Gratis noter til pensum i Biologi B STX

Indholdsfortegnelse

Noter til pensum i Biologi B

Hent gratis eksemplar af disse noter

Stamceller

Hvad er stamceller?

Stamceller er celler, der kan udvikle sig til alle celletyper i kroppen. Der findes to former for stamceller: De voksne og embryonale.

De embryonale stamcellers fordel er at de kan udvikle sig nemt, dog kan der forekomme udfordringer i form af at når der forekommer vævstransplantion, og imumforsvaret tror de embryonale stamceller er fremmede, og derfor kan imumforsvaret prøve at bekæmpe dem. De kan tages fra blastocysten.

De voksne stamcellers potentiale er dog begrænset, men de tages fra patientens egen krop, så der er ikke risiko for de bliver bekæmpet af kroppens egne celler. Dog kan de ikke bruges til behandling af arvelige sygdomme.

Man kan tage voksne stamceller fra fedtvæv, knoglemarven og navlesnorsblod.

Kendeteng for udifferentierede embrynale stamceller

Cellerne skal være isoleret fra blastocystens inder-cellemasse
Cellerne skal kunne dele sig ubegrænset uden at specialiseres
Cellerne skal kunne udtrykke genet Oct-4
Cellerne skal have den rigtige karyotype
Cellerne skal have telomerase aktivitet.

Voksne Stamceller

Voskne stamceller: De stamceller der findes efter fødselen hos pattedyr og mennesker. Voksne stamceller er en fællesbetegnelse for en gruppe celler der alle er fra forskellige vævstyper, der alle er stamcelleligenede, som f.ek.s tarm, knogler og muskler.

De adskiller sig fra embryonale stamceller ved at være en del af det væv de findes.
De har desuden begrænset udviklingsproces.
De er sværere at finde i vævene.
De er placeret spredt, så det er så det er svært at finde dem.
De kan bruges i behandling af: knogleskørhed,Leddegigt, komplicerede knoglebrud, bruskskader

Udviklingspotentiale

Der er 3 termer i cellens udviklingspotentiale.

Unipotente
Multipotente
Pluripotente

Unipotente

De kan kun udvikle sig til 1 type celle.

Et eksempel på unipotente stamceller er de stamceller der findes i huden.

I epidemis ligger der et basal-cellelag, der deler sig.

En af dattercellerne udvikler sig til en hudcelle.

Den fyldes med keratin, dør og falder af.

Den anden bliver til en basalcelle, og er med til at opretholde basal-cellelaget.

Det kræver hele tiden udskiftning af celler for at opretholde huden

Multipotente

Det er stamceller der udvikle sig til celletyper, som udspringer fra samme kimlag

Kimlag: et begrænset antal celletyper.

Et eksempel er bloddannede stamceller fra knoglemarven.

Her deler stamceller sig.

Den ene udvikle sig til en vifte af blodceller. Det kan være røde blodlegemer eller celler i imumforsvaret.

Den anden forbliver en stamcelle.

Pluripotente

De kan udvikle sig til mange forskellige stamceller fra alle 3 kimlag.

Mesenkymale stamceller er et eksempel på den pluripotente stamcelle.

Karaktertræk for stamceller

De to karaktertræk for stamceller:

Selvfornyelse: Stamceller kan lave kopier af sig selv igennem organismens levetid.

Differentere: Specialisere sig til celler med karakteristiske morfologier (form). Dette foregår med celledelinger.

Når en stamcelle deles, differentere den ene, mens den anden beholder stamcellens egenskab.

Vitro: I laberatioriet
In vivo: I kroppen.

Hvad der interresserer folk meget er om undersøgelserne i Vitro er kunstige eller svarer til det samme In vivo.

Mesenkylmale stamceller

Mesenkylmale stamceller, er stamceller, der stammer fra det mesodermale kimlag. De findes i knogler, fedtvæv og muskler. De er nemme at få adgang til.

Fedtvæv

Fedtvævet regulerer kroppens energi niveau.

Fedtvævet består af specialiserede fedtceller. De indeholder vakoule med triglycerider og Fedt syrer.

De frigiver energi ved lav energitilførsel og lagrer overskudsenergi.

Fedtceller er differentierede celler, som ikke undergår celledeling.

De kan differentieres til knogleceller og bruskceller.

De er multipotente.

Isolering af stamceller fra fedtvæv

Til isoleringen, bruges det fedt fra fedtsugninger.

Det puttes i en beholder og skyldes med saltopløsning, for at vaske blod, rester af blodkar og fedt væk.

Herefter fordøjes cellematerialet med enzym kollagnase, som nedbryder fedtvævet.

Det adskiller enkelte celler.

Nu fjernes fedtcellerme

Fedtcellerne er lettere end stamcellerne, og vil derfor flyde ovenpå.

Man kan herefter fjerne saltblandingen og fedtcellerne.

Fedtvævet er en blanding af forskellige celletyper:
Røde blodlegemer

Makrofager

Fedtceller

Celler fra blodkarene

Bloddannede stamceller sidder i knoglemarven, og bruges til behandling af læukemi.

Isoleringen af disse stamceller, minder meget om isoleringen af stamceller fra fedtvæv.

De bloddannede stamceller er multioitente stamceller.

De differemtierede stamceller har 3 forskellige funktioner:

Den første opgave er at transporterer ilt rundt i kroppen af de røde blodlegemer.
Den anden opgave er at standse blødninger ved at bloder koagulerer af blodpladerne.
Den tredje opgave er at forsvarer kroppen imod fremmede organismer af imumforsvarets forskellige celletyper: makrofager og hvide blodlegemer.

Navlestrengsblod er en god kilde til bloddannede stamceller.

Man tapper blodet når barnet bliver født, gennem en kanyle.

