Repetition: Respiration, cellbiologi

Vad är respirationssystemets huvuduppgifter?

Ventilation
-Transport fram och tillbaka mellan atmosfären och alveolerna

-Inspiration: inandning

-Exspiration: utandning

Gasutbyte

-Gasutbyte mellan alveoler och lungkapillär: Syre diffunderar från alveoler till lungkapillärer, koldioxid diffunderar i motsatt riktning.

-Gastransport i blodet: transport av syre och koldioxid i blodet, i blodet med hjälp av hemoglobin.

-Gasutbyte mellan vävnadskapillär och celler: Syre diffunderar från vävnadskapillärerna ut till cellerna, och koldioxid i motsatt riktning.

Vad heter brösthålan på latin och vad innehåller den?

cavum thoracis

Innehåller:

-Luftstrupen (trachea)

-Mediastinum

-Höger lunga (pulmo dexter)

-Vänster lunga (pulmo sinister)

-Lungsäck (pleura)

-Mellangärdet (diaphragma)

Vad består övre luftvägarna av? skriv namn på latin också

Näshålan (Cavum nasi)

Bihålor (sinus)

Munhålan (Cavum oris)

Svalget (Pharynx)

Vad består nedre luftvägarna av? skriv namn på latin också

Struphuvudet (larynx): (epiglottis, stämband osv)

Luftstrupen (Trachea): (bronker osv)

Lungorna (Pulmones): (alveoler)

Vad heter struphuvudet på latin och vad är dess anatomi/funktion?

Struphuvudet (larynx):

• Rör som förbinder svalg med luftstrupen.

• Övergång mellan övre luftvägar och nedre luftvägar.

Består av:

Supraglottis- innehåller struplocksbrosket (epiglottis)

Glottis: Innehåller stämbanden som genom luft från lungorna vibrerar och skapar röst. Markerar gränsen mellan luftvägarna.

Subglottis: Övergång till luftstrupen.

Vad heter luftstrupen på latin och vad är dess anatomi/funktion?

Luftstrupen (Trachea):

Ett ca 10–12 cm långt rör som hålls öppet av C-formade broskrinur

Huvudbronker:

• De har en liknande struktur som luftstrupen med hästskoformade broskringar som håller dem öppna.

• Leder till varsin lunga

Bronker:

• Ju längre ut i trädet man kommer, desto mindre brosk finns kvar.

• Slemhinnan är klädd med flimmerhår (cilier) och bägarceller celler som rensar luften.

Bronkioler:

• Istället för brosk omges de av ett tjockare lager glatt muskulatur.

• Eftersom de saknar brosk men har muskler, kan deras diameter regleras kraftigt

Respiratoriska bronkioler:

• De är extremt tunna och har enstaka alveoler på väggarna, därav sker gasutbytet här i liten skala, innan luften når de stora ansamlingarna av alveoler.

Vad heter lungorna på latin, och vad är dess anatomi/funktion?

Lungorna (Pulmones/plum):

• Sitter i brösthålan och omges av lungsäcken (Pleura).

• Alveoler: De minsta lungblåsorna som finns i förbindelse med resp bronkioler. Det är här gasutbytet (syre in, koldioxid ut) sker via diffusion till kapillärerna

Vad heter näshålan på latin, vad är dess anatomi/funktion?

Näshålan (Cavum nasi):

• Används vid inandning (inspiration) vid vila.

• Klädd i respiratorisk epitel:

-Cilier/flimmerhår: piskar upp mukus till pharynx (svalget) tillsammans med partiklar som fastnat i det.

-Bägarceller/slemproducerande celler: bildar mukus.

• Här finns näsmusslorna som skapar turbulens så att luften effektivt värms och fuktas.

Vad heter bihålor på latin, vad är dess anatomi/funktion?

Bihålor (sinus):

• Sinus är luftfyllda hålrum i kraniet som står i förbindelse med näshålan.

• Klädd i respiratorisk epitel

• Skapar resonans i rösten

Vad heter munhåla på latin, vad är dess anatomi/funktion?

