett tydligt sätt enligt delfrågorna (a-e) nedan. (13p)
a) Beskriv strukturen för glykogen, med hjälp av strukturformler och kompletterande text. (2p)
b) Redogör för hepatocytens biosyntes av glykogen. Utgå från glukos i blodet, ange kosubstrat och namnge de olika enzymerna. Var i cellen bildas och lagras glykogen? (3p)
c) Redogör med hjälp av samtliga substrat (inklusive eventuella hjälpmolekyler) och produkter samt enzymnamn för den huvudreglerade reaktionen i nedbrytningen av leverglykogen. (2p)
d) Beskriv den allostera regleringen av leverns glykogenes respektive glykogenolys. Ange det reglerade enzymet för glykogenes respektive glykogenolys, och hur de stimuleras eller hämmas av tre olika ämnen. (2p)
e) Hur regleras leverns glykogenförråd av insulin? Redogör med figur och kompletterande text för insulins signaltransduktionsväg. Från typ av receptorprotein till och med effekten på det enzym som på ett koordinerat sätt kan aktivera glykogenesen och inhibera glykogenolysen. (4p)
A: a) Glykogen är en grenad polysackarid uppbyggd av repetitiva D-glukosenheter i pyranosform och sammanfogade med α-(1→4)-glykosidbindningar. Vid förgreningar, α-(1→6)-glykosidbindningar, vid ungefär var 8-14 glukosenhet.
[Se Ferrier, 7:e uppl., figur 11.3.]
b) Glukos tas upp med hjälp av GLUT-2. Glukos → glukos-6P (glukokinas). [Vidare enligt Ferrier Fig 11.5]: glukos-6P → glukos-1P (enzymnamn: fosfoglukomutas). glukos-1P + UTP → UDP-glukos + PPi (enzymnamn: UDP-glukos pyrofosforylas). PPi → 2 Pi (enzymnamn: pyrofosfatas). glykogen + UDP-glukos → glykogen(n+1glukosenhet) + UDP (enzymnamn: glykogensyntas). Glykogen biosyntes i cytosolen, glykogen granulae lagras i cytosolen.
c) [Se Ferrier, figur 11.7]: glykogen + Pi → glykogen(n-1glukosenhet) + glukos-1P (enzymnamn: glykogenfosforylas).
d) Glykogensyntas aktiveras av glukos-6P. Glykogenfosforylas hämmas av glukos- 6P, ATP, samt av glukos.
e) Insulins inbindning till den färdigdimeriserade insulinreceptorn leder till en korsvis autofosforylering av de intracellulära β-domänerna. Hela receptorn kan nu fungera som ett kinas och katalysera fosforyleringen av IRS på tyrosinrester: IRS + ATP → IRS-P + ADP. IRS-P känns igen av enzymet PI-3K som med hjälp av ATP fosforylerar PIP2 till PIP3 under samtidig bildning av ADP. Enzymet Akt (proteinkinas B) binder till PIP3 och aktiveras genom fosforylering av PDPK1. Akt kan i sin tur på olika sätt leda till aktivering av olika proteinfosfataser såsom proteinfosfatas-1 (PP1). PP1 defosforylerar (tar bort fosfatgruppen) från fosforylerat glykogensyntas. Den defosforylerade formen är aktiv, alltså stimuleras glykogensyntes av insulin. PP1 defosforylerar (tar bort fosfatgruppen) även från fosforylerat glykogenfosforylas, som därmed inaktiveras. Alltså hämmas glykogen nedbrytning av insulin.

Q: Redogör för kroppens hantering av fruktos från och med tarmlumen till och med bildningen av två fosforylerade aldotrioser som kan metaboliseras vidare i glykolysen. OBS! Din redogörelse skall delas upp på ett tydligt sätt enligt delfrågorna (a-d) nedan. (8p)
a) Beskriv med hjälp av en Fischerprojektion strukturen för fruktos. (1p)
b) Redogör med hjälp av namn (transportproteiner) och principer för absorptionen av fruktos från tarmlumen in i enterocyterna och för den vidare transporten till v. portae och in i en hepatocyt. Komplettera gärna din text med några enkla figurer. (2,5p)
c) Redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter samt enzymnamn för den intracellulära omvandlingen av fruktos till två identiska fosforylerade aldotrioser, som kan metaboliseras vidare i glykolysen. (3,5p)
d) Ge två metabolt underbyggda förklaringar till varför man anser att fruktos metaboliseras fortare till den aktuella fosforylerade aldotriosen, jämfört med glukos som metaboliseras via glykolysen till motsvarande intermediärer. (1p)
A: a)
b) Från tarmlumen in i enterocyten absorberas fruktos genom faciliterad diffusion m.h.a. uniporten GLUT-5. Från enterocyten till v. portae transporteras fruktos också genom faciliterad diffusion men med uniporten GLUT-2; från v. portae in i leverns hepatocyter transporteras fruktos även med GLUT-2.
c) Fruktos + ATP → fruktos-1-fosfat + ADP (enzymnamn: fruktokinas); fruktos-1-fosfat → dihydroxyacetonfosfat (DHAP) + glyceraldehyd (enzymnamn: aldolas B); glyceraldehyd + ATP -→ glyceraldehyd-3-fosfat + ADP (enzymnamn: trioskinas/glyceraldehydkinas); DHAP →glyceraldehyd-3-fosfat (enzymnamn: triosfosfatisomeras).
d) Fruktolysen sker genom färre enzymatiska steg. Men framförallt, i fruktolysen finns ej det huvudreglerade steget i glykolysen, som katalyseras av fosfofruktokinas 1, och som i vissa fall är hastighetsbegränsande.

Q: a) Redogör för det hastighetsbestämmande och reglerade steget i fettsyrasyntesen (substrat, produkter, enzym, koenzym).
b) Beskriv den allostera regleringen av enzymets aktivitet, av två olika ämnen.
c) Hur regleras enzymets aktivitet av insulin respektive glukagon? (3p)
A: a) Acetyl CoA + HCO3 - + ATP → malonyl CoA + ADP + Pi (enzymnamn: acetyl-CoA-karboxylas, ACC).
b) Citrat är en positiv alloster regulator, leder till polymerisering, och därmed aktivering, av "ACC protomers". Palmitoyl-CoA är en negativ alloster regulator, hämmar polymerisering av "ACC protomers", motverkar aktivering.
c) Insulin leder till aktivering av fosfataset som defosfolylerar (tar bort fosfatgruppen) från fosforylerat ACC. Den defosforylerade formen är aktiv, alltså stimuleras fettsyrasyntes av insulin. Glukagon leder till aktivering av AMP-aktiverat protein-kinas, som fosforylerar ACC. Den fosforylerade formen är inaktiv, alltså nedregleras fettsyrasyntes av glukagon.

Q: a) Redogör för hur de bildade fettsyrorna i form av TAG under normala metabola omständigheter exporteras från levern.
b) Hur förändras transportaggregatets struktur på olika sätt i blodbanan?
c) Beskriv de reaktioner och processer som krävs för att fettsyrorna (till exempel den bildade sextonkols fettsyran) skall återfinnas cytosolärt, i aktiverad form, i en fettcell. (3p)
A: a) TAG-molekylerna packas genom hydrofob interaktion tillsammans med kolesterylestrar i kärnan av lipoproteinpartiklar (preVLDL). Det hydrofoba aggregatet av lipider omges av fosfatidylkolin och lite omodifierat kolesterol samt apolipoprotein B100.
b) I blodbanan erhåller VLDL apoE och apoCII från HDL-partiklar.
c) Vid sin passage genom kapillärerna exponeras VLDL för enzymet lipoproteinlipas som i fettväven aktiveras av apoCII. Genom hydrolys klyver detta enzym av fettsyrorna från TAG och de transporteras in i fettcellen (fri diffusion och/eller via "fatty acid transport protein" (FATP)). Inuti fettcellen aktiveras fettsyrorna m.h.a. olika acyl-CoA-syntetaser (fettsyra + CoA + ATP → acylCoA + AMP + PPi).

Q: a) Var sker själva befruktningen?
b) Vilken cellulär struktur använder spermien för att ta sig fram till äggcellen?
c) Redogör för de viktigaste stegen i befruktningen av en äggcell. Namnge de viktigaste komponenterna.
d) Beskriv också vad som händer i meiosen hos äggcellen under själva befruktningen. (4p)
A: a) Befruktningen sker i äggledaren.
b) Spermien slår med flagellen.
c) 1. Spermien genomgår kapacitation under vandringen till oocyten.
2. Spermien binder till ZP3-receptorer på zona pellucida
3. Akrosomreaktionen utlöses så att proteaser hjälper spermien tränga igenom zona pellucida. 4. Cellmembranerna fuserar.
d) Oocytens meios II avslutas innan cellkärnorna fuserar. Kromosomerna i spermien inkorporeras i zygoten och ger därmed bidrag till halva genomet, resten av spermien bryts ned.

Q: En cell är en mycket dynamisk struktur, där organeller och andra cellkomponenter kontinuerligt rör sig, aktivt eller genom diffusion. En viktig funktion i cellen är vesikeltransportsystemet som ser till att en vesikel flyttas till rätt mål i cellen. Det finns ett proteinkomplex som styr och underlättar den slutliga fusionen mellan en vesikel och ett målmembran. Beskriv systemet samt hur själva fusionen fungerar. (2p)
A: Systemet heter SNARE (”soluble NSF attachment protein receptor”). Det finns SNARE:s på både vesikeln (v-SNARE för ”vesicle” SNARE) och på målmembranet (t-SNARE för ”target” SNARE) och det måste normalt sett vara rätt kombination av v-SNARE och t-SNARE för att vesikeln skall kunna fusera. Voch t-SNARE:s ligger upplindade på vesiklen respektive membranet. När de bildar rätt sorts komplex så går de ihop som ett blixtlås och driver därigenom fusionen mellan vesikel och målmembran.

Q: a) Redogör för vilken del av cytoskelettet som är inblandad i vesikeltransport inne i cellen. Namnge två typer av motorproteiner som är inblandade.
b) Hur kan cellen transportera vesiklar åt olika håll i cellen?
c) Beskriv även motorproteinernas struktur i relation till deras funktion, gärna med en bild med förklaringar. (4p)
A: a)Mikrotubuli (består av tubuliner) är filamentet för transport av vesiklar [och organeller].
b) Dynein och kinesin medierar transporten. Dynein mot (-)-ände och kinesin mot (+)-ände.
c) Den generella strukturen hos motorproteiner är att de har en motordomän som kan binda ATP och till mikrotubulifilament beroende på typ av motorprotein. Genom hydrolys av ATP kan rörelse längs filamentet induceras. Den andra domänen, "svansen", bestämmer vilken typ av last som motorproteinet ska bära med sig.

Q: På den bifogade bildsidan (bilderna A-D) ses fyra olika delar av matsmältningsapparaten, där du hittar skelettmuskulatur eller glatt muskulatur som styrs av nervsystemet och/eller hormonellt. Vilka organ/delar av matsmältningsapparaten är illustrerade?(2p)
A: A: Gallblåsa (vesica fellea eller vesica biliaris). Notera avsaknad av lamina muscularis mucosa och tela submucosa.
B: Matstrupe (Esofagus, Esophagus, Oesophagus).
C: Tunga (med papilla circumvallate och von Ebners serösa körtlar).
D: Kolon (Colon) eller tjocktarmen.

Q: Magtarmkanalen är ständigt i rörelse. Fyll i luckorna i texten nedan som beskriver de muskellager som styr peristaltiken längs tarmröret. Skriv svaren på svarsarket och numrera dem 1–5.
Längs hela tarmröret (från matstrupe till anus) återfinns två externt belägna muskellager som styr peristaltiken, bortsett från ____(1)_____, som utgör ett tydligt undantag. Det inre muskellagret som löper längs med tarmröret har ____(2)_____orienterade fibrer, medan det yttre muskellagret har ____(3)_____orienterade fibrer. Muskellagrena består nästan uteslutande av fibertypen som kallas för ____(4)_____. För att reglera flödet mellan tarmrörets olika delar återfinns ett antal sfinktrar, som sfinktern mellan tunntarm och tjocktarm, som på latin kallas ____(5)_____. (2p)
A: 1. Magsäcken har tre muskellager
2. Det inre muskellagret utgörs av cirkulärt/tvärgående muskelfibrer.
3. Det yttre muskellagret utgörs av longitudinella/längsgående fibrer.
4. Muskellagrena består av glatt muskulatur med undantag för externa analsfinktern och esofagus första del som innehåller tvärstrimmiga muskelfibrer/skelettmuskulatur.
5. Sfinktern mellan tunntarm och tjocktarm heter valva ileocaecalis (v. ileocaecalis).

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst avseende innervationen av tarmröret?
A. Hela tunntarmen och tjocktarmen fram till och med colon sigmoideum innerveras parasympatiskt av n. vagus.
B. Aktivering av det sympatiska nervsystemet leder till ökad peristaltik och sekretion från körtlar.
C. Utan aktivitet i det autonoma nervsystemet upphör de peristaltiska rörelserna i matsmältningssystemet fullständigt.
D. Smärtsignaler från tarmröret sker via viscerala nervfibrer som följer de sympatiska nervtrådarna.
E. I huvud-halsregionen innerverar vagusnerven tuggmuskulaturen men inte tungmuskulaturen.
A: A: Vagus innervation av tarmarna tar slut strax innan den vänstra kolonflexuren.
B: Sympatiska nervsystemet har motsatt effekt, dvs minskad peristaltik och körtelsekretion.
C: Vid borttagning av vagusnerven (parasympatiska innervationen) kan peristaltiken upprätthållas genom aktivitet i det enteriska nervsystemet.
D: RÄTT. Den viscerala smärtan har en dov karaktär jämfört med den ”vanliga”, somatiska smärtan. De afferenta viscerala nervfibrerna aktiveras av utvidgning i tarmen orsakat av ett flödeshinder.
E: Vagusnerven innerverar ingen av de huvudsakliga, stora och pariga tuggmusklerna. Dessa innerveras av n. mandibularis, som är en avgrening från kranialnerven n. trigeminus. Vagusnerven innerverar en av de åtta tungmusklerna, m. palatopharyngeus.

Q: Beskriv MMC (”Migrating Motor Complex”). Vilken betydelse har den i matsmältningen? Hur regleras MMC? (4p)
A: Kan ses som en intern “housekeeper” som rensar tarmen mellan måltider.
När maten är absorberad upphör segmenteringsrörelser och ersätts av MMC som leder till propulsiva rörelser => icke-absorberade rester förs genom tunntarmen till tjocktarmen.
Mellan måltider består rörelserna av svaga, repetitiva peristaltiska vågor som rör sig relativt korta sträckor och sedan upphör.
Det tar 100-150 minuter att “migrera” från magsäcken distalt. Detta fortsätter tills nästa måltid.
Hormonet motilin, och i viss mån ghrelin, spelar en avgörande roll för reglering av MMC.

Q: a) Den energirika slutprodukten som bildas vid aerob glykolys kan tillföras citronsyracykeln på två olika sätt. Vilka är de två sätten? För respektive reaktion, ange substrat och produkter samt enzymnamn och koenzymer. Ange även översiktligt hur dessa metabola vägar regleras. (4p)
b) Vad är den gemensamma beteckningen för de reaktioner som ombesörjer att metaboliter av aminosyror kan tillföras citronsyracykeln? Beskriv hur kolskeletten från aminosyrorna Ala samt Glu tillföres citronsyracykeln. För respektive reaktion, ange substrat och produkter samt enzymnamn och koenzymer. (3p)
A: a) I glykolysen bildas pyruvat. Pyruvat transporteras från cytosolen till mitokondriematrix. Pyruvatdehydrogenaskomplexet (PDH, består av tre enzymer) omvandlar pyruvat till acetyl-CoA samt CO2. I denna oxidativa dekarboxylering omvandlas NAD+ till NADH + H+. För detta behövs fem koenzymer (tiamin pyrofosfat (TPP), liponsyra, CoA, FAD, NAD+).
[Se Ferrier, Fig. 9.2.]
PDH aktivitet nedregleras av högenergi markörerna ATP, acetyl CoA, NADH. Vid hög halt av pyruvat aktiveras PDH. Även förhöjd Ca2+ koncentration aktiverar PDH (vid kontraktion av skelettmuskulatur höjs Ca2+).
[Se Ferrier, Fig. 9.3.]
Alternativt kan pyruvat (3C) förlängas till OAA (4C). Enzymet pyruvatkarboxylas (i mitokondrien, koenzym är biotin, jämför glukoneogenes) katalyserar reaktionen: pyruvat + CO2 → OAA. ATP åtgår för denna reaktion. Pyruvatkarboxylas aktiveras allostert av acetyl-CoA. Detta är betydelsefullt för uppreglering av halten av OAA, i relation till halten av acetyl-CoA, och därmed balansen i citronsyracykeln. Sammanslagning av dessa ämnen bildar citrat.
b) Anaplerotiska reaktioner (anaplerotisk, grekiska för "fylla på"). Alternativt, glukogena reaktioner. Transaminering av alanin ger pyruvat, katalyseras av alanin-aminotransferas (ALT), [se Ferrier Fig. 19.7 samt 19.8.]
Koenzymet är pyridoxalfosfat (ett derivat av vitamin B6): Ala + α-ketoglutarat → pyruvat + glutamat [Transaminaser finns både i cytosol och i mitokondrier, i många cellslag.] Oxidativ deaminering av glutamat ger α-ketoglutarat samt ammoniak,
[se Ferrier Fig. 19.11].
Enzymet är glutamatdehydrogenas, främst i lever samt njure. Koenzymet är NAD+. [Vid den omvända reaktionen kan detta enzym använda NADPH]. Glu + NAD+ → α-ketoglutarat + NH3 + NADH

Q: a) Hur definieras en stamcell - vad är kravet för att en typ av cell skall kallas en stamcell?
b) Definiera kortfattat vad som menas med toti-, pluri- och multipotenta celler, och för var och en av dessa, ge ett exempel på var man bäst kan hitta dem under embryonal/fostertid eller i den vuxna kroppen. (4p)
A: a) En stamcell är en cell som kan skapa kopior av sig själv och ge upphov till en annan typ av cell (differentiera).
b) Totipotenta celler kan utvecklas till vilken celltyp som helst i ett embryo eller i placenta. Exempel: zygot och klyvningsembryots celler. Pluripotenta celler kan utvecklas till vilken celltyp som helst i ett embryo. Exempel: inre cellmassan i blastocysten ("embryonala stamceller"). Multipotenta celler kan utvecklas till många celltyper. Exempel: benmärgsceller, neuronala stamceller.

Q: De celler som är aktuella i benmärgstransplantationer kallas hematopoetiska stamceller, eftersom de ger upphov till olika typer av blodceller. Men vilken del av embryot (groddblad) som ger upphov till blodceller? (0,5p)
A: Mesoderm

Q: a) Redogör för mekanismer för de två vanligaste sätten att reparera dubbelsträngade skador i DNA.
b) Vilken av dessa två sätt att reparera dubbelsträngade skador sämre? Motivera ditt svar vetenskapligt. (4p)
A: a) Dubbelsträngade brott i DNA-kedjan repareras via två olika mekanismer: ickehomolog rekombination och homolog rekombination. Vid icke-homolog rekombination ligeras fria ändar av DNA-molekyler. Vid homolog rekombination används en homolog kopia av den drabbade DNA-strängen och kromosomsträngen kan repareras med hjälp av homolog rekombination. Den homologa kopian av DNA-strängen kan vara en systerkromatid vid replikation, en homolog kromosom eller även samma kromosom i fall DNA-brottet är i en del av kromosomen som är duplicerad på kromosomen.
b) I processen med icke-homolog rekombination förloras ofta nukleotider och därmed skapas en deletion i kromosomen. Därmed ger icke-homolog rekombination ofta ett sämre reparationsresultat.

Q: Namnge de viktigaste intracellulära molekylärgenetiska mekanismerna som cellen använder för att reglera genuttryck/aktivitet, med fyra specifika exempel. (2p)
A: Fyra av följande exempel. Även andra vetenskapligt motiverade sätt att reglera genaktivitet kan godkännas.
- Epigenetiska mekanismer.
- Reglering genom transkriptionsinitiering.
- RNA-processing.
- mRNA-transport.
- mRNA-nedbrytning
- Translation.
- Post-translationell kontroll

Q: De celler som är aktuella i benmärgstransplantationer kallas hematopoetiska stamceller, eftersom de ger upphov till olika typer av blodceller. Men vilken del av embryot (groddblad) som ger upphov till blodceller? (0.5p)
A: Mesoderm

Q: Stamcellstransplantationer görs mellan individer som matchar immunologiskt för att minimera risken för avstötning av de transplanterade celler. Resonera vetenskapligt huruvida det skulle spela någon roll om man transplanterar benmärgsceller som har annan kön än mottagarens celler. Presentera vetenskapliga argument (en hypotes) för både varför detta skulle kunna påverka transplantationsresultatet, och även varför det inte skulle behöva göra det. Observera att denna fråga handlar om vetenskapliga resonemang, och flera olika typer av vetenskapligt motiverade svar kan vara korrekta. (2p)
A: Flera olika typer av vetenskapligt motiverade svar kan godkännas. Manliga och kvinnliga celler har olika kromosomuppsättningar - kvinnliga celler har två XXkromosomer, och manliga celler en uppsättning med XY-kromosomer. Detta skulle kunna påverka transplantationsresultatet. X-kromosomer har ett stort antal gener och Y-kromosomer ett relativt litet antal gener, därmed skulle det kunna påverka transplantationsresultat. Å andra sidan är det mesta av genmaterialet i somatiska kromosomer, och därmed möjligt att könskromosomuppsättningen inte ger stort utslag i en vuxen kropp.
Möjligen kan det även bli olika resultat beroende vilken typ av transplantationer man gör (celltyp eller organ).

Q: a) Vilka är de huvudsakliga substraten som RNR metaboliserar och vad blir dess produkter?
b) Hur regleras RNR allostert? (4p)
A: a) RNR katalyserar reduktionen av samtliga ribonukleotider på difosfatnivå och bildar därmed motsvarande deoxyribonukleotider:
ADP → dADP
CDP → dCDP
GDP → dGDP
UDP → dUDP
b) RNR har två allostera ytor. Vid den ena stimulerar ATP generell aktivitet medan dATP hämmar RNR. Vid den andra allostera ytan regleras substratspecificitet, med dNTPs som allostera effektorer.

Q: Från en av HMP-shuntens produkter bildas en aktiverad form av kolhydrat som används som utgångspunkt för de novo syntes av nukleotider, liksom för återanvändning av purinbaser. Ange namn och rita molekylens struktur. (2p)
A: Den aktiverade kolhydrat som efterfrågas är 1-fosforibosyl-5-pyrofosfat (på engelska förkortad PRPP), vilken utgör 5-fosforibosylskelettet vid de novo syntes av nukleotider, liksom vid återanvändning av purinskelett via hypoxantin-guanin fosforibosyltransferas (HGPRT). Struktur (från Wikidata):

Q: Differentieringen av stamceller styrs till en del av reglerade mönster av histonmetylering, vilket kräver metylgrupper från enkolpoolen och kofaktorn Sadenosylmetionin (SAM). Detta är endast ett exempel, på liknande sätt fungerar SAM som kofaktor för hundratals olika reaktioner i kroppen.
a) Hur syntetiseras SAM via enzymet S-adenosylmetionin syntas (ange substrat och produkt; strukturer krävs ej)?
b) Hur används SAM generellt för donation av metylgrupper (ange substrat och produkt i en generell reaktion; strukturer krävs ej)?
c) Hur kan B12-brist ge symptom som liknar de vid folsyrebrist? (3.5p)
A: a) SAM syntetiseras från metionin och ATP: Met + ATP → SAM
b) SAM donerar en metylgrupp under bildning av S-adenosylhomocystein (SAH): SAM + metylacceptor → SAH + metylerad produkt
c) Homocystein (som fås från hydrolys av SAH) återgenereras till metionin via metylering, där metylgruppen doneras från N5-metyl-tetrahydrofolat. Detta steg är B12-beroende och det enda metabola steget i kroppen som kan återgenerera N5- metyl-tetrahydrofolat. Vid en B12-brist uppkommer därmed en funktionell folsyrebrist genom att all folsyra ansamlas i form av N5-metyl-tetrahydrofolat som därmed ej kan användas i andra reaktioner (den s.k. folatfällan).

Q: Under utsöndringsprocessen används intracellulärt vesikulär transport. Vid vesikulär transport används olika typer av vesikelfoder (vesikelfodring). Ge två exempel på vesikelfoder, och ange för var och en av dem exempel på sammanhang där de används. (2p)
A: Minst två av följande:
COPI: används i retrograd transport. Till exempel för återtransport av proteiner från Golgiapparaten till ER.
COPII: används i anterograd transport. Till exempel för transport av proteiner från ER till Golgiapparaten.
Klatrin: används i flera olika transportproceser. Till exempel för proteintransport från Golgiapparaten till endosomer och sekretoriska vesiklar. Flera olika exempel medges.

Q: Beskriv tunntarmens översiktliga anatomi. För full poäng ska svaret inkludera namn på tunntarmens olika delar, arteriella försörjning, venösa dränage, principiella innervation samt hur tunntarmens olika delar förhåller sig till bukhinnan. De olika strukturerna ska namnges på latin. (3p)
A: De olika delarna av tunntarmen som förväntas anges är duodenum, jejunum och ileum. Större delen av duodenum ligger bakom bukhinnan, retroperitonealt. Jejunum och ileum är intraperitoneala, beklädda med ett lager visceralt peritoneum, och kallas för den fria tunntarmen eftersom dessa delar är mer rörliga i bukhålan jämfört med t.ex. duodenum. Den fria tunntarmen är upphängt genom ett tarmkäx, mesenterium.
Den arteriella försöjningen sker i huvudsak genom a. mesenterica superior, som löper ut från truncus coeliacus på aortas framsida, omslutet av tarmkäxet. Tunntarmen dräneras genom v. mesenterica superior, som löper samman med v. splenica/v.lienalis för att bilda v. portae hepatis.
Den principiella innervationen sker autonomt genom sympatiska nerver med ursprung från thorakolumbala ryggmärgen, samt parasympatiskt genom den pariga nerven n. vagus, med sitt ursprung från hjärnstammen. Utöver detta finns viscerala afferenter som löper tillsammans med de sympatiska nervtrådarna, samt det enteriska nervsystemet som är beläget i tarmväggen.

Q: Tunntarmens huvudsakliga uppgift är att absorbera näringsämnen, mineraler och vitaminer från tarminnehållet som sedan når blodet. Namnge tre strukturer/ytstrukturer som i tunntarmsväggen, i tunntarmsslemhinnan och på dess ingående celler bidrar till att öka absorptionsytan. (1.5p)
A: • Plica circulares.
• Villi.
• Mikrovilli.

Q: Beskriv rörelsemönstret i de olika delarna av magtarmkanalen. Beskriv för respektive del:
(I) hur motoriken ser ut i olika delar av magtarmkanalen
(II) hur motoriken regleras. (4p)
A: I större delen av magtarmkanalen styrs magtarmkanalens rörelser utan påverkan av viljan. Det sker genom:
Glatt muskel spontanaktivitet i Cajalceller (=specialiserade muskelceller), som initierar elektrisk aktivitet, sprids till omkringliggande glatta muskelcellersyncytium. Enteriska nervsystemet - pl myentericus (motorik), som samordnar kontraktioner. Autonoma nervsystemet (ANS) via parasympatikus & sympatikus som ökar respektive minskar motilitet. Munhålan – tuggning, viljestyrd.
Esophagus – sväljning, sväljreflexen initieras av stimulering av mekanokänsliga receptorer i bakre svalgväggen. En peristaltisk våg genom esophagus trycker födan ned i magsäcken för att transportera födan från intagningsplats till nedbrytningsplats. Ej viljestyrd motorik, regleras av sväljreflexen.
Magsäcken – proximalt; kontinuerligt tonus med receptiv relaxation för lagringsfunktion för födan. Regleras bl a av sväljreflexen, tonusgraden är beroende av fyllnadsgraden. Distalt; växelvisa kontraktioner och relaxationer som uppkommer via pacemakerceller i magsäcken. Regleras via vagovagal signalering och av hormoner genom fyllnadsgrad och nedbrytningsprodukter av fett och protein. Motoriken syftar till att blanda upp födan med magsaft → startar nedbrytning av proteiner.
Tunntarm – Digestiv fas i samband med måltid, efter måltid. Växelvisa kontraktioner och relaxationer av tarmen → blandning, segmentering (icke propulsiv peristaltik), transport (propulsiv peristaltik). Blandning syftar till att blanda föda med enzym etc. Segmentering ökar kontaktytan mellan föda och tarmslemhinna. Interdigestiv fas i avsaknad av föda i tarmen ex nattetid. Hormonellt reglerat, fyllnadsgradsreglerat (sträckning av tarm → depolarisering av cell → närmare tröskelvärde för kontraktion → mer motorik).
Colon – Långsammare motorik, fyllnadsberoende, syftar till transport och lagring av tarminnehåll. Upptag av vatten.
Rectum – fyllnadsberoende, utfyllnad → reflexmässig relaxation av inre sfinktern → reflexmässig kontraktion av yttre sfinktern → viljestyrd motorik då yttre sfinktern relaxeras i och med tarmtömning.

Q: Redogör med hjälp av figur(er) och kompletterande text, för den fullständiga nedbrytningen av stärkelse till absorberbara monosackarider i matsmältningskanalen, och för den vidare transporten in och ut från enterocyterna till dess att monosackariderna återfinns i blodbanan; det aktuella venösa huvudkärlet skall namnges. OBS! Svaret skall på ett tydligt sätt delas upp enligt delfrågorna (a-c) nedan.
a) Beskriv stärkelses struktur med hjälp av strukturformler och kompletterande text. (2p)
b) Redogör för var och hur stärkelse digereras i matsmältningskanalen med angivande av anatomisk lokalisation, substrat, produkter och enzymnamn. (3p)
c) Redogör för absorptionen av de bildade monosackariderna (in i enterocyterna från tarmlumen och vidare ut ur enterocyterna till blodbanan) med hjälp av figur(er) och kompletterande text som beskriver absorptionsprinciper, namnger transportproteiner och beskriver funktionen av accessoriska transportproteiner, samt namnger det venösa huvudkärlet. (3p)
A: a) Stärkelse består av två homoglykankomponenter, amylos och amylopektin, uppbyggda av repetitiva D-glukosenheter i pyranosform och sammanfogade med α-(1→4)-glykosidbindningar samt α-(1→6)-glykosidbindningar (förekommer enbart i amylopektin) vid ungefär var 20-30 glukosenhet.
b) I munhålan utsöndras salivamylas som påbörjar nedbrytningen av de två stärkelsekomponenter genom att hydrolysera α-(1→4)-bindningarna utom de som ligger längst ut i de två olika stärkelsekomponenterna och närmast greningsställena i amylopektin; processen fortsätter en kort tid i magsäcken intill att samtliga salivamylasmolekyler denaturerats. I tunntarmen fortsätter sedan processen med hjälp av pankreasamylas som fullföljer nedbrytningen till oligosackariderna (maltos, maltotrios, och α-limit dextriner). De glykosidbindningar som kvarstår i dessa oligosackarider kommer genom hydrolys klyvas av de i tunntarmsväggen lokaliserade enzymerna maltas som klyver de kvarvarande α-(1à4)-bindningarna samt isomaltas som klyver α-(1→6)-bindningarna i α-limit dextrinerna.
c) Från tarmlumen absorberas glukopyranos genom sekundär aktiv transport, mot en koncentrationsgradient, med hjälp av symport med natriumjoner och proteinet SGLT1. Den sekundära aktiva transporten drivs av ett i basalmembranet lokaliserad antiport (Na+/K+-ATPas), som transporterar Na-joner ut från enterocyten och Kjoner in i enterocyten; Na+/K+-ATPas skapar en koncentrationsgradient av Na-joner från tarmlumen, via enterocyten, till det interstitiella rummet (matrix) – en koncentrationsgradient som driver SGLT1 och möjliggör absorptionen av glukos mot en koncentrationsgradient. I basalmembranet finns också uniporten GLUT2 som ombesörjer uttransporten av bland annat glukos över basalmembranet för vidare transport till blodbanan och v. portae.

Q: Lipider transporteras från magtarmkanalen till det systemiska kretsloppet delvis på ett annat transportsätt än kolhydrater. Vad heter det cirka 40 centimeter långa kärl som löper anteriort om bröstryggens kotkroppar, och som transporterar lipider till det systemiska blodkretsloppet? Vad är det för typ av kärl? Ange namnet på latin. (1p)
A: Det ca 38-45 cm långa kärlet heter ductus thoracicus och är ett lymfkärl som transporterar lipidfyllda kylomikroner till det systemiska kretsloppet. Kärlet tömmer sig i vinkeln mellan v. subclavia och v. jugularis interna.

Q: För att ta upp aminosyror, dels från magtarminnehållet till enterocyterna, och även från blodets plasma till målcellen, använder celler aminosyratransportörer.
a) Namnge och beskriv kortfattat tre olika sorters transportprinciper (tips: det handlar om någon typ av ”port”).
b) Vidare, namnge en specifik transportör i cellen. (Flera olika specifika transportörer godkänns). (3p)
A: a) Uniport, symport och antiport. Uniport underlättar transport av ett löst ämne över ett membran i koncentrationsgradientens riktning. Symport tar in minst två lösta ämnen varav minst en vandrar i koncentrationsgradientens riktning vilket därigenom driver transporten. Antiport tar minst två lösta ämnen över membranet i olika riktningar. Minst en av dessa lösta ämnen som transporteras över membranet går med sin koncentrationsgradient.
b) Ett exempel på symport är Na-glukostransportören i tarmen som transporterar glukos och natrium in i epitelcellen. [Koncentrationsgradienten av natrium driver intransporten av glukos (mot glukos egen koncentrationsgradient)].

Q: Även större molekyler såsom proteiner eller polypeptider (till exempel insulin) transporteras ut ur celler, till exempel genom vesikeltransport. Redogör för skillnaden mellan konstitutiv och reglerad sekretion. (1.5p)
A: Konstitutiv sekretion sker kontinuerligt. Vid reglerad sekretion ansamlas och anrikas specifika proteiner i sekretoriska vesiklar som sedan utsöndras vid en given specifik signal.

Q: Beskriv nedbrytning av hemoglobinmolekylens olika komponenter. Särskilt för dess prostetiska grupp hem, till de ämnen som utsöndras i avföring och urin.
a) Redogör för de olika delstegen i nedbrytningen av hem, var delstegen sker, och hur intermediärerna transporteras mellan de olika ställen där nedbrytningen sker. En av metaboliterna i sekvensen kan komma att ansamlas i blodet. Namnge denna metabolit, och ge exempel på ett sjukdomstillstånd när detta sker. (5p)
b) Vid nedbrytningen av röda blodkroppen frigöres den metalljon som ingår i hem. Vilken är jonen, och hur lagras den i cellen? Beskriv hur denna metalljon därefter transporteras i blodet, för återanvändning till exempel vid bildandet av nya röda blodkroppar? (1p)
A: a) Se [Biochemistry, Ferrier, 7:e upplagan figur 21.9 och 21.10.]
b) Fe2+ lagras bunden till ferritin i alla cellslag, så även i cellen som bryter ned utsorterade röda blodkroppar [makrofager, typiskt i mjälten]. Fe2+ transporteras i blodets plasma, bundet till transferrin.

Q: Med hjälp av bildsidan som innehåller bilderna A-D ska du namnge de olika epitel som illustreras i respektive bild. (2p)
A: A: Enkelt cylindriskt epitel (med mikrovilli; gallblåsa).
B: Enkelt kubiskt epitel (utförsgång i pankreas).
C: Flerskiktat oförhornat skivepitel (esophagus).
D: Övergångsepitel (urinblåsa).

Q: Vilka är de viktigaste fördelarna för en organism med apoptos jämfört med nekros? (2p)
A: • Apoptos är en kontrollerad process.
• Apoptos skapar inga skadliga sidoprocesser (ingen inflammation).

Q: a) Vad är överlevnadsfaktorer, i cellbiologisk betydelse?
b) Vad är deras funktion i människokroppen?
c) Om du skulle ändra en cell så att den blir oberoende av överlevnadsfaktorer, vad i cellen skulle du då ändra? Motivera varför förändringen gör cellen oberoende av överlevnadsfaktorer. (3p)
A: a) Överlevnadsfaktorer är signalmolekyler som vissa celler utsöndrar och andra mottager.
b) De flesta celler i människokroppen kräver signalering från andra celler för att undvika apoptos. Mottager en cell inga överlevnadsfaktorer, genomgår cellen apoptos.
c) Till exempel ändra receptor för en överlevnadsfaktor så att den skickar signal vidare in i cellen även när den inte binder ligand.

Q: Ändringar i DNA kan påverka cellens funktion på olika sätt.
a) Förklara vad som menas med en "tyst mutation" Beskriv kortfattat två olika exempel på var en tyst mutation kan uppstå, dels inom delar av genomet som hör till en gen, dels inom de delar som inte gör det.
b) Hur sannolikt är det att en tyst mutation inducerar eller bidrar till apoptotiska processer? Motivera ditt svar vetenskapligt.
A: a) Tysta mutationer ger ingen förändring av fenotyp hos individen. Till exempel mutationer som inte förändrar funktion av proteinet som den muterade genen kodar för, eftersom den genetiska koden är redundant. Tysta mutationer kan även uppstå i en del av genomet som inte är viktig för cellens funktion.
b) Eftersom tysta mutationer inte påverkar fenotypen och därmed inte nödvändigtvis genfunktionen, är det osannolikt att en sådan mutation inducerar eller bidrar till apoptotiska processer.

Q: DNA-skador eller förändringar är inte alltid av ondo. I vissa situationer är de tvärtom gynnsamma, eller till och med absolut nödvändiga. Icke desto mindre måste även denna typ av förändring/skador repareras. Ge ett exempel på sådan typ av DNA-skada/förändring, samt beskriv hur skadan/förändringer i den valda situationen repareras. (3p)
A: Flera möjliga scenarier finns:
1. Under Meiosen måste dubbelstrandsbrott bildas och repareras, i samband med överkorsningar. Detta för rätt fördelning av kromosomerna under meios I. Dessa dubbelstrandsbrott lagas med homolog rekombination.
2. Dubbelstrandsbrott som lagas via homolog rekombination, mellan homologa sekvenser på olika kromosomer, kan leda till translokationer. Dessa kan vara gynnsamma likväl som skadliga.
3. Under immunsystemets utveckling utnyttjas bildandet av dubbelstrandsbrott som lagas med icke homolog änd-ligering, för att åstadkomma variation.
4. Andra väl genomtänkta alternativ kan också godkännas.

Q: a) Ge en ungefärlig tidpunkt när blastocysten bildas.
b) Nämn två stamcellstyper som finns i blastocysten.
c) Ange vad de två stamcellstyperna från delfråga b) ger upphov till under andra veckan efter befruktningen. (3p)
A: a) Blastocysten skapas under den första veckan efter befruktningen. [Ungefär dag 5].
b) Inre cellmassa [embryoblast] och trofoblaster.
c) Inre cellmassa ger epiblaster och hypoblaster. Trofoblaster ger cytotrofoblaster och syncytiotrofoblaster (alternativt moderkaka och fosterhinnor).

Q: Ett klassiskt exempel på apoptos är "simhud" som kan finnas mellan fingrar eller tår. Ofta har denna försvunnit helt under fostertiden, även om det föds barn som har simhuden kvar.
a) Hur definieras den embryonala perioden och fosterperioden?
b) Hur lång är den embryonala perioden (i veckor)?
c) Varför kan man se olika långa tider som definition för den embryonala perioden? (3p)
A: a) Under den embryonala perioden bildas viktiga strukturer och organ. Under fosterperioden växer och vidareutvecklas dessa.
b) Den embryonala perioden avslutas vid vecka 8 till 9 (godkänns veckor 8-10, beror på om man räknar embryonaltid eller graviditetstid).
c) Tiden som angives som embryonal period varierar - beroende på hur man räknar. Om det är embryonaltid, räknar man befruktning som dag 1. Om det är graviditetstid, är det första dagen av sista mens. Gränsen är aldrig tydlig utan det finns en transitionsperiod. Dessutom kan detta variera individuellt.

Q: Vilka vävnader/organ ger mesoderm upphov till? Ge två exempel. (1p)
A: Mesoderm ger upphov till bland annat skelett, brosk, muskler, blod.

Q: Kaspaser använder cystein i den katalytiska mekanismen, och klyver andra proteiner vid peptidbindningar som följer aminosyran aspartat.
a) Vilken kemisk grupp är typisk för sidokedjan i aminosyran cystein, och vilka särskilda egenskaper har denna sidokedja?
b) Aminosyrasekvensen utgör primärstrukturen för ett protein. Viken typ av bindning sammanbinder aminosyrorna i ett protein? Namnge denna bindning! Visa med en enkel skiss som visar enkel- och dubbelbindningar samt ingående atomer.
c) Vad avses med ett proteins sekundärstruktur? Ange den typ av kemisk bindning, som är mest väsentlig för proteiners sekundärstruktur. (3p)
A: a) Sidokedjan hos cystein innehåller svavel (S) och har strukturen –CH2-SH. Svavlet fungerar som en syra som kan avge sin proton och bildar då strukturen – CH2-S-, där denna thiolatform lätt åter kan ta upp en proton, oxideras med syre, eller bilda en disulfidbrygga med en annan cystein (-CH2-S-S-CH2-). Disulfidbryggor är vanliga särskilt i extracellulära proteiner och bidrar till att bygga upp deras tertiärstruktur. Svavelatomen i cystein kan också ingå som en nukleofil aminosyra i enzymatisk katalys, som t.ex. katalyserat av kaspaser.
b) Den kovalenta bindning som sammanbinder aminosyraresterna i ett proteins primärstruktur kallas peptidbindning. Peptidbindningen bildas då karboxylgruppen i en aminosyra binds ihop med aminogruppen i nästa aminosyra under avgivande av vatten, vilket därmed ger följande generella struktur, där ”R1" och "R2” utgör aminosyrornas sidokedjor. Den partiella dubbelbindningskaraktären (trans) motverkar fri rotation.
c) Den övergripande struktur som aminosyrorna i ett avsnitt av ett protein bildar. Exempel är α-helix, "ß-pleated sheet". Vätebindningar är viktiga för sekundärstrukturen.

Q: I samband med åderförkalkning skadas artärernas kärlväggar, och celler dör. Detta är kopplat till ansamling av lipider i kärlväggen och bildning av så kallade “skumceller”. En del av denna lipidansamling utgöres av kolesterol.
a) Kolesterol kan transporteras från vävnader till levern för utsöndring. Hur går detta till, vad menas med uttrycket “det goda kolesterolet”? I detta sammanhang, vilken reaktion katalyseras av enzymet lecithin:cholesterol acyltransferas (även kallat phosphatidylcholine:cholesterol acyltransferas? Var finns detta enzym, och hur kan det aktiveras?
b) Oxidering av omättade fettsyror i olika lipider bidrar till ansamlingen i den åderförkalkade kärlväggen. Omättade fettsyror kan oxideras av ROS. Vad är ROS? Namnge ett enzym som kan omvandla (eliminera) ROS. (3p)
A: a) Nybildade ”nascent” HDL som innehåller mycket fosfolipider kan ta upp kolesterol från perifera vävnader. Härvid esterifieras kolesterol med en fettsyra från kol 2 på fosfatidylkolin, en hydrofob kolesterylester bildas, katalyserat av LCAT (även kallat PCAT). Denna hydrofoba molekyl ansamlas i den därmed tillväxande HDL lipoproteinpartikeln. LCAT är ett enzym i blodplasma, som binder till ”nascent” HDL, och aktiveras av apo A-I.
[Se vidare Ferrier kap 18, avsnitt D3, samt Fig 18.23.]
b) ROS betyder “reactive oxygen species”, reaktiva syrgas metaboliter. En sådan är väteperoxid (H2O2) som omvandlas av katalas och peroxidaser.

Q: Redogör med hjälp av figur(er) och kompletterande text, för adrenalins fullständiga signaltransduktion i skelettmuskulatur till och med beskrivning av den reaktion som katalyseras av det huvudreglerade enzymet i glykogenolysen. Redogör också för hur glykogenolysen kan regleras av olika allostera faktorer samt diskutera betydelsen av de olika regulatoriska principerna i skelettmuskulatur. OBS Svaret skall på ett tydligt sätt delas upp enligt delfrågorna (a-d) nedan.
a) Beskriv i detalj adrenalins signaltransduktion i skelettmuskulatur (från beskrivning av receptorproteinets struktur, via beskrivning av vad som händer i samtliga delsteg, till och med beskrivning hur det huvudreglerade enzymet i glykogenolysen aktiveras). (4p)
b) Redogör med hjälp av samtliga substrat (inklusive eventuella hjälpmolekyler) och produkter samt enzymnamn för den huvudreglerade reaktionen i glykogenolysen. (1p)
c) Beskriv hur glykogenolysen kan regleras av två valfria allostera faktorer i skelettmuskulatur (OBS specificera vilket enzym som regleras i signaltransduktionsprocessen).(2p)
d) Diskutera och analysera betydelsen av att en metabol process som glykogenolysen i skelettmuskulatur kan regleras både hormonellt, via många olika steg, och även allostert på olika sätt i olika situationer. (1p)
A: a) [Se Biochemistry, Ferrier, 7:e upplagan figurerna 8.7, 8.8, 11.9.]
Svaret skall innehålla en tydlig bild av en 7TM-receptor.
Eftersom adrenalin i skelettmuskulatur aktiverar glykogenolysen via β-receptorer sker signaltransduktionen via följande delsteg och molekylära förändringar: trimert Gprotein med GDP associerar till 7TM-receptorn, utbyte av GDP mot GTP på Gα- subenhet, dissociation av Gα-GTP, Gα-GTP aktiverar genom proteininteraktion membranbundet adenylatcyklas (AC), AC katalyserar reaktionen ATP→ cAMP + PPi, cAMP (”second messenger”) binder till de två regulatoriska subenheterna i det tetramera inaktiva enzymet PKA, de två katalytiska subenheterna lossnar och är nu aktiva (PKA-C). PKA-C med hjälp av ATP [ADP-bildas] fosforylerar och aktiverar de tetramera enzymet glyogenfosforylaskinas (GFK), den fosforylerade och aktiva formen (GFK-P) fosforylerar med hjälp av ATP [ADP bildas] och aktiverar det huvudreglerade enzymet glykogenfosforylas (GF).
b) [Se Biochemistry, Ferrier, 7:e upplagan figur 11.7]:
Glykogen + Pi → glykogen(n-1glukosenhet) + glukos-1P
(enzymnamn: glykogenfosforylas).
c)
[Se Biochemistry, Ferrier, 7:e upplagan figurerna 11.9, 11.12 och 11.13.]
d) Signaltransduktion i många steg medför ”amplifiering” (förstärkning) och många möjligheter till reglering; alloster reglering: finjustering av aktiviteten i relation till cellens behov och situation, hormonell reglering som svar på kroppens metabola situation och behov.

Q: a) Namnge tre viktiga baskomponenter i ECM som specifikt degraderas av proteaser.
b) För var och en av dessa tre baskomponenter, ange deras viktigaste funktion i ECM.
c) Förklara varför ECM behöver degraderas. (4p)
A: a) Till exempel kollagen, elastin, proteoglykaner, fibronektin och laminin (endast proteiner godkänds som svar).
b) Kollagen - ger struktur och stadga; Elastin - fjädrings- och töjnings-kapacitet; proteoglykaner har hydrofila molekyler som binder vatten; Fibronektin - sammanbinder olika molekyler i ECM; Laminin - skapar laminära stödstrukturer för cellen, på vilka ECM kan byggas.
c) ECM behöver degraderas till exempel när celler vill vandra eller flytta på sig, eller när vävnaden omstruktureras, som till exempel under utveckling eller sårläkning.

Q: Olika typer av hämning av ett enzyms aktivitet kan påverka dess kinetiska parametrar på olika sätt.
a) Beskriv skillnaden mellan reversibel och irreversibel hämning av ett enzym, respektive skillnaden mellan kompetitiv och nonkompetitiv hämning.
b) Beskriv vad det innebär att ett enzym följer Michaelis-Menten kinetik, med hjälp av en enkel skiss. Förklara betydelsen av de kinetiska begreppen Km och Vmax.
c) beskriv hur Km och Vmax förändras vid två typer av reversibel hämning, kompetitiv respektive nonkompetitiv. (4p)
A: a) Reversibel hämning av ett enzym föreligger endast då hämmaren finns i lösning kring enzymet och graden av hämning är direkt relaterad till hämmarens koncentration. Bindningen av hämmaren till enzymet ej är kovalent. Irreversibel hämning innebär att hämmaren för alltid förändrar ett enzym, oftast genom kovalent förändring. Graden av irreversibel hämning beror på koncentrationen av hämmaren, och till den tid som ett enzym exponeras för den irreversibla hämmaren i lösningen. Kompetitiv hämning innebär att en hämmare tävlar med ett enzyms substrat om bindning till den aktiva ytan, medan nonkompetitiv hämning ses då hämmare och substrat binder till olika bindningsplatser på ett enzym.
b) Michaeli-Menten kinetik är den vanligaste enzymkinetiken, där hastigheten i omvandling av substrat följer en hyperbol kurva beroende av substratkoncentration och närmar sig asymptotiskt maximal hastighet i katalysen (=Vmax) vid högre substratkoncentrationer. Km motsvarar den substratkoncentration som ger en hastighet av halva Vmax.
c) Vid kompetitiv hämning höjs Km för substratet vid närvaro av hämmare medan Vmax inte förändras. Vid nonkompetitiv hämning är det tvärtom – närvaro av hämmare sänker då Vmax men förändrar inte Km för enzymets substrat.

Q: Två exempel på läkemedel som hämmar särskilda enzymer i intermediärmetabolismen, och som används vid olika former av sjukdomar, är Allopurinol och Metotrexat. Ange för vardera hämmaren vilket enzym som hämmas, och den normala reaktion som enzymet katalyserar, med angivelse av substrat, produkt(er) och eventuella kofaktorer.
Som ledtråd ges de förkortningar för dessa enzymers namn, som användes i "human genome project" (HUGO).
a) Allopurinol hämmar XDH, används vid behandling av gikt.
b) Metotrexat hämmar DHFR, som används vid leukemibehandling eller för immunsuppression.
A: a) Allopurinol är en analog till hypoxantin, hämmar enzymet xantinoxidas.
Normala reaktioner som xantinoxidas katalyserar : Hypoxantin + O2 + H2O → xantin + väteperoxid Xantin + O2 + H2O → urat + väteperoxid
b) DHFR = dihydrofolatreduktas. Normal reaktion som DHFR katalyserar är: 7,8-dihydrofolat + NADPH + H+ → 5,6,7,8-tetrahydrofolat + NADP+

Q: Organismen kan upprätthålla blodsockernivån bland annat genom nysyntes av glukos (glukoneogenes). Två möjliga substrat för nysyntes av glukos är laktat och alanin.
a) Redogör för de enzymatiska steg som skiljer glukonegeones från omvänd glykolys (substrat, produkt, samt enzym och eventuellt koenzym). I vilka organ kan glukoneogenes ske? (3p)
b) När (i vilket sammanhang) sker glukoneogenes från laktat? Vad kallas denna process? (1p)
c) Beskriv reaktionen i vilken den glukogena aminosyran alanin omvandlas till substrat för glukoneogenes. Ange enzymnamn, substrat, och produkter. (1p)
d) När (i vilket sammanhang) ökar glukoneogenes från aminosyror? Varifrån kommer dessa aminosyror? Hur regleras glukogenes från aminosyror av glukagon och insulin? (1p)
A: a) Glykolysens irreversibla reaktioner ersättes i glukonegenesen:
• Pyruvat → OAA → PEP. Pyruvatkarboxylas (koenzym är biotin) i mitokondrien omvandlar pyruvat + CO2 → OAA + ATP åtgår för denna reaktion. OAA reduceras till malat som kan passera mitkondrie-membranerna till cytosolen. Här oxideras malat åter till OAA. PEP-karboxykinas katalyserar dekarboxylering av OAA i cytosolen: OAA + GTP →. PEP + GDP + CO2 Dessa reaktioner motsvarar pyruvatkinas steget i glykolysen.
• Fruktos-1,6-bisfosfat + H2O → fruktos-6-fosfat + Pi. Katalyseras av glukos-6- fosfatas. Denna reaktion motsvarar fosfofruktokinas-1 steget i glykolysen.
• Glukos-6-P → glukos + Pi. Katalyseras av glukos 6-fosfatas. Denna reaktion motsvarar glukokinas/hexokinas steget i glykolysen. Glukoneogenes kan ske i levern, njuren, samt i tarmen. Vid svält ökar glukogenesen särskilt i njuren.
b) Laktat frisättes kontinuerligt till blodet från celler som saknar mitokondrier, och alltid går på anaerob glykolys, typiskt röda blodkroppar. Laktat frisättes även från hårt arbetande skelettmuskelceller, vid partiellt anaerob metabolism. Laktat tas upp av levern, oxideras till pyruvat, som är substrat för glukoneogenes. Kallas Cori´s cykel.
c) Transaminering av alanin ger pyruvat, katalyseras av alanin aminotransferas:. Ala + α-ketoglutarat → pyruvat + glutamat
[Transaminaser finns både i cytosol och i mitokondrier, i många cellslag.]
d) Vid svält, då proteiner främst i muskulaturen bryts ned. Låga nivåer av insulin favoriserar mobilisering av aminosyror från muskelprotein. Insulin leder till minskad expression av PEP-karboxykinas, medan glukagon ökar expressionen av PEP-karboxykinas.
[Flera effekter av glukagon:
• sänker nivån av fruktos-2,6-bisfosfat, viket aktiverar fruktos-1,6-bisfosfatas (och hämmar fosfofruktokinas-1).
• via cAMP, ger fosforylering av pyruvatkinas, som därmed blir inaktivt. Då favoriseras omvandling av PEP i glukoneogenes.]

Q: Nukleotider är byggstenar i DNA och RNA. Ribonukleotidreduktas (RNR) är ett järninnehållande enzym i nukleotidmetabolismen, som har flera särskilda karakteristika.
a) Ange substrat och produkter för RNR. Vad är betydelsen av ett fungerande RNR för cellens tillväxt?
b) Namnge de hjälpenzymer som reaktiverar ribonukleotidreduktas efter en katalytisk cykel, och beskriv den kofaktor som behövs för dessa hjälpenzymers funktion.
c) Med tanke på substrat och produkter för RNR, teoretisera om hur RNR enzymets aktivitet kan regleras allostert.
d) Namnge det "cellgift" som hämmar RNR, och som kan användas vid "kemoterapi" för cancersjukdomar.
A: a) Substrat är ADP, GDP, UDP och CDP, med produkter dADP, dGDP, dUDP och dCDP. RNR behövs alltså för biosyntes av DNA byggstenarna, och därmed för DNA replikation och celldelning.
b) Ribos i de fyra olika substraten reduceras till deoxyribos m.h.a. en radikalmekanism, där en stabil tyrosylradikal utnyttjas. Denna skapas bl.a. med hjälp av det järn som RNR innehåller. Vid denna reaktion bildas en disulfidbrygga i enzymet, vilken därefter måste reduceras till en dithiol. Detta sker tillsammans med thioredoxin systemet (Trx och Trx-reduktas) eller glutathionsystemet (GSH, glutaredoxin och glutathionreduktas), vilka i sin tur behöver NADPH.
c) RNR har en komplex alloster reglering, via två separata allostera ytor. Den ena ytan reglerar aktivitet, bindning av ATP stimulerar medan bindning av dATP hämmar RNR. Den andra allostera mekanismen binder dNTPs och syftar till balanserad produktion av de fyra deoxyribonukleotiderna.
d) Hydroxyurea. [Förstör den fria radikal som ingår i RNR reaktionsmekanism.]

Q: a) Redogör för ureacykelns summaformel (substrat, produkter). Vilka kväveinnehållande substrat tillförs ureacykeln?
b) Vilket är det huvudreglerade hastighetsbestämmande steget i ureacykeln (substrat, produkt, enzym)? Beskriv regleringen av detta enzym.
c) I vilka celler sker ureacykeln, och var är den lokaliserad subcellulärt? Hur transporteras bildad urea från cellerna där denna molekyl produceras, ut ur kroppen?
d) Rita strukturen för urea.
A: a) Ureacykeln omvandlar kväve från aminosyror till urea (urinämne). Detta är en energikävande process, för varje bildad ureamolekyl åtgår 3 ATP. De kväveinnehållande substraten är ammoniak och aspartat: Aspartat + NH3 + CO2 + 3ATP + H2O → urea + fumarat + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi
b) NH3 + CO2 + 2ATP → karbamoylfosfat. Enzym är Karbamoylfosfat syntetas I, som kräver N-acetyl-glutamat som positiv alloster regulator. N-acetyl-glutamat bildas i levern från Gln och acetyl-CoA, denna reaktion uppregleras av aminosyran arginin. En proteinrik måltid ger alltså både kvävekälla (olika aminosyror som ger upphov till glutamat) samt uppreglerande arginin.
c) Leverns hepatocyter, reaktioner både i mitokondriematrix (inkl NH3 + CO2 + 2ATP → karbamoylfosfat) och i cytosolen. Urea bildas i cytosolen. Urea diffunderar från hepatocyten till blodet. Tas upp av njuren för utsöndring i urin.
d)

Q: En proteinrik måltid ger tillskott av samtliga aminosyror. Beskriv de reaktioner som överför kväve från aminosyrorna, till de två kväveinnehållande substraten för ureacykeln. Vilka enzymer behövs, och i vilka celltyper sker dessa metabola omvandlingar? (3p)
A: Transaminering ger glutamat.
[se Ferrier Fig 19.7]
Transaminaser finns i alla celltyper. Oxidativ deaminering av glutamat ger ammoniak.
[se Ferrier Fig 19.11].
Enzymet är glutamatdehydrogenas, främst i lever samt njure.
[Se även Ferrier Fig 19.15]

Q: a) Beskriv citronsyracykeln i ord och/eller bild. Redogör särskilt för de reaktioner i vilka coenzymer reduceras, och vilka dessa coenzymer är.
b) Redogör även för vilka av reaktionerna i citronsyracykeln (vilka enzymer) som är allostert reglerade. Namge de allostert reglerande ämnena, samt ange om de ger aktivering eller hämning.
c) Var i cellen sker citronsyracykeln? (5p)
A: a) Fyra reaktioner ger reducerade coenzymer:
1. isocitrat + NAD+ → α-ketoglutarat + CO2 + NADH + H+ (enzymnamn: isocitratdehydrogenas).
2. α-ketoglutarat + CoA + NAD+ → succinylCoA + CO2 + NADH + H+ (enzymnamn: α-ketoglutaratdehydrogenas-komplexet).
3. succinat + FAD → fumarat + FADH2 (enzymnamn: succinatdehydrogenas/complex II i ”ETC”).
4. malat + NAD+ → oxalacetat + NADH + H+ (enzymnamn: mitokondriellt malatdehydrogenas).
b) De reglerade enzymerna är: Isocitratdehydrogenas, aktiveras av ADP, Ca2+, hämmas av NADH, ATP α-ketoglutaratdehydrogenas-komplexet, aktiveras av Ca2+, hämmas av NADH, succinyl-CoA
[Se Ferrier, Fig 9.8]
c) Citronsyracykeln sker i mitokondriematrix.

Q: a) Beskriv kortfattat den väg i cellen som proteiner följer vid sekretion, från syntesen av proteinet till det extracellulära rummet.
b) Redogör för skillnaden mellan konstitutiv och reglerad sekretion.(3p)
A: a) Syntesen av proteinerna sker på ribosomer förankrade vid ER (granulärt ER). Från ER transporteras de med vesiklar till cis-Golgi, sedan genom Golgi-stacken till trans-Golginätverket där de sorteras in i sekretoriska vesiklar, som sedan fuserar med plasmamembranet.
b) Konstitutiv sekretion sker kontinuerligt. Vid reglerad sekretion ansamlas och anrikas specifika proteiner i sekretoriska vesiklar som sedan utsöndras vid en given specifik signal.