Derefter nedfryses det ved flydende kvælstof ved -196 c

To typer af stamceller kan være til stede ved navlestrengsblod.

Den ene er bloddannede stamceller.

Den bruger man også til knoglemarvstransplantationer hos voksne.

Den anden type stamceller minder om mesenkymale stamceller.

Der er dog nogle udfordringer der hører med.

Man ved ikke hvor længe man kan opbevare blodet.

Af erfaringer ved man nu det er 10 år-

Man ved ikke om de kan behandle sygdomme

Hvis sygdommen er arvelig, vil blodet fra navlestrengen også være defekt.

Knoglemarvsdonation minder om isolering af fedtceller

Det gode ved at bruge patientiens egen celler er, at man undgår immunsuppressive midler. Dog er det ikke muligt ved genetiske sygdomme.

Transplantation af stamceller

Vores krop forsvarer sig med slimlag mod mikroorganismer udefra.

Det er imunforsvarets opgave at bekæmpe mikroorganismer, der er sluppet ind.

Vævsteknologi

Ved væksteknologi vil man kontrollere kroppens hellingsproces og erstatte manglende funktioner via væv.
Et eksempel på vævsteknologi er dannelsen af kunstigt hud til patienter med brandsår.
delagt hud og åbne sår fører til større vanddamping og kan medføre dehydrering. Der er også øget risiko for infektion af mikroorganismer.
Man har forsøgt at bruge silikonemembraner for at nedsænke vanddampingen.
Vævsteknologi er en blanding mellem ingenør-teknologi og biologi.
Parkinson-syndrom er en sygdom, der typisk rammer personer over de 50. Sygdommen er dopamin-producerede nerveceller i hjernen dør. Det medfører stivelse i kroppen.
Medecinen, Levedopa, er et stof, der omdannes til dopamin i hjernen. Dog mister Levedopa sin virkning. Man mener at de andre nerveceller også dør, og derfor er medicinen ikke så nyttig. At få transplanteret raskt nervevæv fra embryostadier, kaldes føtalt nervevæv.
Ulempen ved stamceller, er at de kan dele sig til kræftceller.

Embryonale stamceller er gode da de nemt kan udvikle sig, men der er nogle udfordringer. Da der skal ske en vævstranslation kan den nye ejers immunforsvar tro at det nye væv er fremmed og begynde at bekæmpe det. Man prøver derfor at vævsmatche.
Voksne stamceller kan ikke udvikle sig lige så meget, men der kan man tage celler fra patientens egen krop, og der er derfor ikke risikoen for at stamcellerne bliver frastødt. Man kan evt. Isolere fra fedtceller. Det er dog ikke altid muligt at anvende patientens egne celler da der kan være en genetisk sygdom som forhindre det.
Der er to former for vævsmatching. Præimplantationsdiagnostik (PGD) og terapeutisk kloning.
PGD: Man vil undersøge den genetiske sammensætning af et kunstigt befrugtet æg. Når det 3 dage efter befrugtningen er ved 4-9 celle stadiet tager man en celle fra og undersøger den om dens karyotype er normal. Karyotypen viser om der er kromosomfejl, som oftes er grunden til spontane aborter.
Man ved ikke om det skader barnet, det tror man ikke.
Når man ved hvad barnets genetiske sammensætning er kan man vide om man kan bruge dens navlestrengsblod til stamceller.

Stamcellebehandling

Der er mange forsvar vores krop har til rådighed når det kommer til at forsvare sig selv mod mikroorganismer.

Det første forsvar er slimhinder og huden. Dette er en del af imunforsvaret.

Man deler traditionelt imunforsvaret op i 2 slags forsvar: det uspecifikke og det specifikke.

Det uspecifikke består af: hud, slimhinder og celler, der kaldes makrofager, som æder mikroorganismerne.

De specifikke består af B-lymfocytter og to typer af T-lomfocytter: T-hjælpecelle og T-dræbercelle.

Lymfocytterne er i stand til at skelne mellem mikroorganismerne, hvilket betyder de genkender overflade-molekyler. Overflade-molekylerne kaldes antigener og opdager lymfocytterne antigenerne, sætter de en proces igang i imunforsvaret. Fremgangsmåden kommer an på hvilken mikroorganisme der er snakket om.

FACTS OM STAMCELLER

Det koster 20 kr om dagen at bruge insulinindsprøjtninger.
79 sygdomme er blevet behandlet med stamceller fra knoglemarven og navlesnorsblod.
Der er fortaget 30.00 navlesnorstransplantationer.
I lande som Sverige, Tyskland, England, Frankrig og USA har man nationale stamcellebanker med navlesnorsblod.

Hormoner

Nogen frøer kan skifte køn, hvis de befinder sig i en flok med kun 1 køn.
Nogen bliver født som et andet køn end man blev lavet som.
I de tilfælde er de fleste ikke i stand til at lave børn.
Hormon reguleringen er forskellig hos mænd og kvinder.
I tidlig pubertet begynder manden i hyptanalimus at producere Gn-Rh.
Stemmeleget bliver dybere hos mænd under puberteten.
Kromosomer
Under meiosen sker der en overkrydsning af homologe kromosomer.
Homozygote er gener der indeholder samme alleler fx AA og aa.
Heterozygote er når der er forskellige alleler.

Genetik

Gregor Mendel opsatte to love for arvelighed, ud fra ærteplanter.
Mendel eksperimenterede med ærteplanter
Han eksperimenterede med farve, størrelse osv.
Genomet: Arvemassen
Arvemassen består af DNA.
Der er 20.000-25.000 gener i genomet.
Bakterier har kun et kromosom.
Homolog kromosom: Her kan der forekommer overkrydsninger.
Tulipanen har 96 kromosomer
Kromosomer er ikke lige store.
Proteinsyntesen: DNA -> RNA -> Ribsom-> Protein
Arvematerialet ligger i kromosomerne.

