UNIVERSITETET I OSLO

Transkript

1 UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Midttermineksamen i: MBV3040 Nukleinsyrenes biokjemi Eksamensdag: 22. mars 