Henkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe. Sukunimi Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Henkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe. Sukunimi Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20"

Matilda Nurminen
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 elsingin yliopisto/tampereen yliopisto enkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe Sukunimi Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20 Solujen kalvorakenteet rajaavat solut niiden ulkoisesta ympäristöstä ja erottavat solujen sisällä toiminnallisia kokonaisuuksia, soluorganelleja. Kalvojen ominaisuuksilla on suuri merkitys solujen elintoiminnoissa. heisessa laatikossa on rakennekaavoja yhdisteistä, joita esiintyy solujen lipidikalvon perusrakenteen muodostavissa amfipaattisissa (amfifiilisissä) lipideissä. 2 N( 3 ) 3 2 P glyseroli koliini fosforihappo + linolihappo steariinihappo kolesteroli

2 a) Esitä rakennekaava kalvolipidistä, joka voidaan muodostaa käyttäen vähintään kahta kaavakokoelman monomeeriä ja nimeä esittämäsi yhdiste. (4p) 2 2 P + N( 3 ) 3 fosfatidyylikoliini (lesitiini) b) Esitä piirroksena biologisen lipidikalvon perusrakenne. soita, mitkä rakenneosat muodostavat kalvon hydrofobisen ja mitkä hydrofiilisen osan. (3p) ydrofiilinen pinta fosfaatin ja alkoholin varaukset ja hydrofiiliset osat ydrofobinen kalvon sisäosa, muodostuu rasvahappojen asyyliketjuista ydrofiilinen pinta fosfaatin ja alkoholin varaukset ja hydrofiiliset osat

3 c) Kuvaa millä eri tavoilla kalvon proteiinit voivat kiinnittyä kalvorakenteeseen? Millä menetelmillä eri tavoin liittyneet proteiinit voidaan irrottaa kalvosta? (4p) Vastauksessa tulisi käsitellä: Perifeeriset kalvoproteiinit - ionisidokset, vetysidokset polaaristen osien välillä, irtoavat kemikaaleilla, jotka vaikuttavat näihin vuorovaikutuksiin (esim. ioniväkevyyden lisäys) - lipidiankkurit, sitoutuminen voi olla reversiibeliä, vapautettavissa myös esim. entsymaattisesti Integraaliset kalvoproteiinit - liittyvät kalvoon yhdellä tai useammalla kalvon läpäisevällä, hydrofobisella peptidiketjun osalla, hydrofobiset vuorovaikutukset - ovat irrotettavissa hydrofobisia vuorovaikutuksia rikkovilla kemikaaleilla, kuten detergenteillä ja orgaanisilla liuottimilla (eino-vuento, s ) (Erlanson-Albertson-Gullberg, 73-74) d) Mitkä ovat biologisten kalvojen tärkeimmät yleiset ominaisuudet? (3p) Vastauksessa tulisi käsitellä: - kalvon lipidi- ja proteiinikomponentit ovat liittyneet toisiinsa ei-kovalenttisin sidoksin - lipidi- ja proteiinikomponentit liikkuvat vapaasti kalvon tasossa - kalvon jäykkyys riippuu lämpötilasta ja lipidikoostumuksesta (tyydyttymättömät rasvahapot lisäävät juoksevuutta) - kalvot ovat usein epäsymmetrisiä koostumukseltaan - kalvo on periaatteessa läpäisemätön poolisille yhdisteille, pienimolekyyliset poolittomat yhdisteet kulkeutuvat helposti kalvon hydrofobisen osan läpi (eino-vuento, s ) (Erlanson-Albertson-Gullberg, s )

4 e) Proteiineille voidaan laatia hydrofobisuusindeksi. Tämä esitetään yleensä kuvaajana, jossa vaaka-akselina on aminohappotähteen järjestysnumero peptidiketjussa ja pystyakselilla ketjun suhteellinen hydrofobisuus kyseisessä kohdassa. Kuvaajan avulla voidaan ennustaa proteiinin mahdollista kiinnittymistä lipidikalvoihin. Kuvassa on esitetty erään solukalvoon kiinnittyneen proteiinin hydrofobisuus aminohappojärjestyksen funktiona. Aminohappotähteiden numerointi alkaa ketjun aminopäästä kohti karboksyylipäätä. Lisäksi tästä kalvoproteiinista tiedetään, että treoniinitähteeseen no. 61 on liittynyt oligosakkaridiketju ja seriinitähde no. 235 on proteiinikinaasi :n fosforylaatiokohta. ydrofobisuus Aminohappotähteen numero Esitä näiden tietojen pohjalta kaavamaisella piirroksella ennustuksesi proteiinin sijoittumisesta solukalvoon ja perustele näkemyksesi. (3p) Glykosylaatiokohta, ah 61 Ulkopuoli Sisäpuoli Fosforylaatiokohta, ah 235 N 2 - hydrofobisuuden perusteella neljä kalvon läpäisevää sekvenssiä - hiilihydraattiketjut ovat yleensä kalvoproteiinin solun ulkopuolisessa osassa ja proteiinikinaasi :n fosforylaatiokohta sytoplasmisessa osassa, siksi kuvassa esitetty orientaatio on todennäköinen (eino-vuento, s , , Erlanson-Albertson-Gullberg, )

5 f) Solujen ulkopuolella olevilla yhdisteillä on useita eri tapoja päästä solujen sisään. sa yhdisteistä voi kulkeutua kalvon läpi spontaanisti, osa tarvitsee siihen erityisen mekanismin. Kuvassa on esitetty kolmen yhdisteen, A, B ja kuljetusnopeuden (V 0 ) riippuvuus yhdisteen solunulkoisesta pitoisuudesta (V 0 kuvaa kuljetuksen alkunopeutta, kuljetettavan yhdisteen pitoisuus solun sisällä oletetaan tällöin nollaksi). Kuljetuksen alkunopeus, V (umol/min) 0 A B Kuljetettavan yhdisteen pitoisuus kalvon ulkopuolella, (mmol/l) Mitä voit kuvaajan perusteella päätellä näiden yhdisteiden kuljetusmekanismeista? (3p) Vastauksessa tuli ilmetä: - A.n ja :n kuljetus on pienillä pitoisuuksilla konsentraatiosta riippuvaista, mutta suuremmilla pitoisuuksilla kyllästyvää, viittaa saturoituvan kuljettajan osallistumiseen, avustettu diffuusio - :n kuljettajalla suurempi affiniteetti mutta pienempi kapasiteetti (Vmax) kuin A:n kuljettajalla - B:n kuljetus suoraan konsentraatiosta riippuvaista, viittaa diffuusioon ilman kuljettajaa (eino-vuento, s ,, Erlanson-Albertson-Gullberg, s )

Samankaltaiset tiedostot

Sukunimi 26. 05. 2005 Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20

Sukunimi 26. 05. 2005 Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20 elsingin yliopisto/tampereen yliopisto enkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe ukunimi 26. 05. 2005 Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20 olujen kalvorakenteiden perusrakenteen muodostavat amfipaattiset