Fysiologi

Energibehov er forskelligt alt efter hvor aktiv man er.

Hvis man indtager 1 g protein eller 1 g kulhydrat, får man 17 KJ.

Energitætheden i 1 g fedt er: 38 KJ.

1 g alkohol giver 30 KJ.

Mennesket får energi ud via. Respiration processen, hvor glukose indgår.

Pasta, brød osv. Er lange stykker af glukose.

Kost og fordøjelse

a) Hvorfor er det nødvendigt for mennesket at spise og drikke?

Det er nødvendigt for mennesket at spise og drikke for at give kroppen energi og for at kroppen blive ved med at vokse, og muskler og knogler kan forebygges.

b) Hvilke stoffer får kroppen tilført med kosten?

Kulhydrater, protein og fedt.

c) Nævn 3 nærringsstoffer: Der er 6 nærringsstoffer: Mineraller, Kulhydrater, Vand, Protein, Lipider og vitaminer.
d) Hvordan lyder anbefalingen for fordeling af de tre nærringsstoffer?
e) Hvad bruger kroppen de 3 nærringsstoffer til?

Protein er med til at forebygge:

Knogler

Muskler

Bindevæv

Dannelsen af blodlegemer

Antistoffer

Immunsystemet

Vores negle, noget af knoglerne og håret er lavet af protein.

Fedt bliver brugt til at opbygge celle.

Kulhydrater er med til at hjælpe på vores energistofskifte og er bl.a. brændstof til hjernearbejdet. De hjælper på indersiden på vores tarm.

 Enzymer sætter kemiske processer i gang.

 Stivelse nedbrydes i mundhulen af spytimilase.

 Proteiners nedbrydning starter i maven.

 DNA bliver omdannet til RNA der bliver omdannet til Protein (peptin).

Fordøjelsen

Protein

Nedbrydelse

I mavesækken spaltes proteinerne til peptide af enzymet pepsin.

Pepesin har størst aktivitet ved lav PH, som er i mavesækken pga. Produktion af HCI i celler i mavens slimhinde. Senere foregår nedbrydningen i tyndtarmen. Her nedbrydes proteiner og peptider til frie aminosyrer. Dette sker vha. Enzymer der bliver produceret i bugspytkirtlen. Herefter frigives de til tolvfingertarmen.

Transporten af aminosyrer fra tarmens hulrum til slimhinden er sat sammen med optagelsen Na⁺. Tarmcellerne holder hele tiden en lav koncentration af Na⁺. Det skyldes en ATP-krævende pumpe, transporterer Na⁺ ud fra cellerne.

Kulhydrat

Nedbrydelsen af kulhydrater, stivelse, starter i munden. Amylasen spalter bindingerne i stivelsen. I tyndtarmen spaltes resten af stivelsen og bliver (vha amylase fra bugspytkirtlen) til disakkaridet maltose. Den sidste nedbrydning foregår i tyndtarmen.

kulhydrat

Vand

Man indtager ca. 2 l vand om dagen. Størstedelen af vandet optages af tyktarmen, så afføringen kun indeholder 0,1 l vand. Dette sker ved Osmose.

Der optages mineraler som Na⁺, Ca²⁺ og Cl^–. Disse mineraler øger det osmotiske tryk og får vandet til at diffundere ind i cellerne.

Glykæmisk indeks: GI

GI er en betegnelse for hvor hurtigt kulhydrat fordøjes og hvor meget stigning i blodsukker det medfører. Gl måles ved at måle hvor meget blodsukkeret stiger i forhold til hvor meget glukose der er indtaget.

Når der dyrkes motion er det vigtigt at GI er høj, da man kan risikere at blodsukkeret falder undervejs. Dette er også kendt som muren.

Man skal derfor inden fysisk aktivitet spise fødevarer med lav GI, da der ikke skal tilføres en stor mænge sukker med det samme.

Fedtstoffer

Fedtstoffer kaldes også lipider. De er kroppens energikilder. De er også byggematerialer i cellernes cellemembraner. De beskytter kroppens indre organer og nerveceller.

Triglycerider

Triglycerider er de fedtstoffer vi indtager. De består af glycerolmolekyler, hvor der er bundet 3 fedtsyrer vha. Esterbindinger.

Antioxidanter

Den form for liv, vi kender og selv er en del af, bygger på elektronoverførselsprocesser til oplagring og frigivelse af energi.
Dette er også kendt som fotosyntesen: 6CO2 + 6H2O + lys ➝ C6H12O6 + 6O2

kuldioxid + vand + lys ➝ glukose + ilt

der dannes kulhydrater (C6H12O6) ud fra carbondioxid (kuldioxid) og vand, idet lysets energi indfanges af klorofyl.
Dyr, mennesker og mange mikroorganismer udnytter den oplagrede energi i kulhydrater eller lipider og proteiner omdannet fra kulhydraterne i et såkaldt aerobt stofskifte:
C6H12O6 + 6O2➝ 6CO2 + 6H2O + energi

glukose + ilt ➝ kuldioxid + vand + energi

Fotosyntesens bruttoproces og forbrændingsprocesser er eksempler på redoxprocesser eller elektronoverførselsprocesser: reduktor1 + oxidator2➝ oxidator1 + reduktor2
hvor en eller fl ere elektroner overføres fra reduktor1 til oxidator2, hvorved der dannes oxidator1 og reduktor2.
Jordens tidligste former for liv havde en anden form for stofskifte og

havde ikke oxygen som elektronacceptor. Da blågrønne alger under evolutionen

for 3 milliarder år siden begyndte at producere oxygen ved fotosyntese,

ændrede betingelserne for liv på jorden sig så fundamentalt, at

man har betegnet det 'iltkatastrofen'.