Q: Ett exempel på användning av en sockermolekyl som en signalmolekyl, är vid transport av lysosomala enzymer till lysosomen. Beskriv hur de enzymer som verkar i lysosomen dirigeras dit, med hjälp av sockermolekylen. (2p)
A: Enzymer som skall verka i lysosomen märks in med mannos-6-fosfat i cis-Golgi. [Inmärkningen katalyseras av N-acetyl-D-glukosaminfosfotransferas (GlcNAc fosfotransferas)]. Fosfotransferaset känner igen en mycket speciell yta på det lysosomala enzymet och märker därigenom bara enzymer som skall verka i lysosomen. Mannos-6-fosfatmärkningen känns sedan igen av mannos-6- fosfatreceptorn i trans-Golgi. Mannos-6-fosfat-receptorn medierar därefter vesikulär transport m.h.a. klatrin till en lysosom eller en mognande sen endosom.

Q: Beskriv hur sekretionen av magsaft regleras under de olika faserna av en måltid. Ange två komponenter som utsöndras i magsaften, och som är viktiga för digestion av protein. (5p)
A: Som funktionella faser av sekretionen räknas:
- Cephal Fas - tankar, synintryck, lukt, ljud. Medieras via N. Vagus. (30 %)
- Gastrisk Fas – aktivering av föda och distension. Medieras via vago-vagal signalering och gastrinproduktion (60 %)
- Intestinal Fas - mestadels inhibitorisk, påverkas av innehållet i duodenum. Medieras via duodenala hormoner. (10 %). Reaktion i duodenum på mängden HCl i maginnehållet, vid tömning från ventrikeln. Även reaktion i duodenum vid olika typer av föda när ventrikelns innehåll töms till duodenum (kolhydrater, protein respektive fett).
Dessutom lokal feedback i magslemhinnan: Vätejoner stimulerar somatostatin frisättande celler som ligger nära gastrinproducerande celler, vilket leder till minskad frisättning av gastrin från G-celler och histamin från ECL-celler.
Två komponenter i magsaften är saltsyra och pepsinogen.

Q: Redogör med hjälp av figur(er) och kompletterande text för:
a) korta fettsyrors (till exempel C4s) fullständiga signaltransduktion i L-celler via FFA2-receptorer (se förtydligande och ledtråd nedan).
b) förklara innebörden av begreppet inkretin.
Förtydligande och ledtråd till delfråga (a):
Beskriv i detalj C4s (smörsyras) signaltransduktion i endokrina celler i tunntarmen. Från beskrivning av receptorproteinets struktur [FFA2], via beskrivning av vad som händer i samtliga delsteg, till och med beskrivning och aktivering av det generella slutenzymet i signaltransduktionskaskaden.
Ledtråd: C4s signaltransduktion via FFA2-receptorer går via samma principiells system som hormonerna gastrin och CCK samt när adrenalin verkar via α1-receptorer.
A: a) [Se Biochemistry, Ferrier, 7:e upplagan figurerna 8.6 och 17.8 .]
Svaret skall innehålla en tydlig bild (ev. förklaring av förkortningen) av en 7TMreceptor. Eftersom C4 i princip signalerar på samma sätt som när adrenalin binder till α1-receptorer sker signaltransduktionen via följande delsteg och molekylära förändringar: trimert G-protein med GDP associerar till 7TM-receptorn, utbyte av GDP mot GTP på Gα-subenhet, dissociation av Gα -GTP, Gα -GTP aktiverar genom proteininteraktion membranbundet fosfolipas C (PC), PC katalyserar reaktionen PIP2→ DAG + IP3, IP3 (”second messenger”) binder till kalciumkanaler på ER vilka leder till att dessa jonkanaler släpper ut kalciumjoner, kalciumjoner och DAG aktiverar PKC; [PKC – aktiveringen leder i förlängningen till att bl.a. GLP-1 frisätts från L-cellerna].
b) Hormoner (t.ex. GLP-1), som frisätts från endokrina celler i matsmältningskanalen, och som kan stimulera β-cellerna i pankreas att frisätta insulin kallas med ett gemensamt namn för inkretiner [Även korta fettsyror, via FFA2-receptorer, kan stimulera β-cellerna att frisätta insulin.]

Q: Replikation av DNA är en mycket central genetiska mekanism.
a) Beskriv kortfattat vad replikation handlar om, var den sker och ange de viktigaste deltagande komponenterna samt deras funktioner.
b) Varför är det viktigt att replikationen går rätt till och att relativt få mutationer uppstår under replikationen?
c) Kommer avkomman till individen som fått en mutation ärva mutationen?
d) Skapa en vetenskapligt motiverad hypotes varför ett lågt antal mutationer uppstår och blir bestående under replikationen. Varför är inte replikationen helt perfekt?(4.5p)
A: a) Replikation av DNA innebär att DNA-strängen kopieras. Replikationen sker framförallt i cellkärnan (mtDNA replikeras i mitokondrier). Viktiga komponenter inkluderar helikas som öppnar upp dubbelhelixen, enkelsträngsbindande proteiner som stabiliserar enkelsträngat DNA och ser till att det inte basparar med sig självt, primas som sätter en primer för replikationen att starta från och polymeras som kopierar DNA:t.
b) Replikation är mycket noggrann eftersom alla fel som uppstår kommer att fortplantas i dotterceller, och permanentas i individen. [Replikationen har även en proofreading-funktion.]
c) Mutationen nedärvs till avkomman endast om den sker i könslinjen (könscellerna).
d) Perfektion är energimässigt kostsamt för cellen. Olika mekanismer har utvecklats för att upprätthålla en tillräckligt bra kvalité, men inte mer än så. Dessutom kan det vara bra att en viss mängd av bestående ändringar uppstår under replikationen, som en evolutionär mekanism.

Q: Det finns en fas i embryots utveckling då antalet celler ökar men själva embryot inte växer storleksmässigt.
a) Vad kallas den här fasen?
b) Hur är det möjligt att antalet celler ökar utan att själva embryot växer?
c) När börjar embryot växa storleksmässigt?
A: a) Klyvningsembryot.
b) De första stadierna kallas ”klyvningsembryot” eftersom ingen ökning av den totala cellmassan sker – däremot sker det celldelning vilket innebär att cellerna blir mindre. DNA:at replikeras för varje cykel, men övrig cellinnehåll behöver inte skapas, utan den delas mellan dottercellerna, med resultat att dottercellerna blir hälften så stora som modercellen. [Cellerna är inte transkriptionellt aktiva under denna tid].
c) Embryot börja växa när embryot har kläckts ur sitt skal. Även ungefärlig tidpunkt godkänns som svar.

Q: a) Hur kan man gå till väga för att studera om en missbildning orsakas av genetiska faktorer, om den orsakas av miljöfaktorer, eller bådadera? Det är känt att ryggmärgsbråck är vanligare i vissa populationer än andra.
b) Ge en vetenskapligt motiverad hypotes för möjliga orsaker till att frekvensen av ryggmärgsbråck hos nyfödda barn varierar mellan olika populationer. Flera olika typer av hypoteser är tänkbara. Notera att man får poäng endast för vetenskapligt motiverade svar. (4p)
A: a) För att studera den möjliga genetiska komponenten kan man studera släktträd, för att se om missbildningen är ärftlig. Man kan även göra genetiska studier med DNA av drabbade individer, eller med olika typer av modellsystem, t. ex. mus. När det gäller miljöfaktorer, kan man göra populationsstudier (epidemiologiska studier) där man studerar miljöfaktorer som t. ex. kosten eller smittsamma sjukdomar.
b) När det gäller den relativt höga uppkomsten av ryggmärgsbråck hos nyfödda barn i vissa populationer, kan detta vara resultat av flera faktorer. Delvis kan det finnas en genetisk komponent. Det är känt att ryggmärgsbråck kan delvis förebyggas genom intag av folsyra, vilket nu rekommenderas för kvinnor i fertil ålder. Det är möjligt att den vanliga kosten i populationer där frekvensen av ryggmärgsbråck är högre innehåller lägre nivåer av folsyra än den svenska kosten. Det kan även finnas samhällsfaktorer, till exempel lagstiftning, kulturella skillnader, och möjligheter till fosterdiagnostik och abort.

Q: a) Ange den principiella uppbyggnaden av andningskedjan och förklara schematiskt hur energirika reducerade koenzymer ger upphov till ATP.
b) Vilket steg i andningskedjan hämmas av kolmonoxid och cyanid? (3.5p)
A: a)
[Se figur 6.8 i Biochemistry, Ferrier (6:e upplagan) för uppbyggnad och organisation, i det inre mitokondriella membranet.]
Energin som utvinns från de reducerade koenzymerna driver en serie redoxreaktioner. När elektroner passerar via komplexen I, III resp. IV genereras en protongradient över det inre mitokondriemembranet
[se figur 6.13 Ferrier; 6:e upplagan]. När protongradienten utjämnas, via ATP-syntaset (komplex V), användes energin slutligen för omvandling av ADP till ATP (oxidativa fosforyleringen).
b) Cytokrom c oxidas (komplex IV, cyto a+a3) blockeras av kolmonoxid eller cyanidjon
[se figur 6.10 Ferrier; 6:e upplagan].
Därmed kan ej syrgas reduceras till vatten (sista steget i andningskedjan).

Q: a) Vad heter de pariga nerver som svarar för den parasympatiska innervationen av de tre stora, pariga spottkörtlarna? Ange det latinska namnet på dessa spottkörtlar, samt ange vilken nerv som innerverar respektive spottkörtel.
b) På vilket sätt påverkar de ovan nämnda nerverna spottkörtlarnas funktion? (2p)
A: a) Glandula parotidea/parotis innerveras av n. glossopharyngeus (IX). Gl. submandibularis och gl. sublingualis innerveras båda av n. facialis (VII)
b) Aktivering av nervgrenarna från de parasympatiska kranialnerverna leder till ökad salivsekretion.

Hur kan du med mikroskopets hjälp skilja på slemhinnan i ileum och colon hos människa? Ange fyra olika parametrar som är specifika för eller dominerar i respektive tarmavsnitt. (2 p)

Q: Fett lagras i kroppen i vit eller brun fettväv.
a) Rita en vit fettcell och en brun fettcell och klargör respektive karakteristika för dessa celler. Varför har brun fettväv en brun färg vid makroskopisk examination?
b) Vilken huvudfunktion har brun fettväv, och vad gör det så kallade "uncoupling protein" i detta sammanhang? (2.5p)
A: a) I den vita fettcellen ligger lipiderna unilokulärt, det vill säga på ett ställe. I den bruna fettcellen ligger lipiderna på flera ställen, d.v.s. multilokulärt. Den bruna fettcellen karakteriseras av ett extremt högt innehåll av mitokondrier. Brun fettväv är brun på grund av riklig vaskularisering (många blodkärl) och förekomst av heminnehållande enzymer i mitokondrierna. Brun fettväv har som huvudfunktion att producera värme.
(till vänster: vit adipocyt, till höger: brun adipocyt)
b) Jämför facit till fråga 12 ovan. "Uncoupling protein" möjliggör läckage av protoner åter till mitokondriematrix, utan syntes av ATP. Härvid utvecklas värme.

Q: Redogör med med hjälp av figurer och kompletterande text, för den fullständiga nedbrytningen av triacylglyceroler (TAG) till absorberbara mindre molekylära komponenter i matsmältningskanalen, och för den vidare transporten in i enterocyterna, den fortsatta processningen i dessa celler, samt uttransporten från dessa celler till dess att TAG återfinns i blodbanan i förpackad form; de aktuella kärlen skall namnges. OBS! Svaret skall på ett tydligt sätt delas upp enligt delfrågorna (a-g) nedan. (10p)
a) Beskriv struktur för triacylglyceroler (TAG) med hjälp av strukturformler och kompletterande text. Beskriv den kovalenta bindning som sammanfogar TAGmolekylens huvudkomponenter. Vilket ämne avgår/åtgår då denna bindning bildas/brytes upp? (1p)
b) Redogör för var och hur TAG digereras i matsmältningskanalen med angivande av anatomisk lokalisation, substrat, produkter och enzymnamn samt olika hjälpmolekylers funktion; (2p)
c) ett specifikt intestinalt hormon utövar många olika effekter av central betydelse i sammanhanget. Namnge hormonet samt ange tre specifika effekter. (2p)
d) Redogör för absorptionen av de bildade digestionsprodukterna (in i enterocyterna från tarmlumen) med hjälp av figur(er) och kompletterande text som beskriver absorptionsprinciperna. (2p)
e) Redogör för den metabolism av de absorberade TAG digestionsprodukterna som sker i enterocyten. Hur (i vilken molekyl och i vilket aggregat) exporteras slutligen det upptagna fettet från enterocyterna? (3p)
A: a) Triacylglyceroler består av tre fettsyror (karboxylsyror), som via esterbindningar binder till vardera tre hydroxylgrupper på glycerol (propan-1,2,3- triol); esterbindningen skall tydligt illustreras eller det skall anges att vatten avgått och bindningen sker mellan den f.d. karboxylgruppen resp. hydroxylgruppen.
b) I munhålan utsöndras tung-lipas ("lingualt" lipas), som påbörjar nedbrytningen av TAG, men denna nedbrytning saknar näringsmässig betydelse, men har ev. betydelse för att uppleva att något smakar fett.
I magsäcken utsöndrar huvudcellerna ett gastriskt lipas, som genom hydrolys, står för ca. 20% av TAG-nedbrytningen; p.g.a. det sura pH värdet i magsäcken kommer de fria fettsyrorna och de andra hydrofoba produkterna (DAG och MAG) fortsatt att vara associerade till varandra genom hydrofob interaktion i stora hydrofoba aggregat.
I tunntarmen fortsätter sedan nedbrytningen av TAG/DAG med hjälp av pankreaslipas till fria fettsyror och 2-MAG. För att detta skall kunna ske måste CCK från I-celler stimulera pankreas att frisätta pankreas-lipas och pro-colipas, relaxera papilla duodeni major (papilla Vateri), samt kontrahera gallblåsan och därmed utsöndra fosfatidylkolin och konjugerade gallsalter; gallsalterna kommer att fungera som emulgeringsmedel och leda till att hydrofoba aggregat av mindre storlek (miceller) bildas. Dessa miceller har gjorts ”vattenlösliga” genom att de förpackats med ett skikt av fosfolipider o gallsalter. [Pro-colipas processas till sin verksamma form colipas med hjälp av trypsin]; colipas hjälper till med att förankra pankreas-lipas till micellen och öppnar upp det aktiva centrat i lipaset för det hydrofoba innehållet i micellen. [Kolesterylesteras som också utsöndras från pankreas kan bryta ned ca. 30% av 2-MAG till fri glycerol och fettsyror.]
c) CCK från I-celler stimulera pankreas att frisätta pankreas-lipas och procolipas, relaxera papilla Vateri, samt kontrahera gallblåsan.
d) Från tarmlumen absorberas de hydrofoba lipiderna (2-MAG och fettsyror) genom fri diffusion med en koncentrationsgradient (från hög till låg koncentration) genom det hydrofoba cellmembranet. Dessutom absorberas bl.a. långa fettsyror genom faciliterad diffusion m.h.a. "fatty acid transport proteins" (FATP t.ex. FATP-4) med en koncentrationsgradient (från hög till låg koncentration).
e) Långa fettsyror aktiveras i enterocyterna m.h.a. enzymet [fett-/"fatty"-] acylCoAsyntetas: fettsyra (FA) + CoA + ATP → acylCoA + AMP + PPi. [Korta fettsyror går rakt igenom enterocyterna till v. portae.]
Med hjälp av olika acyltransferaser adderas succesivt två acyl-grupper till: 2-MAG → DAG → TAG; en molekyl CoA bildas som produkt för varje acylgrupp som adderas. Många TAG och andra lipider som CE och fettlösliga vitaminer aggregerar genom hydrofob interaktion och "förpackas" m.h.a. fosfatidylkolin och addition av apolipoprotein B48 i en s.k. lipoproteinpartikel [pre- ] kylomikron; [pre p.g.a. att denna lipoproteinpartikel först i blodbanan erhåller de två andra essentiella apolipoproteinerna CII och E från HDL]).

Q: Redogör med hjälp av figurer och kompletterande text, för hur det insulinberoende glukosupptaget fungerar i fettväv. OBS insulins signaltransduktion skall ej beskrivas! (2p)
A: Det insulinberoende glukosupptaget i fettväv, liksom i skelettmuskulatur, ombesörjs av GLUT4-transportörer, som huvudsakligen finns i en intracellulär vesikelpool. Dessa vesikler kommer genom insulins signaltransduktion rekryteras till cellmembranet och "fusera" (sammansmälta) med detta; GLUT4 transportproteinerna kommer då att inkorporeras i plasmamembranet (cellmembranet) och leda till en insulinstimulerad ökning av glukosupptaget. [Rekrytering av GLUT4 till cellmembranet kan också ske på ett insulinoberoende sätt, genom fysisk aktivitet.]

Q: Med utgångspunkt från glukos redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter för bildning av en fosforylerad triol som innehåller ett kiralt kol och som används för nysyntes av TAG (den aktuella fosforylerade triolen används också för biosyntesen av fosfolipider). Ange enzymnamn och eventuella coenzymer/cosubstrat för de reaktionssteg som involverar nukleotider eller katalyseras av enzymer som tillhör klassen oxidoreduktaser. (4p)
A: Glukos + ATP → glukos-6-fosfat + ADP (enzymnamn: hexokinas), glukos-6-fosfat → fruktos-6-fosfat, fruktos-6-fosfat + ATP → fruktos-1,6-bisfosfat + ADP (enzymnamn: fosfofruktokinas I), fruktos-1,6-bisfosfat → glyceraldehyd-3-fosfat + dihydroxyacetonfosfat (DHAP), DHAP + NADH + H+ → glycerol-3-fosfat + NAD+ (enzymnamn: glycerofosfatdehydrogenas / glycerol-3-fosfatdehydrogenas).

Q: a) Förklara begreppet "teratogen".
b) För höga koncentrationer av vitamin A kan påverka Hox-genernas funktion. Hur kan detta påverka embryots utveckling? (3p)
A: a) Ett teratogen är ett ämne som ger upphov till fosterskador, [till exempel alkohol, neurosedyn eller A-vitamin i höga doser].
b) Höga nivåer av A-vitamin kan påverka uttryck av Hox-gener och därmed ge upphov till missbildningar. Hox-gener påverkar segmentering av kroppen (kroppens organisation längs den rostrala-kaudala axeln).

Q: Det finns ett antal viktiga cellstrukturer som löper genom membranets lipidlager, med delar som finns i cytosolen och delar som finns utanför cellmembranet. Bland dessa finns strukturer som behövs för celladhesion. Förklara hur cellens cytoskelett förankras i komponenter av ECM som omgiver cellen. Namnge de viktigaste komponenterna som finns på insidan av cellen, integrerat i cellmembranet, och utanför cellen. Rita gärna en bild med förklaringar av de olika komponenterna. (3p)
A: "Anchoring junctions" länkar ECM till aktin eller intermediära filament. Kadheriner och integriner (transmembranproteiner) fungerar som adaptermolekyler mellan ECM och cytoskelettet.

Q: a) Beskriv strukturen för en valfri fosfolipid med hjälp av strukturformel och kompletterande text.
b) Beskriv även ett fosfolipidmembran (gärna schematisk bild) och ange hur membranets egenskaper påverkas av dess innehåll av:
I) mättade respektive omättade fettsyror
II) kolesterol
A: a) Fosfolipider innehåller två fettsyror (karboxylsyror), som via esterbindningar binder till två hydroxylgrupper på glycerol (propan-1,2,3-triol). Den tredje hydroxylgruppen är esterifierad till en fosfatgrupp (fosforsyra). Denna fosfatgrupp binder ytterligare en alkoholgrupp (-OH) via en andra esterbindning (så kallas fosfodiester). Denna alkohol kan vara t ex kolin, etanolamin, eller aminosyran serin (sidokedjan), [se Ferrier Fig 17.1.]
b) Fosfolipider bildar "phopholipid bilayer"
[se exempelvis Ferrier Fig 17.1, 17.8.]
Ökad andel omättade fettsyror i membranets fosfolipider ökar dess rörlighet (fluiditet). Ökad andel kolesterolmolekyler mellan membranets fosfolipider minskar dess rörlighet, membranet bli stelare.

Q: Diabetes typ 2 föregås vanligen av en period av insulinresistens.
a) Beskriv innebörden av begreppet insulinresistens och förklara hur en individ kan vara insulinresistent utan att ha symptom av diabetes typ 2.
b) Redogör med bilder och kompletterande text för insulins normala signaltransduktion (från receptorproteinets struktur till och med effekt på mTORC1; samtliga steg skall beskrivas och vad som sker i de olika stegen).(5p)
A: a) [Se figur 25.8, Ferrier (Biochemistry 7e uppl.)}.
Insulinresistens innebär något fel/förändring i insulins signaltransduktionsväg som leder till ett försämrat svar på insulin. Detta kan kompenseras för upp till en viss nivå genom en ökad insöndring av insulin från beta-cellerna i pankreas. Då beta-cellerna "tröttnar" och inte kan kompensera med ökad insulinsekretion/- bildning leder detta till diabetes typ 2.
b)
[Se figur 23.7, Ferrier (Biochemistry 7e uppl.) och kompletterande bild i föreläsningen signaltransduktion på kursen DFM1].
Insulin binder till en redan dimeriserad tyrosinkinasreceptor bestående av två subenheter, vilka vardera består av en extracellulär alfa-domän samt en beta-domän som spänner över cellmembranet, och fortsätter intracellulärt. Inbindningen av insulin leder till en korsvis autofosforylering och fosforylering av IRS till IRS-P. Tyr-fosforylerat IRS känns igen av enzymer med en s.k. SH-domän, bl.a. PI-3K som med hjälp av ATP fosforylerar PIP2 till PIP3. Fosfatgruppen i 3-positionen känns igen av kinaserna PDPK1 samt Akt (PKB); PDPK1 fosforylerar Akt till Akt-P som därmed blir aktivt. Akt-P fosforylerar TSC-komplexet (på annat ställe än AMPK - se nedan) och hämmar dess GTPas aktivitet vilket gynnar aktiveringen av mTORC1.

Q: a) Redogör med hjälp av en summaformel för den nettomässiga bildningen av glukos med utgångspunkt från pyruvat; samtliga substrat och produkter inklusive eventuella nukleotider och coenzym/cosubstrat skall ingå i reaktionsformeln (OBS hela glukoneogenesen skall ej beskrivas).
b) Redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter samt enzymnamn för den avslutande glukoneogenetiska reaktionen som bland annat sker i levern och njuren men ej i skelettmuskulatur.(3p)
A: a) 2pyruvat + 4ATP + 2GTP +2NADH + 2H+ [+6H2O] → glukos+ 4ADP +2GDP + 6Pi + 2NAD+
b) Glukos-6-fosfat + H2O → glukos + Pi (enzymnamn: glukos-6-fosfatas).

Q: Redogör för bildningen av en monofosforylerad trios i glukoneogenesen. Utgå från den trevärda alkohol som bildas vid fullständig lipolys i fettväven. Samtliga substrat och produkter samt enzymnamn och eventuellt coenzym/cosubstrat skall anges i de olika reaktionsstegen. (2p)
A: glycerol + ATP → glycerol-3-fosfat + ADP (enzymnamn: glycerolkinas);
glycerol-3-fosfat + NAD+ → DHAP + NADH + H+ (enzymnamn: cytosolärt GFDH).

Q: a) Redogör med bild och kompletterande text för andningskedjans uppbyggnad.
b) Med utgångspunkt från andningskedjans uppbyggnad förklara hur den fungerar och hur den kopplar vidare till bildningen av energirik nukleotid.
c) Med utgångspunkt från svaren i delfrågorna a och b, förklara hur metformins påverkan på ett av de makromolekylära komplexen i andningskedjan kan leda till aktivering av AMPK. (6p)
A: a)
[Se figur 6.8 Ferrier (Biochemistry 7e uppl.)]
b)
[Se figur 6.13 Ferrier (Biochemistry 7e uppl.)]
c) Om komplex 1 i andningskedjan hämmas (se den inledande tematexten) leder detta till minskad ATP-bildning och i förlängningen till en ökad mängd ADP och AMP; båda nukleotiderna aktiverar AMPK. som har en direkt hämmande effekt på mTORC1 samt aktiverar GTPas aktiviteten genom att fosforylera TSC på annat ställe än Akt.

Q: Redogör för vad minskad adenylatcyklasaktivitet, och därmed minskande cAMP-nivåer, leder till i vita fettceller (adipocyter). Svaret skall innefatta den övergripande effekten på lipidmetabolismen, samt inverkan på komponenter i lipidmetabolismen, till exempel enzymer. (2p)
A: En minskad aktivitet av adenylatcyklas i vit fettväv leder till minskad cAMP-nivå i fettcellerna, vilket motverkar lipolys. Utan cAMP aktiveras inte cAMP-beroende proteinkinas A (PKA), och därmed fosforyleras varken perilipin på fettdroppen eller hormonkänsligt lipas (HSL). Detta minskar lipolysen väsentligt.

Q: a) Redogör med bild och kompletterande text för det enterohepatiska kretsloppet hos människa (hur det fungerar, varför det behövs, samt för de molekylära förändringar som sker i tarmen och levern avseende strukturen hos gallsyror och gallsalter).
b) Namnge den mest polära och därmed mest amfifila gallsaltet.
c) Beskriv med bild och kompletterande text vilken funktion gallsalter har i den intestinala hanteringen av lipider. (3.5p)
A: a) Funktionen av det enterohepatiska kretsloppet handlar om att gallsalter/gallsyror måste återanvändas många gånger vid en fettrik måltid för att hjälpa till med emulgeringen av de dietära lipider – den totala poolen av gallsyror och gallsalter uppgår till 3-5 g medan dygnsbehovet är ca 15-30 g; de konjugerade gallsalterna bildas i levern, lagras i gallblåsan, återabsorberas i tunntarmen, transporteras bundna till albumin i portavenen och återupptas i levern för resyntes och/eller modifiering. [Kolesterol utgör förstadiet till gallsalterna och de modifieringar som sker är att sidokedjan på D-ringen kortas, karboxyleras, och konjugeras med glycin eller taurin. B-ringen hydroxyleras på kol 7 och i den mest amfifila gallsaltet adderas ytterligare en hydroxylgrupp på C-ringen.] Olika bakterier i tarmen bidrar till dekonjugering (borttagande av Gly/Tau) och/eller borttag av hydroxylgruppen på kol 7 och därmed bildningen av sekundära gallsalter; de primära dekonjugerade gallsalterna kan rekonjugeras i levern till primära gallsalter, medan de sekundära gallsalterna kan rekonjugeras till konjugerade sekundära gallsalter. I levern kan gallsyror/gallsalter sulfateras varvid de inte längre kan återabsorberas. Istället elimineras de då via faeces (ca 0,5-1 g/dygn).
[Se figur 18.8-18.11, Ferrier (Biochemistry 7e uppl.)]
b) Glycocholsyra.
c) Gallsalter är emulgeringsmedel (amfifila ämnen med en hydrofob och en hydrofil sida), som hjälper till med att bryta den hydrofoba interaktionen mellan lipider och därmed finfördela lipiderna i mindre fettdroppar (micellbildning). Därmed blir de tillgängliga för olika lipaser och esteraser.

Q: Hur är leverns celler (hepatocyterna) organiserade? Rita en figur som klargör utseendet och strukturen för en klassisk leverlobulus. Markera olika kärl/gångar (artär, ven och gallgång). I vilka riktningar flödar galla respektive blod? Vilken geometrisk form har en portalobulus? (3.5p)
A: Levern (hepar) består av parenkym (hepatocyter), bindvävsstroma, sinusoider (kanaler mellan strängar av hepatocyter) och perisinusoidala rum (Disses spalt/spatium; mellan endotelceller och hepatocyter). Strukturellt sett är levern uppbyggd av ett stort antal identiska enheter kallade lobuli eller acini. I mitten av klassisk leverlobulus (hexagon; se nedan) ses en centralven från vilken anastomoserande hepatocyter radierar, och i vilken sinusoiderna tömmer sig.
Klassisk lobulus: Den region vars blodutflöde dräneras av samma centralven. Har portazoner som hörn samt en centralven i sin mitt. I vinkeln på varje hexagon ses portaområden (portazoner/portal canal) med gallgångar, blodkärl och lymfkärl. Inflöde av blod sker via a. hepatica propria och v. portae hepatis, vars grenar återfinns i portazoner. Utflöde av blod sker genom v. hepatica, via centralvener. Gallgångarna har kubiskt epitel och är därför lätta att skilja från blodkärlen. Portatriad = grenar från a. hepatica propria + v. portae hepatis + gallgång.
Blodet i levern strömmar i motsatt riktning jämfört med lymfa och galla. Det blod som tillförs från a. hepatica propria och v. portae tömmer sig i sinusoiderna mellan raderna av leverceller för att sedan föras bort via centralvener. Arteriellt och venöst blod blandas således. Galla från leverceller transporteras i gallcanaliculi till gallgången i portazonen, och även lymfan passerar ut ur levern via denna region.
En portalobulus har formen av en triangel. Representerar den region där gallan dräneras till samma portazon. Har centralvener som hörn samt en portazon i mitten.

Q: Förklara hur hämning av tymidylatsyntas och topoisomeras II påverkar cellers (även cancercellers) proliferation. Beskriv även vad som menas med att doxorubicin interkalerar med DNA. (2p)
A: 5-fluorouracil hämmar tymidylatsyntas, och därmed omvandlingen av dUMP till dTMP, stör alltså biosyntesen av en av deoxyribonukleotiderna. Doxorubicin interkalerar med DNA, detta betyder att en doxorubicin molekyl lägger sig emellan två plana baspar i DNA helixen, vilket stör dess struktur. Detta påverkar i sin tur hur topoisomeras II kan relaxera "supercoils" i DNA. Topoisomeraset kan nu bryta DNA kedjan, men inte återsluta densamma, härmed hämmas replikationen. Bristen på dTMP samt störd replikation hämmar celltillväxt, även för cancerceller.

Q: Aminosyror används i olika steg i intermediärmetabolismen som donatorer av små fragment. Ge exempel på en reaktion vardera, i vilka:
a) glutamin donerar en kväveinnehållande grupp
b) serin används som donator av en metylengrupp För dessa reaktioner, ange samtliga substrat, produkter och enzymnamn (3p)
A: a) Flera metabola steg där glutamin donerar en kväveinnehållande grupp har diskuterats under kursen, bl.a. följande: glutamin + H2O → glutamat + ammoniumjon (enzym: glutaminas) PRPP + glutamin + H2O → 5-fosforibosyl-1-amin + glutamat + PPi (enzym: glutamin: PRPP amidotransferas) xantinmonofosfat + glutamin + ATP → GMP + glutamat + AMP + PPi (enzym: GMP syntetas) UTP + glutamin + ATP → CTP + glutamat + AMP + PPi (enzym: CTP syntetas)
b) Serin används i följande viktiga reaktion som donator av en metylengrupp: Serin + THF → N5,N10-metylen-THF + glycin + H2O (enzym: serin hydroxymetyltransferas)

Q: Proteinaggregering kan bero på interna faktorer såsom proteinets egen sekvens och struktur, men även på externa faktorer. Förklara hur externa faktorer kan få vilket protein som helst att aggregera, även om proteinet bibehåller sin naturliga aminosyresekvens och är helt felfritt. (3p)
A: Alla proteiner veckas i en tertiärstruktur som interagerar med sin omgivning. Proteiners yta är normalt sett mer polär i delar av proteinet som interagerar med vatteninnehållande vätskerum eller andra polära molekyler, medan ytan är mer opolär i delar av proteinet som interagerar med lipider eller hydrofoba regioner i andra proteiner eller moleykyler. Inre delar av veckade proteiner har normalt sett övervägande hydrofoba aminosyror. Tertiärstrukturen upprätthålls genom vätebindningar, hydrofoba interaktioner och van der Waalskrafter.
Om omgivningen kring ett protein förändras genom en förändrad salthalt, tillsats av nya lösningsmedel eller av andra molekyler, om temperaturen höjs, eller om det sker en mekanisk påverkan, så ändras proteinets tertiärstruktur. Om förändringen sker så att hydrofoba aminosyror till övervägande del exponeras på ytan, eller alfa-helixar övergår till beta-flak, så kan detta leda till att flera molekyler av samma protein binder till varandra, genom hydrofoba interaktioner. Därmed kan proteinet förlora den löslighet det har i sin naturliga miljö, och börja aggregera. Detta även om aminosyresekvensen inte har förändrats.

Q: En typ av proteinaggregat som ansamlas i hjärnan på ett onormalt sätt, och som skadar hjärnan och leder till störningar i minnesfunktioner, består av proteinet tau. Detta protein är viktigt för stabilisering av mikrotubuli i cellen. Beskriv kortfattat tre viktiga funktioner för mikrotubuli i cellen (cellulära mekanismer där mikrotubuli har en viktig roll). (3p)
A: Mikrotubulistrukturer utgör en viktig del av cellens transportmekanismer, till exempel för att organisera och transportera organeller och vesikler. Mikrotubuli används i kärnspolen (”mitotic spindle”) för att flytta på kromosomer. Mikrotubuli används i cilia och flagella för att skapa rytmiska rörelser.

Q: a) Beskriv strukturen och funktionen för ER (endoplasmatiska retiklet).
b) Det finns slätt och granulärt ER. Vad är orsaken till att granulärt ER har ett ”granulärt” utseende? Granulärt utseende hänvisar också till en viktig funktionell skillnad mellan slätt och granulärt ER. Förklara den funktionella skillnaden.
c) Vad avgör hur stor del av cellernas inre som utgörs av ER?
d) ER har förmåga att ändra (till exempel "förstärka") proteiner som skall utsöndras till den krävande miljön utanför cellen. Ange två allmänna mekanismer som gör detta. (4p)
A: a) Det endoplasmatiska retiklet (ER) är ett cellulärt organ som omsluts av ett enkelt membran. Detta membran är kontinuerligt med det yttre kärnmembranet. Huvudfunktionen för ER är translation, veckning och modifiering av proteiner.
b) Granulärt utseende bero på att ribosomer som generar ER-proteiner temporärt binder till utsidan av ER-membranet. Proteinsyntes sker i granulärt ER. Slätt ER har andra funktioner (t ex lipidsyntes), dock inte proteinsyntes.
c) Storleken eller omfattningen av ER kan vara mycket olika och anpassas efter behov. En cell som utsöndrar många olika proteiner i stora mängder behöver ett stort ER.
d) Proteiner som skall exporteras kan stabiliseras i ER genom att proteiner glykosyleras. Proteiner stabiliseras även genom disulfidbryggor mellan cysteiners sidokedjor.

Q: Nivåerna av transkriptionsfaktorn sterol regulatory element-binding protein 1c (SREBP1c) ökar vid ER-stress.
a) Namnge ett enzym som regleras av SREBP1c.
b) Ange reaktionen för det huvudreglerade steget i fettsyrasyntesen. Alla ingående substrat, produkter, eventuella coenzym/cofaktorer, nukleotider och enzym ska namnges.
c) Beskriv två principiellt olika sätt på vilket det huvudreglerade enzymet i reaktionen som efterfrågas i b regleras.
A: a) Acetyl-CoA karboxylas (ACC) eller fettsyrasyntas (FAS).
b) Acetyl-CoA + (HCO3) CO2 + ATP → Malonyl-CoA + ADP + Pi (Enzym: Acetyl-CoA karboxylas (ACC))
c) Reglering av ACC, exempel:
I) Genreglering: Ökande SREBP1c-nivåer ökar transkriptionen av ACC.
II) Kovalent reglering: AMPK fosforylerar och inaktiverar ACC (AMPK i sin tur regleras också kovalent).
III) Hormonell reglering: Insulinsignalering ökar SREBP1cnivåerna.
IV) Alloster reglering: ACC blir mer aktivt om citrat binder in (palmitinsyra har motsatt effekt).

Q: a) Vad är den normala funktionen för G6PD? Ange substrat och produkter i den normala reaktion som G6PD katalyserar. Diskutera förväntade effekter på metabolismen av glukos om detta enzym ej skulle fungera.
b) Vad är trypsin, och vad är dess normala fysiologiska funktion? (4p)
A: a) G6PD katalyserar det första steget i HMP-shunten: D-glukos 6-fosfat + NADP+ ⇌ 6-fosfo-D-glukono-1,5-lakton + NADPH + H+ Om denna reaktion inte sker kan man förvänta sig ett ökat flöde av glukos genom glykolysen. Minskat flöde i HMP-shunten ger brist på NADPH och olika derivat av ribos (t.ex. ribos-5- fosfat).
[I vissa områden i världen (Afrika, södra Europa och USA m.fl.) är ärftligt betingad brist på glukos-6-fosfatdehydrogenas en vanlig orsak till hemolytisk anemi, dvs. blodbrist orsakad av abnormt sönderfall av röda blodkroppar, eftersom erytrocyterna blir mer känsliga för oxidativ stress p.g.a. minskade nivåer av NADPH.]
b) Trypsin är ett serinproteas som klyver proteiner till mindre peptider genom spjälkning av peptidbindningen efter aminosyrorna arginin eller lysin. Proenzymet trypsinogen bildas i exokrina pancreas, aktiveras genom proteolys i tarmlumen (av enteropeptidas) till trypsin, som i sin tur klyver och aktiverar alla andra proenzymer som utsöndras i pancreas sekretet.

Q: Vilket ämne bildar kristaller vid gikt? Hur produceras detta ämne i intermediärmetabolismen genom en reaktion som också ger oxidativ stress? Huvudsakliga substrat, produkter samt enzym ska anges i reaktionen, men strukturformler och kofaktorer behövs ej. (1p)
A: Urat (urinsyra) är det ämne som bildar kristaller vid gikt. Urat är slutprodukten i katabolism av purinbaser. Urat produceras genom att enzymet xantinoxidas omvandlar xantin, vatten samt syre till urat samt väteperoxid:
Xantin + H2O + O2 → urat + H2O2

Q: Med hjälp av den bifogade bildsidan som illustrerar ileum ska du klargöra dina kunskaper kring matsmältningskanalens histologiska uppbyggnad. Namnge olika tarmvägglager, markerade med A-D. Notera att A representerar ett sublager (lamina). (2p)
A: A = Lamina propria (utgör tunica mucosa tillsammans med lamina epitelialis och lamina muscularis mucosae).
B = Tela submucosa.
C = Tunica muscularis externa (inre cirkulärt och yttre longitudinellt muskellager).
D = Tunica serosa/tunica adventitia (om tarmvägen är fäst till omgivande vävnad, t.ex. bukväggen eller retroperitoneala organ, kallas detta lager för tunica adventitia och innehåller enbart bindväv).

Q: Vilka strukturer löper inuti omentum minus och bildar den ”anatomiska portatriaden”? Vad kallas det ligament som omsluter strukturerna? Ange de latinska namnen. (2p)
A: Den egentliga leverartären – a. hepatica propria
Portådern – v. portae hepatis
Den gemensamma gallgången – ductus choledochus
Ligamentet som löper mellan levern och duodenum – ligamentum hepatoduodenale
Tillsammans med de övriga strukturerna löper även nerver, lymfkärl och lymfknutor.

Q: a) Beskriv defekationsprocessen, alltifrån det att den gastrocoliska reflexen leder till massperistaltik i colon och ger upphov till känslan av att tarmen behöver tömmas.
b) Ett annat exempel på en sk lång tarmreflex är ileo-gastrisk reflex.Vilken funktion har denna? (2p)
A: a) När föda når magsäcken initieras den gastrocoliska reflexen (en av de långa tarmreflexerna). Denna reflex ökar peristaltiken ifrån mitten av colon transversum ner mot rectum. Tarminnehållet ökar trycket i rectum, spänner ut väggen och leder reflexivt till minskad tonus i inre analsfinktern, samtidigt som defekationskänslan succesivt ökar. Det senare leder till en aktivering av den yttre analsfinktern som viljemässigt kan styra när tömning av tarmen skall ske. För varje massperistaltisk våg kommer succesivt trycket i rectum att öka, och tonus för respektive sfinkter att öka (yttre) respektive minska (inre).
b) Ileogastriska reflexen aktiveras när föda når ileum och har till uppgift att temporärt minska kontraktionerna i ventrikeln för att att tarmen inte ska överfyllas.

Q: a) Beskriv de principiella skillnaderna mellan enkla och komplexa genetiska sjukdomar.
b) Namnge två exempel på komplexa genetiska sjukdomar.
c) Beskriv hur man skulle kunna gå till väga för att studera om en sjukdom med genetiska inslag (mutationer som påverkar sjukdomen är kända) påverkas av miljön.
d) Vad är epigenetiska förändringar? Vad innebär det att en sjukdom har epigenetiska komponenter? (4p)
A: a) Vid en enkel genetisk sjukdom (monogen sjukdom) ger en mutation direkt utslag i form av sjukdomen, miljön påverkar inte processen. Vid en komplex genetisk sjukdom, är sjukdomen ett resultat av växelverkan mellan flera olika gener eller genkombinationer och miljön.
b) Olika typer av cancer och diabetes typ II är komplexa genetiska sjukdomar.
c) Man skulle kunna studera samspelet mellan arv och miljö genom att jämföra familjer och etniska grupper till exempel utifrån deras geografiska distribution. Med tvillingstudier kan man studera miljöfaktorer hos tvillingar som utsätts för olika miljöer.
d) Epigenetik betyder i princip kring/på DNA. Epigenetiska förändringar av kromatinet (kemiska modifieringar av histonsvansar) eller DNA-metylering leder till ändrat genuttryck och kan ändra cellens fenotyp. Epigenetiska förändringar kan ärvas vid celldelning. Under sin livstid får kromatinet hos en individ olika typer av epigenetiska modifieringar (permanenta eller transienta) eftersom vi utsätter oss för olika miljöer, och därför kan till exempel identiska tvillingar bära på olika epigenom. Miljö (t.ex. rökning, det man äter eller träning) påverkar epigenetiken i våra celler, vilket kan leda till sjukdom och påverka sjukdomsförlopp.

Q: a) Vad är spina bifida – är det en ärftlig sjukdom? Diskutera möjliga orsaker till hur utvecklingsstörningen uppstår.
b) Redogör för hur kan man förebygga spina bifida. (3p)
A: a) Defekter i neuralrörsslutning kallas med ett samlingsnamn spina bifida. Normalt sluts neuralfåran till ett neuralrör först i mitten av embryot och sedan åt båda håll (kranialt och kaudalt) som ett dubbelt blixtlås. När denna slutning ej fungerar normalt blir resultatet någon form av spina bifida. Spina bifida kan ha ärftliga komponenter, dock orsakas merparten av brist på folsyra i kosten.
b) Folsyra till modern reducerar risken för spina bifida med 50-70%. Folsyra kan tillsättas till livsmedel (berikade livsmedel), eller ges som kosttillskott (till exempel i tablettform).

Q: Vissa genetiska sjukdomar har sjukdomsanlag som endast nedärvs på mödernet. Diskutera en möjlig genetisk mekanism till detta. Motivera ditt svar vetenskapligt. (2p)
A: Om sjukdomen orsakas av gener eller genförändringar i mitokondriens gener, kommer sjukdomen att nedärvas maternellt, och ej mendelskt. I embryot finns endast moderns mitokondrier kvar. Antingen kommer inte spermiens mitokondrier in i zygoten, eller elimineras dessa efter fertiliseringen.

Q: a) Redogör för de olika kroppsaxlarna hos det mänskliga embryot. Ange namnen samt deras riktning i relation till den vuxna kroppen. Rita gärna en schematisk bild med förklaringar.
b) Beskriv var den blivande munhålan utvecklas, på den relevanta kroppsaxeln.
c) Vad heter tillståndet där organ i bukhålan är spegelvänt placerade? (2.5p)
A: a) Kranial-kaudal kroppsaxel ("huvud-svans"), dorsal-ventral kroppsaxel ("ryggsidanbuksidan"), höger-vänster kroppsaxel.
b) Munhålan utvecklas i den kraniala änden av den kranial-kaudala kroppsaxeln.
c) Situs inversus.

Q: Namnge det groddblad som ger upphov till:
a) skelettmuskler
b) lungor
c) tandemalj
A: a) Mesoderm.
b) Endoderm.
c) Ektoderm.

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst avseende tjocktarmens anatomi?
A. Till skillnad från tunntarmen befinner sig hela tjocktarmen bakom bukhinnan och kallas därför retroperitoneal.
B. Vid flexura coli dextra övergår tjocktarmen från att försörjas av a. mesenterica superior till att istället försörjas av a. mesenterica inferior.
C. M. sphincter pyloricus markerar övergången från tunntarm till tjocktarm och bidrar till att reglera flödet av tunntarmsinnehåll genom den glatta sfinktermuskulaturen.
D. Till skillnad från tvärgående tjocktarmen, colon transversum, är den uppåt- och nedåtgående delarna av tjocktarmen mer rörliga eftersom de är upphängda i ett särskilt tarmkäx.
E. Tjocktarmens nedåtgående del innerveras av sympatiska nerver som kommer från lumbala ryggmärgssegment, och parasympatiskt av nerver från sakrala ryggmärgssegment. (1p)
A: A: Delar av tjocktarmen är intraperitoneala.
B: A. mesenterica inferior börjar försörja tjocktarmen strax innan flexura coli sinistra, inte dextra.
C: Övergången mellan tunn- och tjocktarm markeras av valva ileocaecalis.
D: Caecum, colon transversum och sigmoideum har ett tarmkäx, medan uppåt- och nedåtgående kolon sitter tätare ihop med bukhålans bakvägg.
E: Rätt svar.

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst avseende ändtarmen och analöppningens anatomi?
A. Ändtarmen har tre särskilt framträdande makroskopiska kännetecken – haustrae coli, teniae coli och appendices epiploicae.
B. Den yttre analsfinktern, m. sphincter ani externus, kan inte styras med viljan. Genom tonisk aktivitet bidrar dess glatta muskelfibrer till att hålla analöppningen stängd.
C. Analkanalen får hela sin arteriella blodförsörjning och venösa dränage av a. respektive v. rectalis inferior.
D. Ovanför linea pectinata har analkanalen ett ectodermalt ursprung och somatisk innervation.
E. M. puborectalis har betydelse för den anala kontinensen. Genom att löpa som en slynga runt ändtarmen skapar den en böjning på rektum. (1p)
A: A: Fel då ändtarmen saknar dessa.
B: Den yttre analsfinktern består av tvärstrimmig skelettmuskulatur som kan styras med viljan.
C: Analkanalen får även blodförsörjning och dränage av a./v. rectalis superior.
D: Ovanför linea pectinata har analkanalen endodermalt ursprung och visceral innervation.
E: Rätt

Q: För familjär hyperkolesterolemi har varianter av nio olika gener hittills identifierats som direkt sjukdomsalstrande. De bäst beskrivna genvarianterna återfinns i gener kodande för följande tre proteiner. Vad är funktionen för vart och ett av dessa proteiner?
a) Low-density lipoprotein receptor (LDLR)
b) Apolipoprotein B (Apo-B)
c) Apo-E
A: a) LDLR styr upptaget av LDL till vävnader inklusive levern, dvs står för merparten av kolesteroltransport till alla vävnader. [LDLR finns uttryckt på cellytan och endocyteras tillsammans med LDL-partikeln].
b) ApoB proteinet (Apo-B100) omger lipoproteinpartiklar (VLDL, LDL) och behövs för uppbyggande av partiklarna samt för interaktionen med LDLR. Fungerar som en ligand för LDLR och medierar LDL-upptag till vävnader.
c) Apo-E proteinet finns på lipoproteinpartiklar (kylomikroner, VLDL, HDL). Medierar endocytos och upptag av VLDL återstoden (IDL) och kylomikronåterstoden till levern.

Q: Kylomikronemi är en monogen sjukdom som karaktäriseras av höga nivåer av kylomikroner och triacylglycerol (TAG) i blodet. Ge en vetenskapligt grundad förklaring varför en defekt funktion av lipoproteinlipas (LPL) kan leda till hyperkylomikronemi. (1p)
A: Försämrad LPL aktivitet minskar eller förhindrar hydrolysen av TAG, i samband med upptaget från kylomikronerna. Detta leder till att kylomikronerna inte minskar i storlek och antal. Nivåerna av TAG i blodet ökar.

Q: Cellcykeln har ett antal ”checkpoints” där cellen utför en kontroll av kvaliteten i cellcykeln. Namnge tre check points, samt för var och en av dessa beskriv kortfattat vad som sker. (3p)
A: - Vid G1-checkpoint kontrolleras om miljön är gynnsam.
- Vid G2/M-checkpoint kontrolleras om allt DNA har replikerats samt om miljön är gynnsam.
- Vid metafas-checkpoint kontrolleras att alla kromosomer är fastsatta i kärnspolen.

Q: Dubbelsträngade skador (brott) i DNA är bland de allvarligaste typerna av DNA-skador. Redogör för mekanismen för de två vanligaste sätten att reparera dubbelsträngade skador i DNA. (2p)
A: Dubbelsträngade brott i DNA-kedjan repareras via två olika mekanismer: icke-homolog rekombination och homolog rekombination. Vid icke-homolog rekombination ligeras fria ändar av DNA-molekyler. I processen förloras ofta nukleotider och därmed skapas en deletion i kromosomen. Vid homolog rekombination används en homolog kopia av den drabbade DNA-strängen och kromosomsträngen kan repareras med hjälp av homolog rekombination. Den homologa kopian av DNA-strängen kan vara en systerkromatid vid replikation, en homolog kromosom eller även samma kromosom i fall DNA-brottet är i en del av kromosomen som är duplicerad på kromosomen.

Q: Av följande fem påståenden om kräkning är ett felaktigt. Vilket?
1) Har en prodromalfas med autonoma och motoriska symptom, inkluderande ökad salivation, kallsvettning och ökad andning med hyperventilation
2) Innebär en ökad motorik i magsäcken och nedre oesofagussfinktern, vilket är viktigt för att tömning av magsäcken skall ske
3)Har en ulkningsfas (”retching”) där inandning hastigt stoppas genom slutning av struphuvudet, vilket leder till regurgitation av magsäcksinnehåll på grund av det därigenom kraftigt sänkta intrathorakala trycket
4) Har en tömningsfas där oesofagusinnehåll och magsäcksinnehåll töms uppåt på grund av bukpress med kraftigt ökat buk- och intratorakaltryck
5) Innebär en kraftig minskning av venöst återflöde med momentant sänkt blodtryck, åtföljt av en kraftig perifer vasokosntriktion som i sin tur leder till blodtryckstegring och vagusbroms av hjärtat direkt efter kräkningen
A: Påstående nr 2 är fel.

Q: Redogör för metabolismen av etanol till acetyl CoA.
a) Ange substrat, kosubstrat och produkter för de olika reaktionerna. Namnge de olika enzymerna.
b) I vilket organ, och var i cellen, metaboliseras merparten av intagen etanol? (4p)
A: a)
[Se Ferrier, Biochemistry 7:e uppl. (texten sid 317-318 samt figur 23.15)]
Även: acetat + CoA + ATP → acetylCoA + AMP + PPi (enzymnamn: acetyl- CoA-syntetas).
b) I leverns cytosol sker det första steget (enzym alkoholdehydrogenas). I leverns mitokondriematrix sker den fortsatta metabolismen av acetaldehyd (enzym aldehyddehydrogenas).

Q: Intag av etanol minskar leverns förmåga till glukoneogenes vid fasta/svält. Vid fasta/svält stimuleras glukoneogenesen av bland annat hormonet glukagon.
Redogör med text och figur för glukagons signaltransduktion i levern från receptorprotein till påverkan på ett av de huvudreglerade enzymerna i glukoneogenesen. Ledtråd: Regleringen av det exemplifierade huvudreglerade proteinet sker på gennivå. (4p)
A: [Se bl.a. Ferrier, Biochemistry 7:e uppl. (texten sid 314D samt figur 23.12, texten sid 122A3, sid 473 figur 33.11).]

Q: Förklara hur metabolismen av etanol minskar leverns förmåga till glukoneogenes. (2p)
A: Metabolism av EtOH i levern ger högt NADH. NADH reducerar pyruvat till laktat, samt oxalättiksyra till malat. Pyruvat samt OAA är intermediärer i glukoneogenes, alltså medför lägre nivåer av dessa metaboliter försämrade förutsättningar att nysyntetisera glukos (sänkt kapacitet för glukoneogenes). Kan leda till farlig hypoglykemi vid omfattande intag av alkohol samtidigt med tömt förråd av leverglykogen (vid svält). Alkohol ger även ökad risk för hypoglykemi hos diabetespatienter som använder insulin.

Q: Ett långvarigt intag av allt för stora mängder etanol kan ge inlagring av fett i levern (fettlever), detta kan leda till levercirrhos. Acetyl CoA kan omvandlas till fettsyror.
a) I vilket organ sker merparten av fettsyrasyntesen, vilken är den subcellulära lokalisationen?
b) Vilka enzymsystem behövs för syntes av mättad fettsyra från acetylCoA? Vilken fettsyra bildas primärt?
c) Redogör med en summaformel för de reaktioner som katalyseras av enzymet fettsyrasyntas.
d) Vilket coenzym behövs för fettsyrasyntes, och hur är det med tillgången av detta coenzym vid omfattande etanolintag?(4p)
A: a) Leverns hepatocyter, i cytosolen.
b) AcetylCoA-karboxylas (ACC) samt fettsyrasyntas (FAS).
[Se Ferrier, Biochemistry 7:e uppl. (texten sid 183-186 samt figurer 16.7 och 16.9)].
Palmitinsyra, C16:0.
c) 1 Ac-CoA + 7 Mal-CoA + 14 NADPH + 14 H+ → C16:0 + 8 CoA + 7 CO2 + 14 NADP+ + 6 H2O
d) NADPH+ H+. God tillgång då NADH kan ge upphov till NADPH via malat (se Ferrier Fig 16.11).

Q: Levercirros kan leda till en livshotande komplikation i form av esofagusvaricer som blöder. Vad är esofagusvaricer? Ange hur de uppkommer med fokus på relevant anatomi. För full poäng ska du även redogöra för begreppet anastomos. (2p)
A: Esofagusvaricer är åderbråck som uppstår i de portocavala anastomoserna i nedre delen av esofagusväggen. De uppstår genom att det blir ett ökat backflöde och tryck i portakretsloppet som leder till dilatation av venerna i esofagusväggen, som sedan riskerar att brista och blöda kraftigt. Begreppet anastomos betyder ”munöppning” eller ”sammanflöde” och beskriver en öppen förbindelse mellan till exempel två blodkärl. Portocavala anastomoser är en beteckning för de ställen där portakretsloppets vener är sammankopplade med venerna från systemiska kretsloppet.

Q: Levern har en viktig funktion som avgiftningsorgan. Beskriv de två viktigaste mekanismerna för detoxifiering av läkemedel och andra xenobiotika. (2p)
A: Fas I, omvandling av molekyler genom cytokrom (CYP) P450 oxidation, reduktion eller hydrolys. Addering av funktionella grupper (t.ex. -OH och -NH2) som kan fungera som angreppspunkter. Detta ger ofta mer hydrofila (och inaktiva) substanser.
Fas II, olika konjugeringar:
•Glukuronylering – Glucuronsyra konjugerar med gallsalter och organiska anjoner, vilket bildar glucuronate. Konjugeringen katalyseras av UGT (uridine diphosphate glucuronyl transferase).
•Sulfatering – Sulfotransferas katalyserar sulfatering av sterioder, katekoler, alkohol och andra ämnen, och bildar sulfater.
•Glutationylering – Glutation-S-transferas katalyserar konjugation till glutation (GSH).

Q: Redogör för den intestinala fasens påverkan på pankreassekretion. (4p)
A: Under den intestinala fasen sker 60% av den totala dygnssekretionen från exokrina pankreas. Surt maginnehåll stimulerar S-cellerna att frisätta sekretin. Huvudsakligen stimuleras cellerna i utförsgången. Fett och peptider stimulerar frisättningen av CCK (cholecystokinin) från I celler. CCK stimulerar huvudsakligen acinära celler och celler i utförsgången. Den vago-vagala reflexen stimulerar både celler i utförsgången såväl som acinära celler.

Q: Ange på svarspappret namnen på de anatomiska strukturerna, A-E, markerade på den tillhörande illustrationen. För full poäng ska samtliga namn anges på latin. (2p)
A: A: Ductus pancreaticus accessorious, den accessoriska bukspottskörtelgången eller Santorinis körtelgång. Många saknar denna, och det förekommer stor anatomisk variation mellan olika individer hur den här strukturen ser ut.
B: Duodenum, tolvfingertarmen. Pilen pekar på den andra och nedåtgående delen av duodenum, duodenum descendens, vilket är det område av duodenum där gall- och bukspottskörtelgångarna utmynnar.
C: Caput pancreaticus, pankreas huvud.
D: Ductus pancreaticus (major), den huvudsakliga bukspottskörtelgången eller Wirsungs körtelgång. E: A. et v. mesenterica superior, övre tarmkäxartären och –venen.

Q: Beskriv epitelet i trachea hos en normal person. Beskrivningen ska innehålla en figur av vilken framgår epitelets karakteristika, förekomst av speciella ytstrukturer/körtelceller och korrekt nomenklatur. (2p)
A: Epitelet i trachea är av typen flerradigt (3-5 rader) cylindriskt epitel (respirationsvägsepitel; ’pseudostratified’) utrustat med rörliga kinocilier. Typiskt är att samtliga celler har kontakt med basalmembranet och att det finns olika rader med cellkärnor. Insprängt i epitelet syns i en färgning med hematoxylin-eosin (HE) ljusa mucinproducerande bägarceller.

Q: Klargör dina kunskaper om magsäckens slemhinna med figur och text. Vilket epitel finns i magslemhinnan? Vilka olika celltyper hittar man i körtlarna i magsäckens corpus-fundus? Ange cellernas läge i ett körtelrör (foveolae; ’gastric pit’) samt ange respektive sekretionsprodukter. (2p)
A: Tunica mucosa (lamina epitelialis) utgörs i ventrikeln av ett enkelt cylinderepitel. Körtlarna i corpus-fundus innehåller följande celler som producerar:
• Mukösa halsceller - Slem
• Huvudceller - Pepsinogen (pepsin)
• Parietalceller - ‘Intrinsic factor’ + saltsyra (HCl)
• Endokrina celler - Hormoner (gastrin, ghrelin, somatostatin, gastric inhibitory peptide (GIP), vasoactive intestinal polypeptide (VIP), sekretin, cholecystokinin (CCK), m. fl.
Huvudcellerna, som producerar pepsinogen (pepsin), är basofila, medan parietalcellerna, som producerar ’intrinsic factor (IF)’ och saltsyra (HCl), är acidofila. Celltyperna skiljer sig dessutom åt med avseende på form, då huvudcellerna liknar de övriga epitelcellerna, medan parietalcellerna är betydligt större. Namnet parietalcell (parietal = som hör till eller avser en vägg) återspeglar deras lokalisation i körtelrören. Dessa celler är tryckta mot körtelrörens periferi och förefaller inte alltid nå lumen. Parietalcellerna har en centralt lokaliserad kärna och har utseendet av ”stekta ägg”.

Q: a) Ett embryo är ofta mera känsligt för teratogena ämnen än ett foster. Varför?
b) Vad kännetecknar den embryonala perioden i jämförelse med fosterperioden? (2p)
A: a) Ett embryo är känsligt därför att viktiga strukturer och organ bildas. Under fosterperioden vidareutvecklas dessa samt de växer i storlek. Skador kan också uppstå under fosterperioden men de är ofta mindre omfattande än skador som uppstår under embryonalperioden.
b) Under den embryonala perioden bildas viktiga strukturer och organ. Under fosterperioden växer och vidareutvecklas dessa.