Munhålan (Cavum oris):

• Fungerar som en alternativ passage för luften, exempelvis vid ansträngning eller nästäppa.

• Innehåller slemhinnor med blodkärl som bidrar till att fukta och värma inandningsluften

Vad heter svalget på latin, vad är dess anatomi/funktion?

Svalget (Pharynx):

• Ett rörformat muskelorgan.

• Här korsas vägarna för luft (larynx) och föda (esophagus).

Beskriv mediastinum

Mediastinum är det utrymme som ligger mitt emellan de två pleurahålorna (lungsäckarna).

• Hjärtat (cor): Ligger i den mellersta, nedre delen.

• Stora kärl: Aorta, vena cava superior/inferior och arteria pulmonales.

• Luftvägar: Trachea (luftstrupen) och dess delning till huvudbronkerna.

• Matstrupen (Esofagus): Som löper bakom trachea.

• Thymus (Brässen): Viktig för immunförsvaret, ligger främst/överst (större hos barn).

Beskriv pleurans olika delar och funktioner

1. De två skikten

• Pleura visceralis (det inre bladet): Sitter fast direkt på lungans yta.

• Pleura parietalis (det yttre bladet): Sitter fast i bröstkorgens insida, mot diafragman och mot mediastinum.

2. Pleurahålan (Cavum pleurae)

Mellan dessa två skikt finns ett extremt tunt utrymme, pleurahålan. Den innehåller en liten mängd pleuravätska som har två huvudfunktioner:

• Friktion: Den smörjer skikten så att lungorna kan glida mot bröstkorgsväggen utan motstånd när du andas.

• Adhesionskraft: Vätskan gör att det inre och yttre bladet "sugs ihop". När bröstkorgen vidgas, tvingas lungan att följa med och expandera.

Hur kan muskelrörelse ge luftflöde ner i lungorna vid inspiration (vila)?

1. Inspirationsmusklerna kontraherar: Diafragman dras samman och rör sig nedåt (blir plattare), samtidigt som de yttre interkostalmusklerna lyfter revbenen.

2. Bröstkorgen (thorax) utvidgar sig.

3. -Lungvolymen ökar med utvidgning av bröstkorgen på grund av pleurabladen.

4. Det uppstår undertryck i luftvägar och alveoler, luft strömmar alltid från högt till lågt tryck – därför flyttas luften ned i lungorna för att utjämna tryckskillnaden

De sker passivt utan ATP, men vid ansträngning används accesoriska muskler som kräver ATP och gör detta till en aktiv process

Hur kan muskelrörelse ge luftflöde ut ur lungorna vid exspiration (vila)?

1. Inspirationsmusklerna slappnar av: Diafragman slappnar av och rör sig uppåt (återfår sin kupolform), och de yttre interkostalmusklerna slappnar av så att revbenen sjunker.

2. Bröstkorgen (thorax) sjunker ihop: Volymen i brösthålan minskar när musklerna slutar dra i den.

3. Lungvolymen minskar: Lungornas naturliga elasticitet gör att de drar ihop sig (likt ett gummiband som släpps), vilket underlättas av att pleurabladen följer bröstkorgens rörelse inåt.

4. Det uppstår ett övertryck i luftvägar och alveoler: Trycket inne i lungan blir nu högre än trycket utanför kroppen. Luft strömmar alltid från högt till lågt tryck – därför pressas luften ut ur lungorna för att utjämna tryckskillnaden.

De sker passivt utan ATP, men vid ansträngning används accesoriska muskler som kräver ATP och gör detta till en aktiv process

Beskriv diafragma (mellangärdet)

• Viktigaste muskeln för ventilation.

• Skiljer bröstkorgen (thorax) med buken (abdoment)

• Försörjs av n.phrenicus.

• Tre viktiga anatomiska strukturer passerar genom diafragma:

-Vena cava inferior

-Matstrupen

-Aorta

Beskriv tryck i ventilation

Patm: Det tryck som luften utanför kroppen utövar. Det är konstant.

Palv: Det tryck som råder inne i lungornas alveoler (lungblåsor). Alveoltrycket definierar luftströmmens riktning

Inandning: När bröstkorgen vidgas ökar lungvolymen. Då sjunker Palv under Patm och luft sugs in.