Frie radikaler

Dannelsen af frie radikaler: Måder kroppen bliver skadet på.eks. er tobaksrøg en effektiv kilde til frie radikaler
Et frit radikal er et atom eller et molekyl som har mindst et eller flere uparrede elektroner i en av elektronbanene.
Kroppens forsvar mod de frie antioksidantforsvaret.radikaler: endogene
SOD (co-faktor er zink), proteiner, glukose (co-faktoren er theodexin) og glathafion peroxid (co-faktoren er selen) er endogen antioxidanter.
Kroppens egne antioxidanter: Endogene
Antioxidanter udenfor kroppen er Exogene.
Kroppen kan danne frie radikaler mod Stråling, lys og o2. OZON beskytter. Det er en blanding af O+o₂= O₃. O₃= Ozon. Ozon beskytter mod UV-stråling.
Frie radikaler og reaktive oxygenforbindelser dannes i levende organismer.
Oxidativt stress synes at være involveret i fl ere former for sygdomsudvikling, herunder kræftsygdomme, hjerte-kar-sygdomme og øjensygdomme.
Antioxidanter er stoffer, som er i stand til at forhindre eller begrænse oxidationsprocesser.
Antioxidanter deles i to grupper. De exogene og endogene Exogene er vitaminer for mennesket, er kemiske antioxidanter og anvendes som sådan til beskyttelse af fødevarer og i dyrefoder. Det er askorbinsyre. Middelhavsmåltidet er rigt på disse vitaminantioxidanter.
Antioxidanter bekæmper frie radikaler. Der findes to former for antioxidanter, de Endogene og de exogene. De endogene kommer fra kroppen selv og de exogene kommer udefra.
Vitaminerne opdeles i 2 grupper: Vandopløselige og fedtopløselige.
De vandopløselige kan man ikke få for meget af, da de udskilles med kroppen.
De fedtopløslige sætter sig i fedtfaser, i cellemembranen

Endogene Antioxidanter	Exogene Antioxidanter
SOD (co-faktoren er zink) Zink er ikke en selvstændig antioxidant, men reagerer sammen med SOD	Vitaminer
Glathadian peroxid (co-faktoren er selen)	E-vitamin er fedtopløselige og sætter sig i cellemembanen
Protein	C-vitamin er vandopløselig. Den ligger i væske fasen, og kan reagere med en antioxidant på hver side af membranen.
Glukon	Plantefenoler (mild gift, der øger kapaciteten til at afgifte.) Det virker i planter, men om det virker i menneskekroppen er uvidst.

Der findes også antioxidanter der ikke er vitaminer for mennesker, det er de endogene.
Levende organismer indeholder overgangsmetaller og andre redoxaktive forbindelser, og dette er med til at danne el-elektronnoverførsler.
Andre kilder til frie radikaler er lys og ioniseret stråling.
umættede fedtstoffer og svovlforbindelser er komponenter der let oxidanterne
Dannelsen af radikaler i kroppen er helt uundgåelig.
I cellen findes der elektriske potentialeforskelle, der skaber energikrævende reaktioner.
I mitokondrierne produceres den største del af cellens energi gennem elektrontransportkæden,
Her passere elektronerne igennem en række proteiner for at reducere protein.¨
Dannelsen af energi flyttes til cellens stofskifte.
Mange af disse processer er én-elektronoverførsler mellem centre i proteinerne
Nogle enzymer er også grunden til dannelsen af frie radikaler.
Andre enzymer gør giftige stoffer mindre giftige.
Især visse alkoholinducerede enzymer er kendt for at give anledning til lokalt oxidativt stress som følge af radikaldannelse
Hydrogenperoxid regnes med til de reaktive oxygenforbindelser, men har en ikke ubetydelig koncentration overalt i kroppen
Apoptose: CELLEDØD
Hydrogenperoxid er overalt i organismen.
Hydrogenperoxid kan sammen med superoxid-anion-radikal eller sammen med overgangsmetaller kan medføre dannelse af skadelige radikaler.

Hydrogenperoxid er med til de reaktive oxygenforbindelser, men er farlige andre steder i kroppen.
Andre steder kan hygrogenperoxid føre til apoptose (celledød) pga. Oxidativt stress.
Nitrogenoxid (NO) er et nitrogencentreret radikal, som er et signalstof, både i nervesystemet og i blodkarvæggene i forbindelse med blodtryksregulering.
Radikalet transporteres dog ikke frit, men bundet til thioleri specielle transportproteiner.
Som led i forsvaret mod mikroorganismer producerer de hvide blodlegemer reaktive oxygenforbindelser og andre reaktive kemiske forsvarsstoffer.
De reaktive kemiske forsvarsstoffer er: superoxidanion- radikal, hydrogenperoxid og hypochlorit.
Deres skadevirkninger i vævet kender vi alle som rødmen og svien i et betændt område.
Oxidativ harskning er at angribe dobbeltbindinger i umættede fedtsyre.
Der findes fedtopløslige antioxidanter og ikke-fedtopløslige antioxidanter.
Til forsvar mod de mange radikaler, der hele tiden dannes i kroppen, findes der et kompleks af forsvarsmekanismer, hvoraf nogle er generelle, mens andre er specialiseret til at beskytte bestemte strukturer i cellerne.
Komponenterne i dette forsvarssystem kan opdeles i det enzymatiske forsvar, antioxidanterne og tilpasningssystemerne.
Adenom: Godartet svulst, som kan være forstadium til f.eks tyktarmskræft.
Aterosklerose: Ved aterosklerose er der sket en forsnævring af arterier, hvorved blodgennemstrømningen helt eller delvis blokeres. Forsnævringen er opstået ved afl ejring af plaque (bl.a.kolesterol og bindevæv) på indersiden af arterievæggen.
Cerebrovaskulær sygdom: Blodprop i hjernen og hjerneblødning.
Claudicatio intermittens: Kroniske iskæmiske smerter i læggen under gang pga. åreforkalkning i benene.
Inflammation: Betændelse. Et kompleks af processer i bindevæv som organismens lokale reaktion på cellebeskadigelse.

