Tenttiwiki

MOLE-104 Solubiologia

Solubiologia, 5 op

Tentti 25.9.2020

Tehtävä I. Mikroskooppitekniikat

Yhdistä seuraavat mikroskooppitekniikat alla oleviin kuvauksiin (yhdistä kirjain ja numero). Kutakin tekniikkaa vastaa yksi kuvaus parhaiten. (7 p).

a.) Konfokaalimikroskooppi
b.) Läpäisyelektronimikroskooppi
c.) Fluoresenssimikroskooppi
d.) Faasikontrastimikroskooppi
e.) Pyyhkäisyelektronimikroskooppi
f.) Kirkaskenttämikroskooppi

1. perustuu valomikroskooppiin, johon on liitetty optinen komponentti, mikä hyödyntää erilaista valon sirontaa kun valo kulkee solun eri osien läpi.
2. perustuu valomikroskooppiin ja vaatii että näyte on kiinnitetty (fiksattu) ja värjätty solujen yksityiskohtien tarkastelua varten.
3. vaatii kahden erilaisen suodattimen (filter) käyttöä. Ensimmäinen kaventaa aallonpituutta, joka valaisee näytteen ja seuraava estää kaikkien muiden aallonpituuksien etenemisen, paitsi niiden joita näyte lähettää (emittoi).
4. pyyhkäisee näytteen laser-säteellä ja saa aikaan sarjan kaksiulotteisia optisia leikkeitä, jotka voidaan rakentaa kolmiulotteiseksi kuvaksi. Laser eksitoi fluoresoivaa leimamolekyyliä, jonka emittoimasta valosta detektoidaan vain fokuksessa oleva valo.
5. mahdollistaa 2 nm kokoisten solun rakenteiden erottamisen.
6. vaatii näytteen päällystämistä ohuella raskasmetallikerroksella ja tuottaa kolmiulotteisen kuvat näytteen pinnasta.

7. Kerro lisäksi, millä mikroskooppitekniikalla tehtävän 2 kuvat on otettu. (Tehtävässä 2. 3 kuvaa)

Tehtävä 2. Solun rakenne ja toiminta

Kuvissa A-C on esitetty mikroskooppikuvia (eivät ole samassa skaalassa). Tunnista kuvissa olevat solurakenteet, kerro niiden rakenteesta ja tehtävistä soluissa, sekä arvioi, minkä tyyppinen solu kuvassa voisi olla. Perustele vastauksesi. (10 p).

Tehtävä 3. Kuvatekstin laatiminen

Kirjoita kuvaan kuvateksti. (10p).
Anna kuvalle Llhavoitu otsikko, jossa kerrot yleisesti, mitä kuvassa on. Sen jälkeen voit kuvata prosessin yksityiskohtaisemmin sekä mikä kuvassa tapahtuu ja miksi. Kerro myös A ja B kohdista yksityiskohtaisemmin.
(Kuvat kuvailtuna: Isommassa kuvassa näkyy glukoosin siirtyminen suolistosta (intestinal lumen), josta suurenettu kuva A ja B. A kuvassa solun ulkopuolelta kulkeutuu kanavaa pitkin glukoosia solun sisäpuolle. Myös natriumionit kuvattuna. Kuvassa B glukoosi kulkee solun sisäpuolelta solun ulkopuolelle.)

Tehtävä 4. Soluviestintä

a. Kerro esimerkki solujen välisestä viestinnästä. Kuvaile soluviestinnän päävaiheet. Erittele yksi kerrallaan, mihin näitä vaiheita tarvitaan ja miten ne rakentuvat. (8 p).

b. Miten solun sisäisiä signalointiteitä säädellään? Mitä seurauksia soluviestinnän säätelyn häiriöllä on? (4 p).

c. Vertaa solujen välistä viestintää aukkoliitosten/plasmodesmatan avulla reseptoriväliseen soluviestintään. Mitkä ovat niiden yhtäläisyydet ja erot sekä mahdolliset edut toisiinsa verrattuna? (6 p).

d. Noin 34% kaikista FDA:n hyväksymistä lääkkeistä Yhdysvalloissa vaikuttavat G-proteiinien toimintaan. Pohdi, mistä tämä johtuu. (3 p).



Tentti 14.8.2020


Tehtävä 1. Solun rakenne ja toiminta

a. Kuvaile lyhyesti, miten aitotumalliset solut ovat järjestäytyneet rakenteellisesti ja toiminnallisesti (8 p)
b. Millaiset molekyylitason rakenteet ja mekanismit mahdollistavat solujen toiminnan jaottelun? (4 p)
c. Miten ioneja ja pieniä molekyylejä (esim. glukoosi) siirretään solun ja ympäristön välillä sekä solun sisällä? (4 p)
d. Millaisilla mekanismeilla proteiineja kuljetetaan ja kohdennetaan solun sisällä oikeisiin paikkoihin. (8 p)

Tehtävä 2. Solun tukiranka
a. Mitkä ovat solun tukirangan komponentit, niiden päätehtävät, sekä keskinäiset erot ja yhtäläisyydet. (6 p)

b. Kuvaile lyhyesti solun tukirangan merkitystä eri tyyppisissä soluissa. (a’ 2 p)
1. epiteelisoluissa
2. lihassoluissa
3. jakautuvissa soluissa
4. liikkuvissa soluissa
5. kasvisoluissa.

Tehtävä 3. Solun jakaantuminen
Alla oleva kuvassa näkyy eläväsolukuvantamisella otetut kuvat keuhkon epiteelisolun jakaantumisesta.
Määritä näiden valomikroskooppikuvien oikea kronologinen järjestys ja nimeä, mitä vaihetta kukin kuva edustaa. (8 p)

[Kuusi kuvaa, joissa solun jakautumisen vaiheet]

Tentti 8.5.2020


Tehtävä 1. (2p x 5=10p)
Miten seuraavat termit liittyvät biologisten rakenteiden mekaanisiin ominaisuuksiin ja kestävyyteen?
Vastaa kuhunkin kohtaan 2-3 lauseella.
a. soluseinä
b. desmosomi
c. stressisäikeet
d. välikokoiset säikeet
e. elastiini


Tehtävä 2. Essee (10 p)

Solu- ja kudoshomeostaasin ylläpito on tärkeää monisoluisissa eläimissä. Tämän vuoksi sekä solujakaantuminen että solukuolema ovat tarkoin säädeltyjä. Kuvaa solusyklin ja solukuoleman säätelymekanismit. Kerro lyhyesti, miten häiriöt näissä säätelymekanismeissa vaikuttavat syövän syntyyn.

Tehtävä 3.
Covid-19-infektion solubiologiset mekanismit.
Vastaa lyhyesti ja tiiviisti. Maksimissaan muutama lause /kohta. (14 p)

Avainvaihe virusinfektiossa on se, miten virus pääsee tunkeutumaan isäntäsoluihin. Jotkut virukset fuusioituvat suoraan isäntäsolun solukalvon kanssa, toiset sen sijaan käyttävät solun pinnan reseptoria soluun tunkeutumiseen. Koronavirus käyttää reseptorina solun pinnan ACE2-proteiinia (angiotensiinia konvertoiva entsyymi 2). ACE2 on hengitystien ja myös muiden kudosten solujen pinnalla sijaitseva tyypin 1 transmembraaniproteiini, jonka N-terminaalinen entsymaattinen domeeni on solun ulkopuolella. Tarttuakseen ACE2:en koronaviruksen pinnan piikkiproteiinin (Spike) tulee leikkaantua solun pinnan TMPRSS-seriiniproteaasin toimesta. Soluviljelykokeissa on havaittu, että kun solujen kasvatusliuokseen lisätään koronaviruksia tai niiden piikkiproteiineja, ACE2 siirtyy solun pinnalta endosomeihin. Tällöin myös virukset tai niiden piikit löytyvät endosomeista. Joidenkin tutkimusten mukaan hapan pH olisi tärkeää virusgenomin vapautumisessa solulimaan.

a. Määrittele yleisellä tasolla mikä reseptori on, ja millaisissa solun prosesseissa ne yleensä toimivat (2 p)

b. Kerro, missä ACE2:sta tuottavat ribosomit sijaitsevat ja kuvaa mekanismi ja reitit, joilla se kuljetetaan solukalvolle. (3 p)

c. Kuvaile mahdollinen mekanismi ja reitti, joilla virus pääsee isäntäsoluun. (3 p)

d. Tutkit koronavirusta ja sen toimintaa soluissa käyttäen valomikroskooppi- ja elektronimikroskooppitekniikoita. Kuvaa lyhyesti näiden tekniikoiden toimintaperiaate ja vertaa niiden etuja ja rajoituksia. (4 p)

e. Tiedeyhteisö pyrkii kiivaasti kehittämään lääkeaineita koronavirusinfektion estoon ja sen oireiden lievittämiseksi. Pohdi, mitkä vaiheet/mekanismit viruksen tunkeutumisessa soluihin voisivat olla hyviä kohteita lääkeaineille. Perustele. (2 p)

Tentti 10.5.2019

1. a) G-proteiinikytkentäiset reseptorit liittyvät yhteen trimeeristen G-proteiinien kanssa. Mikä alla olevista vaihtoehdoista kuvaa parhaiten Gα:n välittämän signaalin sammumista?

(i) GEF-proteiini vaihtaa GDP:n GTP:ksi

(ii) Gα:aan sitoutunut GTP hydrolysoituu GDP:ksi

(iii) Gα vapautuu Gβγ-kompleksista

(iv) Gα vapautuu G-proteiinikytkentäisestä reseptorista

b) Selitä lyhyesti miten steroidihormonit voivat muuttaa geenien transkriptiota soluissa.

2. Kalsiumin rooli lihassupistuksessa

3. Apoptoosi: solutason mekanismit ja niitä säätelevät tekijät

4. Piirrä sienisolu, johon on selkeästi merkitty kuusi rakennetta tai asiaa, jotka löytyvät yleensä sienistä, mutta ei eläimistä. Älä nimeä muita asioita (vaikka piirtäisit). Kerro yhdellä lauseella kunkin merkityn asian tehtäväsienisolussa.

529382 Solubiologia, 5 op

Tentti 20.5.2016

1. A) Miten molekyyli voi olla tasapainossa solukalvon eri puolien välillä, vaikka sen pitoisuus ei ole yhtä suuri solukalvon eri puolilla? B) Laita seuraavat aineet järjestykseen sen mukaan miten ne läpäisevät lipidikaksoiskalvon, aloittaen siitä, joka läpäisee helpoiten. Ca2+, CO2, etanoli, glukoosi, RNA, H2O

2. Proteiinissa X on solulimakalvostoon ohjaava signaalisekvenssi sekä viisi mahdollista N-linkattua glykosylaatiokohtaa. Teet mutaation kaikkiin viiteen glykosylaatiokohtaan kerralla ja siten poistat glykosylaation kokonaan. Tarkoituksesi on tutkia glykosylaation merkitystä. Mitä ennustat proteiineille tapahtuvan, kun ilmennät sitä soluissa? Perustele ehdotuksesi.

3. Solutukirangan säikeiden (aktiini, välikokoiset filamentit, mikrotubulukset) erot ja yhtäläisyydet.

4. (Neljä kuvaa, jossa GFP sekä GFP-S1 solut tummanharmaita ja GFP-S2 sekä GFP-S1-S1 tumat tummanharmaita) Virusproteiinin kahden segmentin (S1 ja S2) epäillään oleva vastuussa virusproteiinin paikantumisesta tumaan infektoiduissa ihmisen soluissa. Olet valmistanut plasmideja, jotka koodaavat vihreää fluoresoivaa proteiinia (GFP) liitettynä jompaankumpaan tai molempiin näistä peptidisegmenteistä. Olet vienyt nämä plasmidit solujen sisään. Kun fuusioproteiinien ilmeneminen on indusoitu, katselet soluja fluoresenssimikroskoopilla GFP:n katseluun soveltuvia suotimia käyttäen. Tuloksesi on esitetty piirroskuvissa, joissa GFP-signaali näkyy harmaana. Mikä vaihtoehto (yksi) sopii parhaiten havaintojesi kanssa? Perustele A) Sekä S1 että S2 tarvitaan, jotta virusproteiini paikantuu tumaan B) S1 tarvitaan ja riittää, jotta virusproteiini paikantuu tumaan C) S2 tarvitaan ja riittää, jotta virusproteiini paikantuu tumaan D) S1 tarvitaan, mutta ei riitä, jotta virusproteiini paikantuu tumaan

5. Vertaile solujen välisten signalointireittien toimintatapoja. Esitä esimerkkejä yhteisistä ja eriävistä piirteistä.

6. Piirrä sienisolu, johon on selkeästi merkitty kuusi rakennetta tai asiaa, jotka löytyvät yleensä sienistä, mutta ei eläimistä. Älä nimeä muita asioita (vaikka pirtäisit). Kerro yhdellä lauseella kunkin merkityn asian tehtävä sienisolussa.