BIOLOGIAN KYSYMYKSET Biologian osakokeessa on 10 kysymystä. Tarkista, että saamassasi vastausmonisteessa on sivut 1-10 numerojärjestyksessä. Tarkastajien merkintöjä varten 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 max 80p 1/10
Osio A (12p) Proteiinien paikantumista dendriittisiin ulokkeisiin tutkitaan neuroteiteissä parhaillaan intensiivisesti. Super-resoluutiomikroskopiaa käytetään proteiinien nanoluokan paikantumisen selvittämiseen. Tutkijat käyttivät STED mikroskopiaa kahden neuronien toiminnalle tärkeän proteiinin välisen paikantumisen selvittämiseen. Tutkimuksessa selvisi, että molemmat tutkitut proteiinit ( dopamiini D1 reseptori ja Na(+),K(+)-ATPaasi) sijaitsivat post-synaptisissa dendriittisissä ulokkeissa. Tämäntyyppinen paikantuminen viittaa tutkijoiden mielestä siihen, että paikallisilla natriumpitoisuuksien muutoksilla voi olla merkitystä synapsien toiminnalle. Lähde: Blom, Rönnlund ym. (2012). Nearest neighbor analysis of dopamine D1 receptors and Na(+)-K(+)-ATPases in dendritic spines dissected by STED microscopy. Microsc Res Tech. 75:220-228. Dendriittiset ulokkeet (engl. dendritic spine) ovat neuronin dendriittien pieniä solukavoulokkeita, jotka ottavat vastaan yksittäisten synapsien tai aksoneiden lähettämiä viestejä. Dendriittiset ulokkeet vahvistavat synaptisia signaaleja ja auttavat välittämään sähköisiä signaaleja neuronin keskiosiin. Yhdessä dendriitissä voi olla satoja tai tuhansia tällaisia ulokkeita. Lähde: Wikipedia Stimuloitu emissio-depleetio microskopia (STED microskopia) on fluoresenssimikroskopian menetelmä, jossa hyödynnetään fluoresoivien värimolekyylien kykyä tarttua tiettyihin solunsisäisiin rakenteisiin. Värimolekyylit voidaan virittää tietyillä valon aallonpituuksilla, jolloin värimolekyyli absorboi viritysvalon lähettämän fotonin. Värimolekyyli palaa viritystilasta spontaanisti takaisin lepotilaan tyypillisesti muutamien nanosekuntien jälkeen. Virityksen purkautuessa värimolekyyli emittoi l. vapauttaa alkuperäistä viritysvaloa pidemmällä aallonpituudella värähtelevän fluoresenssifotonin. Tämä muutos voidaan sopivien suodattimien avulla saada tutkijalle näkyväksi. Lähde: Wikipedia 1. Selitä, millaisia solurakenteita voi fluoresenssimikroskopian avulla nähdä? (8p) 2/10
(Teht. 1 jatkuu) 2. Selitä, miten hermosolujen välinen viestintä toimii? (6p) 3/10
3. Millainen rakenne on solukalvo, ja mitkä sen tehtävät ovat? (6p) 4/10
Osio B (21p) 4a. Piirrä ja nimeä piirrokseesi kaikki korvassa sijaitsevat aistinelimet (6p). 4b. Selitä, miten korvassa sijaitsevat aistinelimet toimivat? (6p) 5/10
5. Monien sairauksien kehittymisen taustalla on nykytiedon valossa bakteeri-infektio. Miten bakteerit voivat päästä elimistöön? (4p) 6. Selitä, miten lihas supistuu kun se saa hermoston välittämän supistumiskäskyn? (5p) 6/10
Osio C (22p) 7. Selitä lyhyesti (14p) a) Androgeeni b) Lihastonus c) Soluhengitys d) Spermatosyytti e) Kemoreseptori f) Kantasolu 7/10
g) Insuliiniherkkyys 8. Selitä, mitä hormoneja aivolisäkkeestä erittyy ja millaisia fysiologisia vaikutuksia niillä ihmisen elimistössä on? (8p) 8/10
Osio D (15p) Eräässä Suomen Akatemian rahoittamassa tutkimushankkeessa tutkijat pyrkivät tuottamaan proteiineja tupakan soluviljelmässä. Tavoitteena on löytää hallittu, suoraviivainen ja helppo tapa puhdistaa ja eristää kasvisolumassasta proteiineja, joita voitaisiin hyödyntää muun muassa vasta-aine- ja allergeenitutkimuksessa. Tulevaisuudessa pellolla kasvatettu tupakka siirretään sadon korjaamisen jälkeen bioreaktoriin. Kasvi saadaan agrobakteerin avulla tuottamaan lääkeproteiinia muutamassa päivässä. Tämä on yksi lupaavimmista tavoista reagoida esimerkiksi nopeisiin rokotetarpeisiin, tutkijat kertovat. Lähde: Suomen Akatemia 9. Mikroskopiassa tutkitaan usein viljeltyjä soluja. Mitä ne ovat, ja miten tuottaisit sellaisia tutkimustyöhön? (5p) 9/10
10. Tehtävänäsi on eristää haimassa ilmentyvää lähetti-rna:ta poistogeenisestä eläimestä. Teet lopuksi elektroforeesiajon. Selitä, miten toimit? Perustele vastauksesi. (10p) 10/10