Tentamen i Cellbiologi med Biokemi

Transkript

1 Del 1, Del 2, Totalt Tentamen i Cellbiologi med Biokemi 5 juni 2013 CMB 22,5 hsp Biomedicinarprogrammet U / G / VG Instruktioner: Märk alla papper med din tentamenskod. Ev extrablad dessutom med datum, CMB och frågans nummer. Frågorna skall besvaras på frågebladet. Om du behöver mer skrivyta använd i första hand baksidan på frågebladet, sedan separata extrablad för varje fråga. Lämna in tentan sorterad i frågeordning. Resultaten läggs ut på studentportalen så fort tentan är rättad, om möjligt till midsommar. Om du vill ha din tenta skickad till dig, skriv namn och adress på kuvert som finns att få vid tentatillfället. Tentan hämtas annars på kurssekretariatet i A2:1. Tentan omfattar 16 frågor i två delar, totalt c:a 80 poäng. För godkänt krävs ca 60% för respektive del. Godkänd tentadel får tillgodoräknas. Väl godkänt c:a 80%. Synpunkter på rättningen med hänvisning till de specifika delar som ifrågasätts skall inkomma skriftligen till kursledningen inom 2 veckor efter det att rättningen av tentan blivit tillgänglig. Koncisa svar främjas. Svårläsliga, oorganiserade svar samt gardering kan dra ner bedömningen. Lycka till! Tentadel 1 (fråga 1-8) Fråga 1. Aminosyran alanin har en sidokedja som består av ett kol och tre väte. Karboxylgruppen har ett pk a -värde på 2 och aminogruppen ett på 9. a) Ange i ett kurvdiagram hur aminogruppens laddning varierar med ph. (1 p) b) Ange i samma diagram hur karboxylgruppens laddning varierar med ph. (1 p) c) Ange i samma diagram hur aminosyrans nettoladdning varierar med ph. (1 p) d) Vad kallas det ph för en aminosyra eller ett protein vid vilket molekylens nettoladdning är noll? (1 p) e) Vad kallas den elektroforetiska metod med vilken man separerar proteiner efter vid vilket ph de har nettoladdningen noll. (1 p)

2 Fråga 2. Både den större och den mindre fåran (major and minor groove) i DNA kan binda till olika proteiner. a) Vilka kemiska grupper är exponerade i den större fåran och hur kan de utnyttjas i protein- DNA-interaktioner? (2 p) b) Vilka kemiska grupper är exponerade i den mindre fåran och hur kan de utnyttjas i protein- DNA-interaktioner? (2 p) c) Om alanin sitter i bindningsytan i ett DNA-bindande protein, vilken typ av interaktion är det troligast att aminosyraresten är involverad i? (1 p) 5/ Fråga 2 (16)

3 Fråga 3. Frida undersöker ett enzym som finns i leverceller och som läcker ut i blodplasman vid leverskador. Hon kan mäta enzymets aktivitet med hjälp av en spektrofotometer och vill nu se om aktiviteten kan användas som en markör för leverskador. Hon tar därför 10 µl serum från olika patienter och sätter det till 1,0 ml substratlösning i en kyvett i en spektrofotometer. Spektrofotometern anger absorbansen på reaktionsblandningen var 10:e sekund och från dessa värden beräknar Frida sedan reaktionshastigheten (koncentrationsändringen per sekund). a) Vilket ytterligare värde, som inte anges ovan, behöver Frida veta för att hon ska kunna räkna ut reaktionshastigheterna? Motivera svaret. (1 p) b) Frida beräknar sedan den tillsatta mängden enzymaktivitet. Hur beräknar hon den? Vilken enhet har den? (2 p) c) Frida har lyckats rena sitt enzym från levervävnad och har upptäckt att om hon mäter det renade enzymets aktivitet i närvaro av plasma (som saknar enzymaktivitet) så får hon ett lägre värde. Hon vill nu ta reda på om hämmaren i plasman är kompetitiv eller ickekompetitiv. Hur bör hon gå till väga för att göra det? (2 p) 5/ Fråga 3 (16)

