Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Prov 2008-01-22 i Nukleinsyrornas struktur, funktion och syntes

Tid: 75 minuter

Tillåtna hjälpmedel är papper, penna, suddgummi och linjal. Lycka till!

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

  1. Vilka tre av följande påståenden om nukleinsyrornas kemi och struktur är sanna? (3p)
    1. Oligonukleotider är nukleotider med fler än 3 fosfatgrupper påkopplade.
    2. Socker- och fosfatresterna i DNA-kedjans ryggrad är sammanbundna med van der Waals-bindningar.
    3. De båda strängarna i en DNA-molekyl hålls huvudsakligen samman (med varandra) med hjälp av vätebindningar.
    4. Om ett restriktionsenzym klipper mellan G och A i sekvensen 3'-GAATTC-5', bildas det s.k. klibbiga ändar.
    5. Bindningen mellan adenin och tymin är betydligt svagare än bindningen mellan adenin och uracil.
    6. En RNA-molekyl med sekvensen 5'-ACGGTCCCGATTGGACCGT-3' bildar troligen gärna en hårnålsögla.
  2. Hershey och Chase gjorde ett elegant experiment med bakteriofager och bakterier, i vilket de bevisade att det är DNA som för arvet vidare till nya generationer. Vilka tre påståenden om deras experiment är sanna? (3p)
    1. Svavel finns i DNA men inte i proteiner, och fosfor finns i proteiner men inte i DNA.
    2. Genom att märka in fagerna med radioaktivt väte kunde Hershey och Chase följa fagernas väg genom bakterierna.
    3. Bakteriofager sprutar in allt sitt DNA i bakterien, medan proteinhöljet förblir utanför cellen (och lossnar efter infektion).
    4. I det försök där bakteriofag-DNA:t var inmärkt, blev supernatanten (överlösningen) radioaktiv efter centrifugering.
    5. I det försök där bakteriofag-proteinerna var inmärkta, kunde Hershey och Chase se att de infekterade bakterierna förblev icke-radioaktiva.
    6. De fager som bildades efter att fager med inmärkt DNA infekterat bakterier var också radioaktiva.
  3. Vilka tre av följande påståenden om DNA-syntes är sanna? (3p)
    1. DNA-mallen läses alltid av i 5'→3'-riktning.
    2. Primern görs under replikationen av enzymet ligas.
    3. I cellen behövs primerar endast vid tillverkning av s.k. Okazakifragment.
    4. I E. coli står DNA-polymeras III för den huvudsakliga DNA-syntesen vid replikationen.
    5. Vid en PCR-reaktion är det som regel inte möjligt att amplifiera en hel kromosom.
    6. Taq-polymeraset är ett DNA-polymeras som inte denatureras vid de temperaturer som krävs för att helt smälta ett stycke dsDNA.
  4. Matthew Meselson och Franklin Stahl lyckades år 1957 verkligen bevisa att DNA-replikation är semikonservativ. Vilka tre påståenden om deras försök är sanna? (3p)
    1. DNA från bakterier som odlats i en kvävekälla som endast innehåller 15N har något högre densitet än "vanligt" DNA.
    2. När Meselsons & Stahls "15N-bakterier" fått dela sig ytterligare en gång i vanligt odlingsmedium, hade det bildats hybrider av en sträng med 15N-innehållande DNA och en sträng med 14N-innehållande DNA.
    3. Den bildade hybriden av 15N- och 14N-innehållande DNA hade något lägre densitet än DNA:t med bara 15N-innehållande DNA.
    4. Efter ytterligare en delning, innehöll proverna bara 14N-DNA.
    5. Eftersom replikationen är semikonservativ, kommer DNA:t i cellerna efter några delningar att bestå av enbart 15N-innehållande DNA eller 14N-innehållande DNA.
    6. Eftersom replikationen är semikonservativ, bildades det aldrig DNA som enbart bestod av 14N-innehållande DNA i Meselsons och Stahls experiment.
  5. Vilka tre av följande påståenden om plasmidvektorer är sanna? (3p)
    1. En plasmidvektor är en vektor som används för att mutera plasmider med.
    2. Polylinkern innehåller klyvningsställen för några vanliga restriktionsenzymer.
    3. En bra plasmidvektor ska innehålla ett s.k. ORI, för att plasmiden ska kunna replikeras med lätthet.
    4. En vanligt förekommande typ av selektionsmarkör är en antibiotikaresistensgen.
    5. I kloningskassetten sitter gener, som kodar för enzymer som är nödvändiga för att plasmiden ska kunna replikeras.
    6. Bakterier som innehåller plasmider är alltid GMO, genetiskt modifierade organismer.
  6. Vilka tre av följande påståenden om transkriptionen är sanna? (3p)
    1. När det bildas ett stängt komplex innebär det att operonet/genen stängs av.
    2. När det bildas ett öppet komplex kan elongeringen av RNA-molekylen sätta igång.
    3. RNA-syntesen skiljer sig från DNA-syntesen på så vis, att RNA-polymeraset inte behöver en primer, vilket DNA-polymeraset gör.
    4. Transkriptionen avslutas när RNA-polymeraset stöter på ett s.k. stoppkodon.
    5. Efter transkription hos E. coli finns det som regel en mängd introner i mRNA-molekylen, som måste klippas bort i den process som kallas splitsning (eng. splicing).
    6. Varken mRNA eller tRNA har någon känd katalytisk aktivitet.

Del II. Frågor som kräver ett utredande svar

Skriv svaren till de här frågorna på ett annat papper.

  1. Föreställ dig att du forskar på lilla favorit-organismen E. coli och lyckats få fram en mutant, där promotorn i Lac-operonet har 1000 gånger högre affinitet för RNA-polymeraset än en icke-muterad E. coli.

    Förklara nu hur det kommer sig att dina muterade E. coli växer långsammare i medium som innehåller både glukos och laktos än vad icke-muterade E. coli gör! Börja med att beskriva hur Lac-operonet fungerar, och förklara med hjälp av detta varför mutanterna växer långsammare än de icke-muterade bakterierna. (7p)

  2. Föreställ dig att du vill sekvensera ett stycke DNA, där den ena strängen har följande utseende:

    5'-TTAACCGATCCA-3'

    Nu vill jag att du så noggrant som möjligt beskriver hela processen när du sekvenserar DNA:t. Skriv hur man gör, och förklara i varje steg varför man gör som man gör. Börja med primern: Hur ska den vara utformad? Varför? Hur ska dina reaktionsblandningar se ut? Varför? Hur sker sekvenseringen? Varför? Vilka fragment bildas, och varför det? Hur gör man när man analyserar fragmenten, och varför gör man på det sätt du beskriver? Och så vidare.

    Det är inte möjligt för mig att sätta poäng på en sådan här omfattande fråga. Ditt svar kommer istället att bedömas efter betygskriterierna IG, G, VG eller MVG.

    • För ett G lyckas du översiktligt beskriva hur sekvenseringen går till.
    • För ett VG behärskar du tekniken till ett visst djup, men har svårt att förklara varför man gör som man gör.
    • För ett MVG kan du inte bara förklara hur man gör och vad som händer, utan du kan också tydligt förklara varför man gör som man gör, och varför det ena eller det andra inträffar.