Utandning: När lungan drar ihop sig minskar volymen. Då stiger Palv över Patm och luft åker ut.

Beskriv lungvolym

• Lungvolym: Volymen av luft som andas in eller ut ur lungorna, kan mätas med spirometer.

• Tidalvolym: Luftmängden som andas in eller ut under ett normalt andetag (i vila, 500ml)

• Vitalkapacitet: Mängden luft som är möjlig att andas ut efter man andats in så mycket luft som möjligt.

• Residualvolym (RV): Den mängd luft som alltid är kvar i lungorna, även efter att du har andats ut så mycket du bara kan. Du kan aldrig tömma lungorna helt.

• Total lungkapacitet (TLC): Summan av precis all luft som får plats i lungorna (Vitalkapacitet + Residualvolym).

Vad är dead space?

• Den del av luftvägarna där inget gasutbyte sker (ca 150ml luft finns här)

• Det döda rummet utgörs av de ledande luftvägarna: näsa, mun, svalg, luftstrupe (trachea) och bronker. Dessa rör är till för att transportera, värma och fukta luften, men de saknar alveoler.

• Bara 350 ml av luft byts ut

Vad är drivkraften för gasutbytet? och hur går det till?

Drivkraften för gasutbytet (både i lungorna och ute i vävnaderna) kallas för diffusion, och den styrs helt av skillnader i partialtryck.

• Gaser rör sig alltid från ett område med högt tryck till ett område med lågt tryck.

• I lungorna: är partialtrycket för syre (PO_2) högt i alveolerna men lågt i blodet som kommer från kroppen. Därför "drivs" syret in i blodet.

• För koldioxid (PCO_2) är det tvärtom: trycket är högre i blodet än i alveolerna, så koldioxiden "drivs" ut till utandningsluften.

Vad är alveolernas anatomi och hur möjliggör de diffusion? Vad är målet med diffusion?

• Enskiktat skivepitel: Alveolväggen består av ett enda lager extremt tunna celler. Detta gör avståndet mellan luften och blodet så kort som möjligt.

• Kapillärnätverk: Varje alveol är helt omsluten av ett nätverk av små blodkärl (kapillärer). Blodet flyter bara ett par mikrometer från luften.

Möjliggör diffusion genom:

-Kort diffusionsavstånd: Tack vare att väggarna är så tunna kan syre och koldioxid passera på bråkdelen av en sekund.

-Enorm yta: Vi har cirka 300–400 miljoner alveoler. Den totala ytan är ca 70–100 m² (en halv tennisplan). Ju större yta, desto fler gasmolekyler kan diffundera samtidigt.

Målet med diffusionen i kroppen är tryckutjämning.

Vad kräver gasutbyte?

• Normal ventilation

• Normal cirkulation

• Effektiv diffusion

Hur är hemoglobin uppbyggt och hur binder set till syre?

Uppbyggnad: Varje hemoglobinmolekyl består av fyra protein陸edjor (globin). Varje kedja innehåller en hem-grupp med en järnatom

Bindning: Det är järnatomen som binder syret. Eftersom det finns fyra hem-grupper kan varje hemoglobinmolekyl bära fyra syremolekyler.

Oximeter/Syrgasmättnad (SaO_2): När alla fyra platser på hemoglobinet är upptagna säger man att blodet är 100 % mättat.

Vad är syrgasmättnad?

Syrgasmättnad (SaO_2) är ett mått på hur stor andel av de röda blodkropparnas hemoglobin som är bundet till syre.

Normalt: För en frisk person ligger mättnaden mellan 95 % och 100 %.

Mäts med pulsoximetri eller blodgas.

Hur läser man av syrgasmättnadskurvan?

Beskriver sambandet mellan partialtrycket av syre (PO_2) och hur mycket syre som sitter fast på hemoglobinet (SaO_2).

Syrgasens partialtryck påverkar affinitet

• Höger sida (Högt PO_2): Detta är lungorna. Här är syretrycket högt, och hemoglobinet är "fulltankat" (mättnaden är nära 100 %).