Q: Det finns ett antal ärftliga sjukdomar som är kopplade till mitokondriernas funktion. Vissa av dessa ärvs strikt på mödralinjen, och andra ärvs klassiskt genetiskt.
a) Ge en förklaring till varför vissa mitokondriella sjukdomar endast ärvs från modern.
b) Ge en förklaring varför vissa mitokondriella sjukdomar har en ärftlighet som följer en kärnkromosom-ärftlighet, med arvskomponenter som kommer från en individs båda föräldrar (4p)
A: a) Vid befruktningen följer inte mitokondrierna från spermien till äggcellen, alternativt elimineras faderns mitokondrier i äggcellen. Därmed är mitokondrier alltid (med få kända undantag) från äggcellen, alltså nedärvs mitokondriella gener på mödernet.
b) Mitokondrien består av komponenter som kodas för både av gener i cellens kärna, samt av mitokondriens egen kromosom. De proteiner som kodas av kärngener syntetiseras utanför mitokondrien och transporteras sedan in i mitokondrien. Därmed kan vissa mitokondriella sjukdomar (som påverkar mitokondriefunktion) nedärvas som kärngener.

Q: a) Ge två specifika exempel på strukturer eller funktioner i eller på kroppen som skulle påverkas stort om intermediära filament inte fungerar normalt. (Observera: de funktioner och strukturer som anges i delfråga b kan inte användas som svar här).
b) Intermediära filament medverkar i adhesion av närliggande celler samt för en cells adhesion till extracellulär matrix. Namnge de två specifika adhesionsstrukturer som intermediära filament deltar i.
c) Förutom intermediära filament finns två andra huvudtyper av element i cytoskelettet. Namnge dessa. (3p)
A: a) Naglar och hår (med keratin) skulle inte fungera normalt. Cellerna skulle inte vara lika starka strukturellt. Nukleära lamina skulle inte kunna förstärka cellkärnans struktur.
b) Desmosomer länkar nätverk av intermediära filament i olika celler till varandra. Hemidesmosomer länkar intermediära filament i celler till extracellulär matrix.
c) Mikrotubuli och aktin.

Q: a) Namnge tre olika typer av DNA-reparationsmekanismer. För var och en av dessa, ange vilken typ av skada som repareras.
b) Om olika DNA-repareringsmekanismer fungerade så bra att DNA alltid repareras så att inga förändringar sker, vad skulle konsekvensen kunna bli för människor? (5p)
A: a) Tre mekanismer och motsvarande skada (obs här anges fyra exempel)
• "Base excision repair" - reparation av modifierade baser (deaminering eller metylering)
• "Nucleotide excision repair" - tymin-dimerer eller andra kemiska modifieringar
• "Mismatch excision repair" - felaktiga baspar
• "Double stranded repair" - kromosomavbrott
b) Om DNA inte skulle ändras (förutom i meiosen), skulle troligen mindre variation uppstå i människopopulationen. Många ändringar i DNA ger inte utslag alls i fenotypen, vissa ändringar påverkar individen negativt och vissa ändringar kan ge upphov till egenskaper som förändrar fenotypen positivt. Alltså skulle en perfekt fungerande DNA-reparation kunna minska frekvensen för vissa sjukdomar (som cancer) men också minska människans förmåga att anpassa sig till nya förhållanden evolutionärt. Flera olika vetenskapligt motiverade svar godkänns här.

Q: a) Vad heter den utvecklingsstörning som kan uppstå i samband med neuralrörsslutning?
b) Beskriv i stora drag hur denna missbildning utvecklas under embryonalfasen.
c) Redogör för hur kan man förebygga denna utvecklingsstörning.
d) Hur har man valt att förebygga denna utvecklingsstörning i Sverige, och vad är orsaken till valet av metod? (4p)
A: a) Spina bifida.
b) Ofullständig neuralrörsslutning leder till att ryggraden inte utvecklas korrekt runt ryggmärgen.
c) Folsyra till modern reducerar risken för spina bifida med 50-70%.
d) Man har valt att rekommendera kosttillskott för kvinnor i fertil ålder i stället för berikade livsmedel. Det finns rön om att allmän berikning av livsmedel med folsyra kan öka risken för vissa typer av cancer.

Q: Eftersom metionin är en essentiell aminosyra måste den erhållas via födan i fri form, eller från olika dietära proteiner som bryts ned till fria aminosyror eller oligopeptider innan de kan absorberas.
a) Redogör för den fullständiga nedbrytningen (digestionen) av proteiner i matsmältningskanalen med angivande av anatomisk lokalisation, enzymer och eventuella andra processer som är av betydelse för att en effektiv nedbrytning och processning av de dietära proteinerna skall kunna ske. (4p)
b) Redogör med text och en enkel figur för hur de flesta fria aminosyror respektive oligopeptider absorberas från tarmlumen in i enterocyterna (principer skall beskrivas och namnges liksom eventuella hjälpproteiner/-processer som behövs för att absorptionen skall kunna ske). (4p)
A: [Se bl.a. Ferrier, Biochemistry 7:e uppl. (texten sid 247-249 samt figurerna 19.4 och 19.5).]

Q: Trots att metionin är en essentiell aminosyra kan den bildas enzymatiskt från homocystein, i en för cellerna mycket viktig reaktion.
a) Resonera kring varför metionin är en essentiell aminosyra trots att den kan syntetiseras endogent från homocystein. (1p)
b) Redogör för den reaktion som syntetiserar metionin från homocystein. Ange namn på samtliga substrat och produkter, samt ange vilket vitamin denna reaktion är beroende av. (2p)
c) Förklara varför en hämning av reaktionen i delfråga b) ger störd cellproliferation som liknar den som ses vid brist på folsyra. Detta ger i sin tur upphov till en typisk form av anemi. Ange den vanligaste orsaken till hämning av denna reaktion. (3p)
A: a) Metionin syntetiseras från homocystein som del i metionincykeln, där homocystein också indirekt syntetiserats från metionin. Syntesen av metionin från homocystein ger därmed inget nettotillskott av metionin.
b) Reaktionen som efterfrågas är följande: 5N-metyl-tetrahydrofolat + Homocystein → THF + Metionin Reaktionen katalyseras av ett enzym som är beroende av Vit B12.
c) Anledningen till att en hämning av reaktionen som anges i steg b) ger samma typ av symptom som ses vid brist av folsyra (störd cellproliferation och makrocytär anemi) är att denna reaktion är den enda i kroppen som kan omvandla 5Nmetyl- tetrahydrofolat till tetrahydrofolat (THF). Vid hämning av reaktionen uppstår därmed en funktionell folsyrebrist, den s.k. ”folatfällan”. Den vanligaste orsaken till att denna reaktion hämmas är brist på Vit B12 på grund av dåligt upptag av Vit B12 i tarmen vid brist på intrinsic factor. Detta ger den sjukdom som kallas perniciös anemi.

Q: Överföring av 1-kols fragment (metylgrupper) ingår vid biosyntes av nukleotider. Tymidylatsyntas, det enzym som bildar dTMP (tymidylat), är ett enzym som katalyserar en metylgruppsöverföring.
a) Redogör för denna reaktion genom angivande av samtliga substrat och produkter. Ange (rita) den principiella strukturen för en nukleotid. (2p)
b) Resonera även kring varför små molekyler som hämmar detta enzym kan användas som läkemedel mot cancer. (1p)
c) Redogör för den reaktion som katalyseras av enzymet dihydrofolatreduktas med angivande av samtliga substrat och produkter. Förklara varför hämning av detta enzym indirekt hämmar tymidylatsyntas, samt även hämmar biosyntesen av purinnukleotider. (3p)
A: a) Tymidylatsyntas katalyserar reaktionen: dUMP + N5,N10-metylen-THF → dTMP + DHF
[Nukleotid struktur, se t ex Ferrier Fig 22.12. ]
b) Vid hämning av tymidylatsyntas hämmas bildningen av dTMP och därmed även bildningen av dTTP, vilket är en av byggstenarna i DNA. Då det blir en brist på dTTP störs cellproliferationen, vilket ger störst effekt i hämning av snabbt växande celler såsom cancerceller (men även normalt snabbt växande celler, vilket därmed kan ge biverkningar). Detta är verkningsmekanismen för t.ex. cancerläkemedlet 5-fluorouracil, vilket aktiveras i celler och kan hämma tymidylatsyntas.
c) Dihydrofolatreduktas katalyserar reaktionen NADPH + H+ + DHF → THF + NADP+, vilket är en viktig återreduktion av DHF så att THF bildas och sedan på nytt kan ”laddas” med enkolsfragment i olika reaktioner. En sådan reaktion bildar N5,N10-metylen-THF, vilket är den form som används som metyldonator av tymidylatsyntas. Därmed hämmas tymidylatsyntas indirekt då dihydrofolatreduktas hämmas. En annan variant är N10-formyl-THF, som behövs för biosyntes av purinnukleotiderna. Metotrexat hämmar dihydrofolatreduktas, och därmed tillgången av alla THF varianter.

Q: a) Vad är epigenetiska förändringar? Ge en allmän definition samt ge två konkreta exempel på epigenetiska modifieringar.
b) Hur kan epigenetiska förändringar påverka en individs hälsa? (2p)
A: a) Epigenetik betyder i princip kring/på DNA. Det handlar om kemiska modifineringar av kromatinet, till exempel metylering av DNA eller kemiska modifieringar av histoner.
[Även ”imprinting” och X-kromosominaktivering godkänns, samt andra vetenskapligt grundande exempel på epigenetik]. '
b) Epigenetiska förändringar av kromatinet leder till ändrat genuttryck. Gener kan aktiveras eller inaktiveras, och därmed ändra cellens fenotyp. Under sin livstid får kromatinet hos en individ olika typer av epigenetiska modifieringar (permanenta eller transienta) eftersom vi utsätter oss för olika miljöer, och därför kan till exempel identiska tvillingar bära på olika epigenom. Miljö (t.ex. rökning, det man äter eller träning) påverkar epigenetiken i våra celler, vilket kan leda till sjukdom och påverka sjukdomsförlopp.

Q: a) Det finns två huvudtyper av genetiska sjukdomar, enkla och komplexa sjukdomar. Ge en definition av dessa två huvudtyper av genetiska sjukdomar, samt namnge ett exempel på en enkel och ett exempel på en komplex sjukdom.
b) Beskriv hur man skulle kunna gå till väga för att studera om en sjukdom med genetiska inslag (mutationer som påverkar sjukdomen är kända) påverkas av miljön. (3p)
A: a) Vid en enkel genetisk sjukdom (monogen sjukdom) ger en mutation direkt utslag i form av sjukdomen, miljön påverkar inte processen. Ett exempel på detta är sickelcellanemi, då en mutation i 􀀀eta-globingenen leder till sjukdom. Vid en komplex genetisk sjukdom, är sjukdomen ett resultat av växelverkan mellan flera olika gener eller genkombinationer och miljön. Ett exempel på en komplex genetisk sjukdom är diabetes typ II.
b) Man skulle kunna studera samspelet mellan arv och miljö genom att jämföra familjer och etniska grupper till exempel utifrån deras geografiska distribution. Med tvillingstudier kan man studera miljöfaktorer hos tvillingar som utsätts för olika miljöer.

Q: a) Aminosyrasekvensen utgör primärstrukturen för ett protein. Vilken typ av bindning sammanbinder aminosyrorna i ett protein? Namnge denna bindning! Visa med en enkel skiss.
b) Vad avses med ett proteins sekundärstruktur? Ange den typ av kemisk bindning, som är mest väsentlig för proteiners sekundärstruktur. (2p)
A: a) Den kovalenta bindning som sammanbinder aminosyraresterna i ett proteins primärstruktur kallas peptidbindning. Peptidbindningen bildas då karboxylgruppen i en aminosyra binds ihop med aminogruppen i nästa aminosyra under avgivande av vatten, vilket därmed ger följande generella struktur, där ”R1" och "R2” utgör aminosyrornas sidokedjor. Den partiella dubbelbindningskaraktären (trans) motverkar fri rotation.
b) Den övergripande struktur som aminosyrorna i en del av ett protein bildar. Exempel är a-helix, "ß-pleated sheet". Vätebindningar är viktiga för sekundärstrukturen.

Q: a) Redogör med hjälp av figur för strukturen för glukos. Ange även strukturerna för glykolysens slutprodukter, dels vid aerob glykolys, och dels vid anaerob glykolys. (1p)
b) Redogör för de tre reaktionsstegen i glykolysen som är reglerade. För de tre reaktionerna, ange samtliga substrat och produkter samt enzymnamn. (3p)
c) Redogör för den allostera regleringen av de tre enzymer som katalyserar de tre reglerade stegen i glykolysen. (1,5p)
d) Hur påverkas expressionen av det tre enzymerna i leverns hepatocyter av insulin respektive glukagon? Diskutera och analysera betydelsen av att en metabol process som glykolysen kan regleras både hormonellt, via många olika steg, och även allostert på olika sätt i olika situationer. (1,5p)
A: a) Se Ferrier, Biochemistry 7:e upplagan, t ex figurer 8.12, 8.21.
b) Glukos + ATP → glukos 6-P + ADP (enzymnamn: hexokinas, i levern glukokinas). Fruktos-6P + ATP → Fruktos-1,6-bisP +ADP (enzymnamn: fosfofruktokinas- 1). Fosfoenolpyruvat + ADP → pyruvat + ATP (enzymnamn: pyruvatkinas)
[Se Ferrier Fig 8.12, 8.16, 8.18.]
c) Hexokinas hämmas av glukos 6-P (dock ej glukokinas som hämmas av fruktos-6P). Fosfofruktokinas-1 hämmas av ATP, citrat. Aktiveras av Fruktos 2,6-bisP, AMP. Pyruvatkinas, aktiveras av fruktos 1,6-bisP
[Se Ferrier Fig 8.12, 8.16, 8.18.]
d) Insulin uppreglerar expression av dessa enzymer i levern, glukagon hämmar.
[Se Ferrier Fig 8.23]
Hormonell reglering som svar på kroppens metabola situation och behov, med signaltransduktion i många steg, medför ”amplifiering” (förstärkning) och många möjligheter till finreglering. Alloster reglering: finjustering av aktiviteten i relation till cellens behov och situation. Hormonell reglering, lite längre tidsperspektiv. Alloster reglering, mera akut respons på aktuella koncentrationer av allostera regulatorer.

Q: Selen tas upp i kroppen för att framför allt användas som byggsten i selenproteiner.
a) På vilket sätt ingår selen i selenproteiner?
b) Beskriv de huvudsakliga egenskaper denna seleninnehållande byggsten har. (2p)
A: a) Selen ingår i selenproteiner i form av aminosyran selenocystein (Sec).
b) Sec liknar cystein (Cys) men innehåller selen istället för svavel. Detta gör att Sec är kemiskt mer reaktivt än Cys, men är liksom Cys också en redoxaktiv aminosyra. Sec kan bilda selen-svavelbrygga med en annan Cys, eller selen-selenbrygga med en annan Sec.

Q: Den vita fettväven utgör den främsta lagringsplatsen för triacylglycerol (TAG) i kroppen.
a) Namnge den struktur eller organell i adipocyten (fettcellen) i vilken TAG ligger lagrad i?
b) Redogör för TAG-syntesen i den vita fettväven. Alla ingående substrat, produkter och enzymer ska namnges.
c) Ge en molekylärt och regulatoriskt underbyggd förklaring till hypotesen att man kan minska syntesen av TAG i fettväv med så kallad ”Atkinsdiet” (”low-carbohydrate, high-protein/high-fat diet”).
[Ledtråd: Tänk på vilken hormonell påverkan som glukos normalt initierar, samt vilka metabola och regulatoriska konsekvenser denna hormonella påverkan normalt får när det gäller omsättningen av kolhydrater och lipider i fettväven.] (3,5p)
A: a) Lipiddroppe (”lipid droplet”).
b)
[Se Ferrier Fig. 16.14]
I: Glycerol-3-fosfat + acyl-CoA (aktiverad fettsyra) → monoacyl-3-fosfat (enzym: acyltransferas) II: monoacyl(-3-)fosfat + acyl-CoA → diacylglycerolfosfat (enzym: acyltransferas)
III: diacylglycerolfosfat + H2O → diacylglycerol + Pi (enzym: fosfatas/lipin)
IV: diacylglycerol + acyl-CoA → triacylglycerol (enzym: acyltransferas)
c) Tillgången av kolhydrater (glukos) är begränsad under dessa betingelser vilket leder till en minskad koncentration av insulin i blodet. Produktion av TAG i fettväven är beroende av upptag av fettsyror från blodet. Upptaget av fettsyror från lipoproteinpartiklar är beroende av insulinberoende lipoproteinlipas (LPL)-aktivitet och då insulinkoncentrationen vid dessa betingelser är låg begränsas upptaget av fettsyror till den vita fettväven. TAG-syntes i fettväven utifrån fettsyror upptagna från blodet kan även begränsas av mängden insulinberoende glukosupptag och pågående glykolys, då DHAP (dihydroxyacetonfosfat)-intermediären behövs för TAG-syntes i fettväven. Då insulinsignaleringen i fettväven antas vara låg under Atkinsdiet (välfött tillstånd då man tillför extra kalorier i form av fett istället) begränsas därmed TAG-syntesen. Då koncentrationen av insulin är låg kan det också antas att lipolysen är aktiv i fettväven vilket tillför substrat till β-oxidation och förbränning i kroppens övriga vävnader (skiftar från kolhydrater till oxidation av fettsyror). Kroppen försätts i ketos då levern syntetiserar ketonkroppar utifrån nedbrytningsprodukterna efter fettsyrenedbrytning.

Q: Lipider som vi får i oss genom födan måste först brytas ner innan upptag i tarmepitelet (enterocyterna). Efter återuppbyggnad av bland annat triacylglycerol, kolesterylestrar och glycerofosfolipider i enterocyterna packas dessa i kylomikroner. Vilket av dessa påståenden om kylomikroner är korrekt?
a) Nybildade (nascent) kylomikroner utsöndras direkt från enterocyterna ut till portvenen (v. portae).
b) Nybildade (nascent) kylomikroner består till största delen av kolesterol och kolesterylestrar.
c) Apolipoprotein B-48 förs över från high-density lipoprotein (HDL) till kylomikronerna i blodet.
d) Kolesterylestrar ligger insprängda i lipoproteinpartikelns hölje.
e) Merparten av kylomikronernas kolesterol och kolesterylestrar tas upp i levern. (1p)
A: E: Rätt svar

Q: Redogör med hjälp av en eller flera figurer och kompletterande text för insulins signaltransduktion (från struktur på receptorproteinet som binder insulin till och med namn på det huvudreglerade enzymet i glykogenesen; samtliga steg i signaltransduktionen skall beskrivas i detalj) (3p)
A: [Se bl.a. Ferrier, Biochemistry 7:e upplagan, figur 23.7 samt föreläsningen om signaltransduktion på avsnitt 3 kursen DFM1]

Q: Glukos lagras i form av glykogen och finns främst i levern och muskelvävnad.
a) Redogör med text och figur för glykogenmolekylens struktur.
b) Redogör för de reaktionssteg som är involverade i den direkta nedbrytningen av glykogenmolekylen. Efterföljande reaktioner skall ej anges. Samtliga substrat, produkter, enzym och bindningar skall anges. (4p)
A: a) Glykogen är en polysackarid bestående av glukosenheter som är sammanlänkade med α(1→4)-bindningar. På var åttonde – tionde glukosenhet sitter också en α(1→6)-bindning, vilka skapar förgreningar. Centralt i glykogenmolekylen vid initieringsplatsen sitter proteinet glykogenin.
b) Glykogen α(1→4) bindning + Pi → glykogen + glukos-1-P, enzym: Glykogenfosforylas
Glykogen α(1→6) bindning → glykogen α(1→4) bindning, enzym: ”Debranching enzyme” (4:4 transferasaktivitet)
Glykogen α(1→4) bindning + H2O → glykogen + glukos, enzym: ”Debranching enzyme” (1:6 glukosidasaktivitet).

Q: För att glukosmolekyler ska kunna nå levern måste de färdas från tunntarmens lumen till levern via det venösa dränaget. Beskriv anatomin avseende glukosmolekylernas transportväg från tunntarmen in till levern.
Svaret ska inkludera:
1. Det latinska namnet på två delar av det venösa dränaget som löper från tunntarmen in till levern.
2. En översiktlig beskrivning av leverns makroskopiska anatomi.
3. En schematisk skiss av ovanstående strukturer och hur de sitter samman. (2p)
A: 1. v. mesenterica superior → v. portae hepatis
2. Levern är intraperitonealt belägen, består av fyra lober (två större som separeras av lig. falciforme, samt två mindre på undersidan). Loberna delas i sin tur upp i åtta segment. De funktionella loberna och segmenten kännetecknas av att de, lätt förenklat, har separat blodförsörjning, innervation och dränage av lymfa och galla. På undersidan av levern återfinns leverporten.
3. För illustrationer av det venösa dränaget se t.ex. ss. 134-135, Thieme ”Anatomy – An Essentiel Textbook”. För illustrationer av leverns anatomi se t.ex. ss. 154-155.

Q: Galla är en vätska nödvändig för kroppens matsmältningsprocesser. Gallan produceras av levern och dräneras i gallblåsan (vesica fellea) där den koncentreras och lagras.
Klargör gallblåsans karakteristiska mikroskopiska anatomi med text och figur. Vilket är epitelet och vilka karakteristika har det? Vilka är de olika skikten i gallblåseväggen? Hur skiljer sig gallblåseväggens uppbyggnad i jämförelse med den generella uppbyggnaden av till exempel tarmväggen? (2p)
A: Generell uppbyggnad av digestionskanalen:
1. Tunica mucosa Lamina epitelialis Lamina propria Lamina muscularis mucosae (saknas i gallblåsa)
2. Tela submucosa (saknas i gallblåsa)
3. Tunica muscularis externa
4. Tunica adventitia/serosa Adventitia
- Retroperitoneala organ Serosa
- Intraperitoneala organ

Q: a) Beskriv lysosomens normala funktion i cellen samt hur den utför denna funktion.
b) Vad kan konsekvensen bli om lysosomens enzymuppsättning av någon anledning är defekt?
c) Beskriv den signalmekanism som används för att rikta transporten av de enzymer som ansvarar för lysosomens funktion till lysosomen. Namnge signalmolekylen samt mekanismens huvudkomponenter. (4.5p)
A: a) Intracellulär nedbrytning syftandes till återvinning av material. Lysosomen innehåller en stor mängd hydrolaser av olika slag som kan bryta längre kedjor och därigenom verka till att bryta ner det som transporteras in i lysosomen till mindre beståndsdelar. Hydrolaserna har ett lågt pH-optimum anpassat till lysosomens sura matrix.
b) Om lysosomen har en felaktig enzymuppsättning kan icke-nedbrutna komponenter lagras till en början inuti cellen. Efter tag börjar cellen göra sig av med icke-nedbrutna komponenter utanför cellen där det med tiden kan komma att inlagras i organ eller genom transport i blod eller lymfa lagras på kärlväggar och där orsaka förträngningar.
c) Enzymer som skall verka i lysosomen märks in med mannos-6-fosfat i cis-Golgi. [Inmärkningen katalyseras av N-acetyl-D-glukosaminfosfotransferas (GlcNAc fosfotransferas)]. Fosfotransferaset känner igen en mycket speciell yta på det lysosomala enzymet och märker därigenom bara enzymer som skall verka i lysosomen. Mannos-6-fosfatmärkningen känns sedan igen av mannos-6-fosfatreceptorn i trans-Golgi. Mannos-6-fosfat-receptorn medierar därefter vesikulär transport m.h.a. klatrin till en lysosom eller en mognande sen endosom.

Q: a) Redogör för de viktigaste stegen i befruktningen av en äggcell. Namnge de viktigaste komponenterna.
b) Beskriv också vad som händer i meiosen hos äggcellen under själva befruktningen.
c) Beskriv spermiens bidrag till det blivande embryot. (3p)
A: a) Spermien genomgår kapacitation under vandringen till oocyten. Spermien binder till ZP3-receptorer på zona pellucida. Akrosomreaktionen utlöses så att proteaser hjälper spermien tränga igenom zona pellucida. Cellmembranerna fuserar.
b) Oocytens meios II avslutas innan cellkärnorna fuserar.
c) Kromosomerna i spermien inkorporeras i zygoten och ger därmed bidrag till halva genomet, resten av spermien bryts ned.

Q: En kategori av signalmolekyler kallas för morfogener.
a) Ge en funktionell definition för ett morfogen samt beskriv grunddragen i mekanismen.
b) Ange ett exempel på en utvecklingsbiologisk process hos människan där morfogener fungerar som signalämnen. (2p)
A: a) Ett morfogen är ett ämne som utsöndras från celler som utgör en punktkälla. Det skapas en koncentrationsgradient kring punktkällan genom diffusion. Mottagarceller med receptorer för morfogenämnet reagerar olika beroende koncentrationen av morfogenet i omgivningen.
b) Till exempel extremitetsutveckling.

Q: Namnge det groddblad som ger upphov till
a) skelettmuskler respektive
b) tarmkanalen. (1p)
A: a) Mesoderm
b) Endoderm

Q: Enzymkinetik är centralt i hela metabolismen och enzymernas expression (genuttryck) påverkas i många fall av den biologiska klockan. Enzymkinetik beskriver hur effektivt ett specifikt enzym omvandlar ett substrat till en produkt.
a) Förklara den grundläggande ekvationen inom enzymkinetik: Michaelis- Menten–ekvationen. Vad betyder de i ekvationen ingående storheterna?
b) Rita en graf som illustrerar typisk Michaelis-Menten–kinetik och visa hur storheterna som angavs i delfråga a) relaterar till grafen.
c) Förklara hur de olika parametrarna i en reaktion som följer Michaelis-Menten–kinetik påverkas om substratkoncentrationen fördubblas. (4.5p)
A: a) Michaelis-Menten–ekvationen: v = Vmax x [S]/(Km + [S])
v – momentan hastighet, uttrycks oftast i mol bildad produkt/tidsenhet
Vmax – maximala hastigheten som ett enzym kan arbeta vid under rådande omständigheter, uttrycks oftast i mol bildad produkt/tidsenhet
[S] – substratkoncentrationen, uttrycks oftast i mol/l (M)
Km – Michaelis konstant som är en kombination av hastighetskonstanter, brukar ses som ett mått på affiniteten för ett substrat till respektive enzym. Uttrycks i mol/l (M)
b)
Vid v=Vmax /2 är [S] lika med Km
(erhålls ur MM-ekvationen och används för att bestämma Km numeriskt). Dock löses alla parametrar idag oftast med icke-linjär regressionsanalys.
c) Vid låga substratkoncentrationer sker nästan en fördubbling av hastigheten, men då Vmax nästan uppnåtts sker i princip ingen ökning av hastigheten (enzymet är mättat av substrat).

Q: a) Redogör med figurer och kompletterande text för nedbrytningen av dietära lipider (triacylglyceroler; TAG), under den gastriska och intestinala fasen av matsmältningen. Ange från vilka celler och organ de olika enzymerna kommer, samt namnge enzymerna. Eventuella hjälpfaktorers namn och funktion skall också beskrivas. Ange även var de olika stegen av nedbrytningen sker i matsmältningskanalen.
b) Namnge det peptidhormon som bildas i endokrina celler i tunntarmen, som är av central betydelse för många olika processer/funktioner när det gäller nedbrytning och hanteringen av dietära lipider;
c) ange två sådana olika processer som påverkas av det aktuella hormonet.
A: Se bl.a. Ferrier Biochemistry 7:e upplagan, sid 173-177 och figur 15.2, 15.4 – 15.6. a)
Under den gastriska fasen utsöndras från magsäckens huvudceller det s.k. ”gastriska” lipaset, som är aktivt vid det sura pH:t i magsäcken; lipaset (ett esteras) klyver av fettsyror genom hydrolys vilket genererar fria [ojoniserade] fettsyror, som vid det sura pH:t hålls samman genom hydrofob interaktion med bl.a. DAG och andra fettsyror i stora hydrofoba aggregat.
Under den gastriska (neuronalt) och intestinala (hormonellt) fasen kontraheras gallblåsan och gallsalter och fosfolipider töms ut i duodenum för att lipider, som kommer från magsäcken som stora hydrofoba aggregat, skall kunna emulgeras (finfördelas) och forma miceller.
Under den gastriska fasen utsöndras också pankreaslipas och colipas från de exokrina cellerna i pankreas [; i duodenums lumen aktiveras/klyvs colipas av trypsin]. Colipas behövs för att aktivera pankreaslipaset och för att förankra det till micellen. Pankreaslipaset fortsätter nedbrytningen av TAG och DAG till 2-MAG och fria fettsyror.
b) Peptidhormonet kolecystokinin (CCK), [som bildas i I-celler,]
c) stimulerar utsöndringen av 1) lipas och colipas från de exokrina cellerna i pankreas och 2) gallsalter och fosfolipider från gallblåsan [, samt relaxerar sfinkter Oddi].

Q: Fettsyror som benämns ω3 respektive ω6 behövs för membran och syntes av arakidonsyra. Beskriv hur nomenklaturen ”ω3” eller ”ω6” i dessa fettsyror definieras. (1p)
A: Dessa fettsyror innehåller en eller flera dubbelbindningar i acylkedjan och numreringen efter ω-symbolen anger läget för dubbelbindningen som är längst från karboxylgruppen, räknat i antalet kol från ω-kolet.

Q: Ett viktigt enzym som ändrar aktivitet i relation till den cirkadiska rytmen är det huvudreglerande enzymet för ureacykeln.
a) Namnge detta enzym,
b) redogör för den reaktion som katalyseras (samtliga substrat och produkter) och
c) ange även hur enzymets aktivitet huvudsakligen regleras via en metabolit som inte ingår i själva reaktionen. (2p)
A: a) Enzymet är det mitokondriella karbamoylfosfatsyntetas 1, som katalyserar följande reaktion:
b) 2ATP + HCO3− + NH3 → 2ADP + karbamoylfosfat + Pi
c) Karbamoylfosfatsyntetas 1 regleras via N-acetylglutamat, som binder enzymet och därmed fungerar som en obligat aktivator av enzymaktiviteten.

Q: Beskriv hur den primära peristaltiska vågen initieras och hur födan når magsäcken. (3p)
A: När väl maten finfördelats i munnen förs tuggan med hjälp av tungan mot bakre svalgväggen som startar sväljreflexen initierat via tryckreceptorer i svalget. Sväljreflexen är starten på transporten av föda genom esofagus till magsäcken, den så kallade primära peristaltiska vågen. Den går genom hela esofagus och tar ungefär 10 sekunder för fast föda. Kort efter sväljningen relaxerar den nedre esofagussfinktern för att snabbare kunna låta flytande föda passera.

Q: I muskelvävnaden finns över 200 gener vars uttryck påverkas av dygnsrytmen. Muskelspecifik utslagning av en gen hos möss (Bmal1) i den cirkadiska klockan har visats leda till både nedsatt aktivitet av pyruvatdehydrogenas samt nedreglering av det protein som medierar glukosupptaget.
a) Namnge det protein som är essentiellt för upptaget av glukos till skelettmuskelceller.
b) Beskriv på cellulär nivå med text och figur hur upptaget av glukos till skelettmuskel fungerar vid fasta samt efter en måltid. Signalvägar behöver ej redogöras för i detalj.
A: a) GLUT-4.
b) Vid fasta är mängden insulin i cirkulationen låg och insulins receptor/signalväg i muskelceller är inte aktiverad. GLUT-4 finns lokaliserat i intracellulära vesiklar inuti muskelcellen och finns inte i plasmamembranet och kan därför inte mediera glukosupptag vid fasta.
Efter en måltid stiger mängden insulin i cirkulationen och insulin binder då till insulinreceptorn och aktiverar därmed insulins signaltransduktionsväg i muskelceller. Detta leder till att de intracellulära vesiklarna med GLUT-4 fuserar samman med plasmamembranet. Lokalisering av GLUT-4 till plasmamembranet gör att GLUT-4 kan mediera glukosupptag.

Q: Kolhydrater med samma bruttoformler kan uppträda i olika former med helt skilda kemiska egenskaper. En rad olika begrepp finns därför för att karaktärisera närbesläktade kolhydrater. Redogör för följande begrepp samt ge exempel på föreningar som är:
a) Anomerer
b) Enantiomerer
c) Epimerer (1.5p)
A: a) Anomerer: Skiljer sig genom att ett nytt asymmetriskt kol bildas vid ringslutning. Två anomerer skiljer sig åt genom att ha antingen en α- eller en β-struktur. Exempelvis α-D-glukos och β-D-glukos
b) Enantiomerer: Spegelbildsisomerer, exempelvis L- glukos och D-glukos.
c) Epimerer: Två isomerer som endast skiljer sig åt på ett kol kallas epimerer, exempelvis glukos och galaktos där kol-4 har OH-gruppen åt olika håll i Fisher projektion.

Q: Den cirkadiska klockan reglerar syntesen och därmed tillgången av acetyl-CoA i cellen vilket kan inverka på syntesen och förlängningen av fettsyror.
a) Ange var i cellen (subcellulär lokalisering) förlängningen av fettsyror äger rum.
b) Beskriv hur förlängningen av fettsyror, exempelvis palmitat, går till. Substrat, enzym och eventuella co-enzym ska även anges. (1.5p)
A: a) Förlängning sker i SER.
b) Elongaser (ej samma som FAS) använder malonyl-CoA som byggsten och NADPH som co-enzym för att förlänga fettsyran med två kol i taget. (Om Ac-CoA anges som substrat måste ACC-reaktionen anges).

Q: Nattarbete kan öka risken för fetma. Ett företag vill därför utveckla ett läkemedel mot fetma som verkar lokalt i fettväven. Hur bör läkemedlet verka för att detta möjligen ska kunna uppnås? (Obs, ingen hänsyn tas till eventuella negativa bieffekter) Läkemedlet bör:
a) Stimulera glukosupptaget i fettväven.
b) Stimulera insulinreceptorerna i fettväven.
c) Inhibera hormonkänsligt lipas (HKL) i fettväven.
d) Stimulera β-adrenerga receptorer i fettväven.
e) Inhibera adenylatcyklas i fettväven.
A: Rätt svar: D

Q: a) Rita en schematisk bild som illustrerar cellcykelns olika huvudfaser, samt redogör kortfattat för vad som sker under de olika faserna i cellcykeln.
b) Ungefär hur lång tid tar en genomsnittlig cellcykel i mänskliga celler? (3p)
A: a) Cellcykelns huvudfaser: Interfasen: G1-fasen föregår S-fasen och här känner cellen av omgivningen och förutsättningen för att starta DNA-replikation. Under S-fasen sker DNA-replikation/DNA-syntes. Under G2-fasen sker förberedelse inför M-fasen med tillväxt av bland annat organeller. Under M-fasen sker uppdelningen av DNA i mitos samt delning av cellen, cytokines. [G0, är ett stadium där cellen har lämnat cellcykeln och befinner sig i vila. G0 behöver inte beröras för att få full poäng, M-fasens inre uppdelning i mitosens faser behöver heller inte redogöras för.
b) En normal cellcykel tar ca 24 timmar.

Q: Mitokondriellt DNA är det DNA som främst används vid jämförelser av arvsmassan mellan moderna människor och neandertalare. Det mitokondriella DNA:t kodar för flera olika tRNA-molekyler och för några av de proteiner som ingår i elektrontransportkedjan. Redogör med text och figur för:
a) elektrontransportkedjans principiella uppbyggnad och funktion.
b) Med hjälp av bland annat substrat och produkter förklara principerna bakom den oxidativa fosforyleringen, samt
c) den alternativa reaktion som kan ske i brun fettvävnad.
A: [Se Biochemistry, Ferrier 6.8 och 6.13]
a) Elektrontransportkedjan består av fyra enzymkomplex och två så kallade mobila carriers (CoQ mellan komplex I/II och III och cytokrom C mellan komplex III och IV). Substrat för komplex I är det reducerade co-enzymet NADH och för komplex II det reducerade co-enzymet FADH2 som bildas i TCA-cykelns succinatdehydrogenas. Passagen av elektroner genom komplex I, III och IV och dess olika redoxpar leder till att 4+4+2 vätejoner (H+) pumpas ut i intermembranområdet i vecken (cristae) i det inre mitokondriemembranet. I komplex IV reagerar e- och H+med O2 och det bildas H2O.
b) Gradienten av protoner samt laddningsskillnaden över det inre mitokondriemembranet leder till att protonerna i intermembranområdet flödar tillbaka genom komplex V (ATPsyntas). När ca fyra H+ passerar tillbaka till mitokondriematrix så bildas en molekyl ATP från ADP+Pi.
c) Brun fettvävnad uttrycker ”uncoupling protein-1” (UCP1) som transporterar tillbaka H+ till mitokondriematrix utan ATP-produktion men med generation av värme.

Q: Inte bara vår arvsmassa har förändrats sedan neandertalarmänniskornas tid utan även vår tillgång till föda och våra levnadsvanor. Under det senaste decenniet har detta lett till att andelen av Sveriges befolkning som har övervikt eller fetma ökat och utgör idag mer än hälften. Längre tids hyperglykemi kan påverka flera reaktionsvägar i intermediärmetabolismen.
a) Redogör för substrat, produkt samt intermediären i polyolvägen.
b) Förklara också varför ansamlingen av intermediären i polyolvägen kan ske i vissa vävnader samt varför den kan vara skadlig. (1.5p)
A: a) Glukos, fruktos och sorbitol.
b) De vävnader som är speciellt känsliga för skador vid diabetes och generell hyperglykemi är framförallt de som saknar sorbitoldehydrogenas (SDH); avsaknaden av SDH leder till ansamling av den reducerade sockeralkoholen sorbitol, som har osmotiska egenskaper p.g.a. molekylens många hydroxylgrupper, vilket leder till vattenansamling i cellen och därmed störd cellulär funktion.

Gener kodande för proteiner involverade i nedbrytning av lipider delas i hög grad mellan neandertalmänniskan och dagens européer, något som tros utgöra en evolutionär fördel för vistelse i kallt klimat och för mer effektiv energiutvinning från fett. Redogör med hjälp av strukturformler för de fyra enzymatiska reaktioner som sker under en cykel av β-oxidation av fettsyror. Enzym, co-enzym samt eventuella co-substrat och nukleotider ska också anges. (4p)

Q: Neandertalmänniskans anatomi har studerats med stort intresse under en längre tid. Kopplat till käken och tuggsystemet så har det bland annat beskrivits att hakan kännetecknades av att den var mer fallande och inskjutande, snarare än utskjutande som hos den moderna människan, samt att underkäkens övre del (ramus) pekade mer utåt i lateral riktning på båda sidor, snarare än rakt upp.
a) Namnge underkäken på latin.
b) Namnge de fyra typerna av tänder som återfinns i underkäken hos den moderna människan. Beskriv även översiktligt på vilket sätt de olika tändernas skillnader i form avspeglar skillnader i deras funktion.
c) Neandertalmänniskans mjukdelar har av naturliga skäl varit svårare att studera jämfört med deras osteologi. Därför är det svårare att veta hur till exempel deras spottkörtlar såg ut. Ange det latinska namnet på människans tre större spottkörtlar.
d) Beskriv den principiella innervationen för de tre större spottkörtlarna och ange det latinska namnet på minst en av de nerver som innerverar dessa körtlar. (3p)
A: a) Mandibula.
b) Framtänder/incisiver (skarp/vass form som gör att den skär födan), Hörntänder/kaniner (river födan), främre kindtänder/premolarer och kindtänder/molarer (platt, trubbig form som gör att de maler/krossar födan)
c) Gl. Parotidea/Parotis, gl. Submandibularis, gl. Sublingualis
d) Parasympatisk + sympatisk innervation.
Huvudsakligen parasympatisk innervering som styr salivsekretionen.
Gl. Parotidea innerveras parasympatiskt av n. Glossopharyngeus (IV) medan gl. Submandibularis och Sublingualis innerveras av n. Facialis (VII).

Q: Ett flertal studier har visat att det vid schizofreni förekommer förhöjda nivåer i blod av aminosyrorna glycin, serin, glutamat, homocystein och arginin.
Det är inte känt varför detta är fallet och det är inte heller känt ifall gener vi ärvt från neandertalmänniskorna ligger bakom detta fenomen.
Beskriv samt ange reaktionen för hur en av dessa aminosyror kan omvandlas till metionin (samtliga substrat, produkter och enzym/co-enzym ska anges för full poäng). (1p)
A: Den aminosyra som kan omvandlas till metionin är homocystein, via denna reaktion som katalyseras via B12-beroende metioninsyntas:
Homocystein + N5-metyltetrahydrofolat → metionin + tetrahydrofolat

Q: Vi ser på neandertalmänniskorna som muskulösa och antagligen behövde även de använda kreatinfosfat som energireserv i sina muskler. Beskriv hur kreatinfosfat bildas i musklerna och sedan kan användas som energirik förening. Samtliga relevanta substrat, produkter och ingående enzymer ska anges. (1.5p)
A: Musklerna kan ta upp kreatin från blodet och sedan fosforylera kreatin till kreatinfosfat m.h.a. kreatinkinas (kreatin + ATP → kreatinfosfat + ADP).
När ATP-behovet i muskler ökar kan samma enzym anaerobt katalysera den omvända reaktionen, vilket därmed hjälper musklerna att upprätthålla ATP-nivåerrna (kreatinfosfat + ADP → kreatin + ATP).
Det kreatinfosfat som finns i cellerna räcker för att upprätthålla ATP-nivåerna i några sekunder av hög användning.

Q: a) Hur ser kromosomuppsättningen (karyotypen) ut hos den moderna människan?
b) Det verkar som att Y-kromosomen från neandertalmänniskan inte alls finns kvar i moderna människor. Vad är Y-kromosomens funktion i människans utvecklingsbiologi?
c) Namnge den gen som ansvarar för den här funktionen. (2p)
A: a) Människan har vanligast totalt 46 kromosomer, varav två är könskrosomer (X och Y), och 44 somatiska kromosomer. 23 kromosomer i en haploid uppsättning.
b) Y-kromosomen startar manlig utveckling (testikelutveckling).
c) Den gen på Y-kromosomen som ansvarar för denna funktion heter SRY-genen.

Q: Kromosomer har förutom gener vissa komponenter som är ansvariga för viktiga ”kromosomfunktioner”.
a) Beskriv funktionen för telomererna samt antalet per kromosom.
b) Beskriv funktionen för centromererna samt antalet per kromosom.
c) Beskriv funktionen för replikationsstartpunkterna samt antalet per kromosom. (3p)
A: a) Telomerer är en struktur vid kromosomändarna (två för varje kromosom). Dess funktion är att skydda kromosomer samt att möjliggöra kopiering/replikering av DNA vid kromosomändarna.
b) Centromerer är ett område på kromosomen där systerkromatiden hålls ihop, en per kromosom. När kärnspolen bildas under mitosen binds mikrotubuli till centromeren.
c) Replikation av DNA börjar vid replikationsstartpunkt. Många replikationsbubblor startas samtidigt på kromosomen. Det finns många startpunkter på varje kromosom [ca 30000 nt mellanrum].

Q: Ett exempel på arvsanlag som vi får tacka våra neandertalförfäder för är keratingenerna.
a) Vilken cellbiologisk huvudgrupp av proteiner tillhör keratinerna?
b) Var förekommer keratiner i rikliga mängder i den vuxna kroppen? (2p)
A: a) Keratiner är proteiner som är en typ av intermediära filament, alltså utgör de en del av cytoskelettet.
b) Keratiner är intracellulära proteiner som förekommer i huden, håret och naglar.
[Det finns många olika typer av keratiner med olika funktioner.]

Q: Nedbrytningen av puriner sker i flera steg och ger i människa upphov till slutmetaboliten urinsyra/urat. Hos de flesta djur och primater, kan urinsyra metaboliseras vidare till allantoin med hjälp av enzymet uratoxidas. Hos människa är emellertid detta enzym ickefunktionellt på grund av mutationer som skett under den mänskliga evolutionen och som gör att enzymet inte uttrycks. Detta kan i sin tur leda till sjukdom, som dock kan avhjälpas med läkemedlet allopurinol, vilket blockerar ett av enzymerna delaktiga i nedbrytningen av puriner.
a) Namnge enzymet som allopurinol inhiberar samt vilken eller vilka reaktioner i purinkatabolismen som detta enzym katalyserar.
b) Beskriv vid vilket tillstånd allopurinol administreras och redogör för hur det motverka detta tillstånd genom hämning av ovannämnda enzym. (2p)
A: a) Allopurinol hämmar Xantinoxidas, som katalyserar reaktionen:
O2 + H2O hypoxantin → xantin + H2O2, samt xantin O2 + H2O + → urinsyra + H2O2
b) Allopurinol kan ges vid gikt och hämmar produktionen av urinsyra. Urinsyra är svårlösligt och faller lätt ut och kan bilda kristaller som ger upphov till gikt. Genom att hämma produktionen av urinsyra minskar man koncentrationen av urinsyra och därmed risken att urinsyra fälls ut.

Q: Namnge fyra olika typer av RNA-molekyler som är vanligt förekommande i cellen. Ange även funktionen för dessa fyra typer av RNA-molekyler. (2p)
A: 1. mRNA (budbärarRNA) – bär information från DNA till ribosomen
2. rRNA (ribosomal RNA) – strukturella och funktionella komponenter av ribosomer
3. miRNA (mikroRNA) – reglerar genuttryck
4. tRNA (förflyttarRNA) – är adapter mellan mRNA och aminosyror

Q: Personer med Hunters sjukdom har en brist på enzymet iduronatsulfatas, vilket resulterar i en tilltagande upplagring av glukosaminoglykaner (GAG:s) i kroppens celler. Denna upplagring av GAG:s ger upphov till de många problem som drabbar personer med Hunters sjukdom.
a) Beskriv den principiella uppbyggnaden av GAG och proteoglykaner (rita gärna).
b) Ge exempel på en huvudfunktion hos dessa molekyler och beskriv principen för denna funktion. (2p)
A: a) GAG:s är långa ogrenade polysackarider som består av upprepade disackarider (där kolhydrat nummer ett ofta är sur/laddad och kolhydrat nummer två ofta är aminerad, därav namnet). Proteoglykaner är GAG:s bundna till en proteinkärna med hjälp av kovalenta bindningar.
b) Både PG och GAG innehåller rikligt med negativt laddade grupper som är osmotiskt aktiva och drar till sig positiva motjoner samt vatten. Därmed bildas en gel som ger bindväven dess normala spänst (kallas turgor).

Q: Taruis sjukdom är en muskulär metabol störning, med ett autosomalt recessivt arvsmönster som uppstår på grund av mutationer i fosfofruktokinas-1 (FFK-1). FFK-1 är ett nyckelenzym i glykolysen med regulatoriska säten. FFK-1 är ett homotetramert enzym med kvartenärstruktur. Vilket av följande alternativ beskriver bäst FFK-1 baserat på informationen ovan?
a) Innehåller fyra domäner och fyra likadana polypeptidkedjor.
b) Innehåller fyra likadana subenheter och kan regleras allostert.
c) Innehåller en polypeptidkedja och fyra likadana domäner.
d) Innehåller fyra olika polypeptidkedjor och kan regleras allostert.
e) Innehåller fyra likadana subenheter och fyra domäner. (1p)
A: b) Innehåller fyra likadana subenheter och kan regleras allostert.

Q: Sicklecellanemi orsakas av en punktmutation i en av polypeptidkedjorna i hemoglobin (HbA). Mutationen är belägen på ytan av proteinet där glutaminsyra i position 6 muterats till valin. Baserat på aminosyrornas egenskaper, vilken strukturell konsekvens kan mutationen mest sannolikt ha på hemoglobin?
a) Valin är mer hydrofilt jämfört med glutaminsyra och kommer därför att öka lösligheten hos HbA.
b) Valin är positivt laddad och glutaminsyra är negativt laddad, vilket kommer att påverka affiniteten för syre.
c) Valin har en mer polär sidokedja och kommer att öka jonbindningarna mellan subenheterna, vilket ger upphov till en mer ”tense” (deoxi) form av HbA.
d) Valin är hydrofobt och kommer att försöka interagera med andra hydrofoba aminosyror på andra HbA för att undkomma den hydrofila miljön.
e) Valin har samma egenskaper som glutaminsyra, men kommer direkt att påverka bindningen av syre till HbA. (1p)
A: d) Valin är hydrofobt och kommer att försöka interagera med andra hydrofoba aminosyror på andra HbA för att undkomma den hydrofila miljön.

Q: Amyotrofisk lateral skleros (ALS) är en allvarlig sjukdom som leder till långsamt förvärrad förlamning på grund av förtvinande nervceller i ryggmärgen. En gen som kan vara felaktig vid ALS är den som kodar för superoxiddismutas (SOD), där det dock inte är helt klart hur muterat SOD kan ge upphov till ALS. Forskning tyder på att det inte nödvändigtvis är dess enzymatiska aktivitet som krävs för att skydda mot ALS. Det kan vara muterat SOD som mister sin naturliga veckning och ger upphov till aggregerat SOD, vilket i sin tur skadar cellerna i form av så kallade amyloida plack. Mot bakgrund av detta, välj det mest riktiga svaret av följande alternativ.
a) Normal enzymatisk funktion hos SOD producerar väteperoxid (H2O2).
b) Amyloida plack bildas oftast när muterade proteiner får en onormalt hög andel alfa-helixar.
c) SOD är ett av många enzymer som ej kräver någon metall som kofaktor.
d) Normalt finns det SOD bara i mitokondrierna.
e) Väteperoxid (H2O2) är en av de fria syreradikaler som kan bildas i celler.
A: a) Normal enzymatisk funktion hos SOD producerar väteperoxid (H2O2).

Q: Den ovanliga Lesh-Nyhans sjukdom beror på total avsaknad av enzymet HGPRT. En minskad aktivitet hos HGPRT är dock ett vanligare tillstånd och är en av de enzymdefekter som kan ge upphov till ledsjukdomen gikt.
a) Beskriv de två reaktioner som kan katalyseras av enzymet HGPRT (såväl substrat som produkter ska anges).
b) Beskriv varför en lägre aktivitet hos HGPRT kan ge upphov till gikt. (2p)
A: a) De två reaktioner som kan katalyseras av HGPRT (hypoxantin:guanin -forsforibosyltransferas) är:
Hypoxantin + PRPP (5-fosforibosyl-1-fosfat) → IMP + PPi och Guanin + PRPP → GMP + PPi .
b) Anledningen till att bristande aktivitet av HGPRT kan ge upphov till gikt är att den ökade mängden hypoxantin och guanin, som inte återanvänds via HGPRT, istället kataboliseras vidare till urinsyra (urat). Vid höga koncentrationer faller urinsyra ut som kristaller i ledvätska och ger upphov till den inflammatoriska ledsjukdomen gikt.

Q: Mutationer i genen som kodar för enzymet pyruvatkinas är mycket sällsynta men förekommer med högre frekvens i norra Europa och Japan. Mutationer som resulterar i reducerad enzymfunktion kan ge upphov till energibrist i de röda blodkropparna, vilket påverkar deras funktion och reducerar deras livslängd. Detta kan ge upphov till hemolytisk anemi.
a) Redogör med samtliga substrat och produkter för den reaktion som katalyseras av pyruvatkinas.
b) Beskriv hur enzymets aktivitet regleras på tre principiellt olika sätt. (2p)
A: a) PEP + ADP → pyruvat + ATP.
b) Tre principiellt olika sätt som pyruvatkinas regleras på;
-allostert (stimuleras av fruktos-1,6-bisfosfat, hämmas av ATP och alanin)
-kovalent modifiering (defosforylering/fosforylering av insulin/glukagon)
-gennivå (av insulin och glukagon nivåer).

Q: Mutationer i enzymet galaktokinas är sällsynta men förekommer. Redogör med utgångspunkt från glukos för bildningen av UDP-galaktos hos en individ med defekt galaktokinas; samtliga substrat och produkter (inklusive eventuella nukleotider) samt enzymnamn skall anges. (4p)
A: glukos + ATP → glukos-6-fosfat +ADP (enzymnamn: hexokinas),
glukos-6-fosfat → glukos-1-fosfat (enzymnamn: fosfoglukomutas),
glukos-1-fosfat + UTP → UDP-glukos + PPi (enzymnamn: UDP-glukospyrofosforylas),
UDP-glukos → UDP-galaktos (enzymnamn: hexos-4-epimeras)

Q: Avsaknad av ena eller båda kopiorna av LDLR (low-density lipoprotein receptor) genen är en orsak till förhöjda kolesterolnivåer i blodet (hyperkolesterolemi) och utveckling av ateroskleros i tidig ålder. Vilket av dessa påståenden om LDL/LDLR funktion är helt korrekt?
a) ApoB-100 är en ligand till LDLR.
b) LDLR sitter förankrat till cellmembranet via ett GPI-ankare.
c) PCSK9 stimulerar signalering via LDLR.
d) LDLR uttrycks enbart i levern.
e) ApoC-II stimulerar uttrycket av LDLR. (1p)
A: a) ApoB-100 är en ligand till LDLR.

Q: Det finns flera kända sjukdomar som beror på mutationer i gener som kodar för enzymer i karnitinskytteln.
a) Skriv reaktionsformlerna för
1) reaktionen i det yttre mitokondriemembranet som katalyseras av CPT-I (CAT-I), respektive
2) reaktionen i det inre mitokondriemembranet som katalyseras av CPT-II.
För full poäng ska både substrat och produkter anges.
b) CPT-I aktiviteten hämmas av en av produkterna i fettsyrasyntesen, vilken?
c) Ange en trolig förklaring till varför personer som är födda med en defekt CPT-1 aktivitet ändå kan tillgodogöra sig energi från mjölk. (2.5p)
A: a)
[Se bild 16.16 i Ferrier.]
1) fettsyra-CoA + karnitin (fritt) → Fettsyra-karnitin + CoA (enzym: CPT-I).
2) Fettsyra-karnitin + CoA (mitokondriellt) → fettsyra-CoA + karnitin (fritt) (enzym: CPT-II).
b) Malonyl-CoA.
c) Fettsyrorna i mjölk är korta (<12C) och kräver därför ingen energikrävande transport över inre mitokondriemembranet inför β-oxidation. En annan förklaring kan vara att laktos i mjölk kan användas som kompletterande bränsle.

Q: Begreppet "cancer" handlar om en stor samling sjukdomar som uppkommer genom förändringar (mutationer) i cellernas arvsmassa. Vissa cancerformer är vanliga, och vissa väldigt ovanliga. Vid en del cancerformer ser man att cancercellerna har förändrade splitsningsmönster på grund av mutationer.
a) Förklara vad alternativ splitsning är i allmänhet, samt,
b) hur splitsning går till i stora drag, och
c) ge en vetenskapligt motiverad hypotes för varför organismer har utvecklat förmågan till alternativ splitsning. (4p)
A: a) Splitsning är den process som ser till att genens introner klipps bort och exonerna binds ihop. En och samma gen (pre-mRNA) kan splitsas olika i olika celltyper eller vävnader, för olika ändamål. Den genetiska informationen (generna) hos eukaryota organismer (till exempel människa) är organiserad så att olika kombinationer av informationsbärande delar (exoner) kan väljas vid splitsning av mRNA (alternativ splitsning) och ger upphov till olika proteiner under translationen. På det här sättet kan cellen ta fram olika varianter av en och samma gen och ge upphov till proteiner med olika funktioner.
b) Splitsning av pre-mRNA sker under och efter transkriptionen (innan translation), med hjälp av RNA och proteinkomplex (snRNPs/ ¨snurps¨). Splitsningen (av transkriptet) är energikrävande och sker i spliceosomen (RNA och proteinkomplex) där introner tas bort [som lassoliknande strukturer, så kallat lariat-struktur] och exoner ”limmas” ihop till mRNA (messenger/budbärar RNA).
c) Antalet gener behöver därmed inte vara lika med antalet olika proteinvarianter som förekommer hos organismer. Om inte splitsningen fanns som mekanism så skulle antalet gener troligen vara fler än nu för att skapa alla de olika proteiner och funktioner som en cell och hela organismen behöver. Splitsning ger variation och har även en viktig evolutionär roll för utveckling av ”nya” proteiner.

Q: Kromatinet i kromosomer befinner sig i två huvudformer, eukromatin och heterokromatin.
a) Beskriv kortfattat vad det betyder för genuttrycket att DNA är organiserat som eukromatin.
b) Beskriv kortfattat vad det betyder för genuttrycket att DNA är organiserat som heterokromatin.
c) Mutationsfrekvensen är generellt högre i heterokromatin än i eukromatin. Samtidigt finns det evidens för att vissa DNA-sekvenser har en högre mutationsfrekvens när de organiseras som eukromatin. Formulera en vetenskapligt uppbyggd hypotes för varför kromatinets organisation som heterokromatin eller eukromatin skulle kunna påverka mutationsfrekvensen. (3.5p)
A: a) Eukromatin är transkriptionellt aktivt, "öppet" DNA, där DNA:t har en lösare struktur och det är därmed tillgängligt för transkriptionsmaskineriet i form av ”loopar.”
b) Heterokromatin är tätt packat, transkriptionellt inaktivt DNA.
c) Eftersom eukromatin är lösare packat, ger det lättare åtkomst för olika makromolekyler. Det gäller både för makromolekyler som kan skada DNA (vilket kan resultera i mutation) och för proteiner som reparerar DNA-skada (vilket motverkar mutation). Även andra vetenskapligt motiverade förklaringsmodeller fungerar.

Q: Beskriv vilken funktion pankreassekretet har och hur pankreassekretionen regleras. (2p)
A: Pankreassaften har till funktion att neutralisera magsäckens sura innehåll som töms till duodenum och skapa en optimal miljö (pH värdet runt 7.00) för enzymatisk nedbrytning av kolhydrater, fett och proteiner. Regleringen av pankreassekretionen påverkas dels som svar på surt maginnehåll och fett som när det når sensorer i duodenum i sin tur frisätter hormonet sekretin till blodbanan. Sekretinet når både pankreas och levern som ökar sin produktion av vätekarbonat. Det fett och de peptider som kommer in i duodenum ökar frisättningen av cholecystokinin (CCK) som frisätter enzymer från pankreas och galla från levern till duodenum vilket behövs för att bryta ner fett och proteiner.

Fyll i nedanstående tabell som klargör skillnader mellan serösa och mukösa körtlar. Hur kan man skilja på körtelcellerna med avseende på A-D?
A: Cellkärnans form och dess lokalisation.
B: Sekretionsproduktens kemiska innehåll.
C: Sekretionsproduktens viskositet.
D: Färgbarhet med rutinfärgningsmetoden hematoxylin-eosin (htx-eosin; HE) respektive Periodic Acid Schiff (PAS).

Q: Vilket av följande påståenden stämmer bäst gällande pankreas- och gallgångarnas anatomi?
a) Den gemensamma gallgången, ductus choledochus, flödar vid pankreas huvud samman med ductus pancreaticus accessorius och tömmer sig sedan vid Treitz ligament.
b) Gallan och bukspottet samlas i ampulla Vateri (hepatopancreatica) och töms sedan i duodenum. Vid mynningen ut i duodenum återfinns ett litet utskott som kallas papilla Vateri (duodeni major).
c) Duodenum, pancreas och de tillhörande gall- och pankreasgångarna ligger intraperitonealt, vilket betyder att de kan röra sig tämligen fritt inne i bukhålan.
d) Pancreas försörjs av arteriellt blod från a. gastroomentalis, en gren från a. mesenterica superior.
e) Duodenum, pancreas och de tillhörande gall- och pankreasgångarna delar embryologiskt ursprung och utvecklas under fostertiden från mellantarmen. (1p)
A: a) Ductus choledochus sammanflödar med ductus pancreaticus, men inte ductus pancreaticus accessorious (som för övrigt ofta saknas). Mynningen återfinns vid duodenums nedåtgående del, alltså mer proximalt än Treitz ligament.
b) Rätt svar.
c) Organen och kärlen ligger till större delen retroperitonealt och sitter mer förankrade baktill i bukhålan jämfört med till exempel jejunum och ileum.
d) Pancreas försörjs med arteriellt blod från a. splenica/lienalis, som kommer från truncus coeliacus.
e) De angivna organen/strukturerna delar embryologiskt ursprung, men utvecklas från framtarmen.

