Oulun yliopiston biokemian koulutusohjelman valintakoe 22.5.2015
Nimi:
Henkilötunnus:
Ota henkilötodistus mukaasi jättäessäsi vastauspaperin. Kysymyksiin vastataan
suomeksi.
Osa 1
Aineistotehtävä. Vastaa vain varattuun tilaan; vastauslaatikon
ulkopuolisia kuvia tai tekstiä ei hyväksytä vastaukseksi. Tämän osion
vääristä vastauksista EI tule miinuspisteitä.
Tehtävä 1. Tämä tehtävä käsittää sivut 1-5. Vastaa tehtäviin valintakoekirjan, lukion biologian tietojesi
ja oheisen tekstin tietojen pohjalta. Kysymyksiin vastataan suomeksi, vaikka osa annetusta aineistosta
on englanniksi. (9 p)
Solua ympäröi solukalvo. Lisäksi solussa on useita erilaisia soluelimiä, kuten mm. tuma, mitokondrio
ja endoplasmakalvosto (ER), sekä erillisiä kalvorakkuloita, joita kaikkia ympäröi solukalvon kanssa
hyvin samanlainen kalvo (ko. kalvojen perusrakenne on itse asiassa identtinen). Solun kalvorakenteet
voivat yhdistyä tai niistä voi kuroutua irti kalvon ympäröimiä rakkuloita. Tätä kutsutaan
kalvoliikenteeksi (engl. vesicle traffic). Tästä on kuvia sivulla 3.
Golgin laite koostuu päällekkäisistä kelmupusseista (engl. cisternae), joiden reunoilta kuroutuu irti
kalvorakkuloita. Rakenteellisesti Golgin laite koostuu erilaista osista, joilla on selkeä polaarisuus eli
suunta, ns. cis-trans-polarisaatio. Golgin laite muistuttaa läheisesti endoplasmakalvostoa, ja sitä on
pidetty myös endoplasmakalvoston erilaistuneena alueena. Solussa saattaa olla useita Golgin laitteita.
Proteins from the ER enter the Golgi at its cis face, which is located towards the ER. Proteins are then
transported through the Golgi and they exit from its trans face. As they pass through the Golgi,
proteins are modified and sorted for transport to their eventual destinations within the cell.
Distinct processing and sorting events appear to take place in an ordered sequence within different
regions of the Golgi complex, so the Golgi is usually considered to consist of multiple discrete
compartments. Although the number of such compartments has not been established, the Golgi is
most commonly viewed as consisting of four functionally distinct regions: the cisGolgi network, the
Golgi stack (which is divided into the medial and trans subcompartments), and the transGolgi
network. Proteins from the ER are transported to the ER-Golgi intermediate compartment and then
enter the Golgi apparatus at the cis Golgi network. They then progress to the medial and trans
compartments of the Golgi stack, within which most metabolic activities of the Golgi apparatus take
place. The modified proteins, lipids, and polysaccharides then move to the trans Golgi network, which
acts as a sorting and distribution center, directing molecular traffic to lysosomes, the plasma
membrane, or the cell exterior.
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
1
Although the Golgi apparatus was first described over 100 years ago, the mechanism by which
proteins move through the Golgi apparatus has still not been established and is an area of
controversy among cell biologists. One possibility is that transport vesicles carry proteins between the
cisternae of the Golgi compartments. However, there is considerable experimental support for an
alternative model proposing that proteins are simply carried through compartments of the Golgi
within the Golgi cisternae, which gradually mature and progressively move through the Golgi in the
cis to trans direction.
Proteins, as well as lipids and polysaccharides, are transported from the Golgi apparatus to their final
destinations through the secretory pathway. This involves the sorting of proteins into different kinds
of transport vesicles, which bud from the trans Golgi network and deliver their contents to the
appropriate cellular locations. Some proteins are carried from the Golgi to the plasma membrane by a
constitutive secretory pathway, which accounts for the incorporation of new proteins and lipids into
the plasma membrane, as well as for the continuous secretion of proteins from the cell. Other
proteins are transported to the cell surface by a distinct pathway of regulated secretion or are
specifically targeted to other intracellular destinations, such as lysosomes in animal cells or vacuoles
in yeast.
Proteins that function within the Golgi apparatus must be retained within that organelle, rather than
being transported along the secretory pathway. In contrast to the ER, all of the proteins retained
within the Golgi complex are associated with the Golgi membrane rather than being soluble proteins
within the lumen. The signals responsible for retention of some proteins within the Golgi have been
localized to their transmembrane domains, which retain proteins within the Golgi apparatus by
preventing them from being packaged in the transport vesicles that leave the trans Golgi network.