• Vänster sida (Lågt PO_2): Detta är vävnaderna (cellerna). Här är syretrycket lågt. Kurvan visar att mättnaden sjunker för att syret har lämnat blodet och gått in i cellerna.

(Höger/i lungorna)

Högst upp i kurvan är kurvan nästan helt platt.

• Vad det betyder: Även om syretrycket i lungorna sjunker lite, förblir hemoglobinet nästan 100 % mättat.

• Syfte: Detta är en säkerhetsmarginal som ser till att blodet alltid är fulltankat med syre när det lämnar lungorna.

(Vänster/i vävnad)

När blodet når kroppens celler är (PO_2) mycket lägre. Här stupar kurvan brant nedåt.

• Vad det betyder: Vid dessa lägre tryck har hemoglobinet mycket svårare att hålla kvar syret. En liten sänkning av trycket gör att hemoglobinet "släpper" massor av syre.

• Syfte: Detta ser till att syret snabbt och effektivt levereras till de celler som behöver det för sin ämnesomsättning.

Kurvan kan flytta på sig, vilket är kroppens sätt att anpassa sig:

• Högerförskjutning (Bohr-effekten): Sker när vi är aktiva (mer CO_2, högre temperatur, lägre pH.)

  • Innebörd: Hemoglobinet får lägre affinitet (dragningskraft) till syret. Det "släpper" syret lättare till de arbetande musklerna.

• Vänsterförskjutning: Sker vid t.ex. lägre temperatur eller lägre \CO_2).

  • Innebörd: Hemoglobinet håller hårdare i syret.

Vad är den främsta drivkraften för vår andning i vila?

koldioxidtrycket (PCO_2)

Mer koldioxid= högre andningsfrekvens

Vilka kemoreceptorer finns och hur fungerar de?

1. Centrala kemoreceptorer (Huvudvakten)

Dessa är dina absolut viktigaste sensorer för den dagliga andningen.

• Vart? De sitter i medulla oblongata, alldeles intill andningscentrum.

• Vad? De reagerar på Koldioxid (PCO_2) och pH.

• Hur fungerar de?

  1. När (PCO_2) stiger i blodet, går koldioxiden in i cerebrospinalvätskan.

  2. Där reagerar koldioxiden med vatten och bildar vätejoner, vilket sänker pH-värdet (det blir surt).

  3. De centrala receptorerna känner av syran direkt.

• Reaktion: De ger order om att du måste andas djupare och snabbare för att vädra ut koldioxiden.

2. Perifera kemoreceptorer (Reservvakten)

Dessa sitter ute i kroppen och fungerar som ett varningssystem för mer akuta lägen.

• Vart? De sitter i halsartärerna (carotis) och i aortabågen. De sitter alltså där blodet precis har lämnat hjärtat på väg ut i kroppen.

• Vad? Deras viktigaste jobb är att hålla koll på partialtrycket av syre (PO_2), men de ser även (PCO_2) och pH.

• Hur fungerar de?

  1. De reagerar egentligen först när partialtryck av syre i blodet sjunker till farligt låga nivåer.

  2. De skickar då blixtsnabba signaler via afferenta nerver (vagusnerven) upp till hjärnan.

Reaktion: Andningscentrum ökar andningen omedelbart eftersom syret håller på att ta slut.

Hur regleras ventilationen?

Genom andningscentrum, som tar emot signaler från kemoreceptorer:

1. Dessa känner av blodets kemiska sammansättning och rapporterar till andningscentrum i hjärnstammen genom sensoriska afferenta nerver, bland annat vagus nerven

2. Andningscentrum i hjärnstammen kontrollerar andningsmuskulatur (snabbare och djupare andning) genom motoriska efferenta nerver, den absolut viktigaste här är nervus phrenicus som går till diafragman.

Vilken centrum i hjärnan står för reglering av respiration?

Andningscentrum (Kontrollstationen)

I hjärnstammen (främst i medulla oblongata och pons) finns andningscentrum.