Selen

Er et grundstof der ligner svovl. Det er essentielt i små mængder, men er toksisk i større mængder.
Planters indhold af selenholdige poteiner er afhængig af jordens indhold af selen. Den kan være meget lav i områder med udvasket jord.
Mangel på selen kan resultere i hjertesygdomme.
Selenomethionin indbygges, modsat selenocystein, uspecifi kt i vævsproteiner sandsynligvis fordi selenomethionin af kroppens proteinsyntesesystem med aminosyren methionin, og det antages, at denne indbygningikke giver anledning til nogen speciel biologisk funktion

Artikkel PÅ SPORET AF GULERODENS KRÆFTHÆMMENDE VIRKNING

Man mener den kræfthæmmende effekt skyldes gulerodens indhold af: poly-acetylenen falcarinol.
Man er begyndt at se nærmere på naturstoffer, da man endnu ikke kan forbinde antioxidanterne med den antioxidante virkning.
Grøntsager er sunde da de indeholder 90% vand og lav fedt procent, derudover indeholder de en del vitaminer og mineraler.
Falcaniol holder de bioaktive stoffer er igang. Det har immunstimulerende effekt, der hæmmer væksten af kræftceller.
Derfor tror man altså at gulerodden kan forhindre kræftsygsomme, da de indholder falcaniol.
Forsøg med mus har vist, at falcarinol er giftigt i meget høje koncentration
falcarinol en klar stimulerende effekt ved koncentrationer under 100 ng/ml, mens koncentrationer over 1000 ng/ml skadede cellernes vækst. Ved over 100ng/ml skabes en toxisk effekt. Resultaterne viser, at gulerødder sandsynligvis ikke kan helbrede kræft, men udelukkende har en forebyggende effekt, i dette tilfælde på tarmkræft,

Virkemåden af falcarinol er endnu ikke fundet

Den er sandsynligvis forbundet med falcarinols lipofile struktur kombineret med dets evne til at generere en relativ stabil, men reaktiv carboniumion (carbocation).

Det gør falcarinol til et særdeles effektivt alkyleringsreagens, der kan reagere med proteiner og andre biomolekyler.

DNA

Alle bakterier og organismer indeholder DNA.

DNA udgør de genetiske instruktioner som er nødvendigt for at cellen kan fungere.

Alle levende levende materialer indeholder arvemasse. Menneskets arvemasse består af 23 PAR kromosomer.

DNA har TO FUNKTIONER: Det kan kopiers under mitose (altså celledeling), derudover er DNA en genetisk kode opbygget af proteiner.

Et stykke DNA indeholder opskriften på opbygningen på et bestemt protein. Det stykke er et gen.

Menneskets arvemasse indeholder ca. 25.000 gener. Kromosom nummer 1 har flest (3148), og kromosom nummer 21 har færrest (446), borset fra y-kromosomet (har 126 gener).

Hver celle producerer de proteiner den har brug for ud fra det enkelte gen. Dette kaldes proteinsyntese.

Et kromosom består af et meget langt DNA-molekyle, der er snoret med en masse histoner (små proteiner).

Den samlede DNA i en menneskekrop svarer til 2 meter.

Histonerne og DNA-strengen danner tilsammen et kromosom.

DNA-molekylet er bygget op af 4 nukleotider (byggeklodser)

Hvert nukelotid består af sukkermolekylet, deoxyribose

Til doxyribosen er der bundet et fosfatmolekyle og

en af fire kvælstofholdige baser, som er:

adenin, cytosin, guanin og thymin.

Hvilken kvælstofholdige base, nukleotiden er opbygget

Med afspejler også navnet.

Et nukleotid med fx. Adenin kaldes deoxuribose-adenisin-monofosfat

Og kan forkortes: dAMP. De andre nekleotider forkortes:
dGMP, dTMP pg dCMP.

Trinene i DNA består af basepar.

Adenin og thymin er ALTID placeret overfor hinanden med

Guanin og cytosin overfor hinanden. Dette kaldes

Baseparringsprincippet.

Baserne holder sammen på hydrogenbindinger.

Siderne i DNA-stigen består af næsten endeløs

Række af skiftevis sukker og fosfat fra hver nukleotid.

Den ene ende af DNA-stigen ender altid med en fri fosfatgruppe, og kaldes for C5-enden, da fosfatgruppen sidder på det 5. kulstofatom i deoxyribosen.

Den anden ende har fri OH-gruppe og kaldes for c3-enden, da den sidder på det 3. kulstofatom i deoxyridbosen.

De to strenge, c5 og c3 bliver også nævnt som 3'enheden og 5'enheden.

Alle celler i en organisme indeholder den samme arvemasse. Dette bliver bestemt i det øjeblik ægcellen bliver befrugtet.

Under mitosen får alle celler samme arvemasse. Mitose forsætter hele livet, da celler dør og skal fornyes. Celler kan dele sig og blive vævsceller (stamceller).

Forudsætningen for mitose er DNA-kopiering hvor hvert kromosom bliver kopiret. Dette sker ved DNA bliver spaltet og delt op. Hver halvdel fungerer som en base for den næste celle der dannes.

Koperingen af DNA kaldes for replikation.

REPLIKATIONEN

Replikationen starter med enzymet DNA-helikase begynder at adskille den lange DNA-stige.