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
2
kalvorakkula
(engl. vesicle)
solukalvo (engl. plasma
membrane)
kalvorakkula ja solukalvo
yhdistyvät yhdeksi
kalvoksi
jos kuvaa katsoo alhaalta
ylöspäin, hahmottuu
käänteinen tapahtuma,
jossa kalvorakkula
kuroutuu irti solukalvosta
kuroutuminen ja
yhdistyminen voivat
tapahtua sekä ”sisältä
ulos” että ”ulkoa sisälle”
sama asia, mikä tässä
kuvassa on esitetty
kalvorakkulalle ja
solukalvolle,
tapahtuu useiden eri
soluelimien ympärillä
olevien kalvojen kesken
Joitakin kalvon
ympäröimiä
soluelimiä:
tuma
endoplasmakalvosto (ER)
Golgin laite
(engl. Golgi apparatus)
kalvorakkuloita
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
3
Nimi:
Henkilötunnus:
Vastaa seuraaviin kysymyksiin:
A. Mitä tehtäviä Golgin laitteella on soluissa?
B. On esitetty kaksi mallia yksittäisen proteiinin kulkeutumiselle ER:stä Golgin läpi. Selvitä ne
lyhyesti.
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
4
Nimi:
Henkilötunnus:
C. Miten mahdollistuu Golgin sisäisten proteiinien pysyminen Golgissa?
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
5
Nimi:
Henkilötunnus:
Osa 2
Tehtävät 2-13. Oikein/väärin-väittämät. Merkitse rastilla, onko väittämä oikein ”O” vai väärin
”V”. Kaikissa oikein/väärin-väittämissä oikea vastaus antaa +1 p, väärä vastaus –0,5 p, tyhjä
vastaus 0 p. Maksimipisteet tästä osiosta on 12 p.
O
[ ]
V
[ ]
[ ]
[ ]
4. Lääkeaine voi olla toimiva siksi, että sen muoto muistuttaa lääkkeen [ ]
kohdeproteiiniin normaalistikin sitoutuvien molekyylien muotoa.
[ ]
5. Kalvoproteiinit kiinnityvät kalvoon hydrofiilisellä ankkurilla
[ ]
[ ]
6. Aivojen ja hermoston toiminnalle välttämätön adrenaliini on
aminohappojohdannainen.
7. Typpioksidi on kaasumainen viestimolekyyli.
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
8. Geenien transkriptiota lähetti-RNA:ksi ohjaa DNA polymeraasi II.
[ ]
[ ]
9. Transkriptiotekijöiden kiinnittymiskohdat voivat sijaita kaukana
ensimmäisen eksonin aloituskohdasta sen 5’ puolella.
[ ]
[ ]
10. Kuljetusrakkuloiden lisäksi mikrotubuluksia pitkin voi kulkea myös
soluja.
[ ]
[ ]
11. Kolibakteerin DNA on rengasmainen molekyyli
[ ]
[ ]
12. Metabolia toimii siten, että hyvin moninainen joukko hajotettavia
molekyylejä tuottaa vastaavan määrän erilaisia lopputuotteita.
[ ]
[ ]
13. Nukleiinihappojen synteesi syöpäsoluissa on hitaampaa kuin
terveissä soluissa.
[ ]
[ ]
2. Rasvojen energiapitoisuus massayksikköä kohti laskettuna on
suurempi kuin hiilihydraateilla.
3. ATP on solun energiaa varastoiva molekyyli, joka energian
luovuttamisen lisäksi osallistuu solun tiedonvälitykseen.
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
6
Nimi:
Osa 3
Henkilötunnus:
Muut tehtävät. Vastaa vain varattuun tilaan; vastauslaatikon ulkopuolisia
kuvia tai tekstiä ei hyväksytä vastaukseksi. Tämän osion vääristä
vastauksista EI tule miinuspisteitä.
Tehtävä 14. Entsyymien toimintaa eli aktiivisuutta solussa säädellään monella eri tavalla, jotka on
lueteltu alla. Kerro vapaavalintaisesti neljän eri säätömekanismin toiminnasta. Tehtävä jatkuu
seuraavalla sivulla. (4 p)
A. Substraattisäätö
B. Inhibiittorien läsnäolo
C. Pitkäkestoiset sopeuttamismekanismit
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
7
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 14. jatkuu
D. Allosteerinen säätö
E. Entsyymien kovalenttinen säätö
F. Hormonaalinen säätö
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
8
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 15. Mikä merkitys alla luetelluilla asioilla on proteiinien kuljetuksessa solun pinnalle tai
solun sisällä. (2,5 p)
A. Signaalijakso
B. KDEL-jakso
C. Mannoosi-6-fosfaatti
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
9
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 15. jatkuu
D. Lipidikalvon ympäröimä rakkula
E. ERAD-järjestelmä
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
10
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 16. Vasemmalla on lista erilaisista molekyyleistä ja oikealla lista seitsemästä sidostyypistä
(A-G). Merkitse vasemmalla olevan molekyylin vieressä olevaan laatikkoon kirjaimella, mitä
sidoksia (A-G) molekyylissä voi esiintyä. Huomaa, että yhtä sidostyyppiä voi esiintyä useammassa
eri molekyylissä ja joissain molekyyleissä voi olla useampia eri sidostyyppejä. Lisäksi alla on kuvia
listassa olevista molekyyleistä. Kirjoita kunkin alla olevan kuvalaatikon sisään mistä molekyylistä on
kyse. (4 p)
Sidostyypit:
Molekyylit:
A. Fosfodiesterisidos
proteiini
B. Peptidisidos
disakkaridi
C. Ionisidos
D. Vetysidos
triasyyliglyseroli
komplementaariset nukleotidit
DNA-molekyyli
E. Esterisidos
F.
(1  4) glykosidisidos
G. Rikkisilta
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
11
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 17. Kuvassa on kaksi reaktionopeuskuvaajaa, joissa molemmissa samasta lähtöaineesta X
syntyy reaktiotuotetta Y. (3,5 p)
A. Merkitse alla olevien kuvaajien 1) ja 2) laatikoihin lähtöaine (X), reaktiotuote (Y) ja reaktion
etenemissuunta (nuoli).
1)
2)
G
G
reaktion etenemissuunta
reaktion etenemissuunta
B. Mitä tarkoittavat suureet G ja ∆G?
C. Mitä tarkoitetaan energiakynnyksellä eli aktivaatioenergialla ja miten se vaikuttaa reaktion
etenemiseen? Piirrä ja nimeä energiakynnys kuvaajiin 1) ja 2).
D. Miksi kuvaajissa 1) ja 2) olevat reaktionopeuskuvaajat eroavat toisistaan?
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
12
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 18. Selitä lyhyesti (4p):
A. Mitä tarkoitetaan solujen polarisaatiolla?
B. Mitä eroa on aktiivisella ja passiivisella kuljetuksella kalvon läpi?
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
13
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 18. jatkuu
C. Mikä merkitys on ubikitiinin liitämisellä proteiiniin?
D. Määrittele käsite makromolekyyli ja anna siitä esimerkki.
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
14
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 19. On esitetty, että eliökunnan kolmella luokalla – aitotumalliset, arkkieliöt ja
bakteerit – olisi ollut yhteinen kantamuoto, LUCA (last universal common ancestor; viimeinen
yhteinen kantamuoto). Selvitä lyhyesti (2p):
a) Miten asiaa on tutkittu eli mihin hypoteesi perustuu?
b) Mikä asia saattaa vääristää kohdan a) tuloksia?
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
15
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 20. Oheisessa kuvassa on pieni osa energia-aineenvaihduntaa:
Vastaa seuraaviin kysymyksiin (3 p):
a) Millainen aine on glykogeeni ja mikä sen tehtävä on?
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
16
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 20. jatkuu
b) Kuvaile lyhyesti glukoositransportteria molekyylinä ja miten se toimii.
c) Mikä yhdiste luovuttaa kuvan mukaisesti fosfaattiryhmän glukoosille?
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
17
Nimi:
Henkilötunnus:
Tehtävä 21. Rasvahapot ovat yhdisteitä, joissa on karboksyyliryhmä yhdistyneenä
hiilivetyketjuun. Karboksyyliryhmän hiili on hiili numero 1 ja rasvahapon muut hiilet
numeroidaan siitä eteenpäin hiilivetyketjun loppuun asti. Eri rasvahappojen hiilivetyketjun
pituus vaihtelee ja siinä voi olla myös kaksoissidoksia (tyydyttymättömät rasvahapot).
Rasvahappojen systemaattinen nimeäminen tapahtuu seuraavien sääntöjen ja oheisen
esimerkin mukaan:
- ilmoitetaan hiilten lukumäärä
- ilmoitetaan kaksoissidosten lukumäärä
- ilmoitetaan kaksoissidosten isomeria (cis tai trans)
- ilmoitetaan kaksoissidosten paikka (monennenko hiilen jälkeen)
esimerkki:
9
16:1 cis Δ
Tehtävä (1 p):
Piirrä seuraavan rasvahapon kemiallinen kaava:
7
10
12:2 trans Δ , cis Δ
Biokemian koulutusohjelman valintakoe 2015
18