15. Cellcykel & Apoptos

• Vilka faser ingår i cellcykeln?

G1 (första tillväxtfasen), S (syntesfasen), G2 (andra tillväxtfasen) och M (mitos).

Interfas:

• Vilken fas i cellcykeln varierar mest i längd mellan olika celltyper?

G1

• Hur många kromosomer har cellen i G2-fasen?

46 st

• Kan man observera kromosomerna i en cell i interfas? Varför/varför inte

Nej, eftersom att de är löst packade. Under profas när kromosomerna kondenseras, packas de hårdare vilket gör att man kan se kromsomerna under ett mikroskop.

Vad gör centriolen?

drar isär kromosomer

• Beskriv ordningen av mitosens faser

Profasen, prometafasen, metafasen, anafasen, telofasen och sist cytokines. (P.P.M.A.T.C)

Vad händer i Profasen?

- Kondensation av kromosomer.

- Mitotiska spolen bildas (mellan två centrosomer och består av mikrotubuli).

Vad händer i Prometafasen?

- Cellens kärnmembran bryts ned.

- Centrosomerna har varsin pol.

- Kromosomerna binder till mikrotubuli via sina kinetochorer.

Vad händer i Metafasen? (Middle)

- Kromosomerna radas upp längs med spolens ekvatoriella plan.

- Mikrotubuli bundet till varje systerkromatids kinetachorer kommer att fästa vid motsatta poler på spolen.

- Systerkromatiderna kommer att kunna dras åt motsatta håll.

Vad händer i Anafasen? (Away)

- systerkromatiderna som bundit till olika poler kommer att dras isär och röra sig långsamt ifrån varandra. Mikrotubuli kortas alltså ner.

Vad händer i Telofasen?

- Dotterkromosomerna når änden av spolen de är bundna till.

- Ett nytt kärnmembran bildas (nuclear envelope) kring varje uppsättning och formar två nya cellkärnor.

- Mitosen är klar. En kontraktil ring bildas runt den avlånga cellens mittlinje (cleavage furrow).

Vad händer i Cytokinesis?

- När mitosen är klar, kvarstår endast delning av cytoplasman.

- Den kontraktila ringen består av actin och myosinfilament, som klyver cellen i två och skapar två dotterceller med varsin kärna.

• Hur många kromosomer finns det i en human somatisk cell?

46 st.

• Vad är kinetochoren och vilken funktion har denna?

- Kinetochoren är ett proteinkomplex vars funktion är att fästa på mikrotubuli.

- Detta för att kunna dra isär systerkromatiderna under anafasen.

- Kinetochoren gör också att kromosomerna kan fästa på mikrotubuli under prometafasen.

Vad innebär ubiquinitering?

I ubiquitinationen inaktiveras ett protein genom att fästa ubiquitin till det. Ubiquitin är en liten molekyl.

• I vilken fas i mitosen verkar proteinet APC och vilken funktion har det?

APC (Anafas Promoting Complex) är ett protein som kan hämma CDK genom att ubiquintinera cyklinet (dvs markera det för nedbrytning i proteasomen). APC katalyserar nedbrytning av cohesin och tillåter systerkromatiderna att separeras i anafasen.

Vad är proteasom?

Proteasomer är nedbrytningsplatser för proteiner märkta med ubiquitin.

Vilken är cellcykelns funktion?

Cellcykelns basala funktion är att duplicera DNA i kromosomerna för att sedan fördela dem jämnt mellan dottercellerna. Det är viktigt med balans mellan celldelning, differentiering och celldöd så att våra celler funkar tillsammans som organ och organismer.

• På vilka två principellt olika sätt regleras cellcykeln?

- Externa faktorer i G1 (Tillväxtfaktorer, överlevnadsfaktorer)

- Interna faktorer i S,G2 och M (har DNA-replikationen lyckats?)

• Nämn 3 "checkpoints" i cellcykeln. Vad kontrolleras i den första?

G1/S, G2/M, M-metafasen

G1/S- Här sker livsvalet.

- Ska cellen dela sig?

- Genomgå terminal differentiering?

- Vänta i G0?

Valet avgörs av inre och yttre signaler.

Inre: är cellen tillräckligt stor. Har den näring/energi som behövs. Är DNA intakt.

Yttre: Tillväxtfaktorer (hormoner), mekaniska signaler.

Vad kontrolleras i den andra checkpointen?

G2/M- Kontroll av att S (syntesfasen) genomgått rätt.

- Har DNA replikation skett rätt

- Är det rätt storlek

- Är all DNA kopierat

- Finns skador på DNA

Vad kontrolleras i den tredje checkpointen?