Q: Crohns sjukdom är en förhållandevis vanlig typ av inflammatorisk tarmsjukdom. Sjukdomen har en ärftlig komponent och orsakar ofta ett stort lidande för den drabbade. Ett av de vanligaste områdena som kan bli inflammerat är tunntarmens mest distala del, ileum. Vilket av följande påståenden stämmer bäst gällande ileums anatomi?
a) M. sphincter pyloricus markerar övergången från tunntarm till tjocktarm och bidrar till att reglera flödet av tunntarmsinnehåll genom den glatta sfinktermuskulaturen.
b) Ileum innerveras sympatiskt av nerver från thorakala ryggmärgssegment, och parasympatiskt av nerver från sakrala ryggmärgssegment.
c) Ileums arteriella blodförsörjning och venösa dränage sker via a. mesenterica inferior respektive v. mesenterica inferior.
d) Ileum är svår att skilja med ögat från jejunum. Ileum och jejunum kännetecknas av att de är upphängda med ett tarmkäx (mesenterium) och kan röra sig tämligen fritt i det intraperitoneala rummet.
e) Ileum är vanligtvis cirka sju meter lång och går att enkelt skilja från jejunum, bland annat genom dess karakteristiska fickor, haustrae. (1p)
A: a) Valva ileocaecalis heter den struktur som markerar övergången från tunntarm till tjocktarm. Valvet reglerar flödet av tunntarmsinnehåll och kan beskrivas som en backventil som hindrar kymus och bakterier i tjocktarmen från att flöda baklänges, tillbaka in i tunntarmen.
b) Ileum innerveras sympatiskt av nerver från thorakala ryggmärgssegment men den parasympatiska innervationen sker via n. vagus fram till och med 2/3 av colon transversum.
c) Ileum försörjs och dräneras av a.v. mesenterica superior.
d) Rätt svar. Ileum är svår att skilja från jejunum med ögat och de kallas tillsammans för den ”fria tunntarmen” därför att tarmkäxet gör dem mer rörliga.
e) Ileum är cirka 2-4 meter lång och har inga haustrae, till skillnad från tjocktarmen som kännetecknas av dessa.

Q: I samband med sväljningen av föda så initieras den så kallade gastriska fasen. Beskriv hur kontraktionerna i magsäcken och tömning av densamma till duodenum regleras under den gastriska fasen. (2p)
A: I samband med sväljningen relaxerar muskulaturen i magsäcken den s.k. receptiva relaxationen som innebär att magsäcken är beredd att ta emot föda utan att muskulaturen aktiveras. När föda når ventrikeln och succesivt fylls inträder den s.k. adaptiva relaxationen för att kunna fylla magsäcken upp till ca 1,5 lilter. I samband med att föda börjar nå magsäcken startar motoriken som innebär maximalt 3 kontraktioner per minut som blir allt kraftigare ju närmare antrum-pylorusregionen kontraktionen kommer. Vid varje kontraktion blandas födan med ventrikelsaft och knådas till mindre bitar. Om födan har sönderdelats till millimeterstora partiklar kan 6-8 ml tömmas ut i duodenum.

Q: Nedan finner du tre frågor som rör tuggmuskulaturen och käkledens anatomi kopplat till tuggningsrörelsen.
a) Vilken/vilka krafter bidrar till att öppna käkleden i början av tuggrörelsen?
b) Hur rör sig ledhuvudet, caput mandibulae, när käken öppnas mer än cirka 15 grader?
c) Vilka är de fyra primära tuggmusklerna? Ange namnen på latin och beskriv även översiktligt deras respektive funktion. (2p)
A: a) Den huvudsakliga kraften som verkar i början av en vanlig tuggrörelse är gravitationen. För att gapa större, snabbare eller mot ett motstånd krävs att m. pterygoideus lateralis och tungbensmuskulaturen aktiveras.
b) När käkleden öppnar sig mer än cirka 15 grader börjar ledhuvudet, caput mandibulae, att runda ledknölen, tuberculum articulare, och röra sig framåt.
c) M. temporalis, m. masseter och m. pterygoideus medialis. Funktion: Elevation/stänger munnen. Även involverade i retraktion och till viss del laterala/”idisslande” rörelser. M. pterygoideus lateralis. Funktion: Depression/öppnar munnen. Även involverade i laterala/”idisslande” rörelser.

Q: a) Redogör med figurer och kompletterande text för nedbrytningen av dietära proteiner under den gastriska och intestinala fasen av matsmältningen; cellulär källa till de olika proteaserna, proteasernas aktivering och namn. Var de är verksamma i matsmältningskanalen samt miljöns betydelse för olika proteasernas funktion skall framgå av redogörelsen.
b) Namnge ett valfritt peptidhormon i matsmältningskanalen och ange hur det namngivna hormonet fysiologiskt påverkar miljön (pH:t) i matsmältningskanalen. (3p)
A: a)
[Se t.ex. Ferrier Biochemistry 7:e upplagan, sid 248-249 och figur 19.4 och 19.5]
Från magsäckens huvudceller utsöndras pepsinogen (inaktiv form), som kan aktiveras partiellt av det sura pHt i magsäcken eller genom att aktiverat pepsin klyver en eller flera peptidbindningar i pepsinogen.
Det sura pH:t i magsäcken är av stor betydelse inte bara för att aktivera pepsinogen men för att denaturera de dietära proteinerna vilket underlättar för proteaser såsom pepsin att komma åt flera olika peptidbindningar på ett snabbt sätt.
Från de exokrina cellerna i pankreas utsöndras zymogenerna trypsinogen, kymotrypsinogen, proelastas och olika prokarboxypeptidaser. I duodenoms lumen aktiveras trypsinogen av enzymet enetropeptidas.
Trypsin i sin tur aktiverar trypsinogen och de övriga zymogenerna till motsvarande aktiverade former: trypsin, kymotrypsin, elastas och karboxypeptidas.
I tarmväggen uttrycks också aminopeptidaser och olika di och tripeptidaser som komplettera nedbrytningen till fria aminosyror och di- och tripeptider.
b) Peptidhormonet gastrin, [som bildas i G-celler,] stimulerar utsöndringen av vätejoner från magsäckens parietalceller. Alternativt peptidhormonet sekretin, [som bildas i tunntarmens S-celler,] stimulerar utsöndringen av bikarbonat från exokrina celler i pankreas.

Q: a) Redogör för de olika kroppsaxlarna hos embryot (människan) med namnen samt deras riktning i relation till den vuxna kroppen. Rita gärna en schematisk bild med förklaringar.
b) Beskriv var den blivande munhålan utvecklas på den relevanta kroppsaxeln.
c) Vad heter tillståndet där organ i bukhålan är spegelvänt placerade? (2.5p)
A: a) Kranial-kaudal kroppsaxel ("huvud-svans"), dorsal-ventral kroppsaxel ("ryggsidan-buksidan"), höger-vänster kroppsaxel.
b) Munhålan utvecklas i den kraniala änden av den kranial-kaudala kroppsaxeln.
c) Situs inversus.

Q: Metabolism av glukos under aeroba förhållanden är den främsta källan för ATP produktion. Redogör med reaktionsformler för en valfri mekanism som leder till återoxidering av NADH i cytosolen samt transport av elektroner in till mitokondrien. Samtliga substrat, produkter och enzym skall anges. (1.5p)
A: [Se Ferrier Biochemistry Figure 6.15] (egentligen 6.17?)
Svar: Glycerol 3-fosfatskytteln eller malat-aspartatskytteln.

Q: Vid kraftigt minskat intag av mat kan kroppen utvinna energi från de egna fettreserverna. Lagrad energi i form av triacylglycerol i adipocyternas lipiddroppar frigörs vid en process som benämns lipolys.
a) Namnge och beskriv funktionen för de tre enzym som verkar i lipiddroppen vid nedbrytning av triacylglycerol (rita gärna). För full poäng ska även substrat och produkter anges.
b) Beskriv verkningsmekanismen för insulin eller adrenalin/nor-adrenalin när det gäller reglering av lipolysen. (3.5p)
A: a) TAG → DAG + FFA1 (enzym: ATGL (adipocyt-triglyceridlipas));
DAG → MAG + FFA2 (enzym: HSL (hormone sensitive lipase/hormonkänsligt lipas));
MAG → Glycerol + FFA3 (enzym: MGL (monoacylglycerollipas)).
b) Insulin (hämmar lipolys): Minskar ATGL-uttryck (genreglering); Nedströms signalering via fosfodiesteras leder till nedbrytning av cAMP vilket minskar PKA aktivitet och därmed minskad aktivitet =minskar fosforylering av HSL.
Adrenalin/nor-adrenalin (ökar lipolys):
[se bild 16.15 i Ferrier.]
Signalering via adenylatcyklas ökar cAMP produktion, vilket aktiverar PKA-medierad fosforylering av HSL och ökar därmed aktiviteten av HSL. PKA fosforylerar också perilipin, vilket underlättar rekryteringen av HSL till lipiddroppen.

Q: Efter ett mål mat rikt på kolhydrater och lipider distribueras näringsämnena till kroppens olika vävnader.
a) Beskriv
1) hur lipidfyllda kylomikroner fysiskt interagerar med blodkärlsväggen i muskel eller fettväv samt
2) den enzymatiska reaktion som sker invid blodkärlsväggen vars produkt sedan transporteras över till dessa underliggande vävnader.
För full poäng ska verksamt enzym samt produkt anges.
b) Hur kopplas ett högt energiintag till en ökad lipogenes i levern?
c) Ge en trolig förklaring till varför den vita fettväven tar upp mer fett från kylomikroner och VLDL än vad muskel gör vid högt energiintag. (3.5p)
A: a) Interaktionen medieras via ApoC-II på kylomikronpartikeln som binder till lipoproteinlipas (LPL, enzymet) som sitter förankrad (med ett GPI-ankare) till den luminala blodkärlsväggen. Då ökar LPL:s aktivitet och triacylglyceroler inne i partikeln hydrolyseras till fria fettsyror och glycerol. FFA:s tas sedan upp av endotelet och transporteras via transcytos till underliggande vävnad.
b)
[se bild 16.11 i Ferrier.]
Via ökad kolhydratmetabolism i levern vilket leder till ökade Ac-CoA nivåer i mitokondrien. Citratmängden ökar därmed och citrat förs över till cytosolen där den används för att återskapa Ac-CoA i cytosolen. Ac-CoA är substrat för fettsyrasyntesen i levercellerna. I det välfödda tillståndet driver insulin fettsyrasyntesen via ökad ACC-aktivitet.
c) Fettväven har en ökad ”kapacitet” (bättre och större lagringskapacitet i adipocyter); ökat uttryck och aktivitet hos LPL enzymet (högre uttryckt i fettväv än i muskel, högre aktivitet efter specifik cellsignalering).

Q: En viktig funktion i cellen är vesikeltransportsystemet som verkar mellan det endoplasmatiska retiklet (ER) och golgiapparaten (Golgi).
a) Beskriv uppbyggnaden för vesikeltransportsystemet mellan ER och Golgi samt namnge systemets huvudkomponenter.
b) Det finns ett proteinkomplex som styr och underlättar den slutliga fusionen mellan en vesikel och ett målmembran. Beskriv systemet samt hur själva fusionen fungerar. (4p)
A: a) Vesiklarna som utgår från ER till Golgi använder det s.k. COPII (coatamer protein) maskineriet för att knoppas av från ER och speciella lastreceptorer ser till att rätt proteiner inlemmas i de vesiklar som knoppas av med COPII-systemet. Vesiklar som utgår från Golgi och skall till ER använder COPI maskineriet för att knoppas av. COPI specifika lastreceptorer ser till så att rätt proteiner kommer tillbaks från Golgi till ER i vesiklarna.
b) Systemet heter SNARE (”soluble NSF attachment protein receptor”). Det finns SNARE:s på både vesikeln (v-SNARE för ”vesicle” SNARE) och på målmembranet (t-SNARE för ”target” SNARE) och det måste normalt sett vara rätt kombination av v-SNARE och t-SNARE för att vesikeln skall kunna fusera. V- och t-SNARE:s ligger upplindade på vesiklen respektive membranet. När de bildar rätt sorts komplex så går de ihop som ett blixtlås och driver därigenom fusionen mellan vesikel och målmembran.

Q: Kobolt är ett mineralämne som ingår i vitamin B12. Ange en reaktion (substrat och produkt) som B12 är involverad i. (1p)
A: B12 är involverad i reaktionen som omvandlar homocystein till metionin, samt reaktionen som omvandlar metylmalonyl CoA till succinyl CoA.

Q: Folsyra (vitamin B9) är viktig i en rad olika metabola steg i kroppen, bland annat inom nukleotidmetabolismen. Brist på folsyra kan ge upphov till megaloblastisk anemi.
a) Beskriv vilken generell typ av enzymatiskt katalyserad reaktion som folsyra behövs vid, och
b) på vilket eller vilka sätt som folsyra används inom nukleotidmetabolismen. (1.5p)
A: a) Folsyra i olika former används av olika enzymer som donator av enkolsfragment.
b) Inom nukleotidmetabolismen används folsyrederivat för att donera två olika kolatomer vid nysyntes av purinskelettet samt vid syntes av dTMP från dUMP.

Q: Redogör med figur och kompletterande text för den molekylära hanteringen av järn (OBS ej hemjärn) i tunntarmen; betydelsen av vitamin C.
Olika proteiners funktion och namn, absorptionsprincip in i enterocyten samt järnets fortsatta öde i enterocyten eller i omedelbar anslutning (extracellulärt) till enterocyten skall framgå av redogörelsen. (3p)
A: [Se t.ex. Ferrier Biochemistry 7:e upplagan figur 29.8.]
Trevärt järn (Fe3+) måste innan absorption reduceras till Fe2+ m.h.a. ett membranbundet reduktas (Dcytb; ”duodenal cytochrome b ferrireductase”), som kräver vitamin C som coenzym. Absorptionen från tarmlumen in i enterocyten sker m.h.a. uniporten DMT-1 (”divalent metal ion transporter-1”).
Det fortsatta ödet för Fe2+ innebär antingen:
1) intracellulär oxidation av Fe2 till Fe3+ och inbindning till proteinet ferritin för lokal lagring, alternativt
2), om kroppen signalerar behov av järn, uttransport av Fe2+ med hjälp av det i basalmembranet lokaliserade transportproteinet ferroportin, och oxidation till Fe3+ extracellulärt med hjälp av det membranbundna enzymet hephaestin.

Q: Ribonukleotidreduktas är ett järninnehållande enzym som katalyserar en mycket grundläggande och viktig reaktion som behövs för cellers replikation.
a) Beskriv denna reaktion. För full poäng behövs svar med samtliga substrat och produkter.
b) Namnge även de hjälpenzymer som reaktiverar ribonukleotidreduktas efter en katalytisk cykel och beskriv deras mekanism. (2.5p)
A: a)Ribonukleotidreduktas katalyserar reduktion av ribonukleotider i difosfatform (GDP, ADP, CDP och UDP) till respektive deoxyribonukleotider (dGDP, dADP, dCDP och dUDP).
b) Vid denna reaktion bildas en disulfidbrygga i enzymet som behöver reduceras till en dithiol, vilket sker tillsammans med thioredoxin systemet (Trx och Trx-reduktas) eller glutathionsystemet (GSH, glutaredoxin och glutathionreduktas), vilka i sin tur behöver NADPH.

Q: Mutationer som leder till bristande funktion av pyruvatdehydrogenas-komplexet (PDH) är ovanliga men får mycket allvarliga följder, speciellt för hjärnan. Komplexet är beroende av flera vitaminer/coenzymer för sin funktion.
a) Redogör för samtliga substrat och produkter för den nettoreaktion som katalyseras av PDH-komplexet.
b) Namnge de co-enzymer som ingår i PDH-komplexet. (2.5p)
A: a) Pyruvat +NAD+ + CoA → Acetyl-CoA + CO2 + NADH + H+
b) TPP, liponsyra, coenzym A (fungerar också som substrat), FAD och NAD+

Q: Flertalet av de co-enzymer som är essentiella för många redoxreaktioner är vitaminderivat. Redogör med hjälp av substrat, produkter, coenzym/cosubstrat och enzymnamn för citronsyra (TCA)-cykelns fyra redoxreaktioner. (4p)
A: 1. isocitrat + NAD+ → α-ketoglutarat + CO2 + NADH + H+
(enzymnamn: isocitratdehydrogenas).
2. α-ketoglutarat + CoA + NAD+ → succinylCoA + CO2 + NADH + H+
(enzymnamn: α-ketoglutaratdehydrogenas-komplexet).
3. succinat + FAD → fumarat + FADH2
(enzymnamn: succinatdehydrogenas/complex II i ”ETC”).
4. malat + NAD+ → oxalacetat + NADH + H+
(enzymnamn: mitokondriellt malatdehydrogenas).

Q: Biotin, som är ett annat namn för vitamin B7, ingår som ett coenzym i många metabola processer. Biotin binder bland annat till enzymet acetyl-CoA-karboxylas (ACC).
a) Redogör för reaktionen som katalyseras av ACC. För full poäng ska både substrat och produkter anges.
b) Beskriv betydelsen av att ett enzymreaktionssteg är
1) huvudreglerande respektive
2) hastighetsreglerande? Resonera gärna med hjälp av exempel.
A: a)
[Se bild 16.7 Ferrier.]
Acetyl-CoA + HCO3- (eller CO2) + ATP → Malonyl-CoA + ADP + Pi (enzym: ACC)
b)
1) Huvudreglerande: Att enzymets mängd eller aktivitet kontrolleras på olika sätt. T ex. regleras ACC på olika sätt (genreglering, alloster reglering eller kovalent modifiering).
2) Hastighetsreglerande: Att mängden produkt som bildas i detta steg står i proportion med hur effektivt resten av reaktionen fortgår. I begränsad mängd går fortsatta reaktioner långsammare men i tillräcklig mängd (av malonyl-CoA t ex.), begränsas inte nästkommande reaktioner och Fas-enzymet kan jobba på för fullt.

Q: D-vitamin är ett sterolderivat vars nybildning delvis sker i huden utifrån en intermediär i kolesterolbiosyntesen, 7-dehydrokolesterol.
Redogör för bildningen av 3-hydroxy-3-metylglutaryl-CoA (HMG-CoA) utgående från acetyl-CoA. Både enzymnamn och produkter skall anges. (2p)
A: [Se bild 18.3 Ferrier. ]
Ac-CoA + Ac-CoA (eller 2 Ac-CoA) → acetoacetyl CoA + CoA (enzym: tiolas);
Acetoacetyl-CoA + Ac-CoA (en tredje) + (H2O) → 3-hydroxy-3-metylglutaryl CoA + CoA (enzym: HMG-CoA syntas)

Q: Brist på A-vitamin är känd för att påverka strukturen och funktionen hos ECM (extracellulär matrix) genom att påverka uttrycket av matrixproteiner.
a) Namnge tre olika huvudtyper av matrixproteiner.
b) För varje huvudtyp, ange deras huvudfunktion i ECM samt
c) konsekvensen för organismens funktion om proteinets funktion i ECM är nersatt. (4p)
A: a) Exempelvis kollagen, elastin, fibronektin, hyaluranon (hyaluronsyra)/proteoglykaner:GAG:s, laminin, fibrinogen, vitronectin, proteases
b) Exempel på funktioner för de tre första proteinerna:
- kollagen: stabiliserande protein, korslänkar, dragkrafter, cellmotilitet
- elastin:fibrösa nätverk (med fibrillin), ger vävnader elasticitet
- fibronektin: skapar en matrix i ECM, viktig för cellmotilitet samt för cell
-ECM-interaktioner
c) Exempel på konsekvenser för de tre första proteinerna:
- kollagen: hud och vävnader kan vara för elastiska och fragila, ben bryts lättare, blodkärl som brister
- elastin: organ och vävnader som måste expandera såsom lungor och kardiovaskulära strukturer får minskad strukturell stabilitet, Marfans syndrom
- fibronektin: sämre cell-ECM-interaktioner, sämre sårläkning

Q: Neuralrörets slutning är en viktig process. Spina bifida eller Spina bifida occulta är utvecklingsstörningar som uppstår om neuralröret inte tillsluts fullständigt.
a) Beskriv hur man kan förebygga eller minska risken för Spina bifida.
b) Ange när neuralröret normalt avsluts.
c) Beskriv varför man har valt en annan väg i Sverige jämfört med många andra länder för att minska risken för uppkomsten avspina bifida. Vet du inte svaret, kan du formulera en vetenskapligt baserad hypotes. (2.5p)
A: a) Spina bifida kan förebyggas genom att se till att kvinnor i fertil ålder får tillräckligt med folsyra.
b) Under den fjärde veckan (eller från slutet av tredje veckan), räknad med embryonal tid.
c) I Sverige låter man bli att berika livsmedel med folsyra eftersom alla grupper inte behöver extra folsyra (till exempel män). Berikning av livsmedel kan innebära en ökad risk för andra sjukdomar för grupper som ej behöver folsyra.

Q: Beskriv den så kallade kräkningsreflexen. Beskrivningen skall även innehålla en förklaring till de ”förebådande tecken” som kan ses i samband med illamående och ulkning. (4p)
A: Kräkningsreflexen.
Själva kräkningen föregås vanligen av retrograd peristaltik från mitten på tunntarmen till duodenum – pylorus. Pylorussfinkterna kan relaxera i detta läge och tarminnehåll komma till ventrikeln (sker vanligen endast vid långvariga ihållande kräkningar). Ökad motorisk aktivitet i antrum regionen i ventrikeln. Själva uppkastningen inleds med inandning mot stängd glottis (sänker intrathorakala trycket) åtföljt av kraftig kontraktion av bukmuskulaturen vilket skapar en tryckgradient från ventrikel mot farynx. Nedre esofagussfinktern relaxeras reflektoriskt och närvaron av ventrikelinnehåll i esofagus orsakar reflektorisk relaxation av även övre esofagussfinktern.
Passagen genom nedre sfinktern underlättas också av att den förskjuts mot brösthålan (”funktionellt glidbråck”). Vid ”hulkning” kommer mycket lite ventrikelinnehåll upp i esofagus och övre sfinktern relaxeras ej, i övrigt som vid kräkning. Parallellfenomen i samband med kräkningen är illamående, blekhet, svettning, ökad salivation, tachycardi och pupilldilatation
(mekanismerna för hur dessa fenomen erhålls behöver ej ingå i svaret).

Q: a) Vad kallas den övre magmunnen på latin?
b) Beskriv den övre magmunnens sfinktermuskulatur.
c) Namnge magsäckens olika delar (numrerade 1-4) på latin med hjälp av figuren nedan.
A: a) Cardia (= övre magmunnen) är belägen vid övergången mellan esophagus och ventrikel.
b) I cardiaregionen återfinns den nedre esofageala sfinktern som består av glatt muskulatur och är en del av esofagusväggen. Det är en funktionell sfinkter vilket innebär att den inte går att se eller känna trots att den har en viktig sfinkterfunktion. Den toniska muskelaktiviteten från den nedre esofageala sfinktern svarar för större delen av sfinkterfunktionen vid den gastroesofageala övergången. Den andra delen av sfinkterfunktionen kommer från diafragmas muskelfibrer, som även definierar hiatus oesophageus begränsningar. Utöver att förhindra den frätande saltsyran från att nå upp till matstrupen så skyddar den övre magmunnen även från aspiration av föda (att maten hamnar i luftvägarna).
c) Magsäckens olika delar framgår av fig. 9.2A i Anatomy – An Essential Textbook, Latin Nomenclature, Gilroy (Ed.), Thieme, 2016.

Q: Redogör för slemhinnan (mukosan; tunica mucosa) i esophagus närmast ventrikeln (rita gärna). Vilket epitel hittar man i detta område? Vilka lager består slemhinnan av och vad hittar man i respektive lager? (2p)
A: Tunica mucosa:
- Lamina epithelialis utgörs i esophagus av ett oförhornat flerskiktat skivepitel.
- Lamina propria innehåller bindväv och körtlar vid cardia.
- Lamina muscularis mucosae är ovanligt kraftig i matstrupen och utgörs endast av längsgående glatt muskulatur.
[Fig. 17.3. Histology – A Text and Atlas, Pawlina, Ed., 7th Ed.]

Q: a) Vilket groddblad i embryot ger upphov till mag-tarmkanalen?
b) Vad heter de två andra groddbladen i gastrulan? (1p)
A: a) Endoderm – mag-tarmkanal.
b) Mesoderm och ektoderm.

Q: a) Redogör med en figur och kompletterande texta för kortisols signaltransduktionsmekanism i en hepatocyt (från och med förekomst i blodbanan till och med aktivering av valfritt enzym i glukoneogenesen).
b) Redogör med hjälp av substrat och produkter och eventuellt coenzym/cosubstrat för den glukoneogenetiska reaktionen som katalyseras av det valda enzymet. (2.5p)
A: a) Kortisol diffunderar över plasmamembranet och binder i cytosolen till en inaktiv kortisolreceptor. Kortisolreceptorn med bundet kortisol diffunderar vidare in till cellkärnan där komplexet binder i dimer form till en specifik gensekvens, som förekommer på till exempel de reglerande cytosolära glukoneogenetiska enzymerna vars produktion/syntes då ökar.
b) alternativa svar
Oxalacetat + GTP → fosfoenolpyruvat + CO2 + GDP [enzymnamn: PEP-karboxykinas],
fruktos-1,6-bisfosfat + H2O → fruktos-6-fosfat + Pi [enzymnamn: fruktos-1,6-bisfosfatas], glukos-6-fosfat + H2O → glukos + Pi [enzymnamn: glukos-6-fosfatas].

Q: Redogör med figur och kompletterande text för den molekylära uppbyggnaden av den lipoproteinpartikel som bildas i levern och som möjliggör utsöndringen av TAG från levern (OBS samtliga molekylära komponenter skall illustreras i figuren och namnges liksom själva lipoproteinpartikeln). (2p)
A: [Se Biochemistry av Ferrier fig. 18.14 och 18.17. ]
VLDL (very low density lipoprotein) innehåller en hydrofob kärna av TAG och kolesterylestrar, som omges av ett enkelt skikt av fosfolipider (huvudsakligen fosfatidylkolin) samt ett specifikt apolipoprotein B100. I fosfolipidskiktet finns också enstaka molekyler av kolesterol precis som i ett vanligt cellmembran.

Q: Med utgångspunkt från homocystein, redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzymnamn och coenzym/vitamin för:
a) bildningen av metionin samt
b) den fortsatta metabolismen av metionin till och med bildningen av den essentiell molekylära komponenten som behövs för uppbyggnaden av den aktuella lipoproteinpartikeln (som behövs för utsöndring av TAG från levern). (3p)
A: a) Hcy + N5-metyl-THF → Met + THF (enzymnamn: metioninsyntas; vitamin/coenzym: B12/metylcobalamin)
b) Met + ATP → SAM + PPi + Pi (enzymnamn: metioninadenosyltrasferas), Fosfatidyletanolamin (FE/PE) + 3x SAM → fosfatidylkolin (FK/PC) + 3x SAH (enzymnamn: metyltransferas).

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzym och coenzym/vitamin för den intracellulära transamineringsreaktion som i levern leder till bildningen av en produkt, som används i biosyntesen av urea. (1p)
A: Oxalacetat + Glu → Asp+ a-ketoglutarat (enzymnamn: aspartataminotransferas/ASAT; coenzym pyridoxalfosfat).

Q: a) Redogör med substrat och produkter för den intracellulära reaktion som normalt katalyseras av enzymet kreatinkinas samt
b) ange i vilken vävnad den beskrivna reaktionen normalt sker. (1.5p)
A: a) kreatin + ATP → kreatinfosfat + ADP (reaktionen sker i skelettmuskulatur) vid gott energitillstånd.
b) Kreatinin bildas spontant från kreatin genom cyklisering eller efter hydrolys av kreatinfosfat och efterföljande cyklisering. [Vatten avgår vid cykliseringen.]

Q: a) Redogör för hur ökade nivåer av kalciumjoner leder till aktivering av det enzym som katalyserar nedbrytningen av den vanligaste typen av glykosidbindningar i glykogen.
Principen för den i levern aktuella klyvningsreaktionen avviker från motsvarande klyvningsreaktion som sker i matsmältningskanalen när samma typ av bindningar klyvs i amylopektin.
b) Beskriv med hjälp av substrat och produkter samt enzymnamn motsvarande klyvningsreaktion i tarmen samt namnge principen.
c) Beskriv även med figur och kompletterande text verkningsmekanismen för det kompletterande bifunktionella enzymet som behövs för fullständig nedbrytning av samtliga glykosidbindningar i leverglykogen. (4p)
A: a) Glykogefosforylaskinas (GFK) är ett tetramert enzym där en av subenheterna är calmodulin; när Ca2+-koncentrationen ökar binder dessa till calmodulinsubenheten och aktiverar enzymet partiellt; GFK katalyserar en fosforylering och aktivering av glykogenfosforylas (GF+ATP → GF-P + ADP).
b) Amylopektion(n-glukos) + H2O → glykogen(n-1 glukos) + glukos (amylas: klyver a-1→4 – glykosidbindningar fram till några glykosidbindningar från ett greningsställe); amylas verkar genom hydrolys.
c) ”Debranching enzyme” består av två olika enzymatiska domäner där den första domänen är ett a-1→4,
a-1→ 4-transferas, som klyver en a-1→4-bindning och skapar en motsvarande bindning på den icke reducerade änden genom att flytta tre av de fyra glukosenheterna som fanns närmast ett greningsställe (a-1→6-bindning), den andra domänen i ”debranching enzyme” fungerar som ett glukosidas som klyver a-(1→6)- bindningen genom hydrolys varvid den sista blockerande glukosenheten frigörs.

Q: a) Definiera de två huvudtyperna av genetiska sjukdomar; enkla och komplexa genetiska sjukdomar.
b) Beskriv hur man skulle kunna gå till väga för att studera om en sjukdom med genetiska inslag (mutationer som påverkar sjukdomen är kända) påverkas av miljön.
c) Vad är epigenetiska förändringar? Vad innebär det att en sjukdom har epigenetiska komponenter? (3p)
A: a) Vid en enkel genetisk sjukdom (monogen sjukdom) ger en mutation direkt utslag i form av sjukdomen, miljön påverkar inte processen. Ett exempel på detta är sickelcellanemi, då en mutation i b-globingenen leder till sjukdom. Vid en komplex genetisk sjukdom, är sjukdomen ett resultat av växelverkan mellan flera olika gener eller genkombinationer och miljön. Ett exempel på en komplex genetisk sjukdom är diabetes typ II.
b) Man skulle kunna studera samspelet mellan arv och miljö genom att jämföra familjer och etniska grupper till exempel utifrån deras geografiska distribution. Med tvillingstudier kan man studera miljöfaktorer hos tvillingar som utsätts för olika miljöer.
c) Epigenetik betyder i princip kring/på DNA. Epigenetiska förändringar av kromatinet (kemiska modifieringar av histonsvansar) eller DNA-metylering leder till ändrat genuttryck och kan ändra cellens fenotyp. Epigenetiska förändringar kan ärvas vid celldelning. Under sin livstid får kromatinet hos en individ olika typer av epigenetiska modifieringar (permanenta eller transienta) eftersom vi utsätter oss för olika miljöer, och därför kan till exempel identiska tvillingar bära på olika epigenom. Miljö (t.ex. rökning, det man äter eller träning) påverkar epigenetiken i våra celler, vilket kan leda till sjukdom och påverka sjukdomsförlopp.

Q: Genetiska sjukdomar kan ha sitt upphov i ändringar i DNA (mutationer) som ändrar funktionen för deras genprodukt (en mRNA-molekyl eller ett protein), eller regleringen av genens aktivitet. Cellerna har ett flertal mekanismer som identifierar och reparerar DNAändringar.
a) Redogör kortfattat för hur reparation av DNA går till med mekanismerna ”base excision repair” och ”nucleotide excision repair”.
b) Förklara även varför det är viktigt att fel i DNA repareras, och vad som vanligtvis händer med celler som har alltför mycket skador i sitt DNA. (4p)
A: a) ”Base excision repair” är en mekanism där baser som har blivit felaktigt kemiskt modifierade repareras. DNA-glykosylas känner igen den modifierade basen och tar bort den. Endonukleas bryter ”sockerkedjan” (fosfodiester-bindningarna i DNA-strängen) och DNA-polymeras fyller i DNA-strängen. Slutligen sammanfogar DNA-ligas ”sockerkedjan”.
”Nucleotide excision repair” kan reparera nästan vilken DNA-skada som helst (t.ex. tymindimerer eller kemiska modifikationer). Ett enzymkomplex känner igen att DNAsträngen är skadad. Ett nukleas klipper av DNA-strängen på båda sidor om skadan (25 nukleotider). Den felaktiga DNA-strängen tas bort av DNA-helikas. DNA-polymeras och ligas lagar skadan.
b) Det är viktigt att DNA-reparation sker, för att trygga artens överlevnad samt för att skydda individen mot genetiska förändringar som leder till okontrollerad tillväxt (cancer). Celler som har alltför mycket skador i sitt DNA begår normalt apoptos.

Q: Fosfofruktokinas-1 (FFK-1) är ett regulatoriskt nyckelenzym i glykolysen. FFK-1 är ett homotetramert enzym med kvartenärstruktur. Ena halvan av varje subenhet är involverad i ATP-bindning, medan den andra halvan är involverad i substratbindning och innehåller även det allosteriska centrat.
a) Vad innebär det att ett enzym har en kvartenärstruktur?
b) Beskriv vad som menas med en homotetramer.
c)Vad är en subenhet och hur kan man strukturellt, baserat på ovannämnda information, dela in proteinet? (2p)
A: a) Den består av mer än en polypeptidkedja.
b) En homotetramer består av fyra identiska polypeptidkedjor.
c) En subenhet är benämningen på en polypeptidkedja i ett protein bestående av flera separata genprodukter. Subenheten kan i vissa fall delas in i olika domäner. I detta fall finns en ATP-bindande domän och en substratbindande domän.

Q: Ett exempel på användning av en sockermolekyl som en signalmolekyl, är vid transport av lysosomala enzymer till lysosomen.
Beskriv hur de enzymer som verkar i lysosomen dirigeras dit, med hjälp av sockermolekylen. (2p)
A: Enzymer som skall verka i lysosomen märks in med mannos-6-fosfat i cis-Golgi.
[Inmärkningen katalyseras av N-acetyl-D-glukosaminfosfotransferas (GlcNAc fosfotransferas)]. Fosfotransferaset känner igen en mycket speciell yta på det lysosomala enzymet och märker därigenom bara enzymer som skall verka i lysosomen.
Mannos-6- fosfatmärkningen känns sedan igen av mannos-6-fosfatreceptorn i trans-Golgi. Mannos-6-fosfat-receptorn medierar därefter vesikulär transport m.h.a. klatrin till en lysosom eller en mognande sen endosom.

Q: a) Vad är glycokalyx?
b) Vad består glycokalyx av? (1p)
A: a) Glycokalyx är den sockermatta som täcker ytan på alla eukaryota celler.
b) Glycokalyx består av oligosackarider kovalent bundna till membranproteiner och lipider.

Q: GLUT1-4s affinitet för glukos varierar mellan 1-20 mM; värden som återfinns i litteraturen är 1, 5 och 20 mM.
a) Ange för vardera GLUT1/GLUT3, GLUT2 och GLUT4 vilken affinitet de har för glukos,
b) samt en vävnad/celltyp/organ för vardera ”principiell” GLUT-typ där de uttrycks och som möjliggör upptag av glukos från blodet samt
c) ge utifrån dessa karaktäristika en motiverad förklaring till varför det är lämpligt att uttrycka den aktuella typen av GLUT i den exemplifierade vävnaden. (4.5p)
A: GLUT1/3: 1mM (hög affinitet); hjärnan, BBB RBK; säkerställer vid alla tänkbara blodglukoskoncentrationer upptaget av glukos i ”de viktigaste” cellerna/vävnaderna.
GLUT2: 20mM; levern; ombesörjer upptaget av glukos från v. porta under den absorptiva fasen efter en måltid i övrigt skall levern vara en glukosproducent och därför kan GLUT2 också ombesörja uttransporten av glukos.
GLUT4: 5mM, intermittent affinitet förekommer i fettceller och skelettmuskulatur, förekommer i en intracellulär vesikelpool och rekryteras till plasmamembranet av insulin för att snabbt reducera blodglukoskoncentrationen i perifert blod efter en måltid.

Q: Med utgångspunkt från glukos redogör med hjälp av substrat och produkter och enzymnamn/enzymatisk princip för:
a) bildningen av UDP-glukos, och för hur UDP-glukos på olika sätt kan omvandlas till
b) UDP-galaktos eller
c) UDP-glukoronsyra (ledtråd: bildningen innebär en oxidation på kol 6 i glukos). (4.5p)
A: a) glukos + ATP → glukos-6-P + ADP (enzymnamn: hexokinas OBS glukokinas finns enbart i levern);
glukos-6-P → glukos-1-P (enzymnamn: fosfoglucomutas);
glukos-1-P + UTP → UDP-glukos + PPi (enzymnamn: UDP-glukos pyrofosforylas).
b) UDP-glukos → UDP-galaktos (enzymnamn: UDP-hexos-4-epimeras)
c) UDP-glukos + H2O + [2x]NAD+ → [2x](NADH + H+) + UDP-glukuronsyra (enzymnamn: UDP-glukosdehydrogenas).

Q: D-glukoronsyra kan i GAGs omvandlas till C5-epimeren L-iduronsyra. Med utgångspunkt från en strukturformel (Fischerprojektion) för vardera glukoronsyra och iduronsyra
a) förklara begreppet epimer för kolhydrater samt
b) redogör för den strukturella innebörden/definitionen av D- respektive L- när det gäller kolhydraters trivialnamn. (2p)
A: a)
[För korrekt struktur av glukoronsyra i Fischerprojektion se t.ex. Människokroppens kemi Fig. 5.12 (se stödmaterial på kurswebben).]
För L-iduronsyra sitter hydroxylgruppen på kol 5 till vänster i stället för till höger som i glukoronsyra. Epimer - par av kolhydrater som skiljer sig åt vad avser orienteringen av hydroxylgruppen på en kolatom i detta fall på kol 5; det 6:e kolet är oxiderat och innebär en karboxylgrupp [i GAGs innebär detta att i stort sett vartannat socker är negativt laddat].
b) I Fischerprojektioner avgör OH-gruppens orientering på det högst numrerade asymmetriska kolet om sockret är ett L-socker (till vänster) eller D-socker (till höger)..

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzymnamn för en valfri cytosolär reaktion, som leder till bildningen av substratet acetylCoA. (1p)
A: citrat + ATP + CoA [+H2O] → acetylCoA + oxalacetat + ADP + Pi (enzymnamn: citratlyas)
Alternativt:
acetat + CoA + ATP → acetylCoA + AMP + PPi (enzymnamn: acetylCoA syntetas).

Q: Med utgångspunkt från ribulos-5-fosfat,
a) redogör med hjälp av substrat och produkter (namn och/eller strukturformler) för de två reaktionssteg som leder till bildningen av den allostera regulatorn som stimulerar bildningen av UMP.
b) Beskriv också vad som sker strukturellt i de olika reaktionsstegen eller ange namn för de olika enzymerna. (1.5p)
A: a) Ribulos-5-fosfat → ribos-5-fosfat; ribos-5-fosfat + ATP → AMP + PRPP (5-fosfo ribosyl-1-pyrofosfat).
b) Enzymnamn: ribos-5-fosfat isomeras respektive PRPPsyntetas alternativt det första enzymet katalyserar en isomersering från en ketos till en aldos. Det andra enzymet katalyserar en aktivering av ribos-5-fosfat genom att det införes en högenergibindning i PP gruppen; enzymnamnet syntetas indikerar att det åtgår ATP.

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzymnamn för det huvudreglerade enzymsteget i de novo (nysyntesen) av UMP. (1p)
A: 2ATP + CO2 + glutamin → glutamat + karbamylfosfat + 2ADP + Pi (enzymnamn: karbamylfosfatsyntetas II).

Q: a) Redogör med hjälp av substrat och produkter för det leverspecifika reaktionssteget i hemnedbrytningen som involverar UDP-glukoronsyra samt
b) ange det överbyggande metabola syftet med den aktuella reaktionen. (1.5p)
A: a) Bilirubin + 2UDP-glukoronsyra → bilirubin-diglucoronid + 2UDP
b) syftet med konjugeringen är att öka vattenlösligheten och är en princip som levern använder sig av för att öka lösligheten av olika toxiska föreningar.

Q: Ge en vetenskapligt motiverad förklaring till varför flödet genom hexosaminvägen liksom den reversibla delen av HMP-shunten anses öka om koncentrationen av GAPDH minskar i cytosolen i samband med diabetes typ 1. Namnge tre olika glykolytiska intermediärer som utgör startpunkt till tre namngivna metabola vägar som är relevanta i sammanhanget. (2p)
A: Om den cytosolära koncentrationen av GAPDH minskar samtidigt som glukos trycker på från andra hållet så kommer intermediärer i glykolysen, innan det av GAPDH katalyserade enzymsteget, att successivt ansamlas t.ex. glyceraldehyd-3-fosfat (nonoxidativa delen av HMP-shunten), DHAP (TAG-/fosfolipid-biosyntes), fruktos 6-P (hexosaminvägen) och i större utsträckning användas som substrat i andra metabola vägar som utgår från dessa intermediärer som då blir överaktiva med ibland patofysiologiska konsekvenser som följd.

Q: a) Beskriv hur en nukleosidanalog kan användas som ett anti-cancerläkemedel. Ange minst ett specifikt exempel på hur en nukleosidanalogs påverkan kan orsaka celldöd.
b) Varför används nukleosid- och inte nukleotidanaloger som anti-cancerläkemedel? Ge ett vetenskapligt motiverat svar.
c) Vilka tre krav finns för att en nukleotid skall kunna inkorporeras i DNA:t? (3p)
A: a) En nukleosidanalog kan agera som en antagonist eller inhibitor och på så vis hämma enzymer viktiga för nukleotidmetabolismen och därigenom indirekt DNA-syntesen.
Exempel på enzymer som kan hämmas av nukleosidanaloger är ribonukleotidreduktas och tymidylatsyntas.
Hämmad DNA-syntes förhindrar cellens möjlighet till replikation och proliferation och leder i förlängningen till celldöd. Vissa nukleosidanaloger fosforyleras till dNTP-analoger och kan i det fall de saknar 3’-OH-grupp stoppa DNA-replikation, eftersom en ytterligare dNTP därmed inte kan inkorporeras.
b) Nukleosider kan lätt transporteras genom cellmembranet, vilket inte är möjligt efter att de har blivit fosforylerade.
c) För att en nukleotid skall kunna inkorporeras i DNA måste den vara
1) trifosforylerad i sin deoxyform,
2) kunna baspara (A:T, G:C) och
3) ha en fri hydroxylgrupp på 3’-kolet.

Q: a) Beskriv den anatomiska bakgrunden till att pankreascancer kan leda till posthepatisk ikterus. Vilken eller vilka anatomiska strukturer (namnge på latin) lokaliserade i och i närheten av caput pancreatis påverkas av tumörväxten och varför kan påverkan på dessa strukturer ge upphov till ikterus?
b) Namnge de anatomiska strukturer (på latin) genom vilka pankreas exokrina del normalt tömmer sitt innehåll i tunntarmen. (2p)
A: a) Den gemensamma gallgången, ductus choledochus, löper i caput pancreatis. Posthepatisk ikterus orsakas av att tumörtillväxten förorsakar ocklusion av gallgångarna, vilket i sin tur leder till gallstas.
b) Den primära pankreasgången, ductus pancreaticus, går samman med ductus choledochus och dessa löper vidare i en gemensam utförsgång, ampulla hepatopancreatica (ampulla Vaterii), för att slutligen tömma sig i tunntarmens papilla duodeni major (papilla Vaterii).

Q: Cancercellerna utgår från slemhinnans celler, oftast i colon. Hur ser colonslemhinnan ut i mikroskopet? Vilket epitel hittar man i colon?
Av vilka lager består colonslemhinnan och vad hittar man i respektive lager?
Vilka parametrar kan du använda för att utesluta att det preparat som du i egenskap av patolog erhållit i samband med operation av coloncancer inte är från tunntarmsslemhinnan, det vill säga vilka histologiska skillnader föreligger? (2.5p)
A: Tunica mucosa (slemhinnan) i colon består av:
1. Lamina epithelialis Enkelt cylindriskt epitel (med mikrovilli). Många bägarceller. Lieberkühns kryptor(= ’tubular intestinal glands’). Slemhinnan (epitelet) har en rak och jämn yta.
2. Lamina propria Bindväv. Rikligt med lymfocyter.
3. Lamina muscularis mucosa Glatt muskulatur.

Q: Beskriv cellcykeln, gärna med en schematisk bild som illustrerar cellcykelns olika faser, samt förklara kortfattat vad som sker under de olika faserna i cellcykeln. (3p)
A: Cellcykelns faser:
G1-fasen föregår S-fasen och här känner cellen av omgivningen och förutsättningen för att starta DNA-replikation.
Under S-fasen sker DNA-replikation/DNAsyntes.
Under G2-fasen sker förberedelse inför M-fasen med tillväxt av bland annat organeller. Under M-fasen sker uppdelningen av DNA (som nu är kondenserat) samt delning av cellen.
[G0, är ett stadium där cellen har lämnat cellcykeln och befinner sig i vila. G0 behöver inte beröras för att få full poäng, M-fasens inre uppdelning (mitosens faser och cytokines) behöver heller inte redogöras för].

Q: a) Namnge de tre huvudklasserna av molekyler som tillsammans utgör cytoskelettet och beskriv kortfattat funktionen för dessa tre olika typer av cytoskelettmolekyler.
b) Beskriv också hur cellens funktioner skulle påverkas om ett ämne binder till respektive klass av cellskelettkomponenter och stabiliserar deras strukturer (alla tre klasser var för sig). (4p)
A: a) Aktin: till exempel cellmotilitet, muskelkontraktion och cytokines.
Mikrotubuli: till exempel vesikulär transport, mitos och cytokines.
Intermediära filament: till exempel ger mekanisk styrka till cellerna och skapar nukleär lamina.
b) Taxol är ett ämne som stabiliserar proteinkedjor.
Om ett ämne med samma egenskaper band till exempel till aktinfilament, skulle inte cytokinesen fungera normalt och cellen skulle inte kunna dela på sig. Detsamma skulle hända vid bindning till mikrotubuli - mitos skulle avstanna samt cytokines inte fungera. Om ämnet band till intermediära filament skulle dessa inte kunna brytas ner och därmed skulle celldelningen påverkas.

Q: a) Kemoterapi kan vara teratogeniskt. Vad menas med att ett ämne är teratogent?
b) Ett embryo är ofta mera känsligt för teratogena ämnen än ett foster. Varför?
c) Hur lång är den embryonala perioden (i veckor)?
d) Vad kännetecknar den embryonala perioden i jämförelse med fosterperioden? (4p)
A: a) Ett teratogent ämne är ett ämne som kan ge upphov till fosterskador. [Till exempel alkohol, neurosedyn eller A-vitamin i höga doser.]
b) Ett embryo är känsligt därför att viktiga strukturer och organ bildas. Under fosterperioden vidareutvecklas dessa samt de växer i storlek. Skador kan också uppstå under fosterperioden men de är ofta mindre omfattande än skador som uppstår under embryonalperioden
c) Den embryonala perioden avslutas vid vecka 8 till 9 (godkänns veckor 8-10, beror på om man räknar embryonaltid eller graviditetstid).
d) Under den embryonala perioden bildas viktiga strukturer och organ. Under fosterperioden växer och vidareutvecklas dessa.

Q: Med utgångspunkt från a-ketoglutarat
a) redogör med en summaformel, som nettomässigt summerar de återstående delreaktionerna i TCA-cykeln fram till och med bildningen av den intermediär som kan transporteras ut från mitokondrien i samband med glukoneogenes. (OBS hela TCA-cykeln skall ej beskrivas utan endast en specifik del enligt ovan).
b) Beskriv också med kompletterande text vilka övergripande strukturella förändringar som har skett med a-ketoglutarat under dessa reaktioner och vad som har bildats. (1.5p)
A: a) a-ketoglutarat + NAD+ + GDP + Pi + FAD + H2O → malat + CO2 + NADH + H+ + GTP + FADH2
b) a-ketoglutarat har dekarboxylerats och bildat en fyrkolsförening som oxiderats och hydroxylerats samtidigt har det bildats två reducerade coenzymer NADH resp. FADH2 och en molekyl GTP genom substratfosforylering.

Q: Vad karaktäriserar aminosyran cystein (Cys) vad avser funktionell grupp i sidokedjan. Vilken typ av bindningar kan aminosyran cystein delta i när det gäller interaktion med olika aminosyrarester och som har betydelse för proteinstruktur. (1p)
A: Cys är en neutral aminosyra med en tiolgrupp (-SH) i sidokedjan;
Cys kan bilda kovalenta disulfidbryggor med andra cysteinrester [samt bilda kovalenta bindningar även med selenocysteinrester].

Q: Redogör med figur/er och kompletterande text för den intestinala fasen av
a) fett/lipid-nedbrytningen (inklusive hormonell påverkan, uppbyggnad av micellen) samt
b) tre olika molekylära principer som används för absorptionen av olika micellkomponenter (lipider eller strukturella komponenter). (3p)
A: Från magsäck uttöms stora hydrofoba aggregat av lipider till duodenum. Lipiderna stimulerar I-cellerna i tunntarmsväggen att insöndra peptidhormonet kolecystokinin (CCK). CCK stimulerar: 1) utsöndringen av colipas samt de för lipidnedbrytningen viktiga enzymerna pankreaslipas, fosfolipas A2 och kolesterylesteras från pankreas,
2) kontraktion av gallblåsan och därmed uttömning av konjugerade gallsalter och fosfolipider [huvudsakligen fosfatidylkolin] samt
3) relaxation av papilla Vateri.
De konjugerade gallsalter och fosfolipiderna, som uttöms från gallblåsan till duodenum, kommer att emulgera (finfördela till mindre droppar - miceller) de stora lipidaggregaten som når tunntarmen från magsäcken. Micellen består av en hydrofob kärna av olika lipider såsom TAG, partiellt nedbrutna TAG såsom DAG och fettsyror [sker i magsäcken], kolesterylestrar, fettlösliga vitaminer [A, D, E, K] vilka omges av de konjugerade gallsalterna och fosfolipiderna samt enstaka kolesterolmolekyler.
TAG, DAG och kolesterylestrar i micellen kommer i tunntarmen att brytas ned m.h.a. de utsöndrade pankreasenzymerna till de molekylära komponenterna 2-MAG, kolesterol, fria fettsyror, och till viss del fri glycerol [ca 30 % av 2-MAG]. Micellerna ”rullar” efter tarmväggen och lipiderna och/eller micellkomponenterna absorberas successivt via olika principer: med en koncentrationsgradient:
1) fri diffusion av hydrofoba molekyler såsom 2-MAG och dekonjugerade gallsyror,
2) faciliterad diffusion (proteiners hjälp [FATP resp. NPC1L1]) t.ex. långa fettsyror och kolesterol, samt
3) mot en koncentrationsgradient och sekundär Na+-beroende aktiv transport – t.ex. konjugerade gallsalter i ileum.

Q: Namnge tre olika vanligt förekommande aneuploidier som uppstår tidigt under en människas utveckling. Beskriv hur karyotypen (kromosomantal) ser ut hos dessa syndrom. (3p)
A: Tre exempel på aneuploidier är
• Turners syndrom (X0)
• Downs syndrom (trisomi-21)
• Klinefelters syndrom (XXY)

Q: Man har sett att vissa typer av mutationer i KIT-genen ger mer tyrosinkinasaktivitet (”gain of function”) i receptorn.
a) Förklara vetenskapligt hur en genmutation kan leda till ökad tyrosinkinasaktivitet, med förändringar på gennivå.
b) Innebär en sådan förändring alltid att genen blir mer aktiv transkriptionellt? Ge ett vetenskapligt motiverat svar.
c) Hur kan en gen bli längre genom ändringar i DNA:t utan att själva proteinet blir längre? (3p)
A: a) En mutation kan vara i promoterregionen och därmed påverka transkriptionen, eller i själva proteinkodande delarna, vilket innebär att själva proteinfunktionen förändras, i detta fall till ett mer aktivt protein.
b) Nej, förändringen i aktiviteten behöver inte vara resultat av en ökad genaktivitet (transkription), utan ske på proteinnivå genom till exempel ändrad feedbackreglering.
c) En mutation som insertion eller duplikation som finns utanför de proteinkodande delarna i genen (i den ickekodande leadersekvensen eller i en intronsekvens) förlänger inte själva proteinet.

Q: a) Beskriv med hjälp av en figur och kompletterande text insulinreceptorns struktur och subcellulära lokalisation.
b) Med utgångspunkt från insulins receptorprotein, redogör med ytterligare figur och kompletterande text för samtliga steg i insulins signaltransduktionskaskad (från påverkan på receptorproteinet till och med namngivning av den klass av enzymer som till exempel medierar insulins snabba effekt på glykogenfosforylas). (3p)
A: [”Steel factors” signaltransduktionssystem påminner initialt om insulins men insulin binder till en på plasmamembranet lokaliserad och färdigdimeriserad tyrosinkinasreceptor.]
a) Insulinreceptorn består av två extracellulära alfa-domäner och två stycken membranspännande b-domäner; de två dimererna, samt respektive monomers alfa och beta domän, hålls samman med disulfidbryggor.
b) Inbindning av insulin leder till en korsvis autofosforylering av b-domänerna, vilket leder till att receptorn själv fungerar som ett kinas som kan fosforylera IRS1.
IRS1-P igenkänns av bl.a. PI-3K (fosfatidylinositol-3-kinas) som då aktiveras; PI-3K katalyserar ATP + PIP2 → PIP3 + ADP. PIP3 igenkännes av PDPK1 som fosforylerar PKB/Akt; fosforylerat Akt aktiverar i levern bland annat ett proteinfosfatas (PP1) [som kan defosforylera bl.a. glykogenfosforylas].

Q: Beskriv [18F]-2-fluoro-2-deoxiglukos principiella uppbyggnad och förklara dess lämplighet för detta ändamål. Motivera genom att med strukturformler beskriva strukturen för:
a) glukos och
b) den radioaktiva glukosanalogen.
c) Ge också en kortfattad metabol förklaring till varför [18F]-2-fluoro-2-deoxiglukos initialt ansamlas i vävnader/celler med stort behov av glukos. (2p)
A: a)
[För struktur av glukos se Ferrier Biochemistry figur 7.6. ]
b) Den substans som användes vid PET-analysen, [18F]-2-fluoro-2-deoxiglukos, är en fluorsubstituerad deoxigenerad glukosmolekyl på kol 2.
c) Deoxiglukos kan efter det cellulära upptaget och fosforylering inte metaboliseras vidare i glykolysens andra steg, som katalyseras av fosfoglukoisomeras, då det saknas en hydroxylgrupp på kol 2; [18F]-2-fluoro-2- deoxiglukos ansamlas i tumörvävnaden och kan detekteras med PET [tills 18F sönderfaller till 18O och tar upp en proton varvid den kan metaboliseras vidare].

Q: a) Redogör för struktur och funktion för hyaluronsyra.
b) Varför behövs glukosaminoglukaner (GAG:s) i kroppen? (2p)
A: a) Hyaluronsyra är en typ av GAG bestående av långa polymerer av disackarider, som attraherar och binder vattenmolekyler [hydratiserade natriumjoner]. Hyaluronsyra kan vara fristående eller bunden till proteoglykaner.
b) GAG:s är bland annat viktiga för hydratisering av vävnader, och för att skydda kroppens strukturer mot tryckkrafter.

Q: Syntesen och utsöndringen av de proteiner som ingår i extracellulär matrix sker i speciella celler.
a) Beskriv kortfattat den väg i cellen som proteinerna tar vid sekretion.
b) Redogör för skillnaden mellan konstitutiv och reglerad sekretion. (3p)
A: a) Syntesen av proteinerna sker på ribosomer förankrade vid ER (granulärt ER). Från ER transporteras de med vesiklar till cis-Golgi, sedan genom Golgi-stacken till trans-Golginätverket där de sorteras in i sekretoriska vesiklar, som sedan fuserar med plasmamembranet.
b) Konstitutiv sekretion sker kontinuerligt. Vid reglerad sekretion ansamlas och anrikas specifika proteiner i sekretoriska vesiklar som sedan utsöndras vid en given specifik signal.

Q: Beskriv den glatta muskelcellens utseende och ange celltypens speciella egenskaper (rita gärna). Ange också vad som är typiskt för cellkärnans utseende i histologiska rutinpreparationer. (2p)
A: Glatta muskelceller är ofta elongerade fusiforma (spolformade) celler som innehåller en kontraktil apparat. Den består av tunna och tjocka filament samt ett cytoskelett av de intermediära filamenten desmin och vimentin.
De tunna filamenten i den kontraktila apparaten tillsammans med desminfilamenten förbinder de elektrontäta kropparna (”dense bodies”; innehåller alfa-aktinin och motsvarar skelettmuskulaturens Z-linjer), vilka förankras i cellernas sarkolemma (plasmamembran), varför den glatta muskulaturen saknar tvärstrimmighet.
Det förekommer inga myofibriller, d.v.s. inga A- eller I-band kan ses. Kärnan (en per cell) i en kontraherad cell har ett ”korkskruvsutseende” och den är centralt belägen. Mitokondrier, Golgi, granulerat ER, fria ribosomer och glykogenkorn kan urskiljas.

Q: Hur många möjliga/potentiella läsramar finns det hos en dubbelsträngad DNAmolekyl?
Rita gärna en enkel schematisk bild. (1p)
A: Det finns sex möjliga läsramar, tre i den ena strängen och tre på den andra strängen i den motsatta riktningen.

Q: Beskriv hur ökande mängder av 2,3-bisfosfoglycerat (2,3-BPG) påverkar det fetala kontra det vuxna hemoglobinets affinitet för syre. Förklara! (2p)
A: Den negativt laddade molekylen 2,3-BPG reglerar hemoglobins affinitet för syre. Den binder allostert till basiska aminosyror på ß-subenheterna hos den vuxna individens hemoglobin (HbA) varvid 3D-strukturen blir mera kompakt och affiniteten för syre minskar. Det fetala hemoglobinet har g-subenheter i stället för ß-subenheter till vilka 2,3-BPG inte kan binda, eller binder med mycket lägre affinitet, vilket medför att HbF har en mera relaxerad struktur än HbA och därmed högre affinitet för syre.

Q: Till ditt laboratorium har du fått en leverbiopsi som du skall karaktärisera med avseende på enzymatisk aktivitet av de normala formerna av glukokinas och hexokinas. Före den kinetiska analysen kvantifierar du mängderna av de olika enzymerna (med en Western blot) för att kunna genomföra analysen med lika stora mängder enzym. Du finner då att provet innehåller femtio gånger mer glukokinas än hexokinas – du späder det förstnämnda 50 gånger för kinetisk analys.
a) Illustrera i ett och samma Michaelis-Mentendiagram (ange storheter på axlarna) hur graferna för de två enzymerna kommer att se ut vid olika glukoskoncentrationer (från noll till koncentrationer som ger enzymmättnad).
b) Ange också i diagrammet var och hur man ungefärligt kan bestämma Michaeliskonstant (Km) för de olika enzymerna. (2p)
A: Michaelis-Mentendiagramet (reaktionshastigheten på Y-axeln och substratkoncentrationen i mM på X-axeln) skall visa två grafer där den för glukokinas är högerförskjuten relativt hexokinas. Substratkoncentrationen vid halva Vmax motsvarar Km (ofta ett mått på substrataffiniteten) – substratkoncentrationen vid halva Vmax skall skilja ca 100 ggr (Km skiljer ca 100 gånger [se dock kommentar nedan]) medan Vmax för glukokinas skall vara två gånger så högt. Hexokinas skall ligga på Vmax vid fasteblodkoncentrationer över 3-4 mM.
[OBS! Kinetikkurvan för glukokinas följer egentligen inte MM-kinetik då den är sigmoid och därför skall man egentligen inte tala om Km utan om koncentrationen då enzymet är ”till hälften mättat”. I detta teoretiska exempel godkänns dock en hyperbol kurva.]