Hydrogenbindingerne brydes mellem baseparne.

Adskillelsestedet er replikationsgaffel, og her foresgår replikationen.

Enzymet, DNA-polymase opbygger to nye strenge der hvor den oprindelige streng har delt sig.

DNA-polymasen har dog brug for en sekvens at starte fra.

Denne sekvens kaldes primer og indsættes af enzymets primasse.

DNA-polymase bruges som skabelon for et nyt dobbeltstrenget DNA.

DNA-polymasen kobler nu det første nukleotid til sekvensen, primeren. Den forsætter hele tiden ved at skabe en binding mellem fosfatgruppe på nukleotidet som indsættes.

OH-gruppen på C3 indsættes på enden af den voksende streng. Den nye streng opbygges 5'enheden til 3'enheden. Dette sker lynhurtigt.

Processen kræver meget energi. Energien kommer fra nukleotidersom skal indsættes, da de har 2 ekstra fosfatgrupper bundet til sig.

Processen forsætter i retningen mod replikationsgaflen, og DNA'en lynes op.

Til sidst fjernes primeren og De to strenge lynes sammen af enzymet DNA-ligase.

Proteinsyntesen

Et gen er opskriften på opbygningen af et protein. Først omskrives DNA til mRNA ved en proces, der kaldes transkription. Så trækker mRNA ud af cellekernen og hen til et ribosom hvor mRNA angiver præcis hvilke aminosyrer som skal sættes sammen for at danne det nye protein. Den del af processen kaldes translation. Processen foregår i cytoplasmaen i ribosomern. Eurokayote celler opbevarer deres DNA i cellekernen. Her er de godt beskyttet. RNA er det stof der sender kopien af kopi af genet ud i ribosomet i processen.

Menneskekroppen indeholder 100 billioner celler.

Hver celle har sin egen funktion. Hver celle danner specielle proteinener. F.eks. danner hudcellen vævsprotein som keratin, kollagen og elastin, mens bugspytkirtlens celler producerer forskellige enzymer til at fordøje vores mad. ¨

Alle celler fornyer jævnligt de proteiner der indgår i cellemembranen.

Opbygningen af DNA i et protein sker udfra proteinsyntesen. DNA er en kode, der sikre at proteinsyntesen foregår på samme måde i alle organismer.

Proteiner består af 50-1000 aminosyre sat sammen i en lang kæde. Der findes 20 forskellige aminosyre.

Nukleotider: A, T, C og G.

Rækkenfølgen af nukleotider i det enkelte gen, er afgørende for hvilke aminosyre der skal indgå.

Tre nukleotider i træk kaldes tripletkoden eller kodon. Starter et gen med fx. Nukleotid-frekvensen TAC-AGC-GGT er dette et tegn på at de tre første aminosyrer i proteinet er methionin, serin og prolin.

Man kan altså aflæse proteinets funktion ved at se på nukleotiderne.

RNA

RNA minder meget im DNA, dog med 3 væsentlige forskelle:

I stedet for deoxyribose (der indgår i DNA), indgår sukkerstoffet ribose i RNA.
Tre af de fire baser er de samme som i DNA (A, C og G), men i stedet for T har RNA uracil.
RNA er enkeltstrenget. DNA er to-strenget.

Proteinsyntesen forløber altså gennem to overordnede processer: transkription og translation.

Transkription: DNA omskrives her til RNA, herefter trænger RNA gennem kernemembranen ud til et ribosom.

Translaton: Her oversættes RNA-koden til aminosyrer og proteinet opbygges. tRNA kommer med aminosyrerne.

Arbejdsspørgsmål DNA

Forklar overordnet hvad proteinsyntesen er og hvordan det foregår?

I proteinsyntesen opbygges DNA'et til det protein der dannes. Den foregår i cytoplasmaen. Et gen koder for hvilket protein der skal dannes. Der bliver sendt et gen fra cellkernen ud i cytoplasmaen.

Forklar kort hvad er transkription.

Her omskrives DNA til RNA og RNA trænger gennem kernemembranen ud til et ribosom. RNA-polymerasen udskriver baseparringsprincippet.

Hvad er forskellen på RNA og DNA?

Der er 3 væsentlige forskelle:

o I stedet for deoxyribose (der indgår i DNA), indgår sukkerstoffet ribose i RNA.

o Tre af de fire baser er de samme som i DNA (A, C og G), men i stedet for T har RNA uracil. Thymin er i DNA'et, men ikke i RNA.

o RNA er enkeltstrenget. DNA er to-strenget.

Hvilket enzym er involveret i transkriptionen?

RNA-meterase.

Hvad er en promotor?

En promotor er en DNA-frekvens der kontrollerer transkriptionen af et gen.

Hvad er den kodede streng og hvad er skabelon-strengen?

Den kodede streng er den del der viser koden for proteinet. Skabelon-strengen er en kopi af den kodede streng. Skabelon-strengen er en skabelon for RNA. De knytter sig til DNA'en.

Hvad er primær RNA og hvordan bliver det omdannet til mRNA?

DNA omdannes først til mRNA i cellekernen.

Forklar translation

Her oversættes RNA-koden til aminosyrer og proteinet opbygges.

Hvilke komponenter indgår i trranslationen?

Ribosomer, tRNA og aminosyrer.

Genregulering

Genregulering: alle celler har hele arvemasse, altså koder til andre celler, men de bruger kun de gener der skal bruges i den bestemte celle.

Genteknologi

Genteknologi er DNA i metoder og processer.

Man har fornylig udviklet en ny teknik kaldet FISH der går ud på at påvise meget små genfejl. Genfejl skyldes små ændringer i tripletkoderne.