M- I mitosen under metafasen. Metafas kontrollstation

- kollar så att kromosomerna är rätt uppradade

- kollar så att kromosomerna sitter fast i mikrotubuli

om de ej ligger i ordning kan det leda till aneuploidi vilket innebär att dottercellerna får olika antal kromosomer, fler/färre än 46.

• Vilken typ av proteiner är det som styr passage genom cellcykelns checkpoints?

Specifika CDK som är bundna till cykliner krävs för passage genom checkpoints.

• CDK-Cyklin komplexen har två olika funktioner i cellcykeln. Vilka?

- aktivera transkription av proteiner som underlättar övergång till nästa fas och

- destruktion via ubiquinitering av proteiner som förhindrar övergång till nästa fas (inklusive cykliner från föregående fas)

• Beskriv hur DNA-skada kan pausa cellcykeln i G1

- DNA skador kan orsaka mutationer vilket kan leda till celldöd. När cellcykeln pausas finns möjlighet för skadorna att repareras.

- CDKI-(CDK-inhibitorer) aktiveras vid DNA-skada. Exempel på CDKI:s är p16, p21 & p27.

- p27 binder till cyclin-CDK komplex och hämmar detta vilket leder till att cellcykeln pausas och då finns det chans för DNA-skadorna att repareras!

• Vilken funktion har reduktionsdelning (meios)?

Meios ska producera dotterceller med en halv (haploid) uppsättning av kromosomer, dessa blir sedan spermier/äggceller. Haploida celler skapar genetisk variation hos zygoten.

• Vilka steg finns under meios 1?

Profas1, metafas1, anafas1, telofas1 & cytokineses. (P1.M1.A1.T1.C)

Vilken är det första fasen i meios 1 och vad händer där?

Meios I inleds med Profas I där det sker en överkorsning (homolog rekombination mellan homologa kromosomer) mellan paternella och maternella kromosomer (som kodar för samma gen). Punkterna där överkorsningen sker kallas chiasmata (ser till så att överkorsningen blir rätt). (detta har en stor betydelse för den genetiska variationen genom skapandet av nya alleler, dvs nya varianter av samma gen)

Vilken är den andra fasen i meios 1 och vad händer där?

Den andra fasen i meios 1 är metafas 1. Där radas de homologa kromosomerna upp och cellen känner igen om alla kromosomer har rekombinerats.

Vilken är den tredje fasen i meios 1 och vad händer där?

Den tredje fasen i meios 1 är anafas 1. I anafas 1:

Armarna av systerkromatiderna lossnar vilket leder till att delningskromosomerna dras mot varsin pol.

Vilken är den fjärde/sista fasen i meios 1 och vad händer där?

Det sista som sker i meios 1 är telofas 1 och cytokinesis. Vid avklarad meios 1 har två dotterceller producerats.

Vad händer under meios2?

- I meios 2 halveras antal kromosomer.

- 4 icke identiska haploida dotterceller produceras, med en kromatid per kromosom.

- De 4 haploida cellerna mognar till spermier/äggceller.

- Cellerna går in i profas 2, metafas 2 och i anafas 2 och där dras systerkromatiderna isär. I telofas 2/cytokinesis bildas 4 haploida celler med enkel kromosomuppsättning.

• Hur många kromosomer finns det i en äggcell respektive spermie?

23 st.

• Beskriv på hur numeriska kromosomavvikelser kan uppkomma och ge exempel

Om något skulle gå fel så att systerkromatiderna ej separeras under meios 2 kan det leda till aneuploida celler. Dessa har onormalt antal kromosomer. Trisomi 21 har tre kromosomer i stället för två. Skulle den aneuploida könscellen bilda en zygot (ett befruktat ägg) med en annan gamet (könscell) så skulle det leda till att zygoten har 47 kromosomer. Detta leder till downsyndrom.

Hur utförs apoptos?

Apoptos utförs av caspaser

Vad är caspaser?

De är en familj av enzymer som klyver proteiner

Hur aktiveras inaktiva caspaser (prokaspaser)?

De aktiveras själva av klyvning

Vad kallas ett inaktivt caspas?

Prokaspas

Vad kommer ett aktivt caspas att göra?

Ett aktivt caspas kommer att skapa en kaskad av aktiveringar, där caspas aktiverar en annan caspas som aktiverar en annan. Det sker exponentiellt.

Vilka olika funktioner har caspaser?

Aktiva caspaser klyver ex cytoskelettproteiner, lamin i kärnan och aktiverar andra enzymer som bryter ner DNA.

Hur kan apoptos induceras?

Genom två huvudsakliga vägar. Intracellulära signalvägar och extracellulära signalvägar.

• Vilka två principiellt olika sätt kan apoptos induceras på?

- Interna (DNA skada)

- Externa (brist på näringsämnen och då kan den brytas ner)

Kan du berätta om intracellulära signalvägar som kan inducera apoptos

vid DNA-skada frisätts cytokrom C från mitokondrien till cytoplasman och detta resulterar i apoptos. Utsläppet av cytokrom C regleras av bcl-2-familjen, såsom Bax eller Bak.

Kan du berätta om extracellulära signalvägar som kan inducera apoptos

Extracellulära proteiner som binder till cellytedödsreceptorer utlöser den extracellulära vägen för apoptos. En dödsreceptor på en cell kan aktiveras. Detta sker när en ligand, ex FAS-ligand hos en lymfocyt binder till cellytedödsreceptorn. Då kan ett adaptorprotein och prokaspas-8 binda dit. Detta leder till att prokaspas-8 blir aktivt caspas-8. Caspas-8 aktiverar sedan executioner caspaser och detta resulterar till slut till apoptosis.

Vad innebär dimerisering?

Reaktionen när två kemiskt lika molekyler förenas.

Nämn 6 olika kännetecken för cancer

1. Cellen undviker apoptos

2. Cellen signalerar autokrint, dvs producerar tillväxtfaktorer till sig själv

3. Cellen är inte känslig för tillväxthämmande faktorer

4. Cellen invarderar vävnader och sprider sig till delar av kroppen som den saknar direkt kontakt med (metastasis)

5. Cellen har oändlig delningspotential

6. Celler klarar av att ständigt bilda nya blodkärl (angiogenesis)

• Vilka är effektormolekylerna för apoptos?

Caspaser, Initiator och executioner caspaser.

• Nämn fyra anledningar till att en cell går i programmerad celldöd

1. Det finns en skada på DNAt i cellen

2. När celler ej lägre behövs

3. När en cell är virusinfekterad

4. För att skulptera vävnader (ex. när våra fingrar utvecklas i embryot)

• Hur aktiveras den första kaspasmolekylen i kaspaskaskaden?

Två inaktiva procaspas molekyler klyvs till en aktiv caspas-molekyl genom att klyvningen sker på de två inaktiva procaspas molekylernas klyvningssidor. Efter klyvningen återstår en aktiv caspas-molekyl. Denna aktiva caspas-molekyl kan sedan aktivera andra caspas-molekyler som aktiverar andra caspas. Det sker exponentionellt.

vad kallas g1/s kontrollstationen också?

restriktionspunkt

berätta om p53

- är ett protein.

- är en transkriptionsfaktor som aktiveras vid dna-skada.

- kan transkribera CDKI p21 och kan transkribera enzymer som är involverade vid dna-reparation.

- Om en cellreparation inte lyckas så är det p53 som inducerar celldöd=apoptos

varför är ckd + cyklinB viktigt?

det är nödvändigt för att cellen ska passera G2/M kontrollsatationen och gå in i mitosfasen

hur verkar cdk+cyklin B?

- fosforylerar lamin proteiner vilket gör att cellkärnans membran bryts ner.

- fosforylerar kondensin vilket gör att kromatin kondenseras till kromosomer.

- fosforylerar mikrotubuli-associerade proteiner vilket gör att den mitotiska spolen bildas

vad är CDKI? (ett ord)

tumörsuppressor-proteiner

ge exempel på CDKI

p16,p21,p27

vad gör p27?

det binder till cyklin-CDK och hämmar det vilket leder till paus/stopp i cellcykeln

vad krävs för att G1/S ska passera och ge exempel

E2F och RB är två genregulatoriska proteiner som krävs för att cellcykeln ska kunna passera G1/S-checkpoint.

berätta om centrsomen

centrosomen är en organell med två centrioler och har mikrotubuli

Vad är en centromer?

det är en punkt på kromosomen som håller ihop två systerkromatider.

Skillnad mellan nerkos och apoptosis?

Nerkos är okontrollerad celldöd och kan skada organellerna runt cellen, men apoptosen är en kontrollerad celldöd.

Meiosis genererar 1.____________ haploid celler medans mitosis producerar 2.____________ diploid celler.

1. fyra icke identiska

2. två identiska

Hur kan celldöd justera antalet utvecklande nervceller till antalet target cells?

Det finns ett antal target cells som släpper ut survival factors och varje nervcell som binder till survival factors överlever. De nervcellerna som inte binder till survival factors, de dör. Så det är celldöd som hjälper till att matcha antalet nervceller till antalet target cells.