Q: Brist på enzymet pyruvatkinas förekommer hos en del människor som bor bland annat kring Medelhavet. Enzymbristen kan ge upphov till anemi, sannolikt beroende på energibrist i cellen.
a) Redogör med samtliga substrat och produkter för den reaktion som katalyseras av pyruvatkinas
b) samt beskriv hur enzymets aktivitet regleras på tre principiellt olika sätt. (2p)
A: a) PEP + ADP → pyruvat + ATP.
b) Stimuleras allostert av fruktos-1,6-bisfosfat och insulin (defosforylering eller gennivå). Hämmas av ATP och alanin samt glukagon (fosforylering eller gennivå).

Q: Kolorektalcancer är en av de vanligaste cancerformerna och förstahandsval av behandling brukar vara operation. En vanlig plats som kan drabbas är den högra delen av tjocktarmen vilket ofta innebär att stora delar av tjocktarmens högersida måste opereras bort. Beskriv översiktligt colon ascendens anatomi enligt nedan.
Svaret förväntas innehålla namn på eller en kort beskrivning av colon ascendens:
a) Arteriella blodförsörjning och venösa avflöde.
b) Embryologiska ursprung.
c) Relation till bukhinnan/peritoneum.
d) Tre kännetecken som kan användas för att kunna skilja tjocktarm från tunntarm.
e) Principiella nervförsörjning. (3p)
A: Colon ascendens…
a) … försörjs av a. mesenterica superior (som övergår till a. ileocolica och vidare till a. colica dextra och a. colica media) och dräneras av v. mesenterica superior (som sammanflödar med v. lienalis och övergår till v. portae hepatis),
b) … har sitt huvudsakliga ursprung från endoderm som bildar mittarmen, mesenteron (som innefattar de organ som a. mesenterica superior försörjer, d.v.s. från distala duodenum till strax innan vänster kolonflexur),
c) … är sekundärt retroperitoneal, dvs. har under utvecklingen inledningsvis varit intraperitoneal men sedan vridit på sig för att bli huvudsakligen retroperitoneal med ett lager peritoneum framför sig. [Kan noteras att detta medför att colon ascendens har mindre rörlighet än t.ex. den fria tunntarmen. Ibland beskrivs det som att colon ascendens helt saknar mesenterium/tarmkex trots att det inte helt stämmer. I Moore et al. uppges att 25 % av alla colon ascendens har ett kort mesenterium],
d) … kännetecknas precis som resten av tjocktarmen av taenia coli, haustra coli och appendices epiploicae (OK med mindre stavfel). 2/3 rätt krävs för poäng,
e) … innerveras parasympatiskt av n. vagus (dexter) som bildar truncus vagalis posterior, samt av sympatiska nervgrenar som träder ut från nedre delen av bröstryggen och övre delen av ländryggen via sympatiska gränssträngen för att sedan kopplas om i ganglion mesentericum superius (belägen på bukaortans framsida vid a. mesenterica superiors avgång).

Q: Smärta som orsakas av stenar i gallvägarna, så kallade gallstensanfall, är förhållandevis vanligt bland den svenska befolkningen. Årligen får cirka 12 000 individer sin gallblåsa bortopererad på grund av en negativ inverkan på livskvaliteten. För diagnostik och patientsäker behandling av gallsten förutsätts en god kunskap om gallvägarnas anatomi.
Vad heter de två gallgångarna som tillsammans bildar ductus choledochus? (1p)
A: Den stora, gemensamma gallgången, ductus choledochus, är cirka 5-15 cm lång och bildas av ductus cysticus från gallblåsan (cirka 3-4 cm lång) samt den gemensamma gallgången från levern, ductus hepaticus communis.
[Anatomiska variationer har uppskattats förekomma i knappt 10 % av fallen vad gäller hur gallgångarna flödar samman. Referenser: Gilroy et al,“Anatomy – An essential textbook”, 1 uppl, s. 147 samt Moore et al, “Clinically Oriented anatomy”, 7:e uppl., s. 286-287].

Q: Parietalcellen är den celltyp i ventrikeln som producerar saltsyra. Redogör för de olika mekanismer varigenom parietalcellen kan öka sin produktion av saltsyra omedelbart före och i samband med en måltid? (3p)
A: Den cephala fasen (syn, hörsel, tanke, lukt) innebär en aktivering av vagusnerven som bland annat stimulerar ACh-receptorn på parietalcellen.
Den gastriska fasen innebär att födan mekaniskt/kemiskt stimulerar parietalcellen dels via frisättning av histamin från ECL-celler (vagusnerven resp. gastrin från G-celler) dels födan via t.ex. aminosyror ökar gastrinproduktionen via G-celler.
Under den intestinala fasen stimulerar uttänjning av duodenum syrasakretionen och aminosyror/peptider stimulerar G-celler i duodenum att frisätta gastrin som via cirkulationen kan verka på både parietalceller och ECL-celler.

Q: Vilka två substanser/ämnen, som produceras i ventrikelns kryptor, är nödvändiga för att magsäckens slemhinna inte ska skadas? (1p)
A: Vätekarbonat och mucin.

Q: Den största mängden av fettsyror i fettvävens triacylglyceroler (TAG) kommer från lipoproteiner. Glyceroldelens kol i fettvävens TAG härstammar dock ofta från glukos. Redogör för hur
a) kolskelettet härstammande glukos i blodet respektive b) fettsyror härstammande från triacylglycerol i kylomikronpartiklar kan återfinnas i triacylglycerol i fettvävnaden. I dina redogörelser (a respektive
b) skall du utgå från fritt glukos och kylomikroner i blodet och redogöra för alla steg i bildningen av triacylglycerol i fettvävnad (samtliga substrat, cosubstrat och produkter eller formler).
Ange dessutom namn på alla viktiga reglerande enzymsteg i dessa processer samt namn på de enzymsteg som kräver coenzymer i form av NAD/NADH eller där det åtgår ATP. (5p)
A: a) Glukos → glukos 6-fosfat (Enzym: hexokinas och glukokinas; förbrukas ATP → ADP);
glukos-6-fosfat → fruktos 6-fosfat; fruktos-6-fosfat à fruktos 1,6-bisfosfat (E: fosfofruktokinas 1; förbrukas ATP → ADP);
fruktos 1,6-bisfosfat → glyceraldehyd- 3-fosfat + DHAP; DHAP → glycerol-3-fosfat (Enzym: glycerolfosfatdehydrogenas; kräver NADH → NAD+).
b) Triacylglycerolerna i kylomikroner spjälkas i kapillärbädden av enzymet lipoproteinlipas till fria fettsyror (och glycerol). Efter upptag i fettväven aktiveras fettsyrorna med CoA (enzym: acylCoAsyntetas) varvid det förbrukas ATP → AMP+PPi och det bildas acyl-CoA;
acyl-CoA reagerar med glycerol-3-fosfat → lysofosfatidsyra + CoA;
lysofosfatidsyra + acyl-CoA → fosfatidsyra + CoA;
fosfatidsyra + H2O → Pi + DAG;
DAG + acyl-CoA → triacylglyceroler + CoA.

Q: Diabetes typ-2 beror ofta på minskad insulinkänslighet (insulinresistens) och leder till nedsatt glukostolerans.
a) Redogör för hur det "normala" upptaget av glukos styrs "direkt" av insulin i vissa specifika vävnader.
b) Redogör också för hur insulinets bindning till sina receptorer dessutom kan leda till att olika andra intracellulära enzymatiska reaktioner påverkas och "indirekt" kan leda till ett ökat/påskyndat glukosupptag i bland annat levern. (2p)
A: a) Insulin stimulerar rekryteringen av GLUT4 till cellytan i fettväv och muskulatur samt hjärta.
b) Insulins signaltransduktion leder dessutom till att olika fosfataser aktiveras, som defosforylerar och aktiverar flera olika enzymer som deltar i intermediärmetabolismen. Insulin ökar också transkriptionen av olika gener (t.ex. glukokinas, hexokinas, glukos-6-fosfat dehydrogenas). Eftersom glukosupptaget i levern sker m.h.a. högkapacitetstransportörer (GLUT2) kommer flödet och upptaget även i levern påverkas genom att enzymaktiviteten i t.ex. glykolysen, glykogenesen, HMP-shunten och fettsyrasyntesen ökar.

Q: Regleringen av vissa viktiga gener som kodar för proteiner kan vara felaktig hos diabetespatienter. Den vanligaste mekanismen för genreglering är reglering av en gens transkription.
a) Ange vilket RNA-polymeras som kommer att påverkas.
b) Redogör för den vanligaste mekanismen hur aktiviteten hos detta RNA-polymeras kan stimuleras.(2p)
A: a) RNA-polymeras II.
b) Genom att öka hastigheten/frekvensen för initiering av transkription (via exempelvis funktionella kontakter mellan transkriptionsfaktorer som binder till uppströms s.k. enhancerelement och det basala transkriptionsmaskineriet som byggs upp runt TATA-boxen eller andra promoterelement).

Q: Insulinresistens innebär att cellernas förmåga att reagera på insulin är nedsatt.
a) Om du själv fick möjlighet att utveckla ett ämne/drog som syftade till att förbättra signaleringen från en nedreglerad receptor, vilket steg av signaltransduktionen skulle du försöka påverka?
b) Vad bedömer du att för- och nackdelarna med just din strategi skulle vara? Gör tankeexperimentet utifrån ett generellt receptor-tyrosinkinas.
Observera – endast vetenskapligt motiverade svar ger full poäng för svaret. (3p)
A: Många rätta svar finns, varför varje svar bedöms enskilt.
Ett exempel på godkänt svar:
a) Frågeställningen handlar om att förbättra signalering från en nedreglerad receptor. Därmed kan man utesluta möjligheten att helt enkelt höja nivån av signalen genom att pumpa in mer insulin. Dock är det inte säkert att detta skulle ge en förbättrad signalering, om det helt enkelt inte finns receptorer som fungerar adekvat.
Om receptorn är nedreglerad, skulle man kunna studera mekanismerna för hur den är nedreglerad – är förändringen resultat av mindre transkriptionell aktivitet, eller är det någonting i själva proteinet som gör att receptorn inte fungerar normalt. I fall det handlar om mindre aktiv transkription, skulle man kunna undersöka möjligheterna att hitta ett läkemedel som påverkar genregleringen av receptorgenen positivit.
b) Tänkbara fördelar: Man försöker påverka signaleringen vid början av den cellulära signaltransduktionskedjan där det torde ge mest effekt. Man ändrar bara på receptornivå, men påverkar förhoppningsvis inte andra processer.
Tänkbara nackdelar: det är inte säkert att höjning av transkriptionsnivån ger mer funktionellt protein. Dessutom vet man inte vilka negativa effekter det kan innebära för cellen och organismen.

Q: Det är viktigt att klargöra orsaken till obesitas (övervikt) eftersom rätt diagnos kan leda till framgångsrik behandling.
Depression kan ibland vara orsaken till obesitas (genom tröstätning). Antidepressiv behandling kan därför vara till stor hjälp för vissa patienter. Serotonin är en viktig transmittor (signalsubstans) i hjärnan som påverkar sinnesstämningen.
Redogör för hur serotonin bildas (samtliga substrat och produkter samt enzym och eventuell coenzym) i centrala nervsystemet. Ange också om man har relativt låga eller höga nivåer av serotonin vid depression. (2p)
A: Tryptofan + O2 + BH4 → (enzym: hydroxylas) → H2O +BH2 + 5-hydroxytryptofan → (enzym: dekarboxylas) → serotonin (5-hydroxitryptamin; 5-HT).
Låga nivåer 5-HT vid depression.

Q: Patienter med uttalad obesitas har ofta också fettinlagringar i levern.
Laboratoriemässigt kan det visa sig som förhöjda mängder av transaminaser i blodet. Vanliga transaminaser är ALAT (=ALT eller GPT) och ASAT (=AST eller GOT).
a) Förklara hur förhöjda mängder av transaminaser i blodet är ett mått på leverskada.
b) Redogör med hjälp av substrat och produkt också för de reaktioner som katalyserar av ALAT respektive ASAT.
c) Ange dessutom vilket vitamin/coenzym som krävs i dessa reaktioner samt beskriv vilken funktion som coenzymet har i reaktionerna. (3p)
A: a) Skadas levercellen läcker intracellulära enzymer (såsom transaminaser) ut i blodet.
b) ALAT: Pyruvat + a-ketoglutarat ↔ Ala + Glu. ASAT: Asp + a-ketoglutarat ↔ Oxalacetat + Glu.
c) Pyridoxin/pyridoxalfosfat har en gruppöverförande funktion då det binder aminogruppen.

Q: Fettinlagring i levern (se den inledande temafrågan) kan bero på flera olika saker. En möjlighet är att kolhydrater omvandlas till fettsyror.
Beskriv hur det är möjligt att omvandla citrat till malonyl-CoA (inledningen på fettsyrasyntesen). Utgå från citrat i mitokondrien.
Ange alla intermediärer (samtliga substrat och produkter med namn) och namnge enzymerna och eventuella coenzymer. Beskriv dessutom regleringen av enzymet som katalyserar bildningen av malonyl-CoA. (3p)
A: Citrat passerar mitokondriemembranen ut till cytosolen.
Citrat + CoA + ATP → ADP + Pi + oxaloacetat och acetyl-CoA (katalyseras av enzymet citratlyas).
Acetyl- CoA + CO2 + ATP omvandlas till malonyl-CoA + ADP + Pi, katalyserat av acetyl- CoA-karboxylas som kräver biotin som coenzym.
Detta enzym hämmas allostert av palmitinsyra samt stimuleras av citrat.
Enzymet regleras kovalent genom fosforylering/ defosforylering medierad av glukagon, adrenalin, AMP-AMPK resp. insulin.
[Enzymet regleras på gennivå av insulin och xylulos-5-P och aktivering av SREBP1C respektive ChREBP.]

Q: Fettsyrasyntesen kräver förutom två kolföreningar också ett reducerat coenzym. Redogör med angivande av substrat och produkter samt enzymnamn och coenzym för en valfri reaktion där det aktuella coenzymet bildas. (1p)
A: I) Glukos-6-fosfat + NADP+ + H2O → 6-fosfoglukonat + NADPH + H+ (enzymnamn: glukos-6-fosfatdehydrogenas)
II) 6-fosfoglukonat + NADP+ → ribulos-5-fosfat + NADPH + H+ + CO2 (enzymnamn: 6-fosfoglukonatdehydrogenas)
III) malat + NADP+ → pyruvat + CO2 + NADPH + H+ (enzymnamn: ”malic enzyme” alt. cytosolärt-NADP+-beroende malatdehydrogenas).

Q: Hypertoni beror i de flesta fall på aterosklerotiska förändringar av blodkärlen. Inlagring av lipider i kärlväggen anses vara ett initialt steg vid utvecklingen av ateroskleros.
a) Beskriv hur LDL-partiklar (LDL-lipoproteiner) normalt upptas i olika vävnader (i svaret skall ingå intracellulära metabolismen av partikeln samt reglering av upptaget av LDL-partiklar).
b) Beskriv också schematiskt vad som händer LDL-partikeln när den inlagras i kärlväggen och hur detta kommer att påverka upptaget i olika celler.(3p)
A: a) LDL-partikeln binds till LDL-receptorn som internaliseras via endocytos och bekläds med klatrin. Vesiklarna som bildas förs samman, och det bildas endosomer, och klatrinet lossnar. pH:t i dessa vesiklar sjunker och LDL släpper från receptorn. Lipoproteinet bryts ner i lysosomen och receptorn kan återvinnas och igen uttryckas på ytan. Vid ”tillräckliga” mängder av kolesterol hämmas transkriptionen av genen som kodar för receptorn och färre LDL-partiklar tas upp.
b) Den extracellulära koncentrationen av LDL stiger då i bl.a. blodet och via icke-receptor-medierade mekanismer tas LDL-partikeln upp i kärlväggen (särskilt vid greningar av kärlen). Väl inne i kärlväggen oxideras en stor del av LDL-partiklarna och tas sedan upp av makrofager via scavengerreceptorn (och skumceller bildas).

Q: Redogör (gärna med en teckning) för hur den bruna fettcellen ser ut i jämförelse med den vita fettcellen. Vad karakteriserar den bruna fettcellen och varför har den en brun färg? (2p)
A: I den bruna fettcellens cytoplasma ligger lipiddropparna på flera olika ställen (multilokulärt), medan den vita fettcellen har en stor lipiddroppe som ligger på ett enda ställe (unilokulärt) och tränger undan cellkärnan till periferin.
Den bruna fettcellen innehåller ett mycket stort antal mitokondrier som innehåller järninnehållande enzymer (av cytokromtyp), vilket tillsammans med den bruna fettvävnadens rika vaskularisering ger vävnaden dess rostbruna färg.

Q: Den normala kroppstemperaturen upprätthålls framförallt genom den värme som frigörs vid olika reaktioner. Man har spekulerat i att det finns vissa reaktioner som spelar en speciellt viktig roll för värmeproduktionen (reaktionerna fungerar som små värmepumpar).
En sådan reaktion är omvandlingen av fruktos-6-fosfat till fruktos-1,6- bisfosfat och vice versa. Vad heter enzymerna som katalyserar dessa reaktioner och hur regleras deras aktivitet (det vill säga frågan gäller både bildning och nedbrytning av fruktos-1,6-bisfosfat)? (2p)
A: Fruktos 6-fosfat → fruktos-1,6-bisfosfat katalyseras av fosfofruktokinas 1.
Enzymet stimuleras av fruktos-2,6-bisfosfat, AMP och insulin och hämmas av citrat, ATP, vätejoner och glukagon.
Fruktos-1,6-bisfosfat → fruktos-6-fosfat katalyseras av fruktos-1,6-bisfosfatas. Enzymet stimuleras av citrat och glukagon och hämmas av fruktos-2,6-bisfosfat, AMP och insulin.

Q: Andningskedjan är den viktigaste energiproducenten i cellen. Ange den principiella uppbyggnaden av andningskedjan och förklara schematiskt hur energin bildas. (3p)
A: [Se figur 6.8 i Biochemistry, Ferrier (6:e upplagan) för uppbyggnad och organisation.]
Det genereras en protongradient när elektroner passerar via komplexen I, III resp. IV
[se figur 6.13 Ferrier; 6:e upplagan].
När den utjämnas via ATP-syntaset (komplex V) bildas energi som kan användas till att omvandla ADP till ATP (oxidativa fosforyleringen).

Q: Vad heter det protein som är unikt för bruna fettceller och hur fungerar det? (1p)
A: ”Uncoupling protein-1” (UCP-1) finns i den bruna fettcellens mitokondrier och frikopplar oxidationen av fettsyror från produktionen av ATP. Det bildas därmed inte något ATP i denna process, utan den kemiska energin omvandlas i stället till värme.

Q: Fettceller kan härledas från det intraembryonala mesodermet. Det intraembryonala mesodermet ger även upphov till bland annat muskulatur och skelett som bildas från somiter.
a) När bildas somiterna?
b) Vilken substruktur inom somiterna blir tvärstrimmig muskulatur, och vilken substruktur blir skelett?
c) Ungefär hur många somiter finns det i det humana embryot efter det att alla somiterna har bildats? (2p)
A: a) Somitogenes börjar den 3:e embryonala veckan och avslutas kring dag 30.
b) Myotom blir skelettmuskulatur, sklerotom blir skelett.
c) Det bildas 40-42 somiter, men de mest kaudala tillbakabildas så småningom och det blir kvar ungefär 37 stycken. (Allt mellan 35 och 45 är godkänt svar)

Q: Man brukar definiera stamceller som celler som har en förmåga att förnya sig själva och att ge upphov till en eller flera olika celltyper. Blastocysten innan implanteringen i endometriet innehåller minst två typer av stamceller.
a) Nämn två stamcellstyper som finns i blastocysten
b) och ange vad de ger upphov till under andra veckan efter befruktningen.(2p)
A: a) Inre cellmassa och trofoblaster.
b) Inre cellmassa ger epiblaster och hypoblaster. Trofoblaster ger cytotrofoblaster och syncytiotrofoblaster (alternativt moderkaka och fosterhinnor).

Q: Cellulär induktion har en central roll under embryonal utveckling där det finns ett intrikat samspel mellan många olika celltyper. Neuralplattans uppkomst kräver också signaler i form av sekretoriska proteiner.
a) Beskriv i stora drag när och var neuralplattan bildas.
b) Neuralrörets slutning är en viktig process. Namnge den utvecklingsstörning som uppstår om neuralröret inte tillsluts fullständigt.(1.5p)
A: a) Neuralplattan bildas under den tredje embryonala veckan i ektodermet.
b) Spina bifida eller Spina bifida occulta.

Q: Efter gastruleringen, då det trilaminära embryot bildas, sker formförändring genom veckning. De laterala sidorna viks ventralt och de kraniella och kaudala ändarna böjs ventralt, vilket ger embryot en mer mogen form. Ge två förklaringar/mekanismer till hur denna veckning uppstår. (1p)
A: Kraftig tillväxt av embryot och expansion av amnionhålan.

Q: När en cell börjar röra på sig i matrix krävs att cellen kan mobilisera resurser för detta (till exempel molekylära komponenter). Exempel på dessa är aktinfilament och integriner. Vad har de för funktion i cellrörelse? (2p)
A: Aktin skapar den initiala cellrörelsen genom att cellen skickar ut aktinförande filopodier [och microspikes]. Senare hjälper aktinfilament att dra cellen framåt via sammandragningar. Integrin är ett adhesionsprotein som binder mot matrix och aktinfilament under cellrörelsen.

Q: Det bildas över en miljon röda blodkroppar per sekund. Bildningen av dessa celler är mycket känslig för störningar i DNA-syntesen. Många cytostatika ger därför som biverkan anemi (blodbrist). Metotrexat är ett cytostatikum som bland annat används för att förhindra spridning av leukemiceller till CNS.
a) Förklara verkningsmekanismen för metotrexat och
b) förklara varför det hämmar hematopoesen (bildningen av röda blodkroppar). (2p)
A: a) Hämmar dihydrofolatreduktas.
b) Metotrexat är en folsyraanatagonist, som hämmar metabolisering av folsyra (dihydrofolat → tetrahydrofolat) som behövs vid syntesen av både puriner och pyrimidiner (som behövs för DNA-syntes). Indirekt hämmar den omvandlingen av dUMP→dTMP.

Q: Ökad nedbrytning av röda blodkroppar ger också upphov till anemi. Ibland kan det bildas antikroppar som binder till röda blodkroppar.
Dessa antikroppar kan bildas vid till exempel vissa infektioner eller vid intag av läkemedel. De antikroppsklädda blodkropparna bryts ned i mjälten.
Redogör för hur hemgrupper bryts ned och utsöndras från kroppen (substrat och produkter skall anges). (3p)
A: [Se bild 21.10 i Biochemistry Ferrier (6:e upplagan).]
Hem → biliverdin (kräver O2, frisätts CO) → bilirubin → konjugeras i levern till bilirubindiglucoronid (kräver 2UDP-glukuronsyra, frisätts 2UDP) → omvandlas vidare i tarmen till bilirubin → urobilinogen och utsöndras som sterkobilinogen i feces eller som urobilinogen i urinen.

Q: a) Redogör med hjälp av strukturformler (Haworth eller Fischer) och bindningar för laktos uppbyggnad.
b) Redogör med figur och kompletterande text för hur de olika monosackaridkomponenterna som bygger upp laktos, efter normal enzymatisk processning med laktas, absorberas in i enterocyterna och hur dessa monosackaridkomponenter sedan transporteras vidare ut i blodbanan; samtliga proteiner och processer skall beskrivas. (3.5p)
A: a) Disackariden laktos består av galaktopyranos sammanfogad med glukopyranos m.h.a. en b-(1→4)-glykosidbindning
[för strukturformler se fig. 7.3 i Ferrier 6:e upplagan]
b) Både galaktos och glukos i pyranosform absorberas in i enterocyterna m.h.a. sekundär aktiv transport och symportproteinet SGLT1.
Ett i basalmembranet lokaliserat Na+/K+-ATPas bygger upp en koncentrationsgradient av natriumjoner [pumpar ut två Na+ och in tre K+] vilka dras från tarmlumen och passivt följer då en glukos/galaktosmolekyl med in i cellen. Ut ur enterocyterna transporteras de två sockrena med en koncentrationsgradient och m.h.a. den mera ospecifika glukostransportören GLUT2.

Q: Det är viktigt att våra blodkärl kan förbli strukturellt intakta även under besvärliga förhållanden, som till exempel vid hypertoni. En viktig vävnadssammanhållande funktion har i detta sammanhang de intermediära filamenten. Nämn de ”cell junctions” som är viktiga för de kontakter där intermediärfilamenten ingår. (1p)
A: Desmosomen och hemidesmosomen

Q: Enzymkinetik är centralt i hela metabolismen, inte minst i citronsyracykeln (TCA) i mitokondrien, och beskriver hur effektivt ett substrat omvandlas till en produkt. En viktig ekvation som beskriver katalysen hos många enzymer, Michaelis–Menten-ekvationen, anges som:
v= (Vmax x [S])/( Km + [S]).
a) Förklara med ord innebörden av vad de ingående storheterna (Vmax, [S] och Km) betyder och vilken enhet de oftast anges i?
b) Beskriv med hjälp av en figur med kompletterande text hur de olika parametrarna i en reaktion påverkas om substratkoncentrationen för ett enzym fördubblas om ursprungliga koncentrationen var låg (rita två kurvor, en innan förändrad substratkoncentration och en efter). (3p)
A: a) Vmax – maximala hastigheten som ett enzym kan arbeta vid under rådande omständigheter; mol bildad produkt/tidsenhet [S] – substratkoncentrationen; ofta angiven som millimolar (mM, mmol/L) Km – Michaelis konstant som är en kombination av hastighetskonstanter, kan sägas vara ett mått på affiniteten för ett substrat till enzymet; ofta angiven som millimolar (mM, mmol/L)
b)Vid en fördubbling av substratkoncentrationen från låga substratkoncentrationer sker nästan en fördubbling av hastigheten.

Q: Mitokondrier har eget DNA och ett antal ärftliga sjukdomar orsakas av mutationer i mitokondriellt DNA. Dock finns det även ärftliga sjukdomar där mitokondrier inte fungerar normalt, där man inte kan identifiera en mutation i mitokondriellt DNA.
a) Vad kan förklaringen vara till detta?
b) Mitokondriellt ärftliga sjukdomar får man oftast av sin mor - förklara varför.
c) Varför finns det DNA i mitokondrier? (4.5p)
A: a) Det finns ett antal strukturer och funktioner i mitokondrier som är beroende av proteiner som har sitt ursprung i gener i cellkärnan. Motsvarande proteiner transporteras sedan in i mitokondrierna. Därmed kan ändringar i gener i cellkärnan ge upphov till mitokondriella sjukdomar.
b) Mitokondrierna har man oftast (nästan alltid) fått av sin mor därför att de mitokondrier som finns i spermien inte följer med till zygoten. Därmed är alla mitokondrier i zygoten från äggcellen.
c) Det finns DNA i mitokondrier därför att mitokondrier en gång har varit frilevande prokaryoter som flyttade in i cellen och under evolutionen har tappat många av sina gener. Dock har de fortfarande fungerade transkription och translation av de gener de själv bär.

Q: Dubbelsträngade skador (brott) i DNA är bland de allvarligaste typerna av DNAskador.
a) Redogör för mekanismen för de två vanligaste sätten att reparera dubbelsträngade skador i DNA.
b) Förklara även vad konsekvenserna kan bli för enstaka mitokondrier om dessa ej förmår reparera dubbelsträngade brott på ett korrekt sätt. (4p)
A: a) Dubbelsträngade brott i DNA-kedjan repareras via två olika mekanismer: icke-homolog rekombination och homolog rekombination.
Vid icke-homolog rekombination ligeras fria ändar av DNA-molekyler. I processen förloras ofta nukleotider och därmed skapas en deletion i kromosomen.
Vid homolog rekombination används en homolog kopia av den drabbade DNA-strängen och kromosomsträngen kan repareras med hjälp av homolog rekombination.
Den homologa kopian av DNA-strängen kan vara en systerkromatid vid replikation, en homolog kromosom eller även samma kromosom i fall DNA-brottet är i en del av kromosomen som är duplicerad på kromosomen.
b) Om mitokondrien ej kan reparera dubbelsträngade brott på ett korrekt sätt, kan detta leda till att mitokondrien bryts ned genom autofagi, och vissa av komponenterna återanvänds.

Q: Vid så kallat ”välfött tillstånd” (efter en måltid) då levercellen överflödas av olika dietära molekyler, bland annat glukos, har pyruvatdehydrogenas (PDH)-komplexet en central funktion för att tillhandahålla substratmolekyler för citronsyracykeln.
a) Redogör för den enzymatiska fördelen med att organisera enzymer i form av komplex.
b) Redogör specifikt för PDH-komplexets katalytiska organisation vad avser ingående enzymer, och coenzymer.
c) Beskriv med hjälp av substrat och produkter den reaktion som nettomässigt katalyseras av komplexet. (3p)
A: a) Påskyndar reaktionshastighet genom att minska tiderna för diffusion.
[Kan också medföra regulatoriska fördelar/möjligheter som ej kan uppnås om enzymen förekommer enskilt.]
b) Komplexet består av multipla kopior av tre olika katalytiska enzymer samt fem olika coenzymer (TPP, liponsyra, coenzym A (fungerar också som substrat), FAD och NAD+.
[Till komplexet är ytterligare enzymer med regulatorisk funktion bundna (PDH-kinas och PDH-fosfatas).]
c) Pyruvat + CoA [+ NAD+] → acetyl-CoA + CO2 [+ NADH + H+].

Q: Beskriv kortfattat hur de fyra listade hormoner (glukagon, kortisol, adrenalin samt insulin) på ett övergripande fysiologiskt sätt (stimulerar/inhiberar) påverkar ett eller ibland flera reglerade steg i de metabola processerna:
(a) glykogenolys,
b) glukoneogenes,
c) proteolys respektive
d) lipolys).
OBS signaltransduktionsmekanismerna skall ej beskrivas i ditt svar. För varje metabol process (a, b, c och d) ange antingen ETT hormon som stimulerar processen och ETT hormon som inhiberar processen, eller ange TVÅ hormoner som stimulerar processen.
OBS du får bara välja mellan de i frågan angivna fyra hormonerna. (4p)
A: a) Glykogenolys stimuleras av glukagon i lever samt av adrenalin i muskulatur och lever, men inhiberas av insulin.
b) Glukoneogenes stimuleras av glukagon och kortisol men inhiberas av insulin.
c) Proteolysen stimuleras av kortisol men inhiberas av insulin.
d) Lipolysen stimuleras av adrenalin men inhiberas av insulin.

Q: Redogör med figurer, reaktionsformler och kompletterande text för glukagons signaltransduktion (från strukturen och lokalisationen hos receptorproteinet fram till och med påverkan på det enzym som klyver vissa α-(1→4)-bindningar i glykogen). (3p)
A: 7-TM-receptor som kopplar till ett trimert G-protein (α-GDP, β, γ). Inbindningen av glukagon leder till strukturella förändringar hos G-proteinet och ett utbyte av GDP mot GTP; detta utbyte leder till att Gα-GTP dissocierar från de övriga subenheterna och efter lateral transport i stället binder till ett adenylatcyklas som då aktiveras; adenylatcyklas katalyserar då bildningen av ”second messenger”-molekylen cAMP: ATP [+H2O] → cAMP + PPI. cAMP kommer i sin tur binda till de regulatoriska subenheterna i det tetramera och inaktiva enzymet PKA (cAMP-beroende proteinkinas); inbindningen leder till att de katalytiska subenheterna frigörs och kan fosforylera glykogen-fosforolys-kinas (GFK) som då aktiveras och i sin tur kan fosforylera och aktivera glykogenfosforylas som nu genom fosforolys kan bryta α-(1→4)-bindningarna i glykogen.

Q: Redogör med hjälp av substrat, produkter, samt enzymnamn (alternativt till enzymnamn beskrivande enzymatisk princip) och eventuellt coenzym/cosubstrat för hur glutamin i levern kan processas till en citronsyra (TCA)-cykelintermediär.
(Ledtråd: sker på samma principiella sätt som i njuren). Beskriv med en enkel figur var de olika reaktionerna sker subcellulärt och vilka övriga eventuella hjälpmolekyler/transportproteiner som behövs. (2.5p)
A: 1) I cytosolen sker nonoxidativ deaminering:
glutamin [+ H2O] → glutamat + NH3 (enzymnamn: glutaminas alternativt nonoxidativ deaminering).
2) Intransporten till mitokondriematrix sker m.h.a. en antiport (glutamat/aspartat).
3) I mitokondriematrix sker bildningen av TCA-intermediären:
glutamat + NAD+ → α-ketoglutarat + NH3 + NADH + H+ (enzymnamn: glutamatdehydrogenas alternativt enzymatisk princip: oxidativ deaminering).

Q: Med utgångspunkt från den i föregående fråga (7) bildade toxiska kväveföreningen,
a) redogör med hjälp av substrat, produkter och enzymnamn för den huvudreglerade reaktionen i ureabiosyntesen (som sker i mitokondriematrix), samt
b) redogör för bildningen av urea med hjälp av en summaformel som nettomässigt beskriver dess bildning.
c) Den huvudreglerade reaktionen i ureabiosyntesen regleras allostert. Beskriv bildningen av den allostera regulatorn med hjälp av substrat och produkter. (3p)
A: a) NH3 + CO2 + 2ATP → karbamylfosfat + 2ADP + Pi (enzymnamn: karbamylfosfatsyntetas I).
b) NH3 + CO2 + Asp + 3ATP + H2O → urea + fumarat + AMP + 2 ADP + 2Pi + PPi.
c) acetyl-CoA + glutamat → CoA + N-acetylglutamat [stimulerar allostert karbamylfosfatsyntetas 1.]

Q: a) Med utgångspunkt från superoxidanjon (O2 -.) beskriv på ett överbryggande sätt två olika reaktioner (enzymnamn, huvudsubstrat och produkter skall anges), som behövs för att omvandla superoxidanjonen till vatten.
b) Coenzym/cosubstratet NADPH är på ett indirekt sätt en mycket viktig molekyl i det enzymatiskt katalyserade försvaret mot ROS. Redogör med hjälp av substrat, produkter samt enzymnamn för en reaktion där NADPH är central när det gäller enzymatiska försvaret mot ROS. (3p)
A: a1) O2 -. + e- + 2H+ → H2O2 (enzymnamn: superoxiddismutas).
a2) H2O2 + 2G-SH (red) → 2 H2O + G-S-S-G (ox) (enzymnamn: glutationperoxidas).
Alternativ reaktion till a2)
a3) 2 H2O2 → 2 H2O + O2 (enzymnamn: katalas).
b) G-S-S-G (ox) + NADPH + H+ → 2 G-SH (red) + NADP+ (enzymnamn: glutationreduktas). [NADPH behövs som coenzym/cosubstrat för reduktion av tiolgrupperna i oxiderat glutation; enzymet som behöver NADPH som cosubstrat heter glutationreduktas. Tripeptiden glutation används som substrat i reaktionen som katalyseras av glutationperoxidas för att detoxifiera väteperoxid (H2O2).
[se reaktion a2]

Q: Flera olika organ i mag-tarm-kanalen samverkar för att signalera mättnad. Sträckreceptorer i magsäcken hos människa signalerar mättnad. [Sträckreceptorer saknas hos till exempel hästar.]
a) För att magsäcken skall kunna vidgas finns veck på insidan (den luminala sidan). Vad kallas dessa veck?
b) När tuggan vi svalt når magsäcken kommer den blandas med magsaft innan den portioneras ut i tolvfingertarmen via den sfinkter som är belägen vid ”A”. Vad kallas denna sfinkter?
c) Namnge även de artärer som är märkta ”B” och ”C”. (2p)
A: a) Vecken kallas Rugae.
b) A - Pylorus eller nedre magmunnen.
c) B - A. gastroomentalis dx.
C - A. hepatica communis.

Q: Den molekylära basen för denna ovannämnda förmåga finns hos extracellulär matrix (ECM) där det finns proteiner som har inbyggd förmåga till fjädring eller uttänjning.
a) Namnge dessa proteiner och beskriv kortfattat hur de fungerar.
b) Förutom magsäcken, ange ett exempel på vävnad eller anatomisk struktur där fjädring eller uttänjning är en viktig egenskap.
c) Ge ett exempel på vad som kan hända en patient vars ECM saknar förmågan till uttänjning.
d) Om en vävnad är alldeles för tänjbar, vilken annan typ av protein kan vara muterad? Ge ett motiverat svar. (4p)
A: a) Proteiner som ger förmågan till fjädring heter elastiner. Dessa proteiner är korslänkande till varandra i fibrösa nätverk som skapar fjädringseffekten.
b) Till exempel expanderande vävnader som lungor och hjärt- och kärlsystem.
c) Om elastinet ej fungerar kan detta leda till allvarliga sjukdomar, som till exempel brusten kroppspulsåder.
d) Om en vävnad är alldeles för tänjbar, kan det vara fel på kollagenmolekyler [som i till exempel Ehler-Danlos-syndrom].

Q: I magsäckens körtlar inom corpus-fundusområdet produceras flera olika hormoner samt andra substanser. Klargör med text och figur för corpus-funduskörtlarnas uppbyggnad/organisation.
Vilka celler finns i körtelrören ("gastric pits") och var i körtelrören hittar man dessa celler?
Vilka är deras respektive sekretionsprodukter? (2p)
A: Corpus-funduskörtlar innehåller följande celler (med respektive sekretionsprodukt):
a) Mukösa halsceller - Slem.
b) Huvudceller - Pepsinogen (pepsin).
c) Parietalceller - ‘Intrinsic factor’ (IF) + saltsyra (HCl).
d) Endokrina celler – Hormoner [gastrin, ghrelin, somatostatin, gastric inhibitory peptide (GIP), vasoactive intestinal polypeptide (VIP), sekretin, cholecystokinin (CCK), m. fl.].
Lokalisationen av de olika cellerna framgår av följande figur:

Q: Som nämnts i brödtexten ovan kan en liten strukturell förändring leda till helt förändrade egenskaper/funktioner hos proteiner.
a) Beskriv med strukturformler de funktionella/strukturella grupperna i sidokedjorna som skiljer glutamat från glutamin.
b) Resonera teoretiskt kring hur en annan mutation i ett receptorprotein i cellmembranet, från en opolär aminosyra till en polär aminosyra, eventuellt skulle kunna påverka proteinets struktur respektive bindningen till glukos beroende på var mutationen befinner sig i proteinet (rita gärna). (3p)
A: a)
[Se figur 1.2 och 1.3 i Ferrier, Biochemistry, sjätte upplagan.]
b) Om mutationen ligger i området som binder liganden (glukos), kan mutationen orsaka att receptorn får en lägre eller högre affinitet för liganden, d.v.s. bindningen mellan receptor och ligand försvagas eller förstärks. Om mutationen ligger i området som befinner sig inne i membranet, skulle en konformationsförändring kunna ske då den polära aminosyran söker sig till ett mer hydrofilt område. Detta kan i sin tur leda till att signaleringen inte fungerar som den ska. Sitter mutationen på insidan av cellen (i den aminosyrasekvens som befinner sig i cytosolen), skulle det kunna påverka signaleringen genom förändrad bindningsförmåga av signalmolekylerna.

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter för de i cytosolen reglerade enzymstegen i glukoneogenesen som skiljer sig från de reglerade glykolytiska reaktionerna. (1.5p)
A: oxalacetat + GTP → fosfoenolpyruvat + CO2 + GDP [enzymnamn: PEP-karboxykinas],
fruktos-1,6-bisfosfat + H2O → fruktos-6-fosfat + Pi [enzymnamn: fruktos-1,6-bisfosfatas], glukos-6-fosfat + H2O → glukos + Pi [enzymnamn: glukos-6-fosfatas]

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzymnamn och eventuellt coenzym/vitamin för:
a) aktiveringen av den korta fettsyran propionat samt
b) den vidare omvandlingen/metabolismen till den aktiverade citronsyra-(TCA)-cykel-intermediären. (4p)
A: a) Propionat + CoA + ATP → propionyl-CoA + AMP + PPi (enzymnamn: acylCoAsyntetas),
b) propionyl-CoA + CO2 + ATP → D-metylmalonylCoA + ADP (enzymnamn: propionyl- CoA-karboxylas, coenzym-biotin),
D-metylmalonyl-CoA → L-metylmalonyl-CoA (enzymnamn: racemas),
L-metylmalonyl-CoA → succinylCoA (enzymnamn: metylmalonylmutas; vitamin B12 / deoxyadenosylcobalamin).

Q: Med utgångspunkt från den aktiverade tvåkolsprodukten, som bildas som slutprodukt vid total "-oxidation av fettsyror med jämnt antal kol, beskriv med hjälp av substrat, produkter, enzymnamn och eventuella coenzym/cosubstrat, samtliga reaktionssteg i ketogenesen (till och med bildningen av den mest reducerade ketonkroppen). (4p)
A: 1) acetyl-CoA + acetyl-CoA → acetoacetylCoA + CoA (enzymnamn: tiolas),
2) acetoacetylCoA + acetylCoA + H2O → HMG-CoA + CoA (enzymnamn: HMG-CoAsyntas),
3) HMG-CoA → acetoacetat + acetylCoA (enzymnamn: HMG-CoA-lyas),
4) acetoacetat + NADH + H+ → 3/"-hydroxybutyrat + NAD+ (enzymnamn: 3/"-hydroxybutyratdehydrogenas).

Q: Redogör för de olika kroppsaxlarna hos embryot (människan); namnge kroppsaxlarna samt beskriv deras riktning i relation till den vuxna kroppen.
Beskriv var den blivande munhålan utvecklas på den relevanta kroppsaxeln.
Rita gärna en schematisk bild med förklaringar. (3.5p)
A: 1. Kranial-kaudal kroppsaxel ("huvud-svans")
2. Dorsal-ventral kroppsaxel ("ryggsidan-buksidan")
3. Höger-vänster kroppsaxel.
Munhålan utvecklas i den kraniala änden av den kranial-kaudala kroppsaxeln.

Q: Med utgångspunkt från en essentiell aromatisk aminosyra, redogör med hjälp av samtliga substrat, produkter, coenzym samt enzymnamn för bildningen av dopamin. (3p)
A: 1) Phe + O2 + THB (BH4) → Tyr + H2O + DHB (BH2) (enzymnamn: fenylalaninhydroxylas),
2) Tyr + O2 + THB (BH4) → dopa + H2O + DHB (BH2) (enzymnamn: tyrosinhydroxylas),
3) Dopa → dopamin + CO2 (enzymnamn: [aromatiskt aminosyra]-dekarboxylas; coenzym: PLP).

Q: Med utgångspunkt från den produkt som bildas i den av GAPDH katalyserade glykolytiska reaktionen, redogör med hjälp av substrat, produkter samt enzymnamn för de fortsatta reaktionsstegen i glykolysen som via bland annat två substratnivåfosforyleringar leder fram till bildningen av en sur trekolsförening. (4p)
A: 1) 1,3-BPG + ADP → 3-fosfoglycerat + ATP (enzymnamn: fosfoglyceratkinas),
2) 3-fosfoglycerat → 2-fosfoglycerat (enzymnamn: fosfoglyceratmutas),
3) 2-fosfoglycerat → fosfoenolpyruvat (PEP) + H2O (enzymnamn: enolas),
4) PEP + ADP → pyruvat + ATP (enzymnamn: pyruvatkinas).

Q: Cellterapi med stamceller används framgångsrikt i behandling av ett antal sjukdomar, till exempel vissa blodsjukdomar.
a) Ange ett exempel på en framgångsrik behandling där stamceller används.
b) Vilken typ av stamceller används i den behandling som du anger? Är det - toti-, pluri-, eller multipotenta stamceller? (1p)
A: a) Till exempel benmärgstransplantation.
b) Vid benmärgstransplantation används multipotenta stamceller som kan ge upphov till alla blodcellstyper.

Q: Ge exempel två olika vävnader eller strukturer som inte tillhör det centrala nervsystemet som hypotetiskt skulle kunna få liknande skador som hjärnan vid Alzheimers sjukdom. Motivera ditt svar. Tips: tänk på människans tidiga utveckling under embryonalfasen. (2p)
A: Hud, tandemalj eller sensoriskt epitel - eftersom de alla har sitt ursprung i ektoderm och är därmed närmare besläktade med centrala nervsystemet än till exempel skelettmusklerna.

Q: a) Hur ser kromosomuppsättningen ut hos en individ med Downs syndrom?
b) Hur uppstår ändringen i kromosomuppsättningen? (2p)
A: a) En vanlig karyotyp hos en individ med Downs syndrom är trisomi-21, med tre stycken kromosom-21 i varje cell.
[Godkänns även delvis trisomi-21, där bara en del av kromosom 21 är närvarande i tre kopior genom translokering.]
b) Ändringen uppstår under meios [aneuploidi].

Q: Demenssjukdomar är ofta associerade med epigenetiska förändringar.
a) Beskriv vad som avses med "epigenetiska" respektive "genetiska" förändringar i arvsmassan.
b) Det finns två huvudtyper av epigenetiska ändringar - beskriv dessa kortfattat.
c) Förklara kortfattat hur miljöfaktorer genom epigenetiska förändringar kan påverka hur en gen används. (4p)
A: a) "Genetiska¨ förändringar = förändringar i DNA:ts nukleotidsekvens. “Epigenetiska” förändringar = förändringar i kromatinstrukturen (DNA och/eller protein) som inte påverkar DNA:ts nukleotidsekvens.
b) Epigenetiska förändringar sker
1) i kromatinets proteiner (histonerna), till exempel modifiering av histoner genom acetylering, metylering, ubiquitinering, fosforylering samt
2) i DNA:t, till exempel genom modifiering av enstaka DNA-nukleotider med en metylgrupp.
c) Miljön påverkar genuttryck genom att förändra kromatinstrukturen (hur kromatinet packas) via epigenetiska förändringar i kromatinets histoner och/eller DNA (ex acetylering, metylering). Dessa epigenetiska förändringar påverkar i sin tur andra genreglerande proteiner, till exempel transkriptionsfaktorer, vilket styr genuttrycket på transkriptionell nivå.

Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzymnamn för den av hem reglerade reaktionen i hembiosyntes. Ange även var reaktionen sker subcellulärt. (1.5p)

Q: Av de fyra större tuggmusklerna är det endast en som inte bidrar till att stänga munnen, vilken? (0.5p)
A: M. pteregoideus lateralis.

Q: Från
a) vilken kranialnerv och
b) vilken gren får tuggmusklerna sin motoriska innervation. (1p)
A: a) Tuggmuskulaturen innerveras av N. mandibularis
b) N. Mandibularis är en gren från N. trigeminus (CN V).

Q: Den gastro-coliska reflexen är en så kallad lång tarmreflex som leder till massperistaltik i colon med efterföljande defekation. Beskriv den gastro-coliska reflexen och dess funktion. (2p)
A: I samband med att föda når ventrikeln aktiveras sträckreceptorer som utlöser en s.k. lång tarmreflex, den gastro-coliska reflexen (N. vagusreflex).
Denna reflex ökar peristaltiken i colon från normalt 1 cm per timma till c:a 5 cm per minut för att ge plats åt nytt tarminnehåll.

Q: Beskriv med hjälp av nedanstående bild den så kallade defekationsreflexen (Rita gärna). (3p)
A: I samband med måltid aktiveras de s.k. långa tarmreflexerna som leder till massperistaltik och har till uppgift att förflytta tarminnehållet i såväl tunntarm som tjocktarm i anal riktning.
Med hjälp av denna peristaltikökning förs innehållet ner till rektum som till en början passivt tänjs ut och därefter övergår i en aktivering av den glatta muskulaturen i rektumväggen. Samtidigt minskar tonus reflektoriskt i den inre analsfinktern som gradvis leder till en ökad aktivering av den ytter analsfinktern (viljemässigt styrd). Om den yttre viljemässigt styrda analsfinkterns tonus minskas sker en evakuering av tarmen.

Q: Sår drabbar oftast ytepitelet. Klargör vilken epiteltyp du hittar i nedan angivna organ/områden (A-D). I förekommande fall skall du även ange om det finns karakteristiska ytstrukturer på epitelcellerna som är urskiljbara i ljusmikroskopet. Om det förekommer övergång från ett epitel till ett annat i angivet organ/område, skall du ange båda epiteltyperna från proximal till distal riktning. Nomenklaturen, inklusive angivande av eventuell ytstruktur, skall vara helt korrekt för poäng.
A) Urinblåsa (vesica urinaria).
B) Ventrikel, pars cardia.
C) Trachea.
D) Ductus deferens (proximal del; första tredjedel). (2p)
A: A) Svar: Övergångsepitel (”transitional epithelium”).
B) Svar: Övergång (abrupt) från oförhornat flerskiktat skivepitel till enkelt cylinderepitel.
C) Svar: 3-5-radigt cylindriskt flerradigt epitel (”pseudostratified”) med kinocilier.
D) Svar: 2-radigt cylindriskt flerradigt epitel (”pseudostratified”) med stereocilier.

Q: a) Redogör med hjälp av samtliga substrat, produkter samt enzym och coenzym/cosubstrat för de två reaktionstegen i polyolvägen.
b) Förklara också varför ansamlingen av intermediären i polyolvägen skulle kunna vara skadlig. (3p)
A: a) glukos + NADPH + H+ → sorbitol + NADP+ (enzymnamn: aldosreduktas),
sorbitol + NAD+ → fruktos + NADH + H+ (enzymnamn: sorbitoldehydrogenas).
b) De vävnader som är speciellt känsliga för skador vid diabetes och generell hyperglykemi är framförallt de som saknar sorbitoldehydrogenas (SDH); avsaknaden av SDH leder till ansamling av den reducerade sockeralkoholen sorbitol, som har osmotiska egenskaper p.g.a. molekylens många hydroxylgrupper, vilket leder till vattenansamling i cellen och därmed störd cellulär funktion.

Q: Normalt stimulerar insulin direkt eller indirekt (allostert) flödet av sockerintermediärer via bland annat I) glykolysen, II) glykogenesen och III) hexosmonofosfat- (HMP)-shunten samtidigt som IV) glukoneogenesen hämmas. Vid diabetes fungerar denna reglering inte som den normalt skall göra, vilket leder till minskat flöde via I, II och III, men ökad glukoneogenes samt ett ökat flöde av en specifik hexos via den nyss nämnda polyolvägen.
a) Redogör med hjälp av samtliga substrat, produkter samt enzym och eventuellt coenzym för en valfri allostert reglerad reaktion i vardera metabol väg (I, II, III och IV).
b) För varje exemplifierad reaktion namnge också den allostera regulatorn samt ange om den stimulerar eller hämmar reaktionen. (4+2p)
A: I) glukos + ATP → Glukos-6-P + ADP (enzymnamn: hexokinas hämmas av glukos-6- fosfat, alternativt glukokinas hämmas av fruktos-6-P)
alternativt
fruktos-6-P + ATP → fruktos-1,6-bisfosfat + ADP (enzymnamn: fosfofruktokinas I stimuleras av t.ex. fruktos-2,6- bisfosfat)
alternativt
fosfoenolpyruvat + ADP → pyruvat + ADP (enzymnamn: pyruvatkinas stimuleras av fruktos1,6-bisfosfat);
II) glykogenprimer + UDP-glukos → glykogenprimer-glukos + UDP (enzymnamn: glykogensyntas stimuleras av glukos-6-fosfat),
III) glukos-6-P + NADP+ + [H2O] → 6-fosfoglukonat [6-fosfogluconolakton om ej vatten] + NADPH + H+ (enzymnamn: glukos-6-fosfatdehydrogenas inhiberas allostert av NADPH och långa fettsyror/acylCoA);
IV) fruktos-1,6-bisfosfat + H2O → fruktos-6-fosfat + Pi (enzymnamn: fruktos-1,6-bisfosfatas inhiberas t.ex. allostert av fruktos-2,6-bisfosfat).

Q: Med utgångspunkt från en specifik aminosyra redogör med hjälp av samtliga substrat, produkter, enzym/enzymatisk princip samt eventuellt coenzym för de två reaktionsstegen som krävs för bildningen av signalsubstansen serotonin. (2p)
A: Tryptofan + tetrahydrobiopterin (THB) + O2 → 5-hydroxytryptofan + dihydrobiopterin (DHB) + H2O (enzymnamn: Trp-hydroxylas)
och
5-hydroxytryptofan → 5- hydroxytryptamin (serotonin) + CO2 (enzymnamn: [aromatiskt aminosyra/ 5- hydroxytryptofan-]dekarboxylas; coenzym PLP).

Q: Förklara kortfattat innebörden av begreppet inkretin. (1p)
A: Grupp av metabola hormoner som bildas i endokrina celler i tarmväggen och som frisätts av bland annat kolhydrater i tarmlumen och som kan stimulera frisättningen av insulin.

Q: DPP-4 är ett i blodbanan förekommande serinproteas.
I tarmkanalen och pankreas återfinns ett flertal andra serinproteaser med funktion att både aktivera varandra samt att bryta ned olika dietära proteiner och peptider.
Redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter (enzymnamn och enzymformer) för hur olika serinproteaser i tarmen och pankreas aktiverar varandra i ett ”kaskadförlopp”. (2p)
A: [I duodenums vägg uttrycks proenteropeptidas → enteropeptidas (protoner eller något duodenalt proteas aktiverar detta zymogen till dess aktiva form enteropeptidas; gammalt namn: enterokinas)].
Enteropetidas aktiverar det från pankreas kommande zymogenet trypsinogen till trypsin.
Trypsin kan i sin tur aktivera trypsinogen till trypsin men också de övriga proenzymerna: kymotrypsinogen till kymotrypsin och proelastas till elastas, [samt metalloproteaserna prokarboxypeptidas till karboxypeptidas].

Q: a) Beskriv strukturen och funktionen för ER (endoplasmatiska retiklet).
b) Det finns slätt och granulärt ER. Vad är orsaken till att granulärt ER har ett ”granulärt” utseende? Granulärt utseende hänvisar också till en viktig funktionell skillnad mellan slätt och granulärt ER. Förklara den funktionella skillnaden.
c) Vad avgör hur stor del av cellernas inre som utgörs av ER?
d) ER har förmåga att "förstärka" proteiner som skall utsöndras till den krävande miljön utanför cellen. Namnge två allmänna mekanismer som gör detta. (4p)
A: a) Det endoplasmatiska retiklet (ER) är ett cellulärt organ som omsluts av ett enkelt membran. Detta membran är kontinuerligt med det yttre kärnmembranet. Huvudfunktionen för ER är translation, veckning och modifiering av proteiner.
b) Granulärt utseende bero på att ribosomer som generar ER-proteiner temporärt binder till utsidan av ER-membranet. Proteinsyntes sker i granulärt ER. Slätt ER har andra funktioner dock inte proteinsyntes [lipidsyntes].
c) Storleken eller omfattningen av ER kan vara väldigt olika och anpassas efter behov. En cell som utsöndrar många proteiner behöver ett stort ER.
d) Proteiner som skall exporteras kan stabiliseras i ER genom att proteiner glykosyleras. Proteiner stabiliseras även genom disulfidbryggor mellan cysteiner.

Q: a) Beskriv översiktligt med text och en enkel figur den allmänna organisationen för de adhesionsstrukturer som förankrar cellen till ECM samt förmedlar information från ECM till cytoskelettet.
b) Namnge två typer av adhesionsstrukturer mellan en cell och ECM, samt ange vilken del av cytoskelettet som är inblandad i respektive typ av adhesion. (2p)
A: a) Förankringsfunktionen uppstår genom en struktur som innehåller en extracellulär domän för kontakter med ECM, och en intracellulär domän för förankring till komponenter i cytoskelettet, samt olika typer av adapterproteiner.
b) Hemidesmosomer - länkar intermediära filament inne i cellen till ECM genom integriner och ankarproteiner.
Fokal adhesion - länkar aktinmolekyler inne i cellen till ECM genom integriner och ankarproteiner.

Q: Man brukar prata om "regenerativ medicin" och dess möjligheter för framtida sjukvård. Ge en kortfattad definition om vad "regenerativ medicin" är, samt två exempel på hur regenerativ medicin tillämpas i sjukvård. (2p)
A: Regenerativ medicin handlar om att
- regenerera: identifiera signaler som tillåter att celler eller vävnader regenererar. Till exempel utväxt av delar av ett organ.
- reparera: stimulera vävnader till att reparera sig själva. Till exempel för att ersätta en förlorad celltyp.
- ersätta: celler eller vävnader odlade i labb, som kan implanteras.
Två exempel på regenerativ medicin i sjukvård: till exempel
- benmärgstransplantation
- behandling av Parkinsons sjukdom med celler
- skapa benvävnad eller blodkärl
- odling av hud

Q: Sår kan uppkomma i olika delar av GI-kanalen och kan bli livshotande om blödning uppstår.
a)Vanligast är sår i den struktur som är märkt ”1” på bilden, följt av ”2”. Vad heter dessa delar?
b) Sår i region ”3” är relativt ovanligt men kan orsakas av att struktur ”4” inte fungerar som den ska. Namnge ”3” och ”4” samt förklara kort funktionen hos ”4”.
A: a) 1. Duodenum,
2. gaster (ventriculus).
b) 3. esophagus,
4. cardia.
Cardia förhindrar att magsafter kommer upp i esophagus (reflux).

Q: Salivsekretionen kan aktiveras på många olika sätt.
a) Hur sker denna aktivering under den cephala fasen?
b) Hur påverkas salivens sammansättning av den aktivering som sker under den cephala fasen?
c) Vilka funktioner har saliven normalt? (4p)
A: a) Aktiveringen sker genom olika sinnesupplevelser, tanken på föda, lukt, syn, smak, känsel, hörsel.
b) Aktivering under den cephala fasen [innebär en aktivering av parasympatiska systemet (kolinerg aktivering N glossopharyngeus och N facialis)] leder till en ökad volym av saliv som är vattnig och vätekarbonatrik (adrenerg aktivering ger något ökad volym men mer mucinrik saliv).
c) Saliven mjukgör tuggan så att sväljningen underlättas, är nödvändig för upplevelse av smak, är viktig för talet, reglerar pH-värdet i munnen, innehåller kalcium för att reparera påbörjad kariesangrepp, startar nedbrytningen av kolhydrater via α-amylas samt fett via tunglipas, och har en antibakteriell funktion.

Q: In vitro-fertilisering är en typ av behandling där själva fertiliseringen sker i ett laboratorium utanför kroppen. Embryot som bildas vid fertiliseringen, överförs till livmodern så att det kan implantera sig i livmodern.
Beskriv kortfattat vad “implantering” innebär, den ungefärliga tidpunkten när den sker, och embryots struktur vid implanteringstiden. (2.5p)
A: Implantering innebär den process där en blastocyst interagerar och binder till livmoderslemhinnans celler.
Implanteringen brukar ske ungefär efter dag 6, och ofta är den fullbordad vid dag 9. Embryot är en blastocyst som har "kläckts" ur zona pellucida och embryoblasten utvecklas till en bilaminär struktur med hypoblast och epiblast.