DNA-diagnostik benytter man kun hvis der er tale om en arvelig sygdom.

Cystisk Fibrose

Cystisk Fibrose er en livstruende sygdom, som nedsætter lungernes funktion.

Patienterne danner kraftig slim som giver infektioner og store problemer med fordeøjelsesytemet, og de fleste dør inden de fylder 35 år.

Årsagen til sygdomen er en fejl i CFTR som koder for klorid-kanal i cellemembranen, der styrer klorid ud af cellen. Genet sidder i kromosom 7 som indeholder 250.000 basepar. Det indeholder 27 exons på i alt 6500 basepar. Det er 3% af genet, men de resterende 97% der er introns, bliver skåret af i forbindelse med dannelsen af mRNA. Det færdige protein består af 6500 basepar.

Der er en mutation i CFTR-genet der er mere hypig end de andre: Det kaldes f508del-mutationen og sidder i exon ne. 10. det er en delektion på 3 basepar hvor sekvens på GAA i den ene streng er faldet bort. Aminosyren fenylalanin mangler på plads nr 508 i det færdige protein.

Dette resulterer i at proteinet foldes forkert og derfor ikke kan bruges som kloridkanal.

F508 (hedder 508 pga fenylalanin magler på plads nr. 508) udgør 88%af alle CF-mutationer i DK. På Færøerne udgør den 100%

Sygdommen skyldes i mange tilfælde delektion af nukleotidsekvensen GAA.

DNA DIAGNOSTIK

Hvis der findes en sådan genfejl i et foster, tager man fostercelle fra moderkagebiopsi og udtager DNA. Det sker ved at nedbryde celle og kernemembranen vha. Enzymer.

Herefter bruges PCR

http://www.youtube.com/watch?v=RmvAhn6RjIk

PCR er en teknik der gør det muligt at indentificere og kopiere en bestemt DNA-sekvens millioner af gange indtil man har nok til en analyse.

Man skal bruge to ting: to forskellige DNA primere, masser af nukleotider til DNA-syntese og en Taq-polymerase.

Man skal bruge Taq-polymerase da det er en DNA-polymerase, der kan tåle høje temperaturer, da man skal varme DNA'et op.

De to DNA primere er enkeltstrenget, men passer perfekt til det DNA man ønsker at kopiere.

DNA primerene kan både finde den pågældende sekvens, og så har DNA polymerase brug for et startsekvens for at koble sig fast til DNA'et.

Primerene bruger man ved test om for F508, som er det sted der mangler fenalalanin til at danne kloridkanal.

Man placerer en sekvens påå hver side af kodon 508 (plads 508) med 125 basepar imellem.

Hvis man finder noget der ikke passer til de to primere, der sidder uden på kodon 508, så er der noget galt.

Dette ved man udfra baserækkefølgen i menneskets arvemasse.

PCR-processen kan nu gå igang. Den identificere og kopier DNA-sekvenser.

For hver gentagelse fordobles antallet af DNA-sekvens. PCR er en kædereaktion, der sker op til 20 gange.

PCR-PROCESSEN

DNA opvarmes til 95 grader, da DNAets dobbeltstreng skal nedbrydes, så det kan blive til to enkeltstrenge. Dette sker fordi hydrogenbindingerne A T G C nedbrydes under så høj en temperatur.
temperaturen sænkes til 55 grader. Her sættes primerene på enkeltstrengene. Der sker hybridisering: Hybridisering vil sige Primerene sætter sig på enkelt strengene og sekvenserne sætter sig på hver side af kodon 508 (plads 508).
Temperaturen stiger til 78 grader. Her har Taq-polymerasen sit højdepunkt og kopier 150 nukleotider (byggesten i DNA) pr sekund. Efter lidt tid er F508-sekvensen kopieret og processen starter nu forfra.

Tag polymerasen har man fra bakterin Theramus aquaticus, som lever i 90 grader i varme kilder.

Denne proces udvikles i en maskine.

pcr processen

Forklar hvad den genetiske baggrund for cystisk fibrose. Kom herunder ind på hvorfor mutationen ikke fører til et frame shift.

Den genetiske baggrund for Cystisk fibrose: Delektionen af 3 nukleotidsekvenser (GAA) (som er på plads 508) resulterer i en delektion af Aminosyren Phe, som er på kodon 508. dette resulterer i at fenylalanin mangler i det færdige protein. Derfor fungerer proteinet ikke som kloridkanal og kan ikke transportere klorid.

Forklar hvordan man kan diagnosticere sygdommen.

Hvis der findes en sådan genfejl i et foster, tager man fostercelle fra moderkagebiopsi og udtager DNA. Det sker ved at nedbryde celle og kernemembranen vha. Enzymer. Så cellens DNA findes frit i cellevæsken.

Hvordan fungere PCR?

Der er 3 steps i PCR-processen.

DNA opvarmes til 95 grader, da DNAets dobbeltstreng skal nedbrydes, så det kan blive til to enkeltstrenge. Dette sker fordi hydrogenbindingerne A T G C nedbrydes under så høj en temperatur.
temperaturen sænkes til 55 grader. Her sættes primerene på enkeltstrengene. Der sker hybridisering: Hybridisering vil sige Primerene sætter sig på enkelt strengene og sekvenserne sætter sig på hver side af kodon 508 (plads 508).
Temperaturen stiger til 78 grader. Her har Taq-polymerasen sit højdepunkt og kopier 150 nukleotider (byggesten i DNA) pr sekund. Efter lidt tid er F508-sekvensen kopieret og processen starter nu forfra.

Tag polymerasen har man fra bakterin Theramus aquaticus, som lever i 90 grader i varme kilder.

PGD kan anvendes til behandling af par som har stor sandsynlighed for at få børn med cystisk fibrose. Forklar hvad behandlingen går ud. Hvad er sandsynligheden egentlig?