4 Fråga 4. a) Figuren nedan föreställer citronsyracykeln där namnen på sex av de sju produkterna som bildas under ett varv har utelämnats. Fyll i namnen på de övriga produkterna. (3 p) b) Vilken är föreningen som anges med C2 i figuren? (1 p) c) Vilken är föreningen som anges med C6 i figuren? (1 p) 5/ Fråga 4 (16)

5 Fråga 5. a) I Uppsala Nya Tidning kunde man den 23 maj i år läsa om bantningsmedlet Pure Caffeine 200. Beskriv i molekylära termer hur den aktiva substansen i det förbjudna preparatet kan ha en effekt som bantningsmedel. (2 p) b) Reaktiva syreformer bildas under normala förhållanden i våra celler. Beskriv det första steget i en sådan reaktion. (1 p) c) Fleromättade fettsyror (och fettacylkedjor) reagerar särskilt lätt med reaktiva syreformer. Ange vilken typ av produkt som kan bildas. (1 p) d) Reaktionen i c) hämmas naturligt av en substans som finns i våra celler. Vilken är substansen? (1 p) 5/ Fråga 5 (16)

6 Fråga 6. Du skall sätta in / klona ett DNA fragment i en plasmidvektor. Beskriv hur du går tillväga! Använd följande 5 reagens eller begrepp och förklara deras betydelse och användning i sitt sammanhang på ett korrekt sätt: (5p) Restriktionsenzym DNA-ligas Transformation av bakterier multiple cloning site X-gal (Du får använda/nämna ytterligare reagens och komponenter. Se bara till att betydelse och sammanhang för reagenserna blir korrekta.) 5/ Fråga 6 (16)

7 Fråga 7. PCR a) Vilka parametrar skall beaktas vid design av PCR primers? (2p) b) Skriv sekvensen på PCR-primers (hypotetiska 8 nt primers) Uppströmsprimer: Nedströmsprimer: som skall användas för att amplifiera ett 40bp DNAfragment från en dsdnatemplat med nedan sekvens. Markera vilken sekvens dina förslag på primrar motsvarar: (1,5p) (Egenskaperna hos primrarna och PCR-fragmentet är inte viktiga just här utan frågan (b) gäller sekvens och placering) CAATTAACGA TTACTAGGTA ACACATAGAT CTGCGCCTAG TAGCGTTGGA GCTAGGATAG c) Du skall ta fram ett DNA fragment som bär på informationen för den proteinkodande sekvensen (cds) för green fluorescence protein (GFP) för att sätta in det i en expressionsvektor (se även uppgift 9b). Du väljer att använda PCR. Beskriv hur du går tillväga! (2,5p) 5/ Fråga 7 (16)

8 Fråga 8. Du har fått tillbaka resultatet från en DNAsekvenseringsreaktion som visas nedan. Resultatet kommer både som en ren sekvens och som ett sekvenselektropherogram/kromatogram. Du ser att sekvensen innehåller flera N i stället för GAT eller C och du misstänker att den innehåller fel. Sekvens: TTTTCNAGCGNCGACGGGGGGTANATT Electropherogram: a) Förklara varför sekvensen innehåller N och hur kan du få fram korrekt sekvens? (1p) b) Vilken är den troligt korrekta sekvensen? Motivera. (1p) c) Du har använt dideoxymetoden för att få sekvensen. Förklara dideoxynukleotidernas roll i sekvensreaktionen. (1,5p) d) Hur får du fram elektopherogrammet och vad det beskriver. (1,5p) 5/ Fråga 8 (16)

9 Tentadel 2 (fråga 9-16) Fråga 9. Del 2 summa: Vårt genom består av c:a 3,3 x 10 9 bp och sekvensen utgör den genetiska informationen för vår art Homo sapiens. a) Beskriv hur den genomiska DNA sekvensen klassificeras; hur man delar in klassifikationerna i olika typer av sekvens; och hur stor andel av genomet de utgör. (3p) b) Bilden visar en eukaryot expressionsvektor som innehåller en rekombinant artificiell gen med vilken man kan uttrycka GFP i celler (samma vektor som användes i lab. 12). GFP sekvensen motsvarar cds från GFP mrnat och har erhållits från ett cdna. Beskriv vad boxarna 1-4 bör/kan motsvara för funktioner för att det skall bli en funktionell eukaryot expressionsvektor. Kort förklaring av funktionen behövs (2p) / Fråga 9 (16)

10 Fråga 10. Reglering av transkriptionsinitiering hos RNA polymeras II är kanske den enskilt viktigaste delen av genregleringen. Transkriptionsaktivatorer (specifika transkriptionsfaktorer) spelar en viktig roll. a) Var på DNAt och var i cellen sker transkriptionsinitieringen? (1p) b) Hur kan aktivatorer reglera transkriptionsinitieringen? (3p) c) Vilka funktionella domäner har oftast transkriptionsaktivatorer? (1p) 5/ Fråga 10 (16)

11 Tenta kod: Fråga 11. Namnge cellstrukturerna i bilden: (4p) 5/ Fråga 11 (16)

12 Fråga 12. G-protein och inositider är centrala regulatorer/switchar i flera av cellens signaltransduktionsvägar och processer. a) Det finns trimeriska G-protein och små monomeriska G protein. Vad är ett G-protein? (1p) b) Vilka receptortyper aktiverar eller använder dels trimeriska G-protein och dels små monomeriska G-protein. Ange 2 receptortyper och vilket G-protein som gäller för resp. receptor. Exemplifiera med specifika receptorer och G-protein. (2p) c) Ge ett exempel på en cellulär process som är direkt reglerad av G-protein. (1p) d) Hur ser inositols kemiska struktur ut? (1p) e) Beskriv två situationer där fosforylering av olika kolatomer i inositol reglerar signalöverföringen! (2p) 5/ Fråga 12 (16)

13 Fråga 13. a) Beskriv hur det genetiska materialet i en cell där n=2 fördelas vid meios till de celler som är produkten av meiosen. (3p) b) Homolog rekombination förekommer under meiosen. Vad är homolog rekombination och i vilken del av meiosen förekommer det? (2p) c) Homolog rekombination används även i en annan cellulär process, vilken? (1p) 5/ Fråga 13 (16)

14 Fråga 14. Cykliner och Cdk är viktiga för regleringen av cellcykeln. a) Beskriv cellcykeln och vad som sker under de olika faserna i den eukaryota cellcykeln. (2p) b) Vilka funktioner har cykliner och Cdks vid cellcykelregleringen? (1p) c) Ge två exempel på skeden/molekyler som är under direkt kontroll av cyklin-cdk. Det skall framgå hur kontrollen påverkar cellcykeln. (2p) d) Ubikvitinligaserna SCF och APC griper in i regleringen av cellcykeln. Vilka steg regleras av SCF respektive APC? (1p) e) Specificitetsfaktorer Cdc20 liksom defosforylerad Cdh1 arbetar ihop med APC för att utföra två viktiga steg i cellcykeln. Hur sker detta? (1p) 5/ Fråga 14 (16)

15 Fråga 15. Para ihop bäst tillhörande termer och begrepp i vä och hö kolumner med varandra. (OBS att det skall bli en term i hö kolumn över) (4p) 1. TFIIH A. Acetylering CAPing B. Mikrofilament 3. Dubbelsträngsbrottsreparation C. Telomer 4. Repressor D. Transkriptionsinitieringskomplex 5. HAT E. Överkorsning 6. Synaptonemalkomplex F. Silencer 7. Fluorofor G. Pre-mRNA processningen 8. Myosin H. Emission I. NHEJ 5/ Fråga 15 (16)

16 Fråga 16. a) Figuren nedanför visar de modifieringar som insulin genomgår under sin sekretion. Beskriv tre modifieringsreaktioner som figuren visar samt var i cellen de äger rum. (3 p) b) I eukaryota celler glykosyleras många sekretoriska proteiner på asparaginsidokedjor: N- bunden glykosylering (N-linked glycosylation). Beskriv de allmänna egenskaperna för denna modifiering vad gäller strukturen för den initiala och den finala oligosackariden samt vilka organeller som är involverade. (2 p) 5/ Fråga 16 (16)