Kollokvie-oppgaver 080905

Forslag til svar

Sp�rsm�l til kapittetl 21

1

a) Differensiering, celledeling og morfogenese

b) Zygoten dannes av en befruktet eggcelle. Etter en rekke celledelinger n�r fosteret bastulastadiet. Dette etterf�lges av en invaginering blastulaen som leder til gastrulastadiet. Her legges grunnlaget for de strukturer som senere skal bli dyrets tarmsystem. Det hele resullterer til slutt i et dyr. Allerede i zygotens  f�rste celledelinger vil en determinering som gir opphav til de forskjellige celletypene i dyret begynne. I all hovedsak vil det ikke finnes pluripotente celler i den voksne dyrekroppen. Unntak er eksempelvis blodcelleforgjengere i  benmargen.  Totipotente celler finnes ikke.

Planten starter likeledes med en zygote. En rekke celledlinger gir opphav til fr�blad og rotskudd som vil danne planens voksne strukturer. Meristemer er strukturer hvor planten vokser. Disse forblir udifferensierte og finnes b�de i rot og skudd.

c) I dyreembryoets utvikling f�rer bevegelse av celler til de karakteristiske 3-diensjonale strukturene i dyret. Hos planter forhinder den stive celleveggen en slik bevegelse slik at formen bestemmes av cellul�r vekst og deling. Til forskjell fra dyr vil morfogenese og vekst forg� i hele plantens levetid.

2)

a) Med kloning forst�r vi produksjon av en organisme av n�yaktig samme genetiske beskaffenhet som opphavsorganismen. F.eks. vil en bakterie ved celledeling produsere en klon av seg selv.

b) Ved kloning av planter er det tilstrekkelig med somatisk plantecelle som under riktige forhold kan gi opphav til en ny plante som er genetisk identisk med planten den opprinnelige cellen ble hentet fra.

Ved kloning av dyr blir situasjonen noe mer komplisert da et dyr ikke  innholder totipotente celler. Ved kloning av et pattedyr (f.eks. sauen Dolly) fusjoneres en somatisk celle med intakt cellekjerne med en denukleert eggcelle fra villige donorer. Etter noen celledelinger implanteres implanteres det resulterende embryo i livmoren til en surrogatmor.

c) I planter kan som regel enhver somatisk celle gi opphav til en klon. Hos dyr er dette ikke tilfelle. Det er heller ikke likegyldig hvilken celletype en heter cellekjernen fra i kloningsfors�ket beskrevet i b). Dette fordi eppigenetiske modifikasjoner i genomet (se spm. 3) kan f�re til at cellene som resulterer fra cellefusjonen differensierer riktig.

d) For det f�rste vil brorparten av kloningsfors�kene v�re mislykkede n�r det er snakk om kloning av dyr. Det er ogs� vanlig at individene som resulterer fra kloningen har diverse helsemessige defekter slik som lever –og nyresvikt, og prematur aldring.

e) I reproduktiv kloning er hensikten � skape et individ som er identisk med det klonede i genetisk forstand. I terapeutisk klonng er hensikten � produsere celler som er genetisk identiske med celler som er skadet eller d�de i et individ og dermed skal erstattes med friske celler. Et eksempel er erstatning av beta-Langerhans celler i bukspyttkjertelen hos diabetes I pasienter.

3)

a)  Med epigenetiske endringer i genomet  menes endringer som ikke p�virker DNA sekvensen, men som alikevel p�virker uttrykksm�nsteret i cellen.

b) Eksempler p� epigenenetiske endringer er kjemiske modifikasjoner av DNA som endrer kromatinstrukturen slik som metylering av DNA. Et annet eksempel er  acetylering av histoner som p�virker disses affinitet for binding til DNA.

4) Fordi cellens skjebne allerede er determinert i det tidligste fosterstadium.

5)

a) MyoD kommer fra MyoD genet som transkriberes i muskelceller.

b) Produksjon av MyoD proteinet aktiveres ved induksjon fra naboceller.

c) Determinering.

d) Produksjon av MyoD proteinet induseres og dette f�rer igjen til at MyoD induserer transkripsjon av gener for andre muskelspesifike transkripsjonsfaktorer. MyoD inng�r ogs� i en positiv feedback loop slik at det promoterer sin egen ekspresjon. De sekund�re muskelspesifike transkripsjonsfaktorene vil igjen promotere ekspresjon av andre muskelspesifike strukurelle proteiner slik som aktin og myosin og slik gi opphav til en moblast. Flere myoblaster fusjonerer s� for � danne et modelnt multinukl�rt muskelfiber som ikke vil gjennomg� flere delinger.

6

a) Ulikt ekspresjonsm�nster for deres gener.

b) Allerede i eggcellen finnes en rekke RNA molekyler og proteiner som er ujevnt fordelt i celleplasma. Ved f�rste celledeling vil dette f�re til to celler av ulik cytoplasmisk beskaffenhet som igjen kan gi opphav til ulike transkripsjonsm�nstre i de to cellene. I tillegg vil signaler fra naboceller indusere differensiering. Epigeneisk modifisering av DNA er en viktig mekanisme for stor skala transkripsjonsreguleing og differensiering.

7) Disse s�kalte homeotiske/Hox-genene er konserverte i dyr fra Drosophila til Homo sapiens. �rsakene til dette kan v�re mange. En mulig forklaring er at disse genene spiler en s� sentral rolle i dyrenes utvikling at et kraftig evolusjn�rt trykk motvirker all forandring.

Sp�rsm�l til kapittel 22

Evolusjon

1. Kan ikke gi noe fasitsvar p� dette, annet enn at dere b�r resonnere p� en slik m�te at de fleste observasjonene og prinsippene (ikke n�dvendigvis alle sammen) anvendes.

2. Rovdyr: angripe, knuse, tygge kj�tt

Part�et planteeter: rive, knuse og male plantemateriale

3. Tennene er lite differensierte i forhold til rovdyr og part�et planteeter. Kjeven er noks� enkelt oppbygd. Insekter er stort sett lette � fange og tygge.

4. Ingen n�levende organismer er mer �primitive� enn andre. Alle har like lang evolusjonsveg. (2) N�levende organismer kan derimot ha beholdt enkelte primitive karaktertrekk – som ikke har v�rt gjenstand for evolusjon. Samme organismer kan ha andre og �avanserte� karaktertrekk. Mennesket Homo sapiens har en avansert hjerne og avansert oppreist gange, mens forlemmene er primitive (i forhold til f.eks. flaggermus, part�ete, upart�ete og rovdyr). (3) Kraniet til insektetere har en uspesialisert kjeve og et uspesialisert tannsett der tennene er relativt ensartete.

5. Dere har f�tt oppgitt at vi skriver om n�levende dyr og at greinene skal representere et tidsforl�p. Den riktige framstillingen er den til h�yre. Fra opprinnelsespunktet ser dere at alle greinene beskriver samme lengde (ogs� den knekte greina som f�rer til rovdyret). Framstillingen til venstre er falsk, men dessverre mye brukt (iallfall i eldre l�reb�ker). Den hadde betinget at den aktuelle insekteteren var utd�dd og at dette dyret hadde gitt direkte opphav b�de til rovdyr og part�et planteeter. Framstillingen til h�yre antyder felles stamform i m�tepunktene. Insekteterne har felles stamform med ei utd�dd dyregruppe som enn� ikke hadde differensiert seg til rovdyr og part�et planteeter (fossiler viser at denne dyregruppa fantes). P� et seinere tidspunkt oppsto stamformen til rovdyra og de part�ete planteeterne.