Q: a) Beskriv (rita gärna) den schematiska strukturen för en spermie samt beskriv funktionen för de olika delarna.
b) Skapa även en hypotes om vad som skulle kunna vara orsaken till manlig infertilitet i ett fall där spermierna verkar ha normal morfologi och rörelseförmåga, men saknar förmåga att fertilisera äggcellen.
Motivera din hypotes vetenskapligt. (4p)
A: a) Spermien består av två huvuddelar: spermiehuvud och svans. Huvudet innehåller cellkärnan (som innehåller kromosomerna) samt en akrosomstruktur (som utsöndrar hydrolytiskt enzym för att ta sig igenom äggets hölje). Svansen består av en främre del som innehåller många mitokondrier, samt ett flagellum som spermien använder för propulsion.
b) Hypotes: En tänkbar förklaring är att akrosomreaktionen ej fungerar tillfredställande. Därmed frigörs inte de proteaser som spermiehuvudet behöver för att tränga igenom zona pellucida. En annan tänkbar förklaring är att det är någonting fel med strukturer som ansvarar för igenkänning av äggcellens yta.

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt coenzym/cosubstrat och enzym för a) den reaktion som katalyseras av GAPDH samt b) den efterföljande reaktionen som bidrar till energibildningen i en spermie. (1.5p)
A: a) glyceraldehyd-3-fosfat + Pi + NAD+ → 1,3-bisfosfoglycerat (1,3- BPG) + NADH + H+ [enzymnamn: GAPDH (glyceraldehyd-3-fosfatdehydrogenas)],
b) 1,3-BPG + ADP → 3-fosfoglycerat + ATP (enzymnamn: fosfoglyceratkinas).

Q: Redogör med hjälp av substrat, produkter, coenzym/cosubstrat och enzymnamn för citronsyra (TCA)-cykelns fyra redoxreaktioner. (4p)
A: 1. isocitrat + NAD+ → α-ketoglutarat + CO2 + NADH + H+ (enzymnamn: isocitratdehydrogenas);
2. α-ketoglutarat + CoA + NAD+ → succinylCoA + CO2 + NADH + H+ (enzymnamn: !- ketoglutaratdehydrogenas-komplexet);
3. succinat + FAD → fumarat + FADH2 (enzymnamn: succinatdehydrogenas/komplex II i ”ETC”);
4. malat + NAD+ → oxalacetat + NADH + H+ (enzymnamn: mitokondriellt malatdehydrogenas).

Q: Redogör med en skiss samt kompletterande text för:
a) elektrontransportkedjan (”ETC”; andningskedjan) uppbyggnad och organisation samt
b) hur processer i ETC kan kopplas till bildning av reaktiva syrespecies (ROS).
c) Namnge det reaktiva syrespecie som primärt bildas i mitokondriematrix. (3p)
A: a)
[Se Ferrier Biochemistry fig. 6.8]
4 proteinkomplex, 2 mobila ”carrier”, substrat och produkter.
b) på flera ställen i ETC överförs en elektron i taget mellan redoxparen och vid närvaro av molekylärt syre (O2) kan elektroner också plockas upp av denna molekyl varvid ROS i form av en
c) superoxidanjon (O2 -) bildas.

Q: Efter en helkväll där en individ intagit stora mängder alkohol (etanol) är vederbörandes förmåga till glukoneogenes utifrån olika huvudsubstrat (bildade från fettväven i samband med fasta eller från arbetande muskel) kraftigt försämrad. Förklara genom att bland annat redogöra för
a) en valfri reaktion i metabolismen av etanol (substrat, produkter, enzym, coenzym/cosubstrat) samt
b) en valfri glukoneogenetisk reaktion. (2p)
A: Metabolismen av de två glukoneogenetiska substraten glycerol och laktat kräver NAD+ som coenzym och det bildas NADH; eftersom metabolismen av alkohol också kräver NAD+ och det bildas NADH försämras möjligheten till glukoneogenes.
a) etanol + NAD+ → etanal/acetaldehyd + NADH + H+ (enzymnamn: alkoholdehydrogenas), alternativ reaktion
etanal + NAD+ → etansyra/ättiksyra/acetat + NADH + H+ (enzymnamn: aldehyddehydrogenas).
b) DHAP + NADH + H+ —> glycerol-fosfat + NAD+ (enzymnamn: [cytosolärt]- glycerolfosfatdehydrogenas) alternativ reaktion pyruvat + NADH + H+ —> laktat +NAD+ (enzymnamn: laktatdehydrogenas) eller oxalacetat + NADH + H+ —> malat + NAD+ (enzymnamn: cytosolärt [NAD+]-beroende malatdehydrogenas).

Redogör med hjälp av en figur samt med substrat, produkter, eventuella coenzym/cosubstrat för hur (ange substrat och produkter) och var hem metaboliseras till en vattenlöslig molekyl som kan elimineras via faeces. (3p)

Q: Vilken betydelsen kan förekomsten av hydrofoba aminosyror på utsidan av globulära proteiner ha i ett proteinkomplex? (1p)
A: De hydrofoba ytorna på proteinerna i ett komplex kommer att dras till varandra och därför inte vara ”blottade” utåt mot den hydrofila vattenmiljön. De hydrofoba aminosyrorna skapar interaktioner som är viktiga för bindning och stabilitet mellan de olika proteinerna i proteinkomplexet.

Q: Enzyminhibitorer kan i allmänhet verka antingen reversibelt eller irreversibelt. Den reversibla inhiberingen kan vara kompetitiv eller icke-kompetitiv.
a) Beskriv kort principen för hur en irreversibel inhibitor verkar.
b) Beskriv kort principen för hur en reversibel inhibitor verkar.
c) Hur och varför påverkas Vmax och Km vid en kompetitiv respektive icke-kompetitiv hämning? Illustrera ditt svar med ett Michaelis-Menten-diagram.
Illustrera även i samma diagram hur en normal kurva ser ut. Ange enheter för axlarna. (3p)
A: a) Irreversibla inhibitorer binder till enzymet med hög affinitet, vanligen med en kovalent bindning, släpper sedan inte taget.
b) Reversibla inhibitorer binder med lägre affinitet (inte kovalent).
c) Om inhibitor binder till det aktiva sätet (”active site”) är det en kompetitiv hämmare eftersom den tävlar med substratet. Detta höjer Km eftersom mer substrat måste tillföras för att uppnå halva maxhastigheten. Dock påverkar inte detta Vmax. Om inhibitorn binder allostert, det vill säga på ett annat ställe än aktiva sätet, är inhibitorn icke-kompetitiv och då sänks Vmax men Km förändras inte.

Q: Redogör med hjälp av en figur och kompletterande text för insulins signaltransduktionsmekanism; samtliga steg från receptorproteinets struktur till centralt kinas som kan inhibera TSC1/TSC2 skall beskrivas. (3p)
A: Insulin binder till en färdigdimeriserad Tyr-kinas receptor vilket inducerar en korsvis autofosforylering av de intracellulära delarna av "-domänerna; receptorn fungerar nu som ett kinas som katalyserar reaktionen ATP + IRS till IRS-P + ADP; fosfatgruppen fungerar som igenkänning/bindningsställe för olika proteiner/enzymer med en s.k. SH-domän, t.ex. PI-3K som vid inbindning aktiveras. PI-3K är ett lipidkinas som m.h.a. ATP fosforylerar PIP2 till PIP3. PIP3:s nya fosfatgrupp fungerar som igenkänningssignal för både Akt och PDPK1; PDPK1 fosforylerar och aktiverar Akt (PKB). Akt kommer i sin tur att fosforylera TSC1/TSC2 på ett speciellt ställe som inhiberar dess GTPas aktivitet.

Q: TSC1/TSC2 regleras bland annat via kovalent modifiering. Resonera kring hur ett och samma protein, via signaltransduktionsvägar, kan aktiveras eller inhiberas via fosforylering. (1p)
A: Ett och samma protein kan fosforyleras på olika ställen (olika aminosyror). Fosforylering av en aminosyra kan leda till aktivering medan fosforylering av en annan aminosyra kan leda till inaktivering. Ett annat exempel är IRS-1 som aktiveras respektive inaktiveras beroende på om en serin- eller tyrosinrest fosforyleras.

Q: Redogör kort för hur de kärl som leder blod till och från levern skiljer sig anatomiskt från njuren. (2p)
A: Njuren: en artär (arteria renalis) leder blod till njuren och en ven (vena renalis) leder blod från njuren.
Levern: Syrerikt blod når hepar via a. hepatica propria och syrefattigt blod leds till levern från tarmarna via v. portae hepatis (c:a 75% av det totala blodflödet till levern går via v. portae hepatis). Syrefattigt blod flödar från levern till vena cava inferior via vv. hepaticae.

Q: Med utgångspunkt från cytosolärt citrat redogör med hjälp av samtliga substrat, produkter, enzym och coenzym/cosubstrat för bildningen av de två substrat som fettsyrasyntas (FAS) använder sig av för biosyntesen av palmitat. (2p)
A: Citrat + CoA + ATP → oxalacetat + acetyl-CoA + ADP +Pi (enzymnamn: [ATP]- citratlyas), acetyl-CoA + CO2 + ATP → malonyl-CoA + ADP + Pi (enzymnamn: acetylCoAkarboxylas, coenzym: biotin).

Q: Med utgångspunkt från glycerol och palmitoyl-CoA (den aktiverade formen av palmitat), redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter för bildningen av triacylglycerol. (2.5p)
A: glycerol + ATP → glycerol-P + ADP [enzymnamn: glycerolkinas].
glycerol-P + palmitoyl-CoA → lysofosfatidsyra (1-MAG-P) + CoA [enzymnamn: acyltransferas], lysofosfatidsyra + palmitoyl-CoA → fosfatidsyra (1,2-DAG-P) + CoA [enzymnamn: acyltransferas],
fosfatidsyra + H2O → 1,2-DAG + Pi [enzymnamn: fosfatas [lipin]],
DAG + palmitoyl-CoA → TAG/TPG + CoA [enzymnamn: acyltransferas].

Q: Beskriv med en figur och kompletterande text hur upptaget av glutamat kan kopplas till upptaget av leucin med hjälp av de i brödtexten angivna uppgifterna.
Figuren skall beskriva transportprinciperna och innehålla tre olika transportproteiner.
(Ledtråd: tänk bland annat på hur glukosupptaget sker från tarmlumen). (3p)
A: Figuren skall illustrera en cell där det finns en aminosyratransportör som transporterar glutamat och Na+ m.h.a. sekundär aktiv transport [jfr SGLT1 i tarmen].
På motstående sida av cellen (basalmembranet) skall figuren illustrera ett Na+-/K+-ATPas som transporterar ut Na-joner från cytosolen och transporterar in K-joner i cytosolen samtidigt som ATP hydrolyseras till ADP + Pi.
På samma sida av cellen som transportproteinet för glutamat är lokaliserat, skall ett tredje transportprotein, en antiport, illustreras; denna antiport transporterar ut glutamat från cellen samtidigt som leucin transporteras in i cellen.

Q: För att proteinsyntesen skall kunna stimuleras behöver energibildningen liksom nukleotidbiosyntesen öka. mTORC1 stimulerar via SREBP1 uttrycket av båda dehydrogenaserna i hexosmonofosfat (HMP)-shuntens irreversibla/oxidativa del.
a) Med utgångspunkt från den oxiderade pentosen som bildas i HMP-shuntens irreversibla/oxidativa del efter dekarboxylering, beskriv med hjälp av substrat, produkter, enzymnamn/enzymklass (och eventuellt coenzym/cosubstrat), bildningen av den aktiverade pentosen som används som byggsten för ribonukleotider.
b) Beskriv med hjälp av substrat, produkter och enzym/enzymklass hur en valfri monofosfatnukleotid kan bildas från denna aktiverade pentos (se delfråga a) och
c) hur denna monofosfatnukleotid i ytterligare ett reaktionssteg omvandlas till en substratmolekyl som kan omvandlas av ATPsyntas. (3p)
A: a) ribulos-5-fosfat → ribos-5-fosfat (enzymprincip: isomeras),
ribos-5-fosfat + ATP → PRPP (5-fosforibosyl-1-pyrofosfat) + AMP (enzymnamn: PRPPsyntetas).
b) adenin + PRPP → AMP + PPi (enzymnamn: adeninfosforibosyltransferas)
c) ATP + AMP → 2 ADP (enymnamn: adenylatkinas).
partiellt korrekt svar kan ge delpoäng
b) guanin + PRPP → GMP + PPi (enzymnamn: hypoxantin-guaninfosforibosyltransferas - HGPRT)
c) GMP + ATP → GDP + ADP (enymnamn: guanylatkinas).

Q: Ett mycket viktigt sätt att reglera en gens aktivitet är genom reglering av transkriptionen. Beskriv kortfattat tre mekanismer som bestämmer om en gen ska uttryckas. (1.5p)
A: - Kromatinet behöver öppnas upp för att en gen ska uttryckas, detta kan ske med hjälp av t.ex kemiska modifieringar på histonsvansar.
- DNA-metylering.
- Specifika transkriptionsfaktorer och deras deltagande i transkriptionsinitieringen (genreglerande protein).

Q: Beskriv kortfattat ett sätt att påverka hur mycket protein det syntetiseras från en viss mRNA-molekyl, när mRNA-molekylen är färdigprocessad. (1p)
A: - Reglering av degradering av mRNA-molekylen (dessa kan vara kort- eller långlivade). Till exempel med hjälp av microRNA.
- Reglering av translationsinitiation som sker vid ribosomen.

Q: När ribosomen är klar med syntes av ett protein, måste proteinet veckas för att hitta sin rätta tredimensionella struktur.
a) Vissa proteiner behöver hjälp med detta - hur går det till?
b) Vad händer med proteiner som inte veckas korrekt? (2p)
A: a) Det finns särskilda hjälpproteiner, chaperoner, som hjälper till med veckningen [som sker i ER], genom att undvika felaktiga interaktioner som kan påverka veckningen negativt.
b) Om ett protein inte veckas korrekt, hydrolyseras det av en struktur som heter proteasom. Annars kan felaktigt veckade proteiner resultera i svåra sjukdomar [som Alzheimers och Creutzfeld-Jakobs sjukdom].

Q: a) Vad menas med "apoptos" - ge en kortfattad definition och beskriv vad som händer en cell som genomgår apoptos (ge en beskrivning på cellulär nivå).
b) Ange två exempel på funktioner på organismnivå (till exempel ett mänskligt embryo eller en vuxen människa) där apoptotiska processer är mycket viktiga. (3p)
A: a) Apoptos är en kontrollerad nedbrytning av en cell som inte längre behövs eller är skadlig för kroppen. Den döende cellen visar signaler på ytan som drar till sig makrofager som äter upp cellen. Inget av cellinnehåll spills ut i vävnaden, ingen inflammation.
I samband med apoptos krymper cellen och cellkärnan kondenseras ("russin"), och slutligen fagocyteras resterna.
b) Exempel på viktiga apoptotiska processer:
• Skulptera vävnader under utveckling, t.ex. handen.
• Göra sig av med celler som fyllt sitt syfte, t.ex. immunceller.
• Reglera antalet celler i en vävnad, t.ex. nervceller i hjärna

Q: Sår drabbar oftast ytepitelet. Klargör vilken epiteltyp du hittar i nedan angivna organ/områden (A-D). I förekommande fall skall du även ange om det finns karakteristiska ytstrukturer på epitelcellerna som är urskiljbara i ljusmikroskopet.
Om det förekommer övergång från ett epitel till ett annat i angivet organ/område, skall du ange båda epiteltyperna från proximal till distal riktning. Nomenklaturen, inklusive angivande av eventuell ytstruktur, skall vara helt korrekt för poäng.
A) Urinblåsa (vesica urinaria).
B) Ventrikel, pars cardia.
C) Trachea.
D) Ductus deferens (proximal del; första tredjedel).
A: A) Svar: Övergångsepitel (”transitional epithelium”).
B) Svar: Övergång (abrupt) från oförhornat flerskiktat skivepitel till enkelt cylinderepitel.
C) Svar: 3-5-radigt cylindriskt flerradigt epitel (”pseudostratified”) med kinocilier.
D) Svar: 2-radigt cylindriskt flerradigt epitel (”pseudostratified”) med stereocilier.

Q: Redogör för hur kroppen reglerar kontraktionerna i magsäcken samt tömning av ventrikeln in i duodenum i samband med en kontraktion. (2p)
A: I samband med sväljningen relaxerar muskulaturen i magsäcken, den s.k. receptiva relaxationen som innebär att magsäcken är beredd att ta emot föda utan att muskulaturen aktiveras. När föda når ventrikeln och denna successivt fylls inträder den s.k. adaptiva relaxationen för att kunna fylla magsäcken upp till ca 1,5 L.
I samband med att föda börjar nå magsäcken startar motoriken som innebär maximalt tre kontraktioner per minut som blir allt kraftigare ju närmare antrum-pylorusregionen kontraktionen kommer. Vid varje kontraktion blandas födan med ventrikelsaft och knådas till mindre bitar. Om födan har sönderdelats till millimeterstora partiklar kan 6-8 mL tömmas ut i duodenum.

Q: Med utgångspunkt från pyruvat:
a) redogör i detalj (substrat, produkter, enzymnamn och eventuellt coenzym) för samtliga reaktioner som krävs för bildningen av de två olika kolsubstraten som används av fettsyrasyntas (FAS) vid syntesen av palmitinsyra.
b) Redogör också med utgångspunkt från de två olika kolsubstraten med hjälp av en summaformel (substrat och produkter samt coenzym) för bildningen av palmitinsyra.
c) Redogör i detalj för en valfri reaktion som leder till bildningen av det coenzym som utnyttjas av FAS. (7p)
A: a1) pyruvat + CoA + NAD+ → acetyl-CoA + CO2 + NADH + H+ (enzymnamn och övriga coenzymer: pyruvatdehydrogenaskomplexet resp. TPP, liponsyra och FAD),
a2) pyruvat + CO2 + ATP → oxaloacetat + ADP + Pi (enzymnamn och coenzym: pyruvatkarboxylas resp. biotin),
a3) acetylCoA + H2O + oxaloacetat → citrat + CoA (enzymnamn: citratsyntas),
[Uttransport av citrat från mitokondrien m.h.a. en trikarboxylsyratransportör],
a4) citrat + CoA + ATP → oxaloacetat + acetyl-CoA +ADP + Pi (enzymnamn: [ATP]citratlyas),
a5) acetyl-CoA + CO2 + ATP → malonyl-CoA + ADP + Pi (enzymnamn och coenzym: acetylCoAkarboxylas resp. biotin),
b) 1 acetyl-CoA + 7 malonylCoA + 14 NADPH + 14 H+ → palmitat/palmitinsyra (C16:0) + 14NADP+ + 8 CoA + 7CO2 + 6H2O. (enzymnamn; fettsyrasyntas [FAS]),
c) malat + NADP+ → pyruvat + CO2 + NADPH + H+ (enzymnamn: ”malic enzyme”)
alternativa reaktioner i HMP-shunten:
glukos-6-P + NADP+ [+H2O] → 6- fosfogluconolakton (6-fosfoglukonat) + NADPH + H+ (enzymnamn: glukos-6-Pdehydrogenas)
eller
6-fosfoglukonat + NADP+ →ribulos-5-fosfat + CO2 + NADPH + H+ (enzymnamn: 6-fosfoglukonatdehydrogenas).

Q: Aminosyran leucin kan genom metabolism omvandlas till bland annat acetoacetat.
a) Med utgångspunkt från acetoacetat redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter (inklusive eventuella nukleotider och coenzym) samt enzymnamn för hur de i acetoacetat ingående kolen återfinns i en intermediär som kan fungera som substrat till citronsyra- (TCA-) cykeln (OBS TCA-cykeln skall ej beskrivas).
b) Alla celler (till exempel erytrocyter och hepatocyter) kan inte använda sig av acetoacetat som energikälla. Med utgångspunkt från svaret i (a) och det faktum att erytrocyter och hepatocyter inte kan utnyttja sig av acetoacetat som energikälla, ge en motiverad förklaring till varför två specifika förutsättningar måste vara uppfyllda hos en cell för att den skall kunna utnyttja sig av ketonkroppar som energikälla. (3p)
A: a) acetoacetat + succinylCoA → acetoacetylCoA + succinat (enzymnamn: tioforas), acetoacetylCoA + CoA → 2 acetylCoA (enzymnamn: tiolas).
b) Cellen måste ha
(1) mitokondrier för att kunna producera succinylCoA och för att kunna utföra oxidativ fosforylering och cellerna måste kunna
(2) uttrycka enzymet tioforas.

Q: Redogör med utgångspunkt från glukos för bildningen av laktos hos en individ som på grund av laktosintolerans valt att helt undvika intag av mjölk och olika mjölkprodukter; samtliga substrat och produkter (inklusive eventuella nukleotider) samt enzymnamn skall namnges. (4.5p)
A: glukos + ATP → glukos-6-fosfat +ADP + Pi (enzymnamn: hexokinas),
glukos-6-fosfat → glukos-1-fosfat (enzymnamn: fosofoglukomutas),
glukos-1-fosfat + UTP → UDP-glukos + PPi (enzymnamn: UDP-glukospyrofosforylas),
UDP-glukos → UDP-galaktos (enzymnamn: hexos-4-epimeras)
glukos + UDP-galaktos → laktos + UDP.

Q: Redogör för uppbyggnaden av laktos med hjälp av en schematisk skiss och kompletterande text (ingående monosackarider, ordning och form, samt typ av bindning skall framgå). (1p)
A: Laktos är uppbyggt av galaktopyranos och glykopyranos sammanfogade med en α-(1→4)-glykosidbindning.

Q: Redogör med utgångspunkt från tryptofan för bildningen av serotonin; samtliga substrat och produkter samt enzymnamn och coenzym skall namnges. (1.5p)
A: Trp + Tetrahydrobiopterin + O2 → 5-hydroxytryptofan + dihydrobiopterin + H2O (enzymnamn: [tryptofan]hydroxylas);
5-hydroxytryptofan → serotonin + CO2 (enzymnamn: [aromatiskt-aminosyra] dekarboxylas; [pyridoxalfosfat]).

Q: Vesikeltrafiken i cellen är en komplex process som behövs även för sekretion av olika molekyler, till exempel proteiner som finns i mjölk. Vesiklarna fraktas i cellen med hjälp av motorproteiner, och det finns ett särskilt system (mekanism) som ser till att vesikeln hamnar på rätt ställe (mål för vesikeln) samt även underlättar den slutliga fusionen mellan en vesikel och ett målmembran.
Beskriv systemet samt hur själva fusionen fungerar. (4p)
A: Systemet heter SNARE [”Soluble NSF attachment protein Receptor”]. Det finns SNARE:s på både vesikeln (v-SNARE för ”vesicle SNARE”) och på målmembranet (t-SNARE för ”target SNARE”).
Det måste normalt sett vara rätt kombination av v-SNARE och t-SNARE för att vesikeln skall kunna fusera. V- och t-SNARE:s ligger upplindade i vesiklen respektive membranet. När de bildar rätt sorts komplex så går de ihop som ett blixtlås och driver därigenom fusionen mellan vesikel och målmembran.
Dessutom behövs det så kallade RAB-effektorer som ger ytterligare specificitet i processen. Både rätt v-t SNARE- kombination och korrekt Rab-Rab effektor kombination krävs för fusion.

Q: I den bifogade bilden (innehållande bilderna A-D) skall du klargöra dina kunskaper kring tunntarmens mikroskopiska uppbyggnad.
A) Vad kallas den dilaterade struktur som är lokaliserad i mitten och som är utmärkt med pil?
B) Vad kallas de med pilar markerade strukturerna?
C) Vad kallas med egennamn de strukturer som pilarna pekar på?
D) I vilket lager av tarmväggen hittar man de med rektangel markerade körtlarna? (2p)
A: A) Lakteal. Bilden visar ett villus i tunntarmen med ett enkelt cylindriskt epitel (enterocyter) och slemproducerande bägarceller i lamina epithelialis. I lamina propria ses huvudsakligen lymfocyter och en dilaterad lymfkapillär (lakteal). Innehållet är ”mjölkliknande”, därav namnet.
B) Bilden visar plicae circulares, som är cirkulära veck innehållande tunica mucosa + tela submucosa. De bidrar till att utöka absorptionsytan i tunntarmen.
C) Peyer’s plaque (Peyerska plaque). Representerar lymfatiska noduli som ses i högst antal i tunntarmens ileum.
D) Tela submucosa. Bilden visar Brunner’s mukösa körtlar i duodenum.

Q: a) Redogör för de viktigaste intracellulära molekylärgenetiska mekanismerna som cellen använder för att reglera genuttryck/aktivitet, med fyra specifika exempel.
Rita gärna en bild.
b) Skapa en hypotes för vilken typ av mutation som skulle kunna aktivera en normalt avstängd eller lågaktiv gen, inklusive var mutationen sker. Motivera. (5p)
A: Hur mycket av en viss gen uttrycks i cellen (alltså "genuttrycket") påverkas framförallt av antalet RNA-kopior som produceras (transkription). [10 % av alla gener som kodar för proteiner som reglerar transkription]. Genuttrycket regleras även på flera andra nivåer:
Transkriptionell kontroll: Olika kombinationer av transkriptionsfaktorer påverkar hur effektivt en gen transkriberas. Förändringar/modifieringar i kromatinet (histoner/DNA) styr genuttrycket. RNA-processingsmaskineriet:
RNA-modifiering (”cappning”/polyA) påverkar hur mycket mRNA som transporteras ut i cytoplasman, och hur mycket som translateras och bryts ner.
mRNA-nedbrytning: mRNA kan brytas ner om det inte är korrekt modifierat (cappat och/eller polyadenylerat), eller korrekt splitsat. Felaktig splitsning kan resultera i stop-kodon i mRNA som gör att mRNA inte kan translateras. [Ett felaktigt splitsat mRNA saknar s.k. exon-exon junction proteiner (EJC) som annars markerar att mRNA:t är korrekt splitsat. mRNA kan även brytas ned med hjälp av s.k. miRNA (binder mRNA) och RISC proteiner (RNA-inducing silencing complex).]
Translationskontroll: initieringsfaktorer kan fosforyleras och blockera translation, miRNA kan förhindra translation.
Post-translationell kontroll: Protein veckas, modifieras (fosforylering), ubiquitineras (protein-nedbrytning/degradation). Hypotes: mutationen skulle troligen kunna påverka själva initieringsprocessen i början av kedjan, alltså vid transkriptionen och därmed själva promotorn. Därmed en mutation som påverkar genregleringen genom att inhibera bindning av en transkriptionsfaktor eller en mutation som uppreglerar aktivitet genom att binda en ”enhancer” eller liknande.

Q: Ange i siffror hur mycket vätska som normalt tillförs matsmältningskanalens olika delar från munnen till analkanalen under ett dygn samt hur mycket som absorberas och var detta sker. (2p)
A: Totalt tillförs matsmältningskanalen 9,5 L vätska/dygn: saliv 1,5 L; magsaft 2,0 L; pankreassaft och galla 3,0 L; tunntarmen 1,5 L; (+ dryck och vätska i föda ca 1,5 L). Av den tillförda vätskan absorberas ca 9,2 L/dygn: 8,2 L i tunntarmen och ca 1 L i tjocktarmen. Ungefär 300 mL/dygn försvinner med avföringen.
Om inte en tillräcklig mängd av vätskan absorberas ger detta upphov till diarré.

Q: I följande frågor skall du klargöra dina kunskaper kring den makroskopiska samt den mikroskopiska anatomin i colon.
a) Ange två distinkta makroskopiska karakteristiska som gör att du kan skilja på tjocktarmens kolon i jämförelse med tunntarmens ileum.
b) Ange två distinkta mikroskopiska karakteristiska som gör att du kan skilja på tjocktarmens colon i jämförelse med tunntarmens ileum. (2p)
A: a) Förekomst i colon av:
1. Teniae coli;
2. Haustra coli;
3. Appendices epiploicae.
b) 1. Avsaknad av villi i colon;
2. Avsaknad av plicae circulares i colon;
3. Fler bägarceller i colon;
4. Jämn slemhinneyta i colon.

Q: Namnge de olika kopplingar som sammanlänkar intermediärfilament
a) mellan olika celler samt
b) mellan celler och ECM. (1p)
A: a) Cell-cell: desmosomer.
b) Cell-ECM: hemidesmosomer.

Q: Det finns två andra huvudtyper av cytoskelettelement förutom intermediärfilament.
a) Namnge dessa två huvudtyper, och
b) för var och en av dessa, ange två exempel på viktiga funktioner som de har. (3p)
A: Aktin/mikrofilament
- cellers rörelse
- intracellulär transport av främst vesiklar
- muskelkontraktion
- celldelning: kontraktil ring som skiljer två delande celler från varandra.
- filament som bildar stomme i mikrovilli
Mikrotubuli.
- intracellulär transport (organeller och vesiklar)
- cellrörelse (flageller, cilier)
- mikrotubuli utgör mall för placering av organeller och vesiklar i cellen
- celldelning

Q: a) Vilka två muskler passerar man på vägen utifrån och in vid palpation av rectum?
b) Genom att känna med fingret framåt i ändtarmen kan även de strukturer som ligger framför (ventralt) om rectum delvis palperas. Vilken anatomisk struktur ligger belägen direkt ventralt om rectum hos kvinna respektive man?
c) Blodiga diarréer kan förstås även ha sitt ursprung högre upp i magtarmkanalen. Vid en bakterieinfektion med till exempel Yersinia enterocolitica blir tjocktarmen, colon, inflammerad, och det kan blöda från slemhinnan. Hur sker den arteriella blodförsörjningen av colons olika delar?
Ange huvudgrenar från aorta abdominalis och vilka delar de försörjer. (4p)
A: a) M. sphincter ani (externus och internus).
b) Kvinna – uterus,
man – urinblåsa och/eller prostata.
c) Colon ascendens och proximala 2/3 av transversum (gränsen mellan-baktarm) försörjs av A. mesenterica superior.
Distala 1/3 av transversum, descendens och sigmoideum försörjs av A. mesenterica inferior.

Q: Redogör för uppbyggnaden av sukros (ingående former av monosackarider, ordning samt bindning) samt beskriv med hjälp av samtliga substrat och produkter samt enzym hur och var sukros processas i matsmältningskanalen. (2p)
A: Sukros är uppbyggt av glukopyranos och fruktofuranos sammanfogade med en α1→β2-glykosidbindning. Denna bindning klyvs i tunntarmen med hjälp av hydrolys (tillförsel av H2O) och enzymet sukras till sina monosackaridkomponenter.

Q: Redogör i detalj med skiss och ord för hur de i sukros ingående monosackariderna absorberas från tarmlumen in i enterocyten och hur de sedan transporteras vidare över basalmembranet (namnge eventuella proteiner samt beskriv transportprinciperna). (3p)
A: Glukos absorberas in i enterocyten med hjälp av SGLT1 (symport med natriumjoner; sekundär aktiv transport) som cellulärt är lokaliserat mot tarmlumen; SGLT1 – transporterar glukos mot en koncentrationsgradient och natriumjoner med en koncentrationsgradient. Processen och koncentrationsgradienten för natrium drivs av det i basalmembranet lokaliserade Na/K-ATPaset (antiport; primär aktiv transport) som genom hydrolys av ATP till ADP driver uttransporten av natriumjoner och intransporten av kaliumjoner.
Fruktos absorberas in i enterocyten medelst transportproteinet GLUT-5 med en koncentrationsgradient (uniport; faciliterad/underlättad diffusion). Uttransporten från enterocyten av de två monosackariderna ombesörjs av GLUT2 (uniport; faciliterad/underlättad diffusion) och sker med en koncentrationsgradient.
[Se Ferrier figur 7.10.]

Q: Med utgångspunkt från kolesterol,
a) beskriv med ord och enkel skiss de principiella stegen och förändringarna (substrat och produkter) som leder fram till bildningen av ett valfritt namngivet konjugerad gallsalt.
b) Förklara dessutom kortfattat ur ett strukturellt perspektiv, med ord och en enkel skiss, varför konjugerade primära gallsalter är bättre detergenter än till exempel sekundära okonjugerade gallsalter. (3p)
A: a)
[Se Ferrier Biochemistry (figurerna 18.9, 18.8 och 18.10)]
I) Kolesterol hydroxyleras i sjuposition på B-ringen (ytterligare hydroxylering kan sedan också ske på C-ringen).
II) Dubbelbindningen i B-ringen reduceras.
III) Den hydrofoba sidokedjan som sitter på D-ringen förkortas och den
IV) karboxyleras längst ut. Därefter kan de olika gallsyrorna ”chenodexycholsyra” resp. ”cholsyra”
V) konjugeras med en av två aminosyror, glycin eller taurin, och då bildas de s.k. konjugerade gallsalterna ”glycocholsyra” eller ”taurochenodeoxycholsyra”.
b) För varje polär grupp, såsom hydroxylgrupp, karboxylgrupp och aminosyra, som adderas till grundstrukturen (steroidskelettet eller den trunkerade sidokedjan) ökas det amfifila inslaget hos molekylen, d.v.s. laddningsskillnaden mellan den hydrofoba delen av molekylen och polariteten hos den hydrofila delen (underdelen av molekylen) ökar; ju större skillnad desto bättre detergent.

Q: Redogör med skiss och kompletterande text för CCKs signaltransduktionsmekanism (från principiell struktur hos CCK och dess receptorprotein, samt samtliga steg/reaktioner till och med aktivering av ett cytosolärt lokaliserat enzym gemensamt för samtliga tre signaltransduktionsvägar; se ledtråden).
Ledtråd: CCK signalerar via samma principiella signaltransduktionsväg som när till exempel adrenalin binder till "1-receptorer eller när gastrin binder till CCK-B receptorer på parietalceller. (3p)
A: CCK är ett peptidhormon som binder till en 7-TM (transmembran)-receptor.
Vid inbindning till receptorn kommer ett trimert G-protein, som binder GDP till sin "-subenhet, associeras med receptorn och därvid ersätts GDP med GTP.
Detta nukleotidutbyte leder till att Gα-GTP dissocierar från Gβγ-subenheterna, och i stället kommer att binda till och aktivera ett fosfolipas C. Fosfolipas C kommer att klyva PIP2 till DAG (stannar som membrankomponent) och IP3 som kommer att fungera som vattenlöslig ”second messenger” och binda till jonkanaler i ER-membratet.
Dessa jonkanaler kommer nu att släppa ut kalciumjoner till cytosolen. Kalciumjoner tillsammans med DAG kommer nu att aktivera PKC (proteinkinas C) som kan fosforylera olika proteiner.
[Se Ferrier 6:e upplagan figur 17.8:]

Q: Vilket enzym katalyserar bildning av deoxyribonukleotider ”de novo” och vilka substrat, produkter, hjälpenzym och kofaktorer krävs för denna katalys?
Hur kan cellerna därutöver få tillskott av deoxyribonukleotider utan att utnyttja detta enzym? (3p)
A: Ribonukleotidreduktas katalyserar bildning av dADP, dGDP, dCDP och dUDP från ADP, GDP, CDP och UDP, m.h.a. thioredoxin (thioredoxin och thioredoxinreduktas) eller glutaredoxin (glutaredoxin, glutathion och glutathionreduktas) som i sin tur kräver NADPH.
Dessutom innehåller ribonukleotidreduktas järn (ej hem-bundet) och en tyrosylradikal, som också krävs för katalysen. Förutom att använda ribonukleotidreduktas, kan celler ta upp ofosforylerade extracellulära deoxyribonukleosider och fosforylera dem till motsvarande nukleotider m.h.a. ett flertal olika ATP-beroende kinaser. Dessutom kan celler m.h.a. DNAs bryta ned DNA eller metaboliter som innehåller deoxyribonukleotider (t.ex. dCDP-kolin) och på så sätt återanvända dessa deoxyribonukleotider.

Q: Med hjälp av en bild(er) och kompletterande text,
a) redogör för elektrontransportkedjans (ETK) organisation och subcellulära lokalisation.
b) Med utgångspunkt från ETK och ”Mitchells hypotes”, redogör för hur olika reducerade coenzymer genom att fungera som substrat till ETK kan leda till bildningen av olika mängder av ATP. (3p)
A: Mitokondrien är uppbyggd av ett yttre, huvudsakligen permeabelt, membran och ett inre impermeabelt membran. ETK är lokaliserat till det inre av dessa membran.
ETK består av fyra proteinkomplex och två ”mobila carriers” (coenzym Q och cytokrom C). De två mobila transportmolekylerna transporterar elektroner mellan komplex I och III eller II och III, resp. komplex III och IV. Passagen av elektroner genom komplex I, II och IV, men ej komplex II, leder till att protoner pumpas ut till det intermembranösa rummet (4, 4 resp. 2) vilket skapar både en proton- och en laddningsgradient gentemot mitokondriematrix.
Den gradienten kan utjämnas när protonerna strömmar tillbaks via transportproteinet ATPsyntas vilket då leder till ATP-bildning (4 protoner → 1 ATP); eftersom ETF i komplex IV kräver syre som elektronacceptor kallas hela processen som inkluderar ETF och ATPsyntas varigenom ATP bildas för oxidativa fosforylering.
Substrat för ETK är de reducerade coenzymerna NADH och FADH2; elektroner från NADH, som passerar samtliga proteinkomplex som pumpar protoner, ger därför upphov till bildningen av 3 (2,5) ATP-molekyler medan elektroner som härstammar från komplex II (succinatdehydrogenas) bara passerar de protonpumpande komplexen, III och IV, enbart ger upphov till bildningen av 2 (1,5) ATP.
[Se Ferrier, Biochemistry, figur 6.8 och 6.13 (OBS! Det intermembranösa rummet är lokaliserat på olika ställen i bilderna).]

Q: Med utgångspunkt från en valfri förening X, redogör med angivande av samtliga substrat och produkter för innebörden av substrat(nivå)fosforylering. Namnge ett valfritt enzym som katalyserar en substrat(nivå)fosforylering. (1p)
A: Substrat(nivå)fosforylering innebär en kemisk reaktion där det bildas ATP eller GTP från en förening som innehåller en högenergibindning:
X~P + ADP → X +ATP (exempel på enzymer: 3- fosfoglyceratkinas, pyruvatkinas, kreatinfosfat)
alternativt
X~CoA + Pi + GDP → X + CoA + GTP (exempel på enzym: succinattiokinas).

Q: Med utgångspunkt från cytosolärt malat bildat i samband med glukoneogenes, redogör för bildningen av den fosforylerade triosen och fosforylerade hexosen som också kan användas för biosyntesen av ribonukleotidernas kolhydratdel.
Använd reaktionsformler i din redogörelse för att beskriva bildningen av de två fosforylerade kolhydraterna (samtliga substrat, produkter inklusive eventuella nukleotider och coenzym skall namnges samt enzymnamn för de ”huvudreglerade" enzymstegen i glukoneogenesen som avviker från motsvarande steg i glykolysen). (5p)
A: Eftersom det skall bildas en hexos måste reaktionerna 1 till 5 multipliceras med en faktor 2.
1) malat + NADH + H+ → oxaloacetat + NAD+,
2) oxaloacetat + GTP → PEP + GDP + CO2 (enzymnamn: PEP-karboxykinas),
3) PEP + H2O → 2-fosfoglycerat → 3-fosfoglycerat,
4) 3-fosfoglycerat + ATP → 1,3BPG + ADP,
5) 1,3BPG + NADH + H+ → glyceraldehyd-3-fosfat + NAD+ + Pi,
6) glyceraldehyd-3-fosfat → DHAP,
7) glyceraldehyd-3-fosfat + DHAP (alternativt 2x glyceraldehyd-3-fosfat) → fruktos-1,6- bisfosfat,
8) fruktos-1,6-bisfosfat + H2O → fruktos-6-fosfat + Pi (enzymnamn: fruktos-1,6- bisfosfatas).

Q: Redogör kortfattat för hur reparation av DNA går till med mekanismerna ”base excision repair” och ”nucleotide excision repair”. Förklara även varför det är viktigt att fel i DNA repareras, och vad som vanligtvis händer med celler som har alltför mycket skador i sitt DNA. (4p)
A: ”Base excision repair” är en mekanism där baser som har blivit felaktigt kemiskt modifierade repareras. DNA-glykosylas känner igen den modifierade basen och tar bort den. Endonukleas bryter ”sockerkedjan” (fosfodiester-bindningarna i DNA-strängen) och DNApolymeras fyller i DNA-strängen. Slutligen sammanfogar DNA-ligas ”sockerkedjan”.
”Nucleotide excision repair” kan reparera nästan vilken DNA-skada som helst (t.ex. tymindimerer eller kemiska modifikationer). Ett enzymkomplex känner igen att DNAsträngen är skadad. Ett nukleas klipper av DNA-strängen på båda sidor om skadan (25 nukleotider). Den felaktiga DNA-strängen tas bort av DNA-helikas. DNA-polymeras och ligas lagar skadan.
Det är viktigt att DNA-reparation sker, för att trygga artens överlevnad samt för att skydda individen mot genetiska förändringar som leder till okontrollerad tillväxt (cancer). Celler som har alltför mycket skador i sitt DNA begår normalt apoptos.

Q: Det förekommer spontanmutationer även under embryoutvecklingen. Separat för var och en av följande tre strukturer (1-3) i embryot.
(Struktur 1) Inre cellmassan i blastocysten – svara på delfrågorna a, b och c.
(Struktur 2) Trofoblasten - svara på delfrågorna a, b, och c.
(Struktur 3) Mesodermet - svara på delfrågorna a, b, och c.
a) Ange vilka typer av strukturer/vävnad (ett exempel) som har sitt ursprung i den namngivna strukturen.
b) Skapa en kortfattad hypotes om vilka typer av negativa förändringar (sjukdom eller tillstånd) en DNA-ändring i denna struktur i embryot kan leda till.
c) Beskriv även hur brett en sådan DNA-ändring kan påverka kroppen (till exempel vilka kroppsdelar, organ eller vävnader kan påverkas). (4.5p)
A: 1) Inre cellmassa i blastocysten: all vävnad i fostret och sedermera människan.
Exempel på hypotes: Mutationer som sker i celler i inre cellmassan ger utslag på ett stort antal strukturer eller funktioner, eftersom de sker så tidigt under embryonal utveckling, i princip vilka strukturer eller funktioner som helst i den vuxna kroppen kan påverkas.
2) Trofoblasten: embryots del av placentan.
Exempel på hypotes: En mutation i trofoblasten kan skapa problem för bildningen av placentan, samt dess olika funktioner, däremot inte för bildningen av själva embryot.
3) Mesodermet: muskler, ben, bindväv, blodkärl, hjärta.
Exempel på hypotes: mutationer i mesodermala celler ge upphov till problem med muskler, ben, bindväv, osv. Naturligtvis kan bara en del av cellerna vara påverkade (detta kallas somatisk mosaicism).

Q: Alla typer av vävnad i människokroppen har sitt ursprung i stamceller. a) Beskriv allmänt hur stamceller vet vilken typ av celler de skall bilda i kroppen. En typ av signalmolekyler heter "morfogener". b) Ge en definition för begreppet "morfogen", och c) beskriv hur ett morfogen kan påverka en stamcells differentiering. (4p)
A: a) Cellernas differentieringsbeslut beror på vilka typer av signaler de får från sin omgivning. Cellerna mottar information från omgivning genom olika typer av signaltransduktionsvägar; till exempel via kontaktberoende signalering, parakrin signalering eller endokrin signalering. Olika signaler, eller kombinationer av signaler, resulterar i olika celltyper. Förutom signaler krävs det även att cellen har funktionella receptorer för signalerna.
b) Ett morfogen är ett ämne som utsöndras från celler som utgör en punktkälla. Det skapas en koncentrationsgradient kring punktkällan genom diffusion.
c) Mottagarceller med receptorer för morfogenämnet reagerar olika beroende på koncentrationen av morfogenet i omgivningen, till exempel i extremitetsutveckling.

Q: I de röda blodkropparna fungerar 2,3-bisfosfoglycerat (2,3-BPG) som en alloster regulator till hemoglobin och påverkar därmed dess affinitet för syre.
a) Redogör med hjälp av figurer och kompletterande text för hemoglobins struktur hos den vuxna individen (adulta; HbA) och hos fostret (fetala; HbF); använd dig av strukturnivåer (sekundär till kvartenär) för att beskriva de två proteinernas strukturer.
b) Med utgångspunkt från HbA:s respektive HbF:s strukturer ge en kortfattad förklaring till att 2,3-BPG har olika affinitet till de två proteinerna och de (HbA resp. HbF) därmed har olika förmåga att binda syre. (2.5p)
A: a)
[Se Ferrier, Biochemistry, figur 3.10, 3.11 och 3.14 för strukturer.]
Kvartenärstruktur: HbA och HbF består båda av fyra subenheter organiserade såsom två identiska dimerer: (α+β) resp. (α+γ).
Tertiärstruktur: Den huvudsakliga tredimensionella strukturen för de olika subenheterna är globulär.
Sekundärstruktur: Varje subenhet består av åtta stycken "-helixar och i en hydrofob ficka i varje subenhet binder en hem-grupp.
b) Den negativt laddade allostera regulatorn 2,3-BPG, interagerar starkt med basiska aminosyrarester på β-kedjorna i HbA (figur 3.10) vilket tätar ihop proteinets struktur och får syrgas att avges lättare vid ett givet partialtryck.
Gamma-kedjorna i HbF innehåller färre basiska aminosyrarester och binder därför mycket svagare eller inte alls till 2,3-BPG vilket ger en luckrare/mindre tät/relaxerad struktur hos HbF och därmed högre affinitet för syrgas.

Q: Vid kronisk obstruktiv lungsjukdom förekommer vanligen förhöjda nivåer av 2,3-bisfosfoglycerat (2,3-BPG) i erytrocyterna.
a) Förklara hur 2,3-BPG påverkar hemoglobinets syrebindande förmåga, och hur 2,3-BPG verkar på ett sätt som kan vara ändamålsenligt för en lungsjuk individ. (1 p)
b) Effekten av 2,3-BPG är allosterisk. Vad betyder det? (0,5 p)
c) Ett till hemoglobin närbesläktat protein är myoglobin. Om du tillförde 2,3-BPG till myoglobin, vilken effekt skulle detta ha på myoglobinets syrebindande förmåga? Motivera ditt svar. (0,5 p)
A: a) 2,3-BPG binder centralt till Hb mellan beta-subenheterna och minskar syrets affinitet för Hb genom att stabilisera dess täta (T)-konformation. Detta innebär att syre lättare lämnar Hb vid lägre syrgastryck, vilket för en individ med lungsjukdom kan vara fördelaktigt, då det innebär ökad överföring av syre från lungor till vävnad.
b) Allosterisk – innebär påverkan av aktiviteten, i detta fall affinitet för syre, genom inbindning på annan plats på proteinet än det aktiva sätet (syrebindande fickan i detta fall).
c) Effekten hos Hb består ju i att 2,3-BPG påverkar subenheternas positioner i förhållande till varandra. Eftersom myoglobin är monomert erhålls ingen sådan effekt.
[Ferrier, s. 26, myoglobin, och 31, Hb och 2,3-BPG]

Q: Vilket av följande påståenden om det fibrösa proteinet kollagen är felaktigt?
Välj ett alternativ:
•Lysyloxidas katalyserar oxidativ deaminering av lysin och hydroxylysin i kollagen, vilket skapar en reaktiv aldehyd som kan tvärbinda kovalent med lysin i närliggande kollagenmolekyler.
•Hydroxylysin, som finns i kollagenhelixen, är ofta glykosylerad. Kollagenmolekylen är organiserad i en vänstervriden trippelhelix.
•Hydroxyprolin och hydroxylysin bildas posttranslationellt på kollagenmolekylen.
•Varannan aminosyra i kollagenmolekylen är en glycin. (1p)
A: • Rätt Svar (det felaktiga): Varannan aminosyra i kollagenmolekylen är en glycin

Q: Det finns ett antal relativt vanliga aneuploidier.
a) Namnge tre olika kända aneuploidier, samt ange den korrekta karyotypen för var och en av dessa.
b) Skapa en hypotes för varför aneuploidier med könskromosomer ofta är mer livskraftiga jämfört med aneuploidier med somatiska kromosomer. (5p)
A: a) Tre aneuploidier, till exempel - Downs syndrom, Trisomi-21 [vanligaste karyotypen 47,XY,+21] - Turners syndrom X0 [45, X] - Klinefelters syndrom XXY [47, XXY]
b) Flera olika typer av vetenskapligt motiverade svar kan godkännas. Det finns ett mindre antal gener i könskromosomer jämfört med andra kromosomer, därför kan det finns en större tolerans för aneuploidier i könskromosomer. Alternativt är de gener som finns i könskromosomer mindre känsliga än andra gener för variation i antal i en cell. Alternativt finns det inbyggda mekanismer i celler som skapar bättre möjligheter till variation i antalet könskromosomer, eftersom de redan varierar (jämför XX med XY).

Q: Vissa vävnader kräver specifika strukturer som omöjliggör "läckage" av molekyler genom utrymmet som finns mellan celler, till exempel i epitel.
Namnge den cellbiologiska struktur som skapar sådana barriärer, samt namnge minst en molekylär komponent som ingår. (2p)
A: "Tight junctions" skapar sådana barriärer - komponenter: occludiner eller claudiner.

Q: Namnge en cellbiologisk process som kräver kodoner. Ge tre specifika exempel på olika typer av kodoner. (2p)
A: Translation. Startkodon, stoppkodon, kodon som kodar för en aminosyra.

Q: Föreställ dig att det hos en individ finns en typ av DNA-förändring, en mutation, som bara finns i vissa skelettmuskelceller, men inte till exempel i huden eller i centrala nervsystemet.
Ge en kort förklaring till distributionen av DNA-förändringen ifråga i den vuxna kroppen. (2p)
A: Det har mest sannolikt uppstått en mutation under embryonaltiden i celler som ger upphov till mesodermet. Strukturer som har utvecklats ur den muterade cellen har specifikt ärvt mutationen, som inte finns i strukturer som har sitt ursprung i ektodermala eller endodermala celler.

Q: Om man skulle blockera funktionen för alla GAP-junctions specifikt i hjärtmuskelceller, vad blir en sannolik konsekvens?
Välj ett alternativ:
•Hjärtcellerna börjar kontrahera i otakt med varandra.
•Hjärtcellerna genomgår omedelbart apoptos.
•Hjärtcellerna skulle börja kommunicera med varandra genom synapser.
•Hjärtcellerna inleder omedelbart en cellcykel för att kompensera för skadan. Ingenting, hjärtat fortsätter att slå som vanligt. (1p)
A: Rätt svar: Hjärtcellerna börjar kontrahera i otakt med varandra

Q: Vilket av följande påstående om introner är mest korrekt?
Välj ett alternativ:
•Introner är ofta mycket längre än exoner.
•Introner blir längre när man blir äldre.
•En gen kan ha maximalt tre introner, annars fungerar inte splitsningen.
•Introner minskar i storlek när man blir äldre.
•Introner krävs för att proteintransporten skall fungera normalt. (1p)
A: Rätt svar: Introner är ofta mycket längre än exoner.

Q: Om DNA i en kromosom finns mest i form av eukromatin innebär det att:
Välj ett alternativ:
•Det inte finns några mutationer där det finns eukromatin
•Det finns ovanligt många promotorsekvenser alla eller nästan alla introner är borttagna
•Det finns nästan inget "skräp-DNA" i eukromatin
•DNA:t är tillgängligt för DNA-reparationsmekanismer (1p)
A: Rätt svar: DNA:t är tillgängligt för DNA-reparationsmekanismer

Q: Det finns DNA i mitokondrier eftersom...
Välj ett alternativ:
•Det är viktigt att det finns DNA i flera områden av cellen
•Alla organeller måste ha DNA för att överleva i den krävande miljön i cytoplasman
•De bryter ned DNA, precis som lysosomen bryter ned protein
•De har kvar delar av sin bakteriella kromosom
•All DNA i cellen inte får plats i kärnan (1p)
A: Rätt svar: De har kvar delar av sin bakteriella kromosom

Q: Intermediära filament...
Välj ett alternativ:
•Behövs i ECM för att koppla celler som håller intermediärt avstånd till andra celler
•Behövs i ECM för stadga och styrka
•Är mellanlånga mikrotubuli (jämfört med långa och korta mikrotubuli)
•Finns det gott om i naglar och hår
•Är viktiga i interfasen, de intermedierar mellan olika faser i cellcykeln (1p)
A: Rätt svar: Finns det gott om i naglar och hår

Q: Mitos...
Välj ett alternativ:
•Är en nödvändig del av cellcykeln
•Sker nästan bara i totipotenta stamceller
•Sker oftast när cellen behöver nya mutationer
•Sker sällan i samband med en cellcykel
•Tar oftast ca 64 dagar (1p)
A: Rätt svar: Är en nödvändig del av cellcykeln

För optimal fett- (lipid-) digestion och absorption i tunntarmen efter en blandad måltid, krävs ett välfungerande enterohepatiskt kretslopp för olika gallsalter.
Ange:
a) två valfria principiellt olika patologiska och/eller farmakologiska orsaker till att det enterohepatiska kretsloppet för olika gallsalter kan störas. (1 p)
b) För vart och ett av de två valda exemplen (i föregående delfråga; a) förklara kortfattat varför och hur det enterohepatiska kretsloppet påverkas. (1 p)

Q: Upprätthållande av blodglukoskoncentrationen är livsnödvändigt. Det kan ske genom flera olika processer, som exempelvis via nyproduktion av glukos (glukoneogenes). Levern kan använda olika substrat för glukoneogenes beroende på metabol status.
a) När (i vilken metabol situation) utgör glycerol ett viktigt substrat för glukoneogenesen i levern? Redogör för omvandlingen av glycerol till en fosforylerad trekolsförening som används i glukoneogenesen och även utgör en intermediär i glykolysen. Substrat, produkt, enzym, och eventuella coenzymer ska ingå i beskrivningen.
Ledtråd: två enzymkatalyserade steg ingår och båda ska redovisas. (3 p)
b) Laktat kan också användas för glukoneogenes. Redogör för omvandligen av laktat till pyruvat. Substrat, produkter, enzym och eventuella coenzymer ska ingå i beskrivningen. (0,5 p)
A: a) I samband med nedbrytning av fetter, lipolys, vid t ex fasta/svält eller långvarig träning (fysisk aktivitet) uppstår det ett överskott av glycerol som används i leverns glukoneogenes.
Glycerol + ATP → glycerol-3-fosfat + ADP (enzym: glycerolkinas)
Glycerol-3-fosfat + NAD+ → DHAP +NADH +H+ (enzym: glycerolfosfatdehydrogenas)
b) Laktat + NAD+ → pyruvat + NADH + H+ (enzym laktatdehydrogenas)

Q: En patient saknar NADH-dehydrogenaskomplexet (Komplex I; NADH:ubikinon-oxidoreduktas). Beskriv principerna bakom oxidativ fosforylering.
Diskutera också huruvida celler från patienten ifråga trots avsaknaden av Komplex I är kapabla att producera ATP genom elektrontransportkedjan. (3.5p)
A: Komplex I överför elektroner från NADH till den lipofila redoxcofaktorn ubikinon, varvid ubikinol (reducerat ubikinon) bildas. Komplex III accepterar elektroner från ubikinol och överför dem till den vattenlösliga elektrontransportöre cytokrom c.
Cytokrom c oxideras av komplex IV (cytokrom-c-oxidas) varvid syre reduceras till vatten.
Parallellt med elektronflödet från NADH till O2 nyttjas redoxpotentialen (fri energi) för att pumpa protoner över det semipermeabla mitokondriella innermembranet genom Komplex I, III och IV till det intermembranösa området, varvid en kemiosmotisk gradient uppstår. Denna gradient nyttjas av ATP-syntas för att driva syntesen av ATP från ADP och Pi, i samband med att protoner återinträder i mitokondriella matrix. (2 p)
Hos denna patient kan inga elektroner doneras av NADH till elektrontransportkedjan.
Dock finns ytterligare ubikinonreduktaser: succinat:ubikinon oxidoreduktas (Komplex II; succinatdehydrogenas), [electron transfer flavin dehydrogenase (ETFDH, ETF-beta, från betaoxidation), glycerol-3-fosfatdehydrogenas (GPDH; från glycerolmetabolism), dihydroorotatdehydrogenas (DHODH; från pyrimidinbiosyntes)].
Inget av dessa reduktaser bidrar dock direkt till den kemiosmotiska gradienten och därför blir ATP-utbytet lägre än från NADH. (1,5 p)

Q: En mutation i genen som kodar för ett 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenas leder till minskade nivåer av detta enzym i kroppens celler.
a) Vilket steg i beta-oxidationen katalyseras av detta enzym? Substrat, coenzym samt produkt ska anges (rita gärna). (1 p)
b) Resonera kring vilka konsekvenser en minskad mängd av detta enzym kan ha för kroppens möjligheter att utvinna energi (ATP) och vilka symtom som skulle kunna tänkas uppträda.
Ett tips är att tänka på hur alternativa sätt att utvinna energi kan påverkas. (1,5 p)
A: a)
[Se bild 16.17 i Ferrier.]
3-hydroxyacyl-CoA (struktur kan ritas, behöver då ej namnges) + NAD+ → 3-ketoacyl-CoA (kan ritas, behöver då ej namnges) + NADH + H+
b) Det kommer leda till en minskad förmåga att utvinna energi från fettsyror (av en viss längd då det finns olika enzymer för long chain- respektive medium chain-fettsyror t ex.).
Detta kan leda till orkeslöshet, men också muskelsmärta p.g.a. otillräcklig energiproduktion. Som ett led i att kompensera för nedbrytning av fettsyror för ATP-produktion och ketonkroppsproduktion kan hypoglykemi uppstå då ett ökat behov av glukos som energisubstrat uppkommer.
Ökad nedbrytning av proteiner kan leda till minskad muskelmassa och muskelsmärta. Patienterna är särskilt känsliga för fasta och förenat med livsfara då blodglukosnivåerna sjunker snabbt vid fasta.

Q: I samband med stress frisätts ett stresshormon (aminosyraderivat) från binjuremärgen, som kan stimulera nedbrytning av glykogen i skelettmuskulatur.
a) Beskriv bildningen av det aktuella aminosyraderivatet genom att namnge aminosyran (startsubstratet), som omvandlas till detta hormon, samt ange namnet på det hormon som bildas i den metabola processen (slutprodukten).
b) Beskriv i detalj (med text och/eller enkla figurer) aminosyraderivatets (a) signaltransduktionsmekanism i skelettmuskulatur (från struktur på receptorproteinet till och med aktivering av det enzym som katalyserar bildningen av glukos-1-fosfat-molekyler i skelettmuskulaturen). (4.5p)
A: a) Startsubstrat: aminosyran Phe /Tyr, slutprodukt: aminosyraderivatet adrenalin.
b) Svaret skall på ett beskrivande sätt innehålla följande nyckelord och beskrivningar:
7- transmembran (TM)-receptor som kopplar vidare till ett trimert G-protein; utbyte av GDP mot GTP på Gα-subenheten; dissociation av Gα-GTP från Gβγ; Ga-GTP aktiverar ett membranbundet adenylatcyklas (Adc); Adc katalyserar bildningen av cAMP + PPi från ATP; cAMP binder till de två regulatoriska subenheterna i det inaktiva tetramera enzymet PKA; inbindningen av cAMP leder till dissociation och aktivering av de två katalytiska subenheterna; aktivt PKA fosforylerar och aktiverar glykogenfosforylaskinas (GFK); GFK fosforylerar och aktiverar glykogenfosforylas (GF) [; GF klyver α-(1→4)bindningar i glykogen genom fosforolys och bildning av glukos-1-fosfat].

Q: Porfyrinmolekylen hem är kofaktor i flera livsviktiga proteiner. Besvara följande delfrågor:
a) I vilka två celltyper sker merparten av hembiosyntesen? (0,5 p)
b) Hur används det hem som syntetiseras i dessa två celltyper? Vilka proteiner binder merparten av det hem som bildas i dessa två celltyper, och vad har dessa proteiner för funktion? (1 p)
c) Beskriv det reglerade steget i hembiosyntesen: substrat, produkt, enzym, samt vad som skiljer isoenzymerna i de två celltyperna. (1 p)
d) Vad händer då produkten som bildas i det reglerade steget ej omvandlas vidare i hembiosyntesen? Ange en sjukdom samt en förgiftning som ger upphov till sådan ansamling av denna produkt. (0,5 p)
A: a) Förstadier till röda blodkroppar i blodbildande benmärg, samt hepatocyter i levern.
b) Att bilda hem som skall binda till hemoglobin, för de röda blodkropparnas gastransport (syrgas samt koldioxid). Att bilda hem som skall binda till cytokrom P-450 familjen av metaboliserande enzymer, vilka katalyserar nedbrytning både av endogena samt exogena ämnen, i hepatocyterna. Jämför leverns roll som “avgiftare”.
c) Glycin + succinyl CoA > delta-aminolevulinsyra (ALA). Katalyseras av ALA-syntaser 1 samt 2. I benmärgen ALA-syntas 2, katalyserar ganska konstant hem biosyntes i röda blodkroppens förstadier när det finns tillgång till Fe2+. Vid järnbrist nedregleras biosyntesen (expressionen) av ALA-syntas 2. I hepatocyter ALA-syntas 1, som feed-back hämmas av hem. Alltå reglerad hem biosyntes i hepatocyter.
d) ALA ansamlas, detta ger neurologiska symptom, t ex buksmärta. Vid blyförgiftning [bly ger irreversibel hämning av ALA dehydratas, enzymet som katalyserar nästa steg i hembiosyntesen]. Även vid den genetiska sjukdomen akut intermittent porfyri, ”the Swedish porphyria”, relativt vanlig i norra Sverige [mutation i hydroxymetylbilansyntas, det enzym som katalyserar steg 3 efter ALA dehydratas].

Q: Metabolismen genererar relativt stora mängder ammoniak. Trots detta är ammoniakhalten i blodet väldigt låg hos en frisk individ.
Detta beror på att ammoniaken i levern omvandlas till urea samt att njuren utsöndrar ammoniak till primärurinen. Dessutom sker en reaktion i vävnaderna som överför en stor del av överskottet av ammoniak i en molekyl som både utgör lagrings- och transportform avseende ammoniak.
Beskriv reaktionen ifråga med samtliga ingående substrat och produkter samt enzymnamn. (1p)
A: Molekylen är glutamin, som bildas enligt: glutamat + NH3 + ATP → glutamin + ADP + Pi (glutaminsyntetas katalyserar).
[Ferrier, s. 157.]

Q: Grunden till arv såväl som till genetiska sjukdomar ligger inbäddad i hur DNA-replikationen sker så som den katalyseras av DNA-polymeras. Vilket av dessa alternativa påståenden kring den reaktionen är korrekt? Välj ett alternativ:
•För att en nukleotid ska vara substrat till DNA-polymeras krävs att den är i deoxy- och trifosfatform samt basparar med den komplementära basen i templatsträngen.
•DNA-polymeras kan katalysera inkorporering av samtliga fyra deoxyribonukleotider (ATP, GTP, CTP och UTP) in i en växande DNA-kedja.
•dTTP kan inte inkorporeras i DNA eftersom denna nukleotid inte är substrat till DNA-polymeras.
•I den dubbelsträngade DNA-kedjan basparar adenin med guanin och cytosin med tymin.
•DNA-polymeras katalyserar förlängningen av en DNA-kedja med en deoxyribonukleotid i taget i en reaktion som drivs genom spjälkning av ATP. (1p)
A: Rätt svar: För att en nukleotid ska vara substrat till DNA-polymeras krävs att den är i deoxy- och trifosfatform samt basparar med den komplementära basen i templatsträngen.

Q: Vid intag av metanol (träsprit) ges ibland etanol på akuten för att motverka förgiftning. Vad är den biokemiska förklaringen till det?
Välj ett alternativ:
•Etanol blockerar metanol från att transporteras in i cellen.
•Etanol har ett lägre Km för alkoholdehydrogenas än metanol.
•Etanol reagerar med metanol och produkten kan utsöndras.
•Etanol har ett lägre kcat än metanol för alkoholdehydrogenas,
•Etanol fungerar som en icke-kompetitiv hämmare för metanol. (1p)
A: Rätt svar: Etanol har ett lägre Km för alkoholdehydrogenas än metanol

Q: Kroppen hanterar överskott av kväve i en process i levermitokondrier där ammoniak först kombineras med koldioxid till karbamoylfosfat. I förlängningen ger processen urea, vilket senare utsöndras med urinen. Hur och i vilken form transporteras kvävet från mitokondrien för fortsatt processning i cytoplasman?
Välj ett alternativ:
•Kvävet uttransporteras till cytoplasman i form av citrullin via en antiport där ornitin samtidigt intransporteras till mitokondrien.
•Kvävet uttransporteras till cytoplasman i form av citrullin, via en symport med H+.
•Kvävet uttransporteras till cytoplasman i form av ornitin via en antiport där citrullin samtidigt intransporteras till mitokondrien.
•Kvävet uttransporteras till cytoplasman i form av alanin, via ett membranbundet aminotransferas.
•Kvävet uttransporteras till cytoplasman i form av ornitin, via en symport med H+. (1p)
A: Rätt svar: Kvävet uttransporteras till cytoplasman i form av citrullin via en antiport där ornitin samtidigt intransporteras till mitokondrien.

Q: Vad avses med den så kallade ”folatfällan”?
Välj ett alternativ:
•Vitamin B12 är nödvändigt för omsättningen av tetrahydrofolat till N5-metyltetrahydrofolat. Vid B12-brist ackumuleras tetrahydrofolat och brist kan uppstå av N5-metyltetrahydrofolat till dTMP.
•Vitamin B12 är nödvändigt för omsättningen av N5,N10-metylentetrahydrofolat till dTMP. B12-brist leder därför till att dTMP inte bildas i tillräcklig mängd.
•Vitamin B12 är nödvändigt för omsättningen av tetrahydrofolat till N10-formyltetrahydrofolat. Vid B12-brist ackumuleras tetrahydrofolat, vilket leder till att dTMP inte bildas i tillräcklig mängd.
•Vitamin B12 är nödvändigt för omsättningen av N5-metyltetrahydrofolat till tetrahydrofolat. Vid B12-brist ackumuleras N5-metyltetrahydrofolat och brist kan uppstå av tetrahydrofolat, vilket leder till att dTMP inte bildas i tillräcklig mängd.
•Vitamin B12 är nödvändigt för omsättningen av N10-formyltetrahydrofolat till tetrahydrofolat. Vid B12-brist ackumuleras N10-formyltetrahydrofolat, vilket leder till att dTMP inte bldas i tillräcklig mängd. (1p)
A: Rätt svar: Vitamin B12 är nödvändigt för omsättningen av N5-metyltetrahydrofolat till tetrahydrofolat. Vid B12-brist ackumuleras N5-metyltetrahydrofolat och brist kan uppstå av tetrahydrofolat, vilket leder till att dTMP inte bildas i tillräcklig mängd.

Q: Vilket påstående om aktivering av pankreasproteaser är korrekt?
Välj ett alternativ:
•Pankreasproteaser frisätts som inaktiva zymogener. Aktivering sker genom att enteropeptidas i tarmmukosan klyver trypsinogen till aktivt trypsin. Trypsin kan också autokatalysera sin egen aktivering, och aktiverar dessutom chymotrypsin, elastas samt karboxypeptidas A och B.
•Två av pankreasproteaserna: trypsin och chymotrypsin, frisätts som inaktiva zymogener. Aktivering sker genom att enteropeptidas i tarmmukosan klyver chymotrypsinogen till aktivt trypsin. Chymotrypsin kan också autokatalysera sin egen aktivering, och aktiverar dessutom trypsin.
•Två av pankreasproteaserna: trypsin och chymotrypsin, frisätts som inaktiva zymogener. Aktivering sker genom att enteropeptidas i tarmmukosan klyver trypsinogen till aktivt trypsin. Trypsin kan också autokatalysera sin egen aktivering, och aktiverar dessutom chymotrypsin.
•Två av pankreasproteaserna: trypsin och chymotrypsin, frisätts som inaktiva zymogener. Aktivering sker genom att zymogenerna (trypsinogen och chymotrypsinogen) aktiverar varandra i en korsvis reaktion. De aktiva enzymerna kan också autokatalysera sin egen aktivering, och aktiverar dessutom elastas samt karboxypeptidas A och B.
•Pankreasproteaser frisätts som inaktiva zymogener. Aktivering sker genom att zymogenerna trypsinogen och chymotrypsinogen aktiverar varandra i en korsvis reaktion som genererar trypsin och chymotrypsin. Dessa aktiva enzymer kan också autokatalysera sin egen aktivering, och aktiverar dessutom elastas samt karboxypeptidas A och B. (1p)
A: Rätt svar: Pankreasproteaser frisätts som inaktiva zymogener. Aktivering sker genom att enteropeptidas i tarmmukosan klyver trypsinogen till aktivt trypsin. Trypsin kan också autokatalysera sin egen aktivering, och aktiverar dessutom chymotrypsin, elastas samt karboxypeptidas A och B.

Q: Upptaget av glukos från födan över tarmepitelet sker på följande vis (ange korrekt svarsalternativ):
Välj ett alternativ:
•Genom sekundär aktiv transport via SGLT-1. Mekanismen kräver samtidig intransport av galaktos
•Genom faciliterad diffusion via GLUT5
•Antingen som disackarid (sukros/ maltos/isomaltos) via antiport eller genom faciliterad diffusion via GLUT5
•Genom faciliterad diffusion via SGLT-1
•Genom sekundär aktiv transport via SGLT-1, i symport med Na+ (1p)
A: Rätt svar: Genom sekundär aktiv transport via SGLT-1, i symport med Na+

Q: Beskriv de tre faserna vid kräkning. (3p)
A: Prodromalfasen med ökad salivering, ventilation, svettning, pupillvidgning m.m. (1p)
Ulkningsfasen (Eng. retching) med relaxation av LES och viss regurgitation av maginnehåll till esofagus och farynx samt illamående (1p)
Tömningsfasen (Eng. expulsion) med utandning mot stängd glottis (bukpress) (1p)

Q: Vilken av nedanstående funktioner gäller INTE för saliven?
Välj ett alternativ:
•Innehåller lysozym, som har antibakteriella egenskaper
•Innehåller gastrin, som stimulerar magsäcksmotilitet
•Innehåller fettspjälkande enzym
•Reglerar pH (surhetsgraden)
•Skyddar läpparna (1p)
A: Rätt svar (det felaktiga): Innehåller gastrin, som stimulerar magsäcksmotilitet

Q: Vilket av nedanstående alternativ är korrekt beträffande peptider och aminosyror i maginnehållet?
Välj ett alternativ:
•Hämmar magsäckens sekretion
•Stimulerar magsäckens motorik
•Stimulerar gallblåsans kontraktion
•Utövar negativ feed-back på salivproduktionen
•Utövar positiv feed-forward på tunntarmens peristaltik (1p)
A: Rätt svar: Stimulerar magsäckens motorik

Q: Vilket av följande påståenden är korrekt?.
Välj ett alternativ:
•Gastrin frisätts in i magsäckens lumen.
•Huvudceller producerar bikarbonat (HCO3-).
•Parietalceller producerar vitamin B12.
•ECL-celler producerar histamin.
•Parietalceller producerar mucus (slem). (1p)
A: Rätt svar: ECL-celler producerar histamin.

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst rörande anatomin kring munregionen?
Välj ett alternativ:
•Samtliga av de fyra primära tuggmusklerna innerveras genom nervgrenar från n. trigeminus.
•Glandula submandibularis bidrar till spjälkning av kolhydrater genom amylasproduktion.
•Samtliga av de tre primära pariga spottkörtlarna innerveras genom nervgrenar från n. facialis.
•Saliven som produceras i glandula sublingualis tömmer sig uteslutande i caruncula sublingualis.
•Samtliga tungans muskler innerveras genom nervgrenar från n. hypoglossus. (1p)
A: Rätt svar: Samtliga av de fyra primära tuggmusklerna innerveras genom nervgrenar från n. trigeminus
Kommentar:
•Alla tungmuskler utom m. palatoglossus innerveras av n. hypoglossus.
•En viss del av salivet från sublingualis tömmer sig i caruncula sublingualis, medan resterande tömmer sig genom mindre utförsgångar som mynnar ut under tungan längs med körtelns förlopp (“Rivinus körtelgångar”).
•Gl. submandibularis och sublingualis innerveras av n. facialis, medan gl. parotis innerveras av trådar som löper ut från hjärnstammen som en del av n. glossopharyngeus.
•Parotiskörtlarna är de spottkörtlar som producerar amylas.

Q: Vilket av följande alternativ stämmer bäst avseende tjocktarmens anatomi?
Välj ett alternativ:
•Nära flexura coli dextra övergår tjocktarmen från att försörjas av a. mesenterica superior till att istället försörjas av a. mesenterica inferior.
•Haustrae coli är namnet på de muskelband som motsvarar det longitudinella muskellagret i övriga delar av magtarmkanalen.
•Till skillnad från de uppåt- och nedåtgående delarna av tjocktarmen är den tvärgående delen av tjocktarmen mer rörlig inuti buken eftersom den är upphängd i ett tydligare tarmkäx.
•Tjocktarmens nedåtgående del innerveras av sympatiska nerver som kommer från lumbala ryggmärgssegment, och parasympatiskt av vagusnerven.
•M. sphincter pyloricus markerar övergången från tunntarm till tjocktarm och bidrar till att reglera flödet av tunntarmsinnehåll genom den glatta sfinktermuskulaturen. (1p)
A: Rätt svar: Till skillnad från de uppåt- och nedåtgående delarna av tjocktarmen är den tvärgående delen av tjocktarmen mer rörlig inuti buken eftersom den är upphängd i ett tydligare tarmkäx.
Kommentar:
•Namnet på de longitudinella muskelbanden är taeniae coli.
•Fel, eftersom a. mesenterica inferior börjar försörja tjocktarmen strax innan flexura coli sinistra, inte på höger sida.
•Övergången mellan tunn- och tjocktarm markeras av valva ileocaecalis.
•RÄTT. Caecum, colon transversum och sigmoideum har ett tarmkäx, medan uppåt- och nedåtgående kolon sitter tätare ihop med bukhålans bakvägg (”sekundärt retroperitoneala”).
•Tjocktarmens nedåtgående del får sin parasympatiska innervation genom nerver från sakrala ryggmärgssegment/nervrötter.

Q: Redogör kortfattat för anatomin kopplat till övre delen av analöppningen, det vill säga ovanför linea pectinata, avseende följande fyra delar:
1. Epitelets embryologiska ursprung (vilket groddblad)
2. Arteriell blodförsörjning (inklusive namn på 1-2 artärdelar)
3. Venöst dränage (inklusive namn på 1-2 delar av det venösa dränaget)
4. Principiell innervation (inklusive hur nerverna löper från kotpelaren/ryggmärgen) (2p)
A: 1. Endoderm
2. Aorta abdominalis → a. mesenterica inferior → a. rectalis superior
3. Portakretsloppet: v. rectalis superior → v. mesenterica inferior
4. Autonom innervation. Parasympatiskt från sakrala nervrötter/ryggmärgssegment, samt sympatiskt från lumbala nervrötter/ryggmärgssegment.

Q: Vilket alternativ är korrekt avseende epitelvävnad?
Välj ett alternativ:
•Stereocilier är långa rörliga utskott som förekommer på epitelceller i den proximala delen av ductus deferens.
•Epitelceller i mukösa körtlar använder sig av holokrin sekretion.
•Övergångsepitel förekommer i analkanalen.
•Flerskiktat oförhornat skivepitel förekommer i den distala delen av esophagus.
•Cellkärnorna i serösa körtelepitelceller är basalt förskjutna. (1p)
A: Rätt svar: Flerskiktat oförhornat skivepitel förekommer i den distala delen av esophagus.
Kommentar:
•Epitelceller i mukösa körtlar använder sig av merokrin sekretion
•Stereocilier är orörliga utskott
•Cellkärnor i mukösa, inte serösa körtlar, är basalt förskjutna
•Övergångsepitel förekommer uteslutande i urinvägarna

Q: Vilket alternativ är korrekt avseende magsäcken (latin: ventriculus; grekiska: gaster)?
Välj ett alternativ:
•Huvudceller är rödfärgade (acidofila) med Htx-eosin.
•Rugae innehåller tunica mucosa och tela submucosa.
•Övergången mellan esophagus och ventrikel kännetecknas av en gradvis övergång mellan två epiteltyper.
•Parietalceller hittas i ventrikelns pyloruskörtlar.
•Cardiakörtlar är serösa körtlar som hittas i övergången mellan esophagus och ventrikel. (1p)
A: Rätt svar: Rugae innehåller tunica mucosa och tela submucosa.
Kommentar:
•Övergången mellan esophagus och ventrikel är inte gradvis, utan abrupt. Epitelet går från flerskiktat skivepitel (oförhornat) till enkelt cylindriskt, utan mellanliggande skiktat cylindriskt epitel, vilket är typiskt för analkanalen
•Huvudcelller är blåfärgade (basofila) med Htx-eosin
•Cardiakörtlar är mukösa, inte serösa
•Parietalcellern hittas i körtlarna i corpus-fundus, inte i pylorus

Q: Namnge de olika tungpapiller som hittas vid siffrorna 1-4 i den bifogade bilden av människans tunga.
Markera med en asterisk efter namnet om tungpapillen är utrustad med smaklökar. (2p)
A: 1 = papillae circumvallate*
2 = papillae foliatae*
3 = papillae fungiformes*
4 = papillae filiformes.
(* = har smaklökar)

Q: Redogör med hjälp av substrat, produkter samt enzymnamn för det huvudreglerade steget i hembiosyntesen.(1p)
A: SuccinylCoA + glycin → ALA (delta-aminolevulinsyra) + CoA + CO2.

Q: Namnge den glykolytiska intermediär som är startpunkt för hexosaminvägen. UDP-N-acetylglukosamin som kan användas för att modifiera olika proteiner såsom transkriptionsfaktorer är dock framförallt byggsten för en i cellulär matrix vanligt förekommande makromolekyl.
Vilken? (1p)
A: Fruktos-6-fosfat resp. glukosaminoglykaner (GAGs)

Q: Redogör med hjälp av substrat, produkter och enzymnamn för en valfri cytosolär redoxreaktion som är beroende av NAD/NADH?
Beskriv metabolt tillstånd för när den valda valfria reaktionen sker i den riktning som beskrivs. (1.5p)
A: Laktatdehydrogenas (LDH) regleras av våra klockproteiner. LDH katalyserar i arbetande anaerob muskel, röda blodkroppar, tumörceller reaktionen:
pyruvat + NADH + H+ → laktat + NAD+; i levern som ger upphov till glukoneogenes katalyseras reaktionen i omvänd riktning. Korrekt beskrivning av en cytosolär reaktion som katalyseras av malatdehydrogenas eller glyceraldehyd-3-fosfat-dehydrogenas vid angivande av korrekt metabolt tillstånd godkänns också

Q: Med utgångspunkt från valfri fosforylerad aldohexos och en befintlig glykogenprimer,
a) redogör med reaktionsformler och kompletterande skiss för bildningen av glykogen med hjälp av substrat och produkter samt namn på det reglerade huvudenzymet.
b) Redogör också för hur greningsställena i glykogen skapas (enzymnamn skall anges och vad som katalyseras av det aktuella enzymet skall beskrivas).
c) Bildningen av de två enzymerna som styr glykogenesen respektive glykolysen styrs av våra biologiska klockor men också av en fosforylerad aldohexos. Beskriv hur denna påverkar glykogenesen respektive glykogenolysens huvudreglerade enzymer. (4p)
A: a) Glukos-6-fosfat → glukos-1-fosfat, glukos-1-fosfat + UTP → UDP-glukos + PPi, UDP-glukos + primer → glukos-primer + UDP (enzymnamn: glykogensyntas [GS]).
b) ”Branching enzyme” (4:6-transferas) katalyserar hydrolysen av en α(1→4-bindning) och förflyttandet av 6-8 glukosenheter bakåt mot glykogenin och skapar där en α(1→6)-bindning.
c) Glukos-6-fosfat stimulerar GS och inhiberar glykogenfosforylas.

Q: Redogör med en summaformel för
a) lipolysen med angivande av substrat och produkter samt samtliga enzymer och eventuella hjälpmolekyler.
b) Beskriv också hur de bildade molekylerna transporteras i blodbanan från en vit fettcell till en levercell.
c) Beskriv med kompletterande text hur lipolysen kontrolleras hormonellt vid fasta.
(OBS beskriv ej signaltransduktions mekanismerna för hormonerna). (3.5p)
A: a) TAG + 3H2O → glycerol + 3fettsyror (enzymnamn1: ATGL; hjälpfaktor CGI-58, enzymnamn 2: hormonkänsligt lipas – HKL/HSL, enzymnamn 3: MAG-lipas).
b) I blodbanan är glycerol fritt lösligt medan fettsyrorna transporteras bundna till albumin m.h.a. hydrofob interaktion.
c) Vid fasta aktiveras lipolysen genom att HKL och perilipinproteinerna som omger fettdroppen fosforyleras. Då perilipinerna fosforyleras frigörs ATGL-aktivatorn CGI-58 vilket initierar lipolysen.

Q: Redogör med reaktionsformler och figur(er), med angivande av samtliga substrat och produkter samt enzymnamn och eventuella hjälpmolekyler/-proteiner, för hur en lång fettsyra som tagits upp i en levercell (se frågan innan) modifieras till att den befinner sig i mitokondriematrix och kan metaboliseras vidare i processen som kallas β-oxidation; ange subcellulär lokalisation för de olika processerna.
(OBS beskriv ej β-oxidationen). (4p)
A: Fettsyra + CoA + ATP → acylCoA + AMP + PPi (enzymnamn: acylCoAsyntetas lokaliserat på det yttre mitokondriemembranet/plasmamembranet),
acylCoA + karnitin → acyl-karnitin + CoA (enzymnamn: CAT1/CPT1 lokaliserat på yttre mitokondriemembranet),
intransport via translokas (antiport; inre mitokondriemembranet transporterar ut karnitin)
acyl-karnitin + CoA → acylCoA + karnitin (enzymnamn: CAT2/CPT2 lokaliserat på inre mitokondriemembranets insida).

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzym och eventuellt coenzym/cosubstrat för omvandlingen av det aktuella glukoneogenetiska substratet till valfri fosforylerad trekolsintermediär i glukoneogenesen/glykolysen. (2p)
A: glycerol + ATP → glycerol-[3]-fosfat + ADP (enzymnamn: glycerolkinas),
glycerolfosfat + NAD+ → DHAP + NADH + H+ (enzymnamn: glycerolfosfatdehydrogenas).

Q: Namnge och beskriv kortfattat faserna som ingår i mitos före cytokines. (5p)
A: Profas: DNA börjar kondenseras. Mikrotubuli organiseras från två poler.
Prometafas: Kärnmembranet har brutits ner. Mikrotubuli fångar kromosomer vid centromeren (kinetokor).
Metafas: Kromosomer dras från två poler och hamnar i mitten av cellen (metafasplattan). Anafas: Cohesin klyvs och kan inte längre hålla ihop systerkromatiderna. Kromosomerna dras till de två polerna.
Telofas: Kromosomerna når polerna. Cellen början snörpas av på mitten av en ring av aktin och myosin.

Q: Vilka beståndsdelar består kromatin av och vad kallas de delar av kromatinet som är “hårt packade” respektive de som är mer öppna?
Ge också exempel på hur de olika typerna av kromatin skapas.
Baserat på kursens innehåll, skapa en hypotes varför vissa regioner av kromosomerna är "hårt packade" i vissa celltyper, men mer öppna i andra celltyper som finns i människokroppen. (4p)
A: Kromatin består av DNA plus histonproteiner. Tättpackat kromatin är av heterokromatin natur vilket skiljs från eukromatin som är mer luckert eller tillgängligt/öppet. Kromatinremodellering sker t.ex. via acetylering av histonproteiner eller via ATP-beroende kromatinremodellerande enzymer för att skapa åtkomst till promotorerna för transkriptionsmaskineriet, osv. Heterokromatin bildas t.ex. via metylering av histonproteinernas ändar.
Hypotes: Gener som finns i områden som består av heterokromatin uttrycks på ett annorlunda sätt än de som finns i eukromatin. Genom att vissa områden i kromosomerna kan ändra sin struktur ("fakultativ heterokromatin") kan genuttrycket för dessa områden regleras - till exempel i olika celltyper, när stamceller differentierar till olika celltyper. Vissa kromosomområden kan inaktiveras, eller aktiveras. På detta sätt kan man även styra uttrycket av ett område som innehåller ett antal gener.

Q: Vilken funktion har den
a) primära peristaltiska vågen respektive den
b) sekundära peristaltiska vågen i esofagus? Beskriv också kortfattat hur den primära respetive sekundära peristaltiska vågen uppkommer? (2p)
A: a) Den primära peristaltiska vågen startar när tungan för födan mot bakre svalgväggen och initierar sväljreflexen vilket leder till en primär peristaltisk våg i esofagus. Denna peristaltiska våg förflyttar fast och halvfast föda genom hela esofagus till magsäcken.
b) En sekundär peristaltisk våg kan starta genom antingen uttänjning av esofagusväggen (aktivering av sträckreceptorer), t.ex. när en bit bröd fastnat eller vid s.k. reflux när magsäckens innehåll kommer upp i esofagus nedre del (retning av slemhinnan i esofagus).

Q: Parietalceller i ventrikeln transporterar ut från cellen H+- och Cl- -joner som sedan formar den sura miljön i ventrikeln.
Parietalceller påverkas både hormonellt och av n. vagus. Ange fyra substanser (hormoner eller signalsubstanser) som påverkar syrasekretionen och beskriv på vilket sätt (ökar eller minskar) de påverkar syrasekretionen från parietalcellen. (2p)
A: Histamin från ECL cellerna ökar produktionen av HCl liksom gastrin från G-cellerna. Somatostatin från D cellerna hämmar parietalcellens produktion av HCl. Acetylkolin, som frisätts från vagusnerven, ökar produktionen av HCl genom en direkt effekt på parietalcellerna [och indirekt via histaminfrisättning från ECL-cellerna och GRP-frisättning som stimulerar frisättningen av gastrin från G-cellerna].

Q: Sårläkningen bygger på regenerativa cellbiologiska processer som är likartade till de utvecklingsbiologiska processerna under embryonal utveckling.
a) Vilka är de fyra viktigaste cellulära funktionerna som celler måste ha för att ett sår på huden skall kunna läkas?
b) Beskriv kortfattat hur sårläkningen går till i ett typiskt sår (till exempel ett hudsår). Vilka är de fyra viktigaste stegen i sårläkningen? (4p)
A: a)
De fyra viktigaste cellulära funktioner är:
1) celler måste kunna röra sig,
2) celler måste kunna byta information mellan sig och interagera fysiskt,
3) de måste kunna växa och dela sig och
4) de måste kunna differentiera till nya celltyper.
b)
De viktigaste stegen i sårläkning är:
- Inflammation.
- Cellrörelse i området.
- Celldelning induceras.
- Celler organiserar sig till vävnader.

Q: Definiera kortfattat vad menas med toti-, pluri- och multipotenta celler, och för var och en av dessa, ge ett exempel på var man kan hitta dem under embryonal/fostertid eller i den vuxna kroppen. (3p)
A: Totipotenta celler kan utvecklas till vilken celltyp som helst i ett embryo eller i placenta. Exempel: zygot och klyvningsembryots celler.
Pluripotenta celler kan utvecklas till vilken celltyp som helst i ett embryo.
Exempel: inre cellmassan i blastocysten ("embryonala stamceller").
Multipotenta celler kan utvecklas till många celltyper.
Exempel: benmärgsceller, neuronala stamceller.

Q: Med utgångspunkt från ett translaterat protein, redogör för två olika typer av posttranslationella modifieringar som ett protein kan genomgå innan det utsöndras från cellen.
Uppge för var och en av de två modifieringarna du beskriver var i cellen den sker. (2p)
A: Flera olika sorters posttranslationella modifieringar godkänns.
Två exempel:
- N-glykosylering som sker i ER. Modifieringen sker cotranslationellt när rätt sekvens [N-XS/ T] passerar igenom translokonet.
- Sulfatering och O-glykosyleringar av tyrosinrester. Sker i trans-Golgi.

Q: Frisättning av insulin från bukspottskörteln är ett exempel på reglerad exocytos. Beskriv skillnaden mellan konstitutiv och reglerad sekretion samt redogör för mognadsprocessen för en reglerad sekretorisk vesikel. (2p)
A: Konstitutiv sekretion sker kontinuerligt i nästan alla celltyper. De flesta extracellulära proteinerna utsöndras på detta sätt. Vissa specialiserade celltyper använder reglerad sekretion där proteiner ansamlas och anrikas i sekretoriska vesiklar som kan utsöndras vid en given signal (oftast ett hormon utifrån).
Vesiklar innehållande proteinaggregat utsöndras från trans- Golgi som omogna sekretoriska vesiklar. Dessa mognar (koncentreras) genom att överflödigt membran och lumeninnehåll successivt avknoppas i små klatrintäckta vesiklar och går tillbaka till trans-Golgi.

Q: Redogör med figur och kompletterande text för insulins signaltransduktionsväg (från typ av receptorprotein till och med det enzym som på ett koordinerat sätt kan aktivera glykogenesen och inhibera glykogenolysen). (3p)
A: Insulins inbindning till den färdigdimeriserade insulinreceptorn leder till en korsvis autofosforylering av de intracellulära β-domänerna.
Hela receptorn kan nu fungera som ett kinas och katalysera fosforyleringen av IRS på tyrosinrester: IRS + ATP → IRS-P + ADP. IRS-P känns igen av enzymet PI-3K som m.h.a. ATP fosforylerar PIP2 till PIP3 under samtidig bildning av ADP. Enzymet Akt (PKB) binder till PIP3 och aktiveras genom fosforylering av PDPK1. Akt kan i sin tur på olika sätt leda till aktivering av olika proteinfosfataser såsom PP1.

Q: Redogör med hjälp av reaktionsformler (substrat, produkter och enzymnamn) för hur glutamin bildas vid proteolys i skelettmuskulatur. (2p)
A: α-aminosyror + α-ketoglutarat → α-ketosyra + glutamat (enzymnamn: aminotransferas), glutamat + NH3 + ATP → glutamin + ADP + Pi (enzymnamn: glutaminsyntetas).

Q: a) Namnge enzymet som katalyserar reaktionen av α-ketoglutarat + alanin → glutamat + pyruvat.
b) Beskriv kortfattat vilken klinisk användning man har av att analysera halten av det aktuella enzymet. (1p)
A: a) Enzymnamn: alaninaminotransferas; ALAT skall normalt finnas intracellulärt men vid vävnadsskada läcker det ut i blodet;
b) förhöjd koncentration av ALAT i ett blodprov är en ospecifik markör för en vävnadsskada (ofta i levern).

Q: Med utgångspunkt från pyruvat, redogör med hjälp av reaktionsformler (substrat och produkter samt enzymnamn) för de fyra ”huvudreglerade" enzymstegen i glukoneogenesen som avviker från glykolysens tre ”huvudreglerade" steg. (4p)
A: Pyruvat + CO2 + ATP → oxalacetat + ADP + Pi (enzymnamn: PEPkarboxykinas),
oxalacetat + GTP → fosfoenolpyruvat (PEP) + CO2 (enzymnamn: pyruvatkarboxylas; PEPCK),
fruktos-1,6-bisfosfat + H2O → fruktos-6-fosfat + Pi (enzymnamn: fruktos1,6-bisfosfatas),
glukos-6-fosfat + H2O → glukos + Pi (enzymnamn: glukos-6-fosfatas).

Q: Redogör med en summaformel för hur ammoniak i levern omvandlas till en vattenlöslig icke toxisk exportprodukt (substrat, produkter och ”huvudreglerat" enzym skall anges, liksom hur och av vad det aktuella enzymet regleras). (2p)
A: [NH3 /(NH4 +) + Asp]/ 2NH4+ + CO2 + H2O / (HCO3 -) + 3ATP + H2O → urea + [fumarat] + 2ADP + AMP + 4Pi (PPi + 2Pi) + [2H+].
Huvudreglerat enzym: ”karbamylfosfatsyntetas I” regleras allostert och positivt av N-acetylglutamat.

Q: Beskriv kortfattat två molekylära förändringar i levern som gynnar ökad ketonkroppsbildningen vid längre tids fasta/svält och framförallt bildningen av den mest reducerade ketonkroppen. (1p)
A: Vid ökat inflöde att fettsyror till levern bildas ett relativt överskott av acetylCoA gentemot oxalacetat varför TCA-cykeln ej kan hantera ytterligare alla acetylCoAmolekylerna. Ökande mängder av NADH gynnar bildningen av den mest oxiderade ketonkroppen 3-OH-butyrat.
AcetylCoA stimulerar pyruvatkarboxylaset och gynnar därmed glukoneogenesen medan PDH-komplexet hämmas.

Klargör hur du i mikroskopet kan skilja på tunntarm och colon.
Nämn minst två parametrar (enbart synbara i mikroskopiskt; ej makroskopiskt) som klart skiljer sig mellan tunntarm och colon. I tunntarm respektive colon inräknas samtliga ingående delar. (1p)

Q: I tunntarmen, och i mindre utsträckning också i tjocktarm, finns en speciell celltyp som deltar i regleringen av normal intestinal bakterieflora.
Vad kallas denna celltyp? (0.5p)
A: Paneths celler

Q: För att undersöka tjocktarmen och nedre delen av tunntarm utförs en så kallad koloskopi, varvid man med hjälp av ett fiberoptiskt instrument studerar tarmens slemhinna och tar vävnadsprover. För att nå de olika delarna av tarmen måste analkanalen passeras. Som du känner till, sker det en gradvis förändring av epitelet i analkanalen.
Hur klassificeras epitelet just innan man når epitelet som är gemensamt för tunn- och tjocktarm? (0.5p)
A: Skiktat cylindriskt/kubiskt epitel.

Q: Redogör med hjälp av ett diagram (sorter och enheter skall anges) innehållande två grafer hur man skulle kunna förvänta sig att en kolhydratbelastningskurva kan se ut
a) vid en normal mängd av glukostransporterande proteiner i tarmepitelet och
b) hur man skulle kunna förvänta sig att kolhydratbelastningskurvan skulle kunna se ut om man har en dubbel mängd av glukostransporterande proteiner jämnt fördelade längs tarmen. Motivera med text de eventuella skillnader som kan ses mellan de två graferna. (3p)
A: [För figur se kompendiet till kolhydratlaborationen.]
En uppreglering av SGLT1 skulle teoretiskt kunna medföra att en större mängd glukos tas upp på en kortare tid något som skulle medföra att toppen i belastningskurvan blir högre och kommer tidigare.

Q: Med utgångspunkt från cytosolärt citrat redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzym och eventuellt coenzym/cosubstrat för bildningen av de två kolsubstraten som fettsyrasyntas (FAS) använder sig av för fettsyrasyntes. (2p)
A: citrat + CoA + ATP → acetylCoA [FAS-substrat] + oxalacetat [C4] + ADP (enzymnamn: [ATP]-citratlyas),
acetylCoA + CO2 +ATP → malonylCoA + ADP + Pi (enzymnamn: acetylCoA-karboxylas; coenzym: biotin).

Q: Med utgångspunkt från den aktuella fyrkolsföreningen (se brödtext) redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzym och coenzym/cosubstrat för de två konsekutiva reaktioner som leder till bildningen av det reducerade coenzym/cosubstrat som behövs för fettsyrasyntas (FAS). (2p)
A: Oxalacetat + NADH + H+ → malat + NAD+ (enzymnamn: NAD-beroende malatdehydrogenas),
malat + NADP+ → pyruvat + CO2 + NADPH + H+ (enzymnamn: NADP-beroendemalatdehydrogenas; ”Malic enzyme”).

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzym och cosubstrat för ett valfritt reaktionssteg i kollagenbiosyntesen, eller i biosyntesen av adrenalin, som kräver C-vitamin/ascorbat. (1p)
A: Lys/Pro + O2 + ascorbat [+ α-ketoglutarat] → Hyl/Hyp + H2O [+ dehydroascorbat + succinat + CO2] (enzymnamn: lysyl-/prolylhydroxylas),
dopamin + O2 + ascorbat → noradrenalin + H2O [+ dehydroascorbat] (enzymnamn: dopamin- [β-]hydroxylas).

Q: Beskriv med figur och text fosfatidylkolins (FK) principiella uppbyggnad.
(Molekylära delkomponenter och bindningar som sammanfogar dessa skall tydligt framgå av figuren). (1.5p)
A: Glycerolrest till vilken det med esterbindningar binder två acylgrupper (C1 och C2). Till C3 binder m.h.a. en fosfoesterbindning en fosfatgrupp till vilken en alkohol binds m.h.a. ytterligare en fosfoesterbindning.

Q: Förklara vad man vet om folsyrans betydelse för utveckling under embryonaltiden för att förebygga utvecklingsstörningar.
Beskriv tillstånd som kan uppstå under folsyrabrist under graviditeten. (3p)
A: Folsyra behövs för att neuralröret skall kunna slutas på normalt sätt under embryonal utveckling. Vid för lågt intag av folsyra i kosten ökar risken för spina bifida ("delad ryggrad") som resultat av defekt i posterior neuralrörsslutning, eller anencefali som defekt i anterior neuralrörsslutning. Graden av spina bifida kan variera men anencefali är alltid dödligt.

Q: Epitelceller bildar barriärer mot kroppens utsida, som till exempel i hud och tarmslemhinna. För att denna barriärfunktion skall fungera optimalt krävs det tre olika typer av kopplingar (adhesionstyper) mellan celler.
Namnge och beskriv vad som utmärker var och en av dessa kopplingar. (4.5p)
A: "Tight junctions": Denna typ av koppling bildar väldigt täta kontakter som utgör en barriär mot diffusion av vattenlösliga molekyler mellan celler. Dessa kopplingar består av claudiner och occuludiner samt zona occludens proteiner. Direkt koppling till cytoskelett saknas.
"Adherens junctions": Dessa kopplingar sammanlänkar aktin-cytoskelettet mellan celler. Deras roll är att överföra mekaniska krafter (som genereras av aktin-myosin) mellan celler. Består av cadheriner.
Desmosomer: Kopplar samman intermediärfilament mellan celler och ger drag-hållfasthet till epitel-membranet. Består av cadheriner.

Q: Vid ökad nukleotidnedbrytning eller ibland vid excessivt alkoholintag kan gikt uppkomma. Ett vanligt symptom vid gikt är smärta från stortåleden.
a) Vilken förening ger upphov till smärtsymptomen?
b) Beskriv med hjälp av substrat och produkter samt enzymnamn ett reaktionssteg där den aktuella föreningen bildas som produkt.
Ledtråd: i reaktion bildas bland annat en syreradikal, men det är inte denna som ger upphov till symtomen. (1p)
A: a) Urinsyra.
b) Xantin + H2O + O2 → Urinsyra + H2O2 (Enzymnamn: xantinoxidas).

Q: Tungan, lingua, är en viktig muskel som används vid till exempel sväljning och tal.
a) Namnge en muskel som framför allt förändrar tungans läge i munhålan (skjuta ut, dra in etcetera), snarare än att ändra dess form. Hur innerveras den namngivna muskeln?
b) Vilket fristående ben utgör fästpunkt för ett flertal av tungans muskler?
c) Posteriort om tungbasen sitter övergången från munsvalg (oropharynx) till strupsvalg (laryngopharynx). Övergången innefattar bland annat ingången till luftvägarna.
Nämn vilken anatomisk struktur som förhindrar att mat eller annat olämpligt kommer ned i luftvägarna. (2p)
A: a) Någon av M. palatoglossus, M. styloglossus, M. hyoglossus, eller M. genioglossus. Alla innerveras av N. hypoglossus, kranialnerv XII.
b) Os hyoideum.
c) Struplocket / epiglottis.

Q: De olika delarna av tarmkanalen har varierande grad av organrörlighet inne i bukhålan. Colon sigmoideum har hög grad av rörlighet, vilket kan ge upphov till att denna del av tarmen svänger kring sin egen axel och fastnar i en felaktig position.
Detta tillstånd kallas volvulus, en typ av tarmvred, och leder till stopp i den luminala tarmtransporten samt strypt blodflöde till colon sigmoideum, vilket i sin tur kan få allvarliga konsekvenser om det inte åtgärdas i tid.
a) Vad avgör tarmarnas organrörliget?
b) Vilken huvudgren från kroppspulsådern, aorta, försörjer colon sigmoideum med blod?
c) Namnge valfri del av colon som har låg organrörlighet och således låg risk för volvulus.(2p)
A: a) De delar av tarmen som till stor del bekläds med bukhinna, peritoneum, har större rörlighet (intraperitoneala organ) än de delar som sitter mer förankrade mot bukväggen (retroperitoneala organ). De delar som har ett långt tarmkex, mesenterium (dubbelskikt av peritoneum), har störst organrörlighet.
b) A. mesenterica inferior.
c) Colon ascendens eller descendens.

Q: Bifogad bildsida visar fyra olika histologiska preparat från matsmältningskanalen och från organ som deltar i matsmältningsprocesser.
Namnge för varje bild (A-D) från vilket organ/vävnad preparatet är tagit från. I förekommande fall skall du också specificera från vilken subdel av respektive organ.
Varje fullständigt korrekt svar ger 0,5 poäng.
A: A = kolon
B = lever
C = pankreas (med Langerhanska cellöar)
D = ileum

Q: Vid både vävnadsreparation och cancermetastasering krävs koordinerad samverkan mellan olika system av cellulära proteiner för att en cell skall kunna förflytta sig.
Cellens förflyttning på ett fast matrix (ECM) kan delas in i tre steg, beskriv övergripande vad som sker i respektive steg.
Rita gärna upp förloppet schematiskt. (3p)
A: 1. Polymerisering av aktinfibrer pressar plasmamembranet framåt i rörelseriktningen och utskott (”protrusions”) bildas (filopodia/lamellipodia).
2. Utskotten fäster till matrixytan via integriner (”attachment”). Integrinerna fäster i sin tur till aktinfibrerna som därmed förankras till matrixytan. Fokala adhesioner har bildats.
3. Bakre delen av cellen mister fästpunkter (fokala adhesioner), och en myosinmedierad kontraktion drar bakre delen av cellen framåt i rörelseriktningen.

Q: Beskriv hur mismatch-reparation går till (de viktigaste stegen och de viktigaste deltagande molekylerna), och ange vilka typer av DNA skador/förändringar som repareras.
Hur uppstår mismatch-mutationer? (4p)
A: "Mismatch excision repair" (ta-bort-fel-par-reparation) reparerar felaktiga baspar, det vill säga sådana som inte är A-T eller C-G.
- mutS binder till felaktiga basparet.
- MutL rekryteras till platsen, scannar DNA för nästa nick, mellanliggande DNA bryts ner.
- Glappet i DNA-kedjan fylls igen.
Mismatch-mutationer uppstår under replikation av DNA.

Q: När en cell genomgår cellcykeln förändras telomererna. Beskriv kortfattat hur och varför telomererna påverkas, rita gärna en bild. Cancerceller (och stamceller) kan ändra i telomererna.
Beskriv kortfattat hur detta går till - rita gärna en bild med förklaringar. (4p)
A: Telomererna (kromosomändarna) blir kortare vid varje celldelning, eftersom mekanismen med DNA-replikationen med en RNA-primer och Okazakifragment gör att sista delen av en sackande sträng inte kan replikeras. Den sackande strängen kan inte replikera kromosomändarna eftersom det saknas en sekvens att göra primer av.
En primer är en bit DNA eller RNA som binder till komplementär DNA och fungerar som startpunkt för DNA-replikation. Eftersom replikation bara kan ske i en riktning kommer den sackande strängen att replikeras i motsatt riktning mot hur replikationsgaffeln rör sig. Den sackande strängen replikeras därför i korta DNA-bitar, kallade Okazakifragment. För varje Okazakifragment behövs en primer för att replikationen ska kunna starta, men det finns inte plats för en primer i slutet av kromosomen.
Telomeras bygger på kromosomändarna så att dessa inte förkortas i samband med replikationen. Eftersom det saknas en sekvens att fästa en primer på, syntetiserar telomerasenzymet DNA med en inbyggd RNA-molekyl, och därmed förlänger det kromosomen genom att fungera som ett "reverse transcriptase".

"Cancer in situ" innebär elakartade cancerceller utan förmåga till spridning. En tumör med elakartade cancerceller som rubriceras "cancer in situ" kan tas bort med kirurgi, varefter patienten som regel kan friskförklaras.
Huruvida basalmembranet är intakt eller ej är avgörande för om det rör sig om "cancer in situ" eller eventuell spridningen av cancercellerna. Klargör med figur och text för basalmembranet och dess ingående delar.
Ange vidare vilka molekylära komponenter som man huvudsakligen hittar i respektive lager. (2p)

Q: Ange
a) fyra valfria posttranslationella modifieringar som sker för att tropokollagen skall bildas samt
b) ange vilka specifika förändringar som de till PDH2 närbesläktade två enzymerna katalyserar. (3p)
A: a) Posttranslationella modifieringar som sker vid biosyntesen är:
1) avklyvning av den N-terminalt lokaliserade signalpeptiden,
2) hydroxylering av vissa
b) prolin- och lysin-rester m.h.a. de till PDH2 funktionellt närbesläktade isoenzymerna [prolin- resp. lysyl-hydroxylas],
3) glykosylering av vissa Hyp- och Hyl-rester,
4) bildning av disulfidbryggor i C- och N-terminalerna,
5) tvinning av tre proteinkedjor,
6) extracellulär avklyvning av globulära – N- och C-terminala regionerna som innehåller disulfidbryggorna [vilket leder till aggregering av de olika tropokollagenmolekylerna extracellulärt].

Q: Redogör med hjälp av ett Michaelis-Menten–diagram innehållande två grafer, för hur kinetikkurvan förändras när man tillför en kompetitiv antagonist. Diagrammet skall innehålla storheter och sorter på de olika axlarna samt beskriva hur man kan utläsa storheten Km. Förklara också vad storheten Km är ett mått på. (3p)
A: Diagrammet skall på X-axeln visa substratkoncentrationen i xM (xmol/L) Y-axeln reaktionshastigheten v (Vmax).
Storleken på Michaelis konstant Km kan utläsas ur diagrammet att på X-axeln avläsa substratkoncentration vid Vmax/2.
Km är ett mått på affiniteten – ett lågt Km motsvarar en hög affinitet medan ett högt Km indikerar låg affinitet.
Vid kompetitiv inhibering påverkas ej Vmax men Km ökar d.v.s. affiniteten för substratet minskar.

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter, samt enzym och coenzym (endast för redoxreaktioner och reaktioner som involverar nukleotider) för HMP-shuntens irreversibla del fram till och med bildningen av en aktiverad fosforylerad pentos som används för nysyntes av puriner. (3p)
A: glukos-6-fosfat + NADP+ + [H2O] → 6-fosfoglukonat + NADPH + H+, 6-fosfogluconat + NADP+ → ribulos-5-fosfat + CO2 + NADPH + H+, ribulos-5-fosfat → ribos-5-fosfat, ribos-5-fosfat + ATP → 5-fosforibosyl-1-pyrofosfat* (PRPP) + AMP (enzymnamn: PRPPsyntetas, aktiveras av Pi samt inhiberas av purinribonukleotider);
*andra produktnamn som visar att man förstått vilken aktiverad pentos som bildas godkänns också.

Q: Redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter samt coenzym/cosubstrat,
a) för den nettoreaktion som katalyseras av detta enzymkomplex. Ge en metabol förklaring till
b) hur den oxidativa fosforyleringen samt
c) den cytosolära delen av glykolysen påverkas av ett ökat uttryck av PDH-kinas (på grund av HIF).
d) Redogör med hjälp av substrat, produkter, enzymnamn och coenzym för slutreaktionen i glykolysen under dessa metabola omständigheter samt ge en motiverad förklaring till varför den reaktionen är essentiell under dessa omständigheter liksom i erytrocyter (röda blodkroppar).
(3p)
A: a) pyruvat + CoA + NAD+ → acetylCoA + NADH + H+
b+c) PDH-kinas kommer att fosforylera PDH i komplexet; då PDH inaktiveras ansamlas substratet pyruvat och bildningen av acetylCoA minskar. Dessa två förändringar leder till ökad bildning av laktos, även vid aeroba förhållanden, respektive minskad fosforylering.
d) Reaktionen pyruvat + NADH + H+ → laktat + NAD+ (enzymnamn: laktatdehydrogenas) är nödvändig för att återbilda NAD+ som används i glykolysen där de kontinuerligt förbrukas NAD+ [av glyceraldehyd-3-fosfatdehydrogenas].

Q: Med utgångspunkt från glutamin, redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzym och eventuellt coenzym för två konsekutiva reaktioner som leder till bildningen av en femkols α-ketosyra, som också är en citronsyracykel (TCA)-intermediär
(ledtråd: tänk på glutamins metabolism i njuren i samband med proteolys). (2p)
A: glutamin + H2O → glutamat + NH3 (enzymnamn: glutaminas),
glutamat + NAD+ [+ H2O] → α-ketoglutarat + NADH [+H+] + NH3 (enzymnamn: glutamatdehydrogenas).

Q: Med utgångspunkt från den i frågan innan bildade citronsyracykelintermediären (en femkols-α-ketosyra), redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter samt enzym och eventuellt coenzym för:
a) två konsekutiva reaktioner som leder till bildningen av en sexkolsförening, som traditionellt är en annan citronsyracykelintermediär och som under anabola förhållanden kan transporteras ut i cytosolen för att där omvandlas till acetylCoA
(ledtråd: de två reaktionerna som skall beskrivas är de omvända stegen i TCA-cykeln och som i cytosolen katalyseras av isoenzymer).
b) Redogör med hjälp av samtliga substrat och produkter samt enzym och eventuellt coenzym/cosubstrat för den cytosolära omvandlingen av den sura sexkolsföreningen till acetylCoA.
[Ett nukleärt lokaliserat isoenzym ombesörjer motsvarande omvandlingen av sexkolsföreningen till acetylCoA i cellkärnan.] (3p)
A: a)
1) α-ketoglutarat + CO2 + NADH → isocitrat + NAD+ (enzymnamn: isocitratdehydrogenas),
2) isocitrat → citrat (enzymnamn: aconitas).
b) citrat + ATP + CoA → oxalacetat + acetylCoA + ADP + Pi (enzymnamn: [ATP-] citratlyas).

Q: Downs syndrom är ett exempel på aneuploidi.
Förklara begreppet "aneuploid" samt ge två exempel på hur aneuploidier kan uppstå. Beskriv kortfattat hur karyotypen (kromosomsammansättningen) ser ut hos en individ med Downs syndrom. (2p)
A: Aneuploidi handlar om att cellerna har ett kromosomantal som avviker från det normala.
Det finns flera olika sätt för hur aneuploidier kan uppstå:
- under meiosen med non-disjunktion
- under mitosen med non-disjunktion
- en partiell aneuploid kan vara resultat av en felaktig överkorsning Vanligast är att det finns tre stycken kromosom 21 (trisomi 21).
[En arm av kromosom 21 kan också vara translokerad till en annan kromosom. Därmed finns den delen av kromosom 21 i trippel uppsättning.]

Q: Skapa en hypotes för varför det föds relativt fler barn med aneuploidier i könskromosomer än barn med aneuploidier i somatiska kromosomer, även om de somatiska kromosomerna är i stor majoritet i cellerna. (3p)
A: Könskromosomer är mindre och har färre aktiva gener än somatiska kromosomer. Till exempel har Y-kromosomen bara ett fåtal aktiva gener. Därmed är den skada som en kromosom i trippeldos ger till embryot mindre jämfört med somatiska kromosomer, och fler foster kan överleva trots könskromosomer i överskott som i Klinefelters syndrom, eller i underskott som i Turners syndrom.
Embryon med aneuploidier i somatiska kromosomer spontanaborteras, med få undantag som i Downs trisomi.

Q: När börjar fosterperioden (räknat från fertiliseringen) och vad kännetecknar den i jämförelse med den embryonala fasen?
Fostervattenprovet tas i den håla som är störst vid vecka 15-17, vad heter den? (1.5p)
A: Den embryonala perioden avslutas vid vecka 8 till 9, och under den perioden bildas alla viktiga strukturer och organ. Fostervattenprovet tas av vätskan i amnionhålan.

Q: Downs syndrom kan innebära olika typer och olika grader av utvecklingsstörningar, till exempel i hjärtat eller i matsmältningskanalen.
Vilket groddblad ger upphov till hjärtat, och vilket groddblad ger upphov till mag-tarmkanalen? (1p)
A: Mesoderm – hjärtat
Endoderm – mag-tarmkanal.

Q: Redogör med figur och text för adrenalins signaltransduktion via β-receptorer, från receptorprotein till och med aktivering av ett specifikt enzym, som i skelettmuskulatur kan aktivera glykogenfosforylaskinas (GFK) och i fettväv kan aktivera det hormonkänsliga lipaset. (3p)
A: Vid icke kovalent inbindning av adrenalin till en 7-TM-receptor rekryteras ett trimert G-protein som binder GDP till α-subenheten.
I samband med interaktionen mellan receptor och G-proteinet byts GDP ut mot GTP vilket får Gα-GTP att dissociera från de två andra subenheterna (G beta och gamma).
När adrenalin binder till b-receptorer kommer nu Gα att aktivera ett membranbundet adenylatcyklas vilket katalyserar omvandlingen av ATP till cAMP + PPi.
cAMP kommer att binda till två regulatoriska subenheter i det inaktiva tetramera enzymet cAMP-beroendeproteinkinas A (PKA); vid inbindning av cAMP till de regulatoriska subenheterna dissocierar de två aktiva katalytiska subenheterna som kan fosforylera olika målenzymer [t.ex. GFK och hormonkänsligt lipas (HKL/HSL)].

Q: a) Redogör med en enkel skiss för hur intermembranöst lokaliserade vätejoner vanligtvis hanteras i en mitokondrie i samband med oxidativ fosforylering (substrat, produkter och enzym skall anges).
b) Beskriv också hur intermembranöst lokaliserade vätejoner hanteras av mitokondrier i brun fettväv. (2p)
A: a) När vätejonerna strömmar tillbaks till matrix via det sofistikerade transportproteinet ATPsyntas genereras från en molekyl ADP + Pi bildningen av en molekyl ATP/4 vätejoner som strömmar tillbaka till mitokondriematrix.
b) I den bruna fettväven strömmar vätejonerna tillbaka via ”uncoupling protein" (UCP1) och värme alstras i stället för ATP.

Q: a) Redogör med hjälp av substrat, produkter och enzymnamn för de två olika reaktionerna.
b) Namnge den allostera regulatorn samt beskriv hur den reglerar de olika enzymerna. (3.5p)
A: a) Fruktos-6-fosfat + ATP → fruktos-1,6-bisfosfat + ADP + värme (enzymnamn: fosfofruktokinas 1; FFK1).
Fruktos-1,6-bisfosfat + H2O → Fruktos-6-fosfat + Pi (enzymnamn: fruktos-1,6-bisfosfatas; FBP1).
b) Den allostera regulatorn fruktos-2,6-bisfosfat stimulerar FFK1 och inhiberar FBP1.

Q: Redogör med en figur och kompletterande text för hur glukos absorberas från tarmlumen, via tarmepitelet (enterocyten) till blodbanan. Namnge transportproteinerna, definiera transportprinciperna och förklara hur den primära aktiva transporten, som bidrar till värmealstring fungerar. (3p)
A: Absorptionen av glukos sker mot en koncentrationsgradient genom sekundär aktiv transport m.h.a. symportproteinet SGLT1 som också samtransporterar natriumjoner. Den vidare transporten från enterocyten sker med en koncentrationsgradient genom faciliterad diffusion m.h.a. uniportproteinet GLUT2.
Koncentrationsgradienten av natriumjoner upprätthålls genom en i basalmembranet lokaliserad antiport, Na+/K+-ATPas, som genom primär aktiv transport (hydrolys av ATP) transporterar ut tre Na-joner och in två K-joner i enterocyten.
[Se Ferrier Biochemistry figur 7.10 i 6:e upplagan. ]

Q: Beskriv hur samspelet sker mellan de så kallade Cajalska cellerna, enteriska nervsystemet och autonoma nervsystemet för att leda till en faktisk rörelse i tunntarmen. (3p)
A: De Cajalska cellerna är en speciell typ av glatta muskelceller som kännetecknas av en instabil vilomembranpotential. Denna instabila vilomembranpotential innebär att cellerna spontant urladdas vilket kan leda till en kontraktion av cellen.
De glatta muskelcellerna är elektriskt kopplade till varandra i ett s.k. syncytium som ger en snabb spridning av den elektriska aktiviteten till omgivande glatta muskelceller. För att en motorisk aktivitet skall ske måste skillnaden i spänning mellan cellens ut och insida nå upp till tröskelvärdet för att utlösa en aktionspotential. Om tillräckligt många glatta muskelceller når tröskelvärdet leder det till en motorisk aktivitet.
Det enteriska nervsystemet har en samordnande roll av den motoriska aktiviteten över lite längre stycken i tarmen.
Autonoma nervsystemet: Ökad aktivitet i det parasympatiska systemet leder till att fler glatta muskelceller når tröskelvärdet vilket innebär att en aktionspotential utlöses som leder till en kontraktion. Det omvända sker när en aktivering sker av det sympatiska nervsystemet. Den elektriska aktiveringen av de glatta muskelcellerna minskar och färre aktionspotentialer utlöses som leder till en minskning i motorisk aktivitet.

Q: Beskriv den principiella strukturen för den oxiderade respektive reducerade formen av glutation samt ange vad enzymet heter som katalyserar bildningen av den reducerade formen av glutation. (2p)
A: Glutation är en tripeptid innehållande en cysteinrest med en tiolgrupp i sidokedjan: den reducerade formen av G-SH har en fri tiolgrupp medan den oxiderat formen av glutation (G-S-S-G) består av två glutationmolekyler bundna till varandra m.h.a. en disulfidbrygga; omvandlingen av G-S-S-G till 2 G-SH katalyseras av glutationreduktas [, som kräver coenzymet/cosubstratet NADPH].

Q: Namnge de två olika typerna av glykosidbindningar som förekommer i glykoproteiner samt ge för vardera bindningstypen ett exempel på aminosyra som sockerresterna kan binda till. (2p)
A: N- resp. O-glykosidbindning sker till aminosyraresten Asn respektive till exempelvis Tyr och Ser [i kollagen kan det ske till Hyp och Hyl].

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzymnamn och coenzym för
a) det huvudreglerade enzymsteget i kolesterolbiosyntesen samt
b) översiktligt för de molekylära förändringarna som sker med den bildade produkten (delfråga a) för att IPP skall bildas. Det huvudreglerade enzymet i kolesterolbiosyntesen kan regleras på många olika principiella sätt
c) ge exempel på två principiellt olika sätt (ej läkemedel) samt ange för varje sätt hur enzymaktiviteten påverkas. (4p)
A: 3-hydroxy-3-metyl-glutarylCoA (HMG-CoA) + 2NADPH → 2 NADP+ mevalonsyra [C6] (enzymnamn: HMG-CoA-reduktas).
b) Mevalonsyra behöver dekarboxyleras och aktiveras med hjälp av bl.a. ATP till IPP.
c) Genreglering – minskade kolesterol aktiverar genom SREBP2, kovalent modifiering – AMPK inhiberar genom fosforylering, insulin aktiverar genom proteinfosfatas-medierad defosforylering, nedbrytning – kolesterol aktivera proteosomal nedbrytning.

Q: Magsäckens surhet upprätthålls med hjälp av en H+/K+-pump som sitter framförallt i parietalcellerna. H+/K+-pumpen, också kallad syrapumpen, använder ATP för att pumpa H+/K+-joner.
a) koncentrationen av natrium och kalium skiljer sig intracellulärt och extracellulärt. Ange de ungefärliga jonkoncentrationerna.
b) Parietalceller är extremt mitokondrierika. Varför? Ge ett exempel på en annan celltyp som är mitokondrierik.
c) Mitokondrien har sitt eget system för genexpression men är beroende av kärnkodade proteiner för att fungera. Beskriv mitokondriell proteinimport för lösliga proteiner. (5p)
A: a) Lite beroende på celltyp så är den intracellulära koncentrationen natrium 5 mM och kalium 140 mM. Extracellulärt råder det omvända förhållandet.
b) Det går åt stora mängder ATP för att pumpa både H+ och K+ mot sina respektive koncentrationsgradienter. Bra exempel på andra mitokondrierika celler är spermien (speciellt runt flagellen) eller hjärtmuskelceller.
c) De flesta proteiner som skall till mitokondrien bär på en N-terminal signalsekvens. Vid translation i cytosolen sker inbindning till ett cytosoliskt chaperon (HSP70). Komplexet mellan de cytosoliska chaperonerna och det translaterade men oveckade proteinet som skall importeras in i mitokondrien binder till en receptor i TOM-komplexet (”transfer over outer membrane”).
TOM i yttermembranet och TIM (”transfer over inner membrane”) i innermembranet sätts då ihop i ett proteinimportkomplex som bildar en kanal genom både inner och yttermembranet där den oveckade peptidkedjan dras igenom med hjälp av mitokondriella HSP70 i en ATP-beroende process. Det mitokondriella HSP70 hjälper sedan det importerade proteinet att vecka sig. Mitokrondriella signalpeptidas klyver sedan av signalpeptiden.

Q: Redogör med text och figur(er) för hur dietära proteiner hanteras i mag-tarmkanalen för att de skall omvandlas till aminosyror samt kan absorberas.
Redogörelsen skall bland annat innehålla substrat, produkter och enzymnamn och miljö samt beskriva hur de olika enzymerna aktiveras normalt och på rätt ställe i mag-tarmkanalen. (4p)
A: I magen denatureras de dietära proteinerna p.g.a. det sura pHt och inaktivt pepsinogen, som utsöndras från huvudcellerna, aktiveras partiellt av det sura pHt; partiellt aktiverat pepsin aktiverar andra pepsinogenmolekyler vilka tillsammans påbörjar nedbrytningen av de denaturerade proteinerna till peptider.
Från pankreas utsöndras i zymogen form de olika proteaserna, trypsinogen, kymotrypsinogen, proelastas, karboxypeptidas vilka i duodenum aktiveras för fortsatt nedbrytning av de från magen inkommande dietära peptiderna. Proenzymerna aktiveras genom en sorts kaskad där det i duodenum producerade enteropeptidas aktiverar trypsinogen till trypsin; trypsin aktiverar i sin tur de övriga inaktiva zymogenerna.

Q: Redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzym och eventuellt coenzym/cosubstrat för omvandlingen av fruktos (fruktolys) till en intermediär i glykolysen, som alternativ till enzymnamn beskriv vad som sker i reaktionen med substratet. (2p)
A: fruktos + ATP → fruktos-1-fosfat + ADP (enzymnamn: fruktokinas),
fruktos-1-fosfat → dihydroxyacetonfosfat (DHAP) + glyceraldehyd (enzymnamn: aldolas B).

Q: Människans käke och tänder återspeglar vårt födointag som omnivorer (allätare), till exempel har vi spetsiga hörntänder (caniner) som är bra att bita i kött med och samtidigt kraftiga kindtänder (molarer) som är bra för att tugga på växter eller grönsaker. Tänderna utgör första ledet i nedbrytningen av föda genom mekanisk bearbetning i munhålan.
a) Käkens rörelser styrs av en rad olika muskler. Nämn en muskel som är viktig för att bita ihop tänderna samt hur denna muskel innerveras (ange nervgren)? (1p)
b) Tandvärk är en vanlig och ofta besvärlig åkomma. Vilken nervgren signalerar smärtimpulser om du har ont i en av de nedre molarerna?
Beskriv denna nervs förlopp, det vill säga vilken huvudnerv är det en gren ifrån och hur når den tänderna i underkäken? (1p)
A: a) Någon av följande: M. temporalis, M. masseter, M. pterygoideus medialis. Alla tuggmuskler innerveras av N. mandibularis som är en huvudgren från N. trigeminus.
b) N. alveolaris inferior, gren från 5:e kranialnerven (N. trigeminus) löper inuti benet i canalis mandibulae tillsammans med artär och ven med samma namn.

Q: Bukspottet bildas av exokrina pankreas och innehåller olika enzymer samt bikarbonat. Den sistnämnda komponenten gör bukspottet alkaliskt, vilket är viktigt för att neutralisera det sura innehållet från magsäcken som kommer ut i tolvfingertarmen (duodenum).
a) Vilka två viktiga sfinktermuskler reglerar flödet från magsäck till tolvfingertarm respektive utsöndringen av bukspott?
b) Muskeltonus i de flesta av matsmältningskanalens sfinktrar står under kontroll av det autonoma nervsystemet (ANS). Detta system kan till exempel hämma matsmältningsprocesser i samband med fysisk aktivitet genom att kontrahera flera sfinktrar och därmed stoppa flödet i kanalen.
Vilken del av ANS system ökar sitt inflytande på kroppen vid fysisk aktivitet och var i centrala nervsystemet sitter de nervceller som utgör ursprunget för denna del? (2p)
A: a) Pylorusmusklen och musculus sphincter ampullae hepatopancreaticae / sfinkter Oddi.
b) Sympatiska nervsystemet och thorakal ryggmärg (lateralhornet).

Q: Vid en svår leverskada såsom efter en svampförgiftning kan nivåerna av bilirubin öka i blodet på grund av nedsatt metabolism.
a) Redogör med substrat och produkter för hur bilirubin normalt hanteras i levern.
b) Beskriv också syftet med den aktuella reaktionen och hur produkten elimineras från hepatocyten. (2p)
A: a) bilirubin + 2xUDP-glukuronsyra → 2UDP + bilirubin-diglukoronid.
b) Produkten görs mer hydrofil genom modifieringen och utsöndras aktivt mot en koncentrationsgradient till gall-canaliculi.

Q: Redogör med text och figurer för hur en aktiverad fettsyra i mitokondriematrix kan metaboliseras till acetylCoA; samtliga substrat och produkter skall beskrivas (som alternativ till namn ange den kemiska strukturen); för redoxreaktioner skall även enzymnamn och coenzymer/cosubstrat anges. (3p)
A: acylCoA + FAD → trans-2-enoylCoA + FADH2 (enzymnamn: acylCoA-dehydrogenas),
trans-2-enoylCoA + H2O → 3-hydroxyacylCoA [enzymnamn: [2,3-transenoylCoA-] hydratas)],
3-hydroxyacylCoA + NAD+ → 3-ketoacylCoA (enzymnamn: 3-hydroxyacylCoAdehydrogenas),
3-ketoacylCoA + CoA ! acetylCoA + acylCoA(n-2C) [enzymnamn: thiolas].

Q: a) Beskriv cellcykelns huvudfaser, gärna med en bild.
b) Var i cellcykeln finns dess startpunkt?
c) Beskriv även vilka kontrollmekanismer cellen har för att säkerställa att cellcykeln fungerar optimalt.
d) Ange namn och ange även var i cellcykeln dessa kontroller utförs.
e) Hur lång tid tar normalt (i en vuxen kropp) en cellcykel? (4p)
A: a) G1, S (DNA-syntes), G2, M (separation av kromosomer, celldelning), G0 (vilofas).
b) Cellcykelns startpunkt är "restriction point" vid G1.
c) Cellcykeln har ett antal ”checkpoints” där cellen utför en kontroll av kvaliteten i cellcykeln.
d) Vid G1-checkpoint kontrolleras om miljön är gynnsam miljö. Vid G2/M-checkpoint kontrolleras om allt DNA har replikerats samt om miljön är gynnsam. Vid metafas-checkpoint kontrolleras att alla kromosomer är fastsatta i kärnspolen.
e) En cellcykel tar normalt ca 24 timmar.

Q: Det är känt att en viss nivå av fuktighet i såret främjar sårläkning.
Baserat på det som du har lärt dig under kursen, skapa en motiverad hypotes för vad vattnets roll i läkningen kan vara.
I ditt svar skall du inkludera viktiga strukturella och funktionella cellulära eller extracellulära komponenter som kan påverkas av fuktigheten och som behövs för sårläkningen. (4p)
A: Området utanför och mellan cellerna präglas först och främst av den vattenmiljö som alla levande celler befinner sig i. ECM (extracellulär matrix) är ett dynamiskt tredimensionellt nätverk bestående av komponenter som framställs och utsöndras lokalt av cellerna.
ECM fungerar som en sorts byggnadsställning som möjliggör tillväxt och rörelse av celler för att skapa tredimensionella strukturer och för att kunna kommunicera med varandra. För sin egen funktion kräver ECM vatten eftersom molekylerna i ECM inte fungerar utan vatten (jämför med torrt gelatin).
Den är även viktig i processer där kroppen reparerar eller omsätter sina vävnader. ECM består av fiberproteiner (kollagen och elastin) som ger matrix struktur och mekanisk hållfasthet samt förankrar celler.
Dessutom finns det proteoglykaner samt hyaluronsyra som binder joner och vatten och bildar en grundsubstans i det extracellulära rummet.
Glykoproteiner (som till exempel fibronektin) bidrar till strukturen och även förankrar celler. Dessutom är de viktiga för överlevnad, motilitet, proliferation och differentiering av celler

Q: Då upprepade mättningar av fasteblodglukos ej ger ett entydigt svar för att ställa diagnosen diabetes utför man ibland en per oral kolhydratbelastning.
Redogör med hjälp av ETT diagram innehållande TVÅ kurvor (grafer) för
a) hur glukoskoncentrationen i blodet normalt kommer att variera över tiden efter intaget av glukos såsom vid en glukosbelastning och
b) hur blodkoncentrationen kan förväntas att variera över tiden vid en glukosbelastning om patienten har diabetes. Storheter, enheter och sorter skall anges på axlarna.
c) Eventuella skillnader mellan de två graferna skall motiveras utifrån framförallt två uteblivna metabola effekter av insulin. (3p)
A: Diagrammet skall på X-axeln visa tiden i timmar eller minuter och på Y-axeln visa koncentrationen av blodglukos i mM. Fasteblodsocker skall vara 3-6 mM (normalt görs dock bara glukosbelastning vid osäkert frågeställning om diabetes när koncentrationen av blodglukos efter fasta ligger mellan 5,6 och 6,1 mM).
Normalkurvan skall uppvisa en maxkoncentration mellan 7-10 mM mellan 30-70 min och återgång till fastekoncentrationen av glukos efter ca 2 timmar.
Den andra grafen som skall illustrera koncentrationsförändringar vid diabetes, bör uppvisa en högre topp och en längre duration av förhöjda blodglukosvärden c) beroende på att den insulinmedierade glukosupptaget (GLUT 4) ej sker i skelettmuskulatur och fettväv samt att glukoneogenesen är ökad.

Q: Med utgångspunkt från glukos (intracellulärt);
a) redogör med hjälp av substrat och produkter samt enzym och coenzym/cosubstrat för bildningen av den aktuella sockeralkoholen.
b) Ange också namnet på det enzym som saknas i de vävnader som är speciellt känsliga för förhöjda intracellulära glukoskoncentrationer. (1.5p)
A: a) Glukos + NADPH + H+ → sorbitol + NADP+ (enzymnamn: aldosreduktas).
b) Sorbitoldehydrogenas.

Q: Med utgångspunkt från den bildade sockeralkoholen,
a) förklara hur den kan ge upphov till skador i vissa celler.
b) Med utgångspunkt från den beskrivna reaktionen i polyolvägen (föregående fråga) förklara hur ökat flöde av substrat via denna väg kan ge upphov till ökad oxidativ stress genom att tillgången på en specifik substans minskar. (2.5p)
A: a) ackumulation av sockeralkoholen sorbitol, som har många hydroxylgrupper, leder till osmotisk ansamling av vatten och svullna dysfunktionella celler.
b) aldosreduktas kräver som coenzym NADPH; enzymet glutationreduktas som reducerar glutation kräver också NADPH som coenzym. Enzymet glutationperoxidas som bryter ned syreradikalen väteperoxid kräver glutation i reducerad form.

Q: Med utgångspunkt från ett serinproteas redogör för vilka fyra funktionella/strukturella enheter som måste finnas i aktiva sätet hos denna klass av enzymer liksom i många andra enzymer. (2p)
A: "Ospecifika” bindningsställen som känner igen att substratet är ett protein, substratigenkänningsficka som tillför ytterligare bindningsställen och identifierar efter vilken/vilka aminosyror som ett specifikt proteas skall klyva efter, katalytisk triad (Ser, His, Asp) där Ser är katalytiskt aktiv, oxianjonficka som stabiliserar det tetraediska övergångsstadiet med hjälp av vätebindningar.

Q: Beskriv med två olika schematiska skisser uppbyggnaden och organisationen av en klassisk fosfolipid som
a) fosfatidylkolin samt en mera ovanlig
b) sfingomyelin. Ange specifikt vilka strukturella skillnader som finns mellan de två fosfolipiderna? (2p)
A: Glycerolstomme substituerad med två acylgrupper (esterbindningar) samt en fosfatgrupp (fosfoesterbindning); fosfatgruppen binder i sin tur med en fosfoesterbindning alkoholen kolin. I sfingomyelin har glycerol ersatts med en serinrest och acylgruppen som sitter på kol 1 är ett derivat av palmitinsyra till skillnad från fosfatidylkolin då det kan vara en godtycklig fettsyra, oftast mättad.
Sfingomyelin:
[Se Ferrier fig. 17A respektive fig.17.4.]

Q: I samband med sårläkningen aktiveras fibroblaster som producerar kollagen (typ 1).
a) Redogör med hjälp av strukturnivåer, sammanhållande krafter samt modifierade aminosyror för kollagen typ1s uppbyggnad (tropokollagen).
b) Beskriv också vilken betydelse som askorbinsyra (C-vitamin) har för bildningen av ett dragtåligt och stabilt kollagen. (3p)
A: a) Primärstruktur: cirka 300 repetitiva tripletter bestående av Gly-X-Y där X ofta [10- 15%] är Pro och Y ofta är Hyp [5-10%] eller Hyl [1-2%].
Sekundärstruktur: kollagenhelix (vänstervriden helix med tre aminosyror/varv).
Tertiärstruktur: fiberformad.
Kvartenärstruktur: tre subenheter tvinnade i högervarv. Sammanhållande krafter i kvartenärstrukturen hydrofob interaktion mellan alla Gly-rester. Vätebindningar mellan hydroxylerade aminosyror.
b) Ascorbat (C-vitamin) behövs som coenzym för att reaktivera enzymerna prolinhydroxylas och lysoloxidas som oxideras i katalysen.

Q: Katekolaminer såsom hormonet adrenalin (A) bildas från aminosyran tyrosin (Tyr).
Med utgångspunkt från tyrosin, redogör med hjälp av substrat och produkter samt coenzym för bildningen av dessa katekolaminer inklusive slutprodukten adrenalin.
Som alternativ till enzymnamn beskriv med text vad som sker i reaktionen. (2p)
A: Tyr + O2 + THB → dopa + H2O + DHB [enzymnamn: tyrosinhydroxylas],
dopa → dopamin (DA) + CO2 [enzymnamn: dopamindekarboxylas],
DA + O2 + C-vitamin/ascorbat → noradrenalin (NA) + dehydroascorbat + H2O [enzymnamn: DA-β-hydroxylas],
NA + SAM → A + SAH [enzymnamn: fenyletanolamin-N-metyltransferas].

Q: Med utgångspunkt från homocystein, som kliniskt mäts vid olika frågeställningar, redogör med hjälp av substrat och produkter (inklusive nukleotider) samt enzym och coenzym för bildningen av den förening som utgör metyldonator i många metyleringsreaktioner såsom vid metylering av histoner.
Som alternativ till enzymnamn beskriv med text vad som sker i reaktionen. (2p)
A: homocystein + N5-metyl-THF → metionin + THF (enzymnamn: metioninsyntas som kräver ett vitamin B12-derivat [metylcobalamin] som coenzym),
metionin + ATP → SAM + Pi + PPi (enzymnamn: metioninadenosyltransferas).

Tarmmotilitet åstadkoms med hjälp av muskulatur i tarmväggen och det enteriska nervsystemet.
a) Klargör med en figur med kompletterande text hur tarmväggen är uppbyggd i tunntarmens ileum.
b) Ange samtliga lager och deras underavdelningar.
c) Namnge olika nervplexa som styr tarmmotilitet och ange tydligt i vilken del av respektive lager man hittar dessa. (2p)

Q: En massperistaltisk våg uppträder i colon ofta kort efter att en måltid intagits. Beskriv vad en massperistaltisk våg är samt hur den uppkommer.
Från vilken del av magtarmkanalen utlöses den? Vilken nerv förmedlar informationen? Vilken funktion har denna rörelse? (4p)
A: När föda når ventrikeln tänjs denna ut varvid tryckreceptorer aktiveras. N. vagus förmedlar denna aktivering (via en s.k. lång tarmreflex) av colon. Colons peristaltik ökar då kraftigt och förflyttar innehållet från colon ner mot rectum.
Denna s.k. massperistaltiska våg syftar till att snabbt förflytta innehållet i colon och göra plats för nytt tarminnehåll från tunntarmen.

Q: Redogör med angivande av samtliga substrat och produkter samt enzymnamn för bildningen av ATP med utgångspunkt från kreatinfosfat. (1p)
A: kreatinfosfat + ADP → kreatin + ATP (enzymnamn: kreatinkinas)

Q: Med utgångspunkt från glykogen i skelettmuskulatur, redogör med angivande av samtliga substrat och produkter för de cytosolära reaktioner som leder fram till och med bildningen av en ATP-molekyl i cytosolen.
Enzymnamn skall endast anges för den initiala reaktionen i glykogenolysen samt de reaktioner som involverar nukleotider och redoxreaktioner. (5p)
A: glykogen(n) + Pi → glykogen(n-1) + glukos-1-fosfat (enzymnamn: glykogenfosforylas [GF]),
glukos-1-fosfat → glukos-6-fosfat,
glukos-6-fosfat → fruktos 6-fosfat,
fruktos-6-fosfat + ATP → fruktos-1,6-bisfosfat + ADP (enzymnamn: fosfofruktokinas 1),
fruktos1,6-bisfosfat → glyceraldehyd-3-fosfat + DHAP,
DHAP → glyceraldehyd-3-fosfat,
2x
glyceraldehyd-3-fosfat + Pi +NAD+ → 1,3-BPG + NADH + H+ (enzymnamn: glyceraldehyd- 3-fosfatdehydrogenas),
1,3-BPG + ADP → 3-fosfoglycerat + ATP (enzymnamn: 3 fosfoglyceratkinas).

Q: a) Beskriv med hjälp av en figur och kompletterande text signaltransduktionsmekanismen för adrenalin (från typ av receptorprotein till och med aktivering av det enzym som bryter de vanligaste bindningarna i glykogen).
b) Redogör också för hur kalciumjoner kan aktivera nedbrytningen av glykogen. (4p)
A: a) Adrenalin binder i skelettmuskulatur till en 7-TM-receptor, som intracellulärt interagerar med ett GDP-bindande trimert G-protein. Då subenheten Gα byter ut GDP mot GTP dissocierar den GTP-bindande subenhet Gα, som aktiverar ett membranbundet adenylatcyklas. Adenylatcyklas omvandlar ATP till cAMP + PPi. cAMP aktiverar det tetramera och inaktiva enzymet PKA genom att binda till de regulatoriska subenheterna vilket leder till att de två katalytiskt aktiva subenheterna av PKA dissocierar och fosforylerar glykogenfosforylaskinas (GFK); GFK fosforylerar i sin tur glykogenfosforylas
[som genom fosforolys klyver α(1→4) bindningarna i glykogen med hjälp av Pi].
b) Kalciumjoner, som frisätts i samband med muskelkontraktioner, kan binda till calmodulin som är en av fyra subenheter i GFK vilket leder till en alloster partiell aktivering av GFK.

Q: En viktig fas under embryonal utveckling är blastocysten.
Beskriv kortfattat strukturen för blastocysten. Namnge de viktigaste celltyperna i blastocysten, samt vad som bildas ur respektive celltyp. (2p)
A: Blastocyst är en multicellulär struktur som består av ett hålrum samt två celltyper.
Den inre cellmassan i blastocysten [embryoblasten] består av pluripotenta stamceller, vilka bildar själva embryot.
Den yttre cellmassan [trofoblasten] bildar extraembryonal vävnad samt embryots del av placentan.

Q: Vissa celler i människokroppen är haploida. Definiera begreppet "haploid", och ange var och när haploida celler förekommer. (1p)
A: Haploida celler är celler med en enkel kromosomuppsättning. Könscellerna (gameterna), det vill säga äggcellerna och spermatocyterna, är haploida.
[Äggcellerna genomgår den sista fasen av meios först efter fertiliseringen.]

Q: Hydroxyurea, som använts i samband med behandling av cancer och vid behandling av sickelcellanemi, hämmar enzymet ribonukleotidreduktas (RNR).
a) Redogör med hjälp av substrat och produkter (strukturformler) samt cosubstrat/coenzym för den generella reaktion som katalyseras av RNR.
b) Med hjälp av substrat, produkter, cosubstrat samt enzymnamn, redogör också för den reaktion som krävs för att RNR skall kunna regenereras. (2p)
A: ribonukleosiddifosfat + tioredoxin (2SH; reducerad form) → deoxyribonukleotiddifosfat + tioredoxin (S-S; oxiderad form) + H2O,
tioredoxin (S-S; oxiderad form) + NADPH + H+ → tioredoxin (2SH; reducerad form) + NADP+ (enzymnamn: tioredoxinreduktas).
[För strukturformler se Ferrier Biochemistry fig. 22.12]

Q: Vid till exempel en svampförgiftning ökar koncentrationen av två skademarkörer (ALAT och bilirubin) i blodet vid olika tidpunkter (se bilden).
a) För var och en av dessa skademarkörer beskriv en specifik reaktion där respektive markör normalt är involverade; de valda reaktionerna skall beskrivas med hjälp av substrat och produkter samt genom att beskriva med ord vad som sker i den aktuella reaktionen.
b) Förklara ur ett patofysiologiskt perspektiv de stora tidsskillnader varmed de två skademarkörerna återfinns i blodet. (3p)
A: a1) alanin + α-ketoglutarat → pyruvat + glutamat (enzymnamn: alaninaminotransferas katalyserar överförandet av Alas aminogrupp till den aktuella α-ketosyran),
a2) bilirubin + 2UDP-glukoronsyra → 2UDP + bilirubindiglucoronid (enzymet, ett transferas överför två glukoronsyra till bilirubin för att göra det vattenlösligt).
b) Tidsskillnaden mellan de två skademarkörerna förklaras av att ALAT omedelbart läcker ut från enskilda skadade celler medan levern som organ har en stor reservkapacitet vad avser bildningen av bilirubindiglucoronid och först då större delen av levern är förstörd kommer bilirubinhalten i blodet att öka.

Q: Spjälkning av intagen föda börjar redan i munhålan genom enzymer i saliven. Nämn en spottkörtel och ange genom vilken nerv dess salivutsöndring stimuleras. (1p)
A: Något av alternativen nedan:
•Gl. parotis/parotideus - N. glossopharyngeus (N. petrosus minor)
•Gl. submandibularis - N. facialis (chorda tympani)
•Gl. sublingualis - N. facialis (chorda tympani)

Q: Den nedre magmunnen kontrollerar utflödet av magsäcksinnehåll till tolvfingertarmen, där intagen föda exponeras för flera viktiga komponenter i matspjälkningen till exempel bukspott innehållande enzymer.
a) Namnge den huvudsakliga utförsgången genom vilken bukspottkörteln utsöndrar sitt innehåll i tolvfingertarmen, samt namnge öppningen genom vilken utsöndringen sker.
b) Namnge den anatomiska struktur som reglerar utflödet i fråga a)?
c) Namnge den huvudartär (gren från aorta) som försörjer bukspottkörteln med blod. (2p)
A: a) Ductus pancreaticus major via papilla duodeni major (Vateri).
b) Sphincter Oddi/musculus sphincter ampulla hepatopancreatica.
c) Huvudsakligen Truncus coeliacus, till mindre del även A. Mesenterica superior.

Q: a) Beskriv kortfattat den väg i cellen som proteinerna tar vid sekretion (från ribosomer till slutdestinationen, alltså utanför cellen). Namnge de viktigaste cellulära strukturerna som ingår i denna väg.
b) Redogör för skillnaden mellan konstitutiv och reglerad sekretion. (4p)
A: a) Syntesen av proteinerna sker med hjälp av ribosomer förankrade vid ER (granulärt ER). Från ER transporteras proteinerna med vesiklar till cis-Golgi, sedan genom Golgistacken till trans-Golginätverket där de sorteras in i sekretoriska vesiklar, som sedan fuserar med plasmamembranet.
b) Konstitutiv sekretion sker kontinuerligt. Vid reglerad sekretion ansamlas och anrikas specifika proteiner i sekretoriska vesiklar som sedan utsöndras vid en given specifik signal.

Q: Ett viktigt steg i upptaget av fett i tunntarmen är emulgering, vilket sker med hjälp av galla.
Beskriv gallans väg från lagringsplats till den gemensamma utförsgången med bukspottkörteln med angivande av anatomiska strukturer (på latin). (1p)
A: Gallblåsa (vesica fellea) - ductus cysticus + ductus hepaticus communis - ductus choledochus - går ihop med ductus pancreaticus major och töms sedan i tolvfingertarmen.

Q: När du äter en fettrik måltid, kommer matspjälkningssystemet bryta ned födan till mindre komponenter, som kan tas upp i blodet. Lipider sönderdelas med hjälp av gallsalter och enzym (lipas) som kommer från gallblåsan respektive pankreas. Klargör med text och figur hur följande två organ ser ut på mikroskopisk nivå.
a) Gallblåsa.
b) Pankreas.
Svaret skall innehålla ett klargörande av olika celltyper, epiteltyper, vägglager (skall namnges), förekomst av körtlar samt andra karakteristika. (4p)
A: a) Gallblåsa: Gallblåsan består av fyra vägglager:
1. Lamina epithelialis;
2. Lamina propria (1 + 2 är delar av tunica mucosa);
3. Tunica muscularis externa och
4. Tunica adventitia.
Sålunda saknas: a) lamina muscularis mucosae och b) tela submucosa. Karakteristiskt är den kraftigt veckade slemhinnan med högt enkelt cylindriskt epitel (ytstruktur: mikrovilli). Veckbildningarna är ofta så kraftiga och vindlande att hålrum syns i snittet (Rokitansky-Aschoff sinus). Bägarceller saknas liksom körtlar och härigenom skiljer sig preparatet från tarmpreparat.
b) Pankreas: Pankreas är en kompakt, loberad körtel omgiven av bindväv.
Pankreas består av en exokrin och en endokrin del.
De exokrina serösa körtelcellerna ligger i ändstycken. Apikalt är cellerna fyllda med rödfärgade zymogengranula. Runda kärnor basalt. Kärnor centralt i acini tillhör de centroacinära cellerna.
Langerhans cellöar (endokrina delen av pankreas) framträder tydligt som grupper av ljusare färgade celler. I den interlobulära bindväven kan man se kärl och nerver.

Q: Med utgångspunkt från den aktiverade lipidkomponenten som härstammar från ovan nämnda lipoproteinpartiklar redogör med hjälp av substrat och produkter (strukturformler eller namn) samt enzymnamn för redoxreaktioner (alternativt beskriv vad som sker i reaktionen) för den katabola processen som sker i mitokondriematrix och går under benämningen β-oxidation. (3p)
A: acylCoA(n) + FAD → 2,3-trans-enoylCoA + FADH2 (enzymnamn: acylCoAdehydrogenas),
2,3-trans-enoylCoA + H2O → 3-hydroxy-acylCoA,
3-hydroxy-acylCoA + NAD+ → 3-keto-acylCoA + NADH + H+ (enzymnamn: 3-hydroxyacylCoA- dehydrogenas),
3-keto-acylCoA + CoA → acylCoA(n-2C) + acetylCoA

Q: Med utgångspunkt från den aktiverade slutprodukten som bildas i β-oxidationen (se föregående fråga) och som kan användas som substrat i citronsyracykeln (TCA-cykeln),
a) redogör med en summaformel för vad som nettomässigt sker med kolen från denna produkt i TCA-cykeln och vilka reducerade coenzymer (som kan användas för oxidativ fosforylering) som bildas i TCA-cykeln från denna produkt.
b) Beskriv med substrat och produkter samt enzymnamn en valfri redox-reaktion i TCA-cykeln, samt
c) redogör för hur den regleras och hur det kan leda till utflöde av citrat till cytosolen. (3p)
A: a) acetyl CoA + 3NAD+ + FAD → 2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + CoA.
b) isocitrat + NAD+ → NADH + H+ + CO2 + α-ketoglutarat (enzymnamn: isocitratdehydrogenas). Reaktionen hämmas av NADH vilket leder till ansamling av isocitrat och därmed omvandlingen av citrat till isocitrat.

Q: Med utgångspunkt från etanol redogör med hjälp av substrat och produkter (namn eller strukturformler) samt enzymnamn och coenzym/cosubstrat för metabolismen av etanol till en aktiverad tvåkolsförening som kan fungera som substratmolekyl för till exempel fettsyrasyntas, men också för acetylCoA-karboxylas samt vissa histonmodifierande enzymer. (3p)
A: etanol + NAD+ → etanal + NADH + H+ (enzymnamn: alkoholdehydrogenas),
etanal + NAD+ + [H2O] → etansyra (ättiksyra) + NADH + H+ (enzymnamn: aldehyddehydrogenas),
etansyra + CoA + ATP → acetylCoA + AMP + PPi (enzymnamn: acetylCoA-syntetas).

Q: a) Beskriv kortfattat vad en "transkriptionsfaktor" är.
b) Redogör för de viktigaste intracellulära molekylärgenetiska mekanismerna som cellen använder för att reglera genuttryck/aktivitet. Rita gärna en bild.
c) Vilket av dessa olika sätt är det allra viktigaste sättet att styra en gens aktivitet? (5p)
A: a) Transkriptionsfaktorer är proteiner som känner igen vissa sekvenser vid en promotor och därmed reglerar transkriptionsaktiviteten.
b) De viktigaste sätten att reglera genaktivitet är:
Transkriptionell kontroll: Olika kombinationer av transkriptionsfaktorer påverkar hur effektivt en gen transkriberas,
c) ..och utgör det viktigaste sättet att reglera genaktivitet.
Förändringar/modifieringar i kromatinet (histoner/DNA) styr genuttrycket.
RNA-processningsmaskineriet: RNA-modifiering (cappning/polyadenylering) påverkar hur mycket mRNA som transporteras ut i cytoplasman, och hur mycket som translateras och bryts ner.
mRNA-nedbrytning: mRNA kan brytas ner om det inte är korrekt modifierat (cappat och/eller polyadenylerat), eller korrekt splitsat. Felaktig splitsning kan resultera i stopkodon i mRNA som gör att mRNA inte kan translateras. [Ett felaktigt splitsat mRNA saknar s.k. exon-exon junction-proteiner (EJC) som annars markerar att mRNA:t är korrekt splitsat. mRNA kan även brytas ned med hjälp av s.k. miRNA (binder mRNA) och RISC proteiner (”RNAinducing silencing complex”).]
Translationskontroll: initieringsfaktorer kan fosforyleras och blockera translation; miRNA kan förhindra translation.
Post-translationell processning och kontroll: Protein veckas, modifieras (fosforylering), ubiquitineras (protein-nedbrytning/degradation).

Q: Med hjälp av den bifogade bildsidan (bilderna A-D) och dina kunskaper om den mikroskopiska anatomin i matsmältningskanalen skall du besvara följande frågor:
A: Bilden visar en del av tunntarmen. För att peristaltisk motorik skall kunna fungera normalt i tunntarmen spelar det enteriska nervsystemet, en del av det autonoma nervsystemet, en avgörande roll. Vad kallas det nervplexus, ofta med synliga nervcellskroppar, som man hittar i det med rektangel markerade området?
B: Vad kallas de celler (markerade med pilar) innehållande acidofila (röda) granula, som man hittar i basen av tunntarmens körtelrör (Lieberkühns kryptor)?
C: De med pilar markerade vecken bidrar till att öka tunntarmens yta. Dessa strukturer ses även i den övre delen av bild A. Vad kallas dessa veck/strukturer?
D: I vilket lager av tunntarmsväggen hittar man de med rektangel markerade körtlarna? Ange så detaljerat som möjligt. (2p)
A: A: Auerbachs plexus (= plexus myentericus) finns mellan det inre cirkulära och yttre longitudinella muskellagret i tunica muscularis externa.
B: Paneths celler. Granula innehåller substanser, bl. a. olika !- defensiner, som deltar i det antimikrobiella försvaret och immunförsvaret.
C: Plica circulares.
D: Brunners körtlar i duodenum hittar man i tela submucosa.

Q: Mikrovilli är en viktig struktur som behövs för tunntarmens funktion. En viktig del av den utgörs av en specifik typ av element i cytoskelettet.
Ange vilken typ av cytoskelettet det handlar om, samt ge ytterligare två exempel på viktiga funktioner eller strukturer i cellen där just denna typ av molekyl används (rita gärna). (3p)
A: Mikrovilli innehåller buntar av korslänkade aktinfilament, som ger mikrovilli deras strukturella kärna. Dessa förankras i adhesionsbältet.
Aktin har många funktioner i cellen: till exempel cellrörelse och muskelkontraktion, cellens morfologi, stabilisering av membran, celldelning och cytoplasmatisk ”streaming”.

Q: Innehållet i tarmen flyttas framåt i tarmen med hjälp av rytmiska peristaltisk muskelrörelse. Ange vilken del av cytoskelettet som är inblandad i muskelrörelse samt namnge motsvarande motorprotein. (1p)
A: Aktin och Myosin

Q: Beskriv hur den peristaltiska vågen uppkommer i tunntarmen (specifikt interaktionen mellan muskler och enteriska nervsystemet). (1p)
A: Innehållet i tarmen tänjer ut tarmväggen och aktiverar mekanoreceptorer som via enteriska nervsystemet leder till kontraktion av det cirkulära muskellagret och relaxation av longitudinella muskellagret bakom tarminnehållet.
Samtidigt, framför tarminnehållet, relaxeras den cirkulära muskulaturen medan den longitudinella muskulaturen kontraheras. Detta skeende upprepas växelvis över ett längre tarmsegment och driver innehållet i anal riktning.

Q: a) Beskriv vilken typ av sensorer som kan ”känna av” födans kvantitet (mängd) och kvalitet (innehåll) i duodenum och som leder till hämning av ventrikelns tömning till duodenum?
b) Ange vilken typ av föda som ger snabbast respektive långsammast tömning av ventrikeln.
c) Redogör för hur pankreas exokrina sekretion påverkas av de kemiska egenskaperna samt de olika beståndsdelarna i innehållet som töms från ventrikeln till duodenum. (3p)
A: a) Mekanoreceptorer, kemoreceptorer, osmoreceptorer och smärtreceptorer signalerar via lokala reflexbågar samt afferenter till centrala nervsystemet som i sin tur kan hämma motorik och tömning av ventrikeln i c:a 40-50 sekunder.
b) Snabbast kolhydrater, därnäst protein och långsammast fett.
c) I duodenum aktiverar lågt pH, fett och proteiner mekanosensorer, kemoreceptorer, osmoreceptorer eller smärtreceptorer. Kemoreceptorer känner av pH som framför allt ökar pankreas vätekarbonatsekretion och mucinmängd. Denna aktivering förmedlas dels av n. vagus samt genom frisättning av sekretin till blodbanan. Fett och proteiner ökar framför allt den enzymatiska sekretionen från pankreas som aktiveras efter frisättning av cholecystokinin (CCK).

Q: Redogör med hjälp av figur(er) och kompletterande text för digestionen av triacylglyceroler (TAG) och kolesterylestrar (CE) i tunntarmen och absorptionen av de olika nedbrytningsprodukterna till och med att dessa återfinns i tarmepitelet (enterocyterna).
Redogörelsen skall omfatta olika enzymer, hjälpproteiner och hjälpmolekyler som behövs för ändamålet och intermediärer samt absorptionsprinciper. (4p)
A: Stora aggregat av lipider (TAG och CE och andra lipider) når från magen duodenum. Via gallgången sker ett inflöde av gallsalter och fosfolipider som kommer att fungera som emulgeringsmedel och tränga in mellan lipiderna och skapa miceller d.v.s. små aggregat av lipider omgivna av gallsalter och fosfolipider.
Från pankreas kommer också olika lipaser (pankreaslipas, kolesterylesteras, fosfolipas A2) och colipas. Colipas aktiveras genom klyvning av trypsin och binder till pankreaslipas och därmed förankra enzymet till lipiddroppen. TAG bryts huvudsakligen ned till fria fettsyror och 2-MAG, i viss utsträckning med kolesterylesteraset till glycerol. CE klyvs till kolesterol och fri fettsyra och de dietära fosfolipiderna tappar sina fettsyror. Micellen med nedbrytningsprodukterna rullar efter tarmväggen och lipiderna absorberas genom fri diffusion och/eller genom FATP (fettsyror), eller speciella kolesteroltransportproteiner (NPC-1-L1).

Q: Cholecystokinin (CCK) är ett viktigt peptidhormon som frisätts från I-celler i tunntarmen. Ange två effekter som CCK har på matsmältningskanalen och dess accessoriska organ och som är relevant vad avser nedbrytning och absorption av dietärt fett. (1p)
A: CCK kontraherar gallblåsan, stimulerar utsöndringen av enzymer från pankreas, relaxerar sfinkter Oddi och underlättar därmed tömningen av sekret från den gemensamma pankreas-gallgången till duodenum.

Q: I enterocyterna återbildas triacylglyceroler och kolesterylestrar. Redogör för dessa molekylers fortsatta öde, inklusive hur de transporteras och vad som behövs för ändamålet, till och med att de återigen återfinns som molekylära komponenter i fettväv och/eller lever. (4p)
A: I enterocyterna kapslas TAG och CE och övriga lipider in i en vattenlöslig lipoproteinpartikel (pre-kylomikron). Lipiderna bildar en hydrofob kärna i kylomikronpartikeln som omsluts av ett enkelt skikt av fosfatidylkolin och en molekyl apolipoprotein (apo) B48.
Via lymfan når kylomikronpartikeln cirkulationen där den får ytterligare två apolipoproteiner (CII och E) från HDL varvid den mogna kylomikronpartikeln bildas. Kylomikronpartikeln kommer med hjälp av apoCII aktivera lipoproteinlipas (LPL) framförallt i fettvävens endotel.
LPL klyver TAG-molekyler till glycerol och fria fettsyror – de senare absorberas framförallt i fettväv. Apo CII återlämnas till HDL och en kylomikronåterstod (”remnant”) innehållande små kvarvarande mängder av TAG samt kolesterylestrar. Dessa kommer via ApoE-igenkännande receptorer att upptas i levern med hjälp av endocytos för fortsatt nedbrytning till molekylära komponenter.

Q: Ett välfungerande enterohepatiskt kretslopp är viktigt för absorptionen av lipider och för att man ej skall drabbas av steatorré. Redogör med en skiss och kompletterande text för det enterohepatiska kretsloppet och varför det behövs. Beskriv också hur tarmbakterier kan påverka funktionaliteten i detta kretslopp. (2p)
A: Under ett dygn behövs cirka 15-30g av gallsalter för att understödja lipiddigestionen (micellbildningen).
Den totala poolen av gallsalter är dock endast 3-5g vilket medför att gallsalterna måste återanvändas för att fylla detta behov. Gallsalter såsom glycocholsyra och glycochenodexoxycholsyra är derivat av kolesterol som hydroxylerats och konjugerats med aminosyran glycin. I tarmen finns det bakterier som dehydroxylerar och dekonjugerar gallsalterna vilket gör dem mindre effektiva som emulgeringsmedel för dietärt fett.
Efter det att lipiderna absorberats i tarmen kvarstår gallsalter i olika former och dessa återabsorberas huvudsakligen via sekundär aktiv transport i distala ileum eller genom fri diffusion. Efter absorption återfinns de olika formerna av gallsyror/gallsalter i v. portae och tas sedan upp i levern för att återigen modifieras genom konjugering eller sulfatering (förhindrar återabsorption i ileum) och leder till elimination genom faeces.

Q: För att ta in till exempel aminosyror använder celler ofta aminosyratransportörer. Ange vilken typ av molekyler (kemiska egenskaper) som inte kan diffundera genom cellmembranet och därmed kräver särskilda transportmekanismer in i celler.
Beskriv tre olika sorters transportprinciper (huvudtyper av transport). Vidare, ge ett exempel på en specifik transportmekanism. (4p)
A: Polära molekyler och joner kan inte diffundera genom cellmembranet, och måste därför transporteras.
Uniport, symport och antiport. Uniport underlättar transport av ett löst ämne över ett membran i koncentrationsgradientens riktning. Symport tar in minst två lösta ämnen varav minst en vandrar i koncentrationsgradientens riktning vilket därigenom driver transporten. Antiport tar minst två lösta ämnen över membranet i olika riktningar. Minst ett av dessa lösta ämnen som transporteras över membranet går med sin koncentrationsgradient.
Exempel på symport är Na-glukostransportören/Na-aminosyratransportörer i tarmen som transporterar glukos och natrium resp. aminosyror och natrium in i epitelcellen. Koncentrationsgradienten av natrium driver intransporten av glukos (mot glukos egen koncentrationsgradient) resp. aminosyror.

Q: a) Genom vilket blodkärl transporteras venöst blod innehållande näringsämnen från tunntarm till lever?
b) Via detta stora blodkärl erhåller levern även blod innehållande slaggprodukter från ett annat organ. Namnge detta organ.
c) Via vilket blodkärl (gren från truncus coeliacus) erhåller levern sitt arteriella blod?
d) Strukturerna i a) och c) löper inuti ligamentum hepatoduodenale tillsammans med en tredje viktig struktur, vilken? (2p)
A: a) Vena portae/portvenen
b) mjälten/lien/splen;
c) a. hepatica propria (även a. hepatica communis accepteras);
d) gallgången/ ductus choledochus.

Q: Tjocktarmscancer är en av de vanligaste cancerformerna som drabbar både män och kvinnor. För framgångsrik behandling krävs i regel kirurgi på ett tidigt stadium. Tjocktarmens olika delar är olika rörliga beroende på hur fast förankrade de är i bukväggen, vilket beaktas vid planeringen för ett kirurgiskt ingrepp.
a) Ponera att cancern antingen sitter vid position A) eller B), se bilden. Vilken av dessa delar (markerat med A eller B) av tarmen har mest organrörlighet? (OBS avser ej peristaltisk rörelse.)
b) Beskriv kort hur denna skillnad i organrörlighet uppkommer.
c) Vilka blodkärl förser de två markerade delarna av tjocktarmen med arteriellt blod. (2p)
A: a) Positionen markerad med A (colon transversum) är mest rörlig.
b) De delar som har ett mesenterium eller är intraperitonealt belägna är mer rörliga än delar/organ som saknar mesenterium eller är retroperitonealt belägna.
c) A. mesenterica superior för A, a. mesenterica inferior för B.

Q: Dubbelsträngade skador i DNA är bland de allvarligaste typerna av DNA-skador. Redogör för mekanismen för de två vanligaste sätten att reparera dubbelsträngade skador i DNA samt ange ett exempel på en vanlig orsak till dubbelsträngade DNA-brott. Förklara även vad konsekvenserna kan bli för enstaka celler om dessa ej förmår reparera dubbelsträngade brott korrekt. (4p)
A: Dubbelsträngade brott i DNA-kedjan repareras via två olika mekanismer: icke-homolog rekombination och homolog rekombination.
I icke-homolog rekombination ligeras fria ändar av DNA-molekyler. I processen förloras ofta nukleotider och därmed skapas en deletion i kromosomen.
Vid homolog rekombination används en homolog kopia av den drabbade DNAsträngen och kromosomsträngen kan repareras med hjälp av homolog rekombination. Den homologa kopian av DNA-strängen kan vara en systerkromatid vid replikation, en homolog kromosom eller även samma kromosom i fall DNA-brottet är i en del av kromosomen som är duplicerad på kromosomen.
Dubbelsträngade brott i DNA kan orsakas av till exempel radioaktiv strålning eller kemiska substanser.
Om cellen ej kan reparera dubbelsträngade brott korrekt, kan detta leda till att cellen genomgår apoptos, eller leda till (eller vara en del av) cancerutveckling.

Q: a) Redogör med hjälp av en summaformel (nettoformel) för den cytosolära delen av glykolysen under anaeroba betingelser med angivande av substrat och produkter (inklusive eventuella nukleotider och coenzym/cosubstrat).
b) Beskriv i detalj två av de reglerade reaktionerna i glykolysen med angivande av samtliga substrat och produkter. För vardera av dessa två reaktioner namnge en molekyl som reglerar processen allostert (ange dessutom om det sker på ett positivt [+] eller negativt [-] sätt). (3p)
A: a) glukos + 2ADP + 2Pi → 2 x laktat + 2ATP
b) det finns tre huvudreglerade reaktioner varav två skulle redogöras för i detalj:
b1) glukos + ATP → glukos-6-fosfat + ADP (alloster regulator: för glucokinas - fruktos-6- fosfat [-]; alternativt, för hexokinas – fruktos-6-fosfat [-]),
b2) fruktos-6-fosfat + ATP → fruktos-1,6-bisfosfat + ADP (exempel på allostera regulatorer: fruktos-2,6-bisfosfat, ADP, AMP [+] alternativt ATP, citrat samt H+ i s. muskel [-]),
b3) PEP + ADP → pyruvat + ATP (allostera regulatorer: fruktos-1,6-bisfosfat [+] alternativt Ala, ATP [-]).

Q: Med utgångspunkt från de strukturella skillnaderna mellan glukos, fruktos och 2- deoxyglukos (visa skillnaderna med strukturformler) ge en motiverad förklaring (kompletterande text) till varför 2-dexyglukos ej kan metaboliseras vidare av det första isomeraset i glykolysen. (2p)
A: För att glukos skall kunna isomeriseras till fruktos krävs att det sitter en hydroxylgrupp på kol 2; 2-deoxyglukos saknar denna hydroxylgrupp och kan därför inte metaboliseras vidare m.h.a. fosfoglucoisomeras.
[Se Ferrier Biochemistry (fig. 7.4) för skillnaden mellan glukos (aldos) och fruktos (ketos).]

Q: Med utgångspunkt från en monofosforylerad ketotrios som bildas i glykolysen, samt acylCoA och kolin, beskriv bildningen av fosfatidylkolin med hjälp av substrat, produkter, coenzym/cosubstrat och nukleotider samt enzymnamn enligt lärandemålen. (5p)
A: DHAP + NADH + H+ → glycerol-3-fosfat + NAD+ (enzymnamn: glycerolfosfatdehydrogenas),
glycerol-3-fosfat + acylCoA → lysofosfatidsyra (MAG-3P) (enzymnamn: acyltransferas),
lysofosfatidsyra + acylCoA → fosfatidsyra (DAG-3P) (enzymnamn: acyltransferas),
fosfatidsyra + H2O → DAG + Pi (enzymnamn: fosfatas),
aktivering av alkoholen
kolin + ATP + CTP → CDP-kolin + ADP + PPi (inget enzymnamn behövs),
DAG + CDP-kolin → fosfatidylkolin (FK/PC) + CMP (inget enzymnamn krävs)

Q: Med utgångspunkt från en monofosforylerad aldohexos, som bildas i glykolysen, beskriv bildningen av en aktiverad pentos som används för att nysyntetisera olika ribonukleotider.
Använd substrat och produkter (inklusive eventuella nukleotider) samt coenzym/cosubstrat för att beskriva bildningen av den aktiverade pentosen; enzymnamn skall enbart anges för enzymet som katalyserar bildningen av den aktiverade pentosen.
Beskriv också hur det aktuella enzymet regleras allostert. (3p)
A: glukos-6-fosfat + NADP+ + [H2O] → 6-fosfoglukonat + NADPH + H+,
6-fosfogluconat + NADP+ → ribulos-5-fosfat + CO2 + NADPH + H+,
ribulos-5-fosfat → ribos-5-fosfat,
ribos-5-fosfat + ATP → 5-fosforibosyl-1-pyrofosfat* (PRPP) + AMP (enzymnamn: PRPPsyntetas, aktiveras av Pi samt inhiberas av purinribonukleotider);
*andra produktnamn som visar att man förstått vilken aktiverad pentos som bildas godkänns också.

Q: Metotrexat och 5-Fluorouracil (5-FdUMP) är klassiska läkemedel som används mot olika tumörer och som påverkar bildningen av en essentiell komponent i DNA.
Redogör med hjälp av substrat och produkter samt coenzym/cosubstrat samt enzymnamn för de reaktioner som dessa två läkemedel inhiberar. (2p)
A: dUMP + N5,N10-metylentetrahydrofolat → dTMP + dihydrofolat (enzymnamn: tymidylatsyntas hämmas av 5-fluorouracil),
dihydrofolat + NADPH + H+ → N5,N10-metylentetrahydrofolat + NADP+ (enzymnamn: dihydrofolatreduktas hämmas av metotrexat).

Q: Redogör i detalj för de delar av insulins signaltransduktion som är gemensam för många av insulins olika effekter, från receptorprotein fram till och med ett kinas som i olika vävnader på olika sätt kan signalera vidare och då leda till bland annat GLUT4-rekrytering, aktivering av fosfataser, aktivering av fosfodiesteras, inhibering av glykogensyntaskinas (GSK), aktivering av mTOR m.m.
(OBS redogörelsen skall ej inkludera stegen i de exemplifierade speciella processerna som alla påverkas av det aktuella kinaset). (3p)
A: Insulin binder in till en färdigdimeriserad tyrosinkinasreceptor. Inbindningen leder till korsvis autofosforylering av "-domänerna intracellulärt.
Hela receptorn fungerar nu som ett kinas som katalyserar fosforylering av insulinreceptorsubstrat (IRS) på olika ställen: IRS + ATP → IRS-P + ADP.
Den fosforylerade formen av det aktuella proteinet känns nu igen av bland annat enzymet PI-3K som nu aktiveras och fosforylerar PIP2 → PIP3 i cellmembranet. PIP3 känns igen av Akt (PKB) som aktiveras av PDPK1 (PDK1).

Q: Redogör med angivande av substrat (en specifik valfri ROS) och produkter samt enzymnamn för en valfri sådan eliminationsreaktion. (1p)
A: a) Superoxidanjon (.O2 -) omvandlas med hjälp av enzymet superoxiddismutas (SOD) till väteperoxid (H2O2) och O2.
b) H2O2 omvandlas m.h.a. enzymet katalas till H2O och O2.
c) H2O2 kan med hjälp av två glutationmolekyler i reducerad form (G-SH) m.h.a. enzymet glutationperoxidas också omvandlas till vatten och oxiderat glutation (G-S-S-G).
[Se fig. 13.5 Ferrier Biochemistry.]

Q: Andningskedjan i mitokondrien anses vara en källa till bildning av ROS.
Redogör med figur och kompletterande text för andningskedjans subcellulära lokalisation, uppbyggnad och funktion och förklara hur den kan ge upphov till oxidativ fosforylering. (3.5p)
A: Fyra proteinkomplex i inre mitokondriemembranet, två mobila carriers coenzym Q mellan komplex I/II och III och cytokrom C mellan III och IV.
Elektronöverföring via redox-par i komplex I, III och IV leder till att dessa pumpar ut H-joner i det intermembranösa rummet; komplex II som är identiskt med succinat DH i TCA-cykeln kommer inte att pumpa några elektroner. I komplex IV överförs elektroner och väte till O2 under bildning av vatten. När vätejonerna strömmar tillbaks till matrix via det sofistikerade transportproteinet ATPsyntas genereras från 1 ADP + Pi →1 ATP/4 vätejoner som strömmar tillbaka.
[För att denna s.k. oxidativa fosforylering skall kunna ske måste Pi och ADP transporteras in till matrix.]
[Se fig. 6.8 och 6.13 Ferrier, Biochemistry.9

Q: Redogör med figur(er) och kompletterande text för den vuxna individens hemoglobinstruktur (HbA) med hjälp av olika proteinstrukturella begrepp.
Illustrera också i en figur hur den modifierade triosen, som fungerar som alloster regulator, interagerar med HbA. (2p)
A: HbA består av 4 subenheter (2α och 2β) som formar två dimerer (α och β) där subenheterna sinsemellan sitter hårdare bundna än dimererna till varandra.
Varje subenhet binder i en hydrofob ficka, genom komplexbindning till en proximal His, en hemgrupp (Fe2+ bindande till fyra modifierade pyrrolringar som formar ett plant hydrofobt skelett). Varje subenhet är uppbygg av åtta α-helixar.
Den allostera regulatorn 2,3-BPG binder till basiska aminosyrarester i β-subenheterna
(se Ferrier Biochemistry fig. 3.10) och underlättar därmed syrgasavgivandet (strukturen blir tätare).

Q: När en glykering av ett protein sker, är förutsättningarna ungefär desamma som när den linjära formen av glukos i en vattenlösning cykliseras (ringslutes) till sin pyranosform.
Beskriv med en figur och kompletterande text hur en aldohexos kan reagera med till exempel en aminogrupp på en proteinkedja (till exempel i HbA). (1p)
A: [I en vattenlösning gör hydroxylgruppen på det högst numrerade asymmetriska kolet i glukos en nukleofil attack på det partiellt positiva kolet i karbonylgruppen, varvid det bildas ett nytt asymmetriskt kol och glukosmolekylen ringslutes.] En aminogrupp kan på motsvarande sätt utföra en nukleofil attack på karbonylgruppen i glukos varefter det sker en omlagring [Amadori-omlagring] så att en kovalent bunden ketos bildas.
[Se fig. 7.6 och 3.15 i Ferrier, Biochemistry]

Q: Redogör med figur(er) och kompletterande text för proteoglykaners struktur (från enskilda byggstenar till uppbyggnad/organisation på makronivå).
Med utgångspunkt från någon av de olika molekylära byggstenarna ge ett specifikt exempel på en nödvändig substitution som den valda byggstenen normalt måste genomgå och förklara hur den angivna substitutionen ökar förmågan för att kunna binda vatten
(Ledtråd: ger upphov till ”turgor”) och som i samband med åldrandet sker i mindre utsträckning och därmed leder till minskad förmåga att binda vatten. (3p)
A: En proteoglykan (PG)-monomer är uppbyggd ungefär som en flaskborste/julgran där skaftet/stammen utgörs av ett protein. Till detta enda protein är stora mängder av glukosaminoglykaner (GAGs) bundna. Flera PGmonomerer bundna till hyaluronsyra bildar det stora PG-aggregatet som har en stötdämpande och smörjande effekt i olika vävnader.
GAGs är långa heteroglykaner uppbyggda av repetitiva sockerenheter där det ofta i varannan position sitter ett surt (-COOH) socker, och i den andra positionen ett aminosocker som ofta också är acetylerat. Dessutom är många GAGs ännu mer negativt laddade genom att de också är sulfaterade. Dessa stora mängder av negativ laddade grupper attraherar hydratiserade natriumjoner. När vävnaden utsätts för tryck pressas dessa natriumjoner och vattnet ut från PG men när trycket lättar så strömmar de hydratiserade natriumjonerna åter in mellan sockermolekylerna.
[Se fig. 14.3, 14.5 och 14.7 Ferrier Biochemistry]

Q: Redogör för aminosyran glutamins metabolism i njuren fram tills att dess aminogrupper återfinns i en vattenlöslig molekyl i urinen.
Ange i din redogörelse samtliga substrat (inklusive eventuella nukleotider), produkter samt coenzym/cosubstrat samt enzymnamn. (2.5p)
A: glutamin + H2O → glutamat + NH3 (enzymnamn: glutaminas),
glutamat + NAD+ [+ H2O] → α-ketoglutarat + NADH [+H+] + NH3 (enzymnamn: glutamatdehydrogenas),
2NH3 + 2H+ → 2NH4 +.

Q: Beskriv vad som avses med "epigenetiska" respektive "genetiska" förändringar i arvsmassan. Det finns två huvudtyper av epigenetiska ändringar - beskriv dessa kortfattat.
Förklara kortfattat hur miljöfaktorer genom epigenetiska förändringar kan påverka hur en gen används. (4p)
A: "Genetiska¨ förändringar = förändringar i DNA:ts nukleotidsekvens. “Epigenetiska” förändringar = förändringar i kromatinstrukturen (DNA och/eller protein) som inte påverkar DNA:ts nukleotidsekvens.
Epigenetiska förändringar sker
1) i kromatinets proteiner (histonerna), till exempel modifiering av histoner genom acetylering, metylering, ubiquitinering, fosforylering samt
2) i DNA:t, till exempel genom modifiering av enstaka DNA-nukleotider med en metylgrupp. Miljön påverkar genuttryck genom att förändra kromatinstrukturen (hur kromatinet packas) via epigenetiska förändringar i kromatinets histoner och/eller DNA (ex acetylering, metylering).
Dessa epigenetiska förändringar påverkar i sin tur andra genreglerande proteiner, till exempel transkriptionsfaktorer, vilket styr genuttrycket på transkriptionell nivå.

Q: a) Definiera begreppet "aneuploidi".
b) Namnge tre olika vanligt förekommande aneuploidier som uppstår tidigt under en människas utveckling.
c) Beskriv hur karyotypen (kromosomantal) ser ut hos dessa syndrom.
d) Förklara var och när aneuploidier kan uppstå, tidigt under en människas utveckling samt senare i livet.
e)Vilken typ av aneuploidi är vanligast hos barn som föds levande - fler eller färre kromosomer än vanligt?
Motivera ditt svar. (5p)
A: a) Aneuploidi handlar om att man har ett kromosomantal som avviker som från det vanliga, så att det finns fler eller färre av en kromosom.
b+c) Tre exempel på aneuploidier är Turners syndrom (X0), Downs syndrom (trisomi-21) och Klinefelters syndrom (XXY).
d) Aneuploidier kan uppstå under meiosen, genom så kallad meiotisk non-disjunktion, och senare i livet genom kemisk påverkan på kromosomer, eller när cellerna inte förmår reparera kromosomskador korrekt.
e) Aneuploidier med monosomi är oftare letala jämfört med trisomier och leder till spontanabort. Troligen kan cellerna lättare kompensera för övertalighet av gener än för bristen av gener. Dessutom är olika typer av aneuploidier med könskromosomer mer sällan letala än aneuploidier med somatiska kromosomer.

Q: Gallblåsan (lat. vesica fellea eller vesica biliaris) fungerar som en tillfällig lagringsplats för galla. Gallblåsans vägg är relativt tunn jämfört med matstrupens, magsäckens och tarmarnas vägg. Vilka två lager saknas i gallblåseväggen?
Ange utförlig och korrekt nomenklatur. (1p)
A: Gallblåsans vägg saknar:
• Lamina muscularis mucosae;
• Tela submucosa.

Q: Beskriv cellkärnans form och lokalisation i serösa respektive mukösa körteländstycken? (1p)
A: I serösa körteländstycken ses en relativt rund cellkärna som ligger lätt basalt förskjuten, medan i mukösa körteländstycken ses en tillplattad cellkärna kraftigt basalt förskjuten.

Q: Vilken struktur ger upphov till somiter i embryot? När under embryoutveckling bildas somiter? Ange två exempel på strukturer som somiter ger upphov till. (2p)
A: Somiter bildas från paraxiala mesodermet, från andra halvan av vecka tre till ca dag 30 under embryonalutveckling. Somiter ger upphov till ryggrad, revben, bröstben, muskler och underhud.
[Godkänns även sklerotom, myotom och dermatom].