• Automatisk rytm: Det skickar ständigt ut nervimpulser som får andningsmusklerna (diafragman och interkostalmusklerna) att kontrahera.

• Nervstyrning: Den viktigaste nerven är nervus phrenicus, som styr diafragman.

• Viljemässig styrning: Vi kan tillfälligt ta över kontrollen från storhjärnan (t.ex. när vi håller andan), men de automatiska signalerna tar till slut över.

Får signaler från kemoreceptorer: centrala och perifera

Hur sker respirationsregleringen vid ökad fysisk aktivitet?

1. Ökad fysisk aktivitet

   När musklerna jobbar för fullt ökar deras ämnesomsättning. De förbrukar massor av syre (O_2) och producerar stora mängder koldioxid (PCO_2).

2. (PCO_2) stiger i blodet (Arteriellt)

   Koldioxiden diffunderar från muskelcellerna ut i blodet. Detta leder till ett högre arteriellt (PCO_2).

3. pH sjunker – Arteriell vätejoner ökar

   När koldioxiden reagerar med vattnet i blodet bildas kolsyra, som snabbt delas upp i vätejoner och bikarbonat.

   • Fler vätejoner= Blodet blir surare.

   • Vid hård träning bildas även mjölksyra, vilket bidrar till ännu högre arteriell vätejoner.

4. Sensorerna reagerar (Kemoreceptorer)

• Perifera kemoreceptorer (i halsen) känner direkt av det högre vätejoner och det högre partialtryck av koldioxid (PCO_2).

• Centrala kemoreceptorer (i hjärnan) känner av när koldioxiden går in i cerebrospinalvätskan och sänker pH där.

5. Andningscentrum ger order

Signalerna skickas till hjärnstammen som omedelbart ökar andningsfrekvens (snabbare andetag) och tidalvolym (djupare andetag).

6. Resultatet: Utvädring

Genom den ökade andningen (ventilationen) "blåser" vi ut den extra koldioxiden.

• Detta gör att (PCO_2) sjunker i blodet igen.

• När (PCO_2) sjunker, minskar mängden vätejoner.

• pH normaliseras.

Cellens organeller:

Cellkärna (Nucleus) – "Huvudkontoret"

• Funktion: Innehåller cellens DNA (genetiska kod). Det är härifrån alla instruktioner skickas ut om vilka proteiner cellen ska tillverka.

• Ribosomer – "Arbetarna"

  • Funktion: Sköter proteinsyntesen. De läser av instruktioner (mRNA) och kopplar ihop aminosyror till proteiner. Finns antingen fritt i cytoplasman eller på det korniga ER.

• Endoplasmatiskt retikel / nätverk (ER) – "Produktionsbandet"

  • Kornigt (granulärt) ER: Har ribosomer på ytan. Här tillverkas och bearbetas proteiner som ska skickas ut ur cellen.

  • Slätt (agranulärt) ER: Här tillverkas lipider (fetter) och sker avgiftning (viktigt i t.ex. leverceller).

• Golgiapparaten – "Packcentralen"

  • Funktion: Tar emot proteiner från ER. Här sorteras, modifieras och packas proteinerna i små blåsor (vesikler) för att skickas till rätt plats i eller utanför cellen.

• Mitokondrier – "Kraftverket"

  • Funktion: Här sker cellandningen. Mitokondrierna använder syre och näring (glukos) för att tillverka ATP – cellens energivaluta. Ju mer energi en cell behöver (t.ex. en muskelcell), desto fler mitokondrier har den.

• Lysosomer – "Återvinningsstationen"

  • Funktion: Innehåller enzymer som bryter ner skadade organeller, bakterier eller celldelar. De "städar" i cellen.

• Cellmembranet – "Fabriksgrinden"

  • Funktion: Består av ett dubbelt lager fosfolipider. Det reglerar vilka ämnen som får komma in och ut ur cellen och skyddar dess inre miljö.

• Cytoskelettet – "Bärande balkar"

  • Funktion: Ett nätverk av proteinfibrer som ger cellen dess form, håller organellerna på plats och möjliggör transport inne i cellen.

Vad är cytoplasma och cytosol?

Cytoplasma (Allt innanför skalet)

Tänk på cytoplasman som hela innehållet i cellen, bortsett från själva cellkärnan.

• Innehåll: Här ingår både vätskan (cytosolen), alla organeller (mitokondrier, ribosomer etc.) och cytoskelettet.

• Liknelse: Om cellen är en "organell-soppa", så är cytoplasman hela soppan med både spad och bitar.

2. Cytosol (Bara vätskan)

Cytosolen är den trögflytande, geléaktiga vätskan som finns mellan organellerna.

• Innehåll: Består främst av vatten, men är fullproppad med lösta ämnen som salter (joner), sockerarter, aminosyror och enzymer.

• Funktion: Det är här i vätskan som många viktiga kemiska reaktioner sker, till exempel glykolysen (nedbrytning av glukos). Det är också här som proteiner börjar tillverkas av fria ribosomer.

Hur är cellmembranet byggt och vad är dess funktioner?

Cellmembranet (Fosfolipidbilagret)

Cellmembranet är cellens "gränskontroll". Det består främst av ett dubbelt lager av fosfolipider.

• Uppbyggnad: En fosfolipid har ett hydrofilt (vattenälskande) huvud och två hydrofoba (vattenavvisande) svansar.

• Struktur: Huvudena pekar utåt mot vattnet (både utanför och innanför cellen), medan svansarna pekar in mot varandra. Detta skapar en fet barriär som gör att vattenlösliga ämnen inte kan passera fritt.

• Kolesterol: Finns insprängt i membranet för att göra det lagom rörligt och stabilt.

Funktion:

• Avgränsning och skydd: Det skiljer cellens inre miljö (intracellulärvätskan) från den yttre miljön (extracellulärvätskan). Detta gör att cellen kan ha en helt egen kemisk sammansättning (t.ex. hög halt av kalium inuti).

• Selektiv transport (Gränskontroll): Membranet är "selektivt permeabelt". Det betyder att det väljer vad som får passera. Små, fettlösliga ämnen (som syre och koldioxid) glider rakt igenom, medan vattenlösliga ämnen (som joner och socker) måste gå via specifika membranproteiner.

• Kommunikation (Signalering): Genom sina receptorer (membranproteiner) kan cellen ta emot instruktioner från omvärlden, till exempel från hormoner eller signalsubstanser.

• Struktur och fäste: Membranet har proteiner som fäster i grannceller (skapar vävnad) och i cellens inre skelett (cytoskelettet), vilket ger cellen dess form.

Vilka passiva transportprotein finns det och vad gör de?

Dessa proteiner utnyttjar diffusion. Ämnen rör sig "nedför" sin koncentrationsgradient (från hög till låg koncentration).

• Jonkanaler (Kanalproteiner):

  • Funktion: Små vattenfyllda tunnlar som låter specifika joner (t.ex. \(Na^{+}\), \(K^{+}\), \(Ca^{2+}\), \(Cl^{-}\)) strömma igenom.

  • Varianter: Vissa är alltid öppna ("läckkanaler"), medan andra är "styrda" och öppnas bara vid en elektrisk signal eller när ett hormon binder till dem.

• Vattenkanaler (Aquaporiner):

  • Funktion: Specialiserade kanaler som bara släpper igenom vattenmolekyler. Detta möjliggör snabb osmos.

• Bärare (Carrier-proteiner) för faciliterad diffusion:

  • Funktion: Binder till ett specifikt ämne (t.ex. glukos eller aminosyror), ändrar form och "tippar" över ämnet till andra sidan.

  • Viktigt: Det går fortfarande från hög till låg koncentration, så det krävs ingen ATP.

Aktiva membranprotein:

Dessa proteiner fungerar som pumpar. De flyttar ämnen "uppför" sin koncentrationsgradient (från låg till hög koncentration), vilket kräver kraft.

• Jonpumpar (Primär aktiv transport):

  • Natrium-kaliumpumpen: Den pumpar ut 3 natriumjoner och tar in 2 kaliumjoner i varje cykel.

  • Syfte: Att upprätthålla koncentrationsskillnaderna och den elektriska spänningen över membranet (vilket är livsviktigt för nervsignaler och muskelarbete).

  • Kalciumpumpar: Pumpar ut kalcium från cytosolen för att hålla nivåerna där extremt låga.

Vilka membranprotein finns det (inte transport)?

• Receptorer:

  • Funktion: Tar emot kemiska budbärare (hormoner eller signalsubstanser). När t.ex. insulin binder till sin receptor på cellen, skickas en signal in i cellen att öppna glukoskanaler.

• Enzymer:

  • Funktion: Sitter fast i membranet och katalyserar (påskyndar) kemiska reaktioner precis vid cellytan.

• Identifieringsproteiner (Glykoproteiner):

  • Funktion: Fungerar som cellens "namnskylt". De berättar för immunförsvaret att cellen tillhör din kropp och inte är en inkräktare.

Hur är en DNA molekyl uppbyggd? Vad är huvuduppgifterna?

DNA-molekylen ser ut som en vriden repstege, en så kallad dubbelhelix.Sidorna ("Repen"): Består av varvade socker- (deoxyribos) och fosfatgrupper.

• Stegpinnarna: Består av fyra olika kvävebaser som parar ihop sig två och två enligt basparningsprincipen:

  • A (Adenin) binder alltid till T (Tymin).

  • C (Cytosin) binder alltid till G (Guanin).

• Nukleotid: En enhet bestående av socker, fosfat och en kvävebas kallas för en nukleotid. DNA är en lång kedja av sådana.

2. Funktion (Vad det gör)

DNA har två huvuduppgifter i cellen:

• Replikation (Kopiering): Innan en cell delar sig (mitos) kopieras allt DNA. Tack vare basparningsprincipen (att A bara kan binda till T osv.) blir den nya kopian en exakt spegelbild av den gamla. Detta gör att arvet förs vidare till de nya cellerna.

• Proteinsyntes (Instruktioner): DNA fungerar som en kokbok för proteiner. En viss sekvens av kvävebaser kallas för en gen. En gen är receptet på ett specifikt protein (t.ex. hemoglobin eller insulin).

Vad är arvmassa, kromosom, gener, genotyp och fenotyp?

Arvmassa hos människan består arvmassan av allt DNA som finns i cellkärnan, fördelat på våra 46 kromosomer.

1. Kromosomer – Förpackningen

DNA-molekylen är extremt lång. För att den ska få plats i den lilla cellkärnan är den hårt lindad runt proteiner som kallas histoner. Denna blandning av DNA och proteiner kallas kromatin, och när det packas ihop till tydliga strukturer vid celldelning kallas de kromosomer.

• Antal: Vi har 23 par kromosomer (totalt 46 stycken).

• Homologa par: I varje par kommer en kromosom från pappan och en från mamman. De innehåller recept för samma egenskaper på samma ställe.

2. Gener – Recepten

En gen är en specifik del av din arvmassa som fungerar som ett recept på ett visst protein.

• Människan har cirka 20 000–25 000 gener.

• Endast en liten del av hela arvmassan (ca 2 %) består faktiskt av gener. Resten har andra funktioner, som att reglera när gener ska vara "på" eller "av".

3. Genotyp och Fenotyp

• Genotyp: Din exakta genetiska uppsättning (vad som står i receptboken).

• Fenotyp: De egenskaper som faktiskt syns eller uttrycks (hur kakan blev), vilket påverkas av både arvmassan och miljön.

Hur fungerar transkription?

Eftersom DNA-molekylen är för stor och värdefull för att lämna cellkärnan, måste cellen göra en mindre "arbetskopia".

• Process: Enzymet RNA-polymeras öppnar upp DNA-spiralen vid den gen (recept) som ska användas.

• Resultat: En spegelbild av genen skapas i form av en enkelsträngad molekyl som kallas mRNA (messenger-RNA).

• Skillnad: I mRNA byts kvävebasen T (Tymin) ut mot U (Uracil). Basparningen blir alltså A-U och C-G.

• Avslut: När kopian är klar (och har trimmats genom s.k. splitsning), transporteras mRNA ut ur cellkärnan genom kärnporerna till cytoplasman.

Hur fungerar translation?

Nu ska koden i mRNA översättas från "gen-språk" till "protein-språk" (aminosyror).

• Mötesplatsen: mRNA binder till en ribosom (cellens proteinfabrik).

• Koden (Kodons): Ribosomen läser av kvävebaserna på mRNA tre och tre. En sådan grupp om tre baser kallas för ett kodon. Varje kodon motsvarar en specifik aminosyra.

• Transportören (tRNA): Små molekyler som kallas tRNA (transfer-RNA) bär på aminosyror. Varje tRNA har ett "antikodon" som matchar kodonet på mRNA.

• Bygget: När rätt tRNA matchar med rätt kodon på mRNA, släpper tRNA sin aminosyra. Ribosomen kopplar ihop dessa aminosyror med starka bindningar (peptidbindningar).

• Resultat: En lång kedja av aminosyror bildas – en polypeptidkedja.

Vad sker efter translationen?

• Veckning: Kedjan transporteras ofta in i Endoplasmatiska Retiklet (ER) där den viks till en specifik tredimensionell form. Formen är avgörande för proteinets funktion.

• Transport: Det färdiga proteinet skickas till Golgiapparaten för att sorteras och "adresslappas" innan det skickas till sin slutdestination (t.ex. som en receptor i cellmembranet eller som ett hormon ut i blodet).

Hur sker mitos?

1. Cellcykeln (Livscykeln)

Innan en cell delar sig går den igenom en förberedande fas.

• Interfas: Den längsta fasen. Här växer cellen och replikerar sitt DNA (DNA-kopiering). Utan replikation skulle dottercellerna bara få hälften så mycket genetiskt material.

Mitos (Vanlig celldelning)

Sker i alla kroppens celler (somatiska celler) utom könscellerna. Syftet är tillväxt och ersättning av gamla celler.

• Resultat: En modercell blir till två identiska dotterceller.

• Kromosomantal: Dottercellerna är diploida (46 kromosomer/23 par).

• Faserna (i korthet):

  1. Profas: DNA kondenseras till synliga kromosomer. Kärnmembranet börjar lösas upp.

  2. Metafas: Kromosomerna radas upp i mitten av cellen.

  3. Anafas: Syster kromatiderna dras isär mot var sin pol.

  4. Telofas: Två nya kärnmembran bildas.

  5. Cytokines: Själva cellkroppen snörs av och blir två.

Hur sker meios?

1. Cellcykeln (Livscykeln)

Innan en cell delar sig går den igenom en förberedande fas.

• Interfas: Den längsta fasen. Här växer cellen och replikerar sitt DNA (DNA-kopiering). Utan replikation skulle dottercellerna bara få hälften så mycket genetiskt material.

Meios (Reduktionsdelning)

Sker endast i äggstockar och testiklar för att bilda könsceller (gameter).

• Resultat: En modercell blir till fyra unika dotterceller.

• Kromosomantal: Dottercellerna är haploida (23 kromosomer). Detta är avgörande för att barnet ska få 46 kromosomer totalt vid befruktning.

• Genetisk variation: Sker genom "över-korsning" i Meios I, vilket gör att varje spermie/äggcell är unik.

• Profas I (Viktigast!): De homologa kromosomerna (paret från mamma och pappa) lägger sig intill varandra. Här sker över-korsning (crossing over) – de byter bitar med varandra. Det är därför syskon inte blir identiska; generna blandas.

• Metafas I: Kromosomparen ställer upp sig i mitten. Det är slumpmässigt vilken sida "mamma-kromosomen" respektive "pappa-kromosomen" hamnar på.

• Anafas I: Paren dras isär. Men – och detta är viktigt – systerkromatiderna sitter fortfarande ihop. Det är hela kromosomer som flyttas.

• Telofas I: Cellen delar sig i två.

• Profas, Metafas II: Kromosomerna radas upp igen.

• Anafas II: Nu dras systerkromatiderna isär, precis som i en vanlig mitos.

• Telofas II: Cellerna delar sig igen.