PGD er DNA diagnostik før fosteret har implantet sig i livmoderen. PGD kaldes også ægsotering. Her undersøger man befrugtede æg for arvelige egenskaber og efter man har tjekket de arvelige egenskaber og vælger et æg som man kan sætte op i kvindens livmoder. Så man vælger altså selv hvilke arvelige egenskaber / gener ens børn skal have. PGD eller ægsortering må kun bruges i tilfælde af barnet kan være alvorligt syg, da man kan tjekke generne og se om barnet er sygt.

Man tager nogen æg ud, som man hormonbehandler. Man tager 10-15 æg ud.
Så befrugter man dem kunstigt i reagensglas, Kunstig befrugtning kaldes ogsp IvF.
Fosterne vokser til 8-cellestadiet.
Der er kun 30% chance man 9 måneder senere står med et barn.

PGD kan også anvendes til at lave donorbørn – hvad mener du om det?

Evolution

Bakterier har cirkulært DNA kaldet plasmid-DNA.

Alle andre organismer har trådformet DNA.

Arvematerialet er organiseret i kromosomer.

Alle celler er diploide fordi de har to gener for hvert egenskab (en fra moderen og en fra faderen).

Nogle gener er dominante og kendetegnes med stort bogstav, mens andre er recessive og betegnes med lille bogstav.

Genotype er de gener der er i et kromosom.

Fænotype er de gener der kommer til udtryk (eller er synlige)

Ved co-dominans udtrykkes to forskellige dominante egenskaber i fænotypen.

Ved manglende dominans sker en krydsning mellem to udgangs-fænotyper. F.eks. Sort + hvid = mulat.

Mendels arvelove

Den østrigske munk, Gregor Mendel, ville undersøge arvemasse ved hjælp af ærter.

Der var 2 love:

Mendels 1. lov: Ethvert individ har to allele gener for hvert egenskab som adskilles ved dannelsen af kønsceller. Der dannes lige mange kønsceller ved hver allel.

Mendels 2. lov: Gener for forskellige egenskaber fordeles uafhængigt af hinanden ve dannelsen af kønsceller.

En ren linje: Organismen er homozygot for en egenskab. Disse linjer kaldes for P (parentalgenerationen). Mendel bevidste det kun krævede 1 dominant for at ændre hele avlen.

Jo tættere generne sidder på hinanden jo større sandsynlighed er der for de følges ad. De kaldes for koblede gener.

EPISTASI

Epistasi: Nogen gange er genet afhængig af et andet gen for at komme til udtryk i fænotypen.

Et klassisk eksempel på epitasi er pigment eller klorofyl.

Hæmofili er et eksempel på kønsbunden arv dvs fejlen der medfører lidelse på X-kromosomet.

Hæmofili er en recissiv egenskab og derfor skal kvinder være homozygote og have 2 recessive alleler for at sygdommen kommer i udbrud.

Nogle organismer har kønnet formering, som mitose og meiose.

Bakterier har ikke kønnet formering, men opnår genetisk variation ved at udveksle DNA med hianden.

Mutationer og punktmutationer spiller også en vigtig rolle når det kommer til evolution.

Et eksempel på mutationer kan være rotter der f.eks. kan tåle rottegift.

Mutation er en pludselig ændring af arvemasse.

Selektion er udvælgelse af det bedst egnede individ

FOMERING HOS BAKTERIER

Bakterier benytter i formeringen en delningsproces hvor bakteriecellen kopier sit DNA og bliver til to identiske celler.

Genetisk variation hos sker ved transformation eller konjugation.

Ved transformation optager bakterien fremmede DNA direkte fra omgivelserne.

Konjugation er en overførelse af arvemateriale mellem to bakterier. Den ene celle laver et rør til den anden, og her ryger arvemasse igennem. Nogen gange kan røret dog knække, og ikke alt kommer med.

Transduktion er tilførsel af anden DNA vha. En virus. Virussen skyder sit eget DNA ind i cellen. Cellen optager virus-DNA og producerer ny virus ved at frigive virus til omgivelserne. Virus DNA kan dog blive defekt hvis de optager bakteriens DNA. EN virus der angriber DNA kaldes også bakteriofag.

Da kloden blev dannet gjorde vulkanske luftarter at uratatmosfæren bestod af Kvælstof, vand, brint , svovldioxid og kuldoxid samt reducerede molekyler som svovlbrinte og kulilte og ammoniak og methan.

Da jorden fik jordskorpe blev det muligt at danne organisk stof. Der blev dannet fedtstoffer, der klumpede sig sammen i kugler som var celleforstandier. Der blev også dannet enkeltstenget RNA.

Autostrofe organismer brugte uorganisk stof til at opbygge organisk stof.

Heterostrofe organismer brugte organisk stof til at bygge deres egen organiske stoffer.

Man mener de første organismer må havde være autostrofe da visse små uorganiske molekyler kunne passere en lipidmembran, mens organiske molekyler ikke kan. Derudover må cellemembranen havde været ret simpel.

Man mener nogen af de første organismer har mindet om nutidens stromatolitter.

De er specille pudeformationer af fotosynreriserende cyanobakterier.

Stromatolitter er tykke lag af bakterier og sediment der aflejres på bakteriens klæbrige overflade. De findes hvor andre organismer ikke kan færdes, derfor bliver de ikke ændt. De nulevende er meget gamle fossiler. De kan findes i gamle vulkaner i island.

Selektion & Variation
1. Hvad er selection og variation?

Selektion er udvælgelse af det bedst egnede individ. Variation er mutation, altså ændring i DNA.

Hvordan kan bakterier opnå genetisk variation?

Bakterier kan opnå genetisk variation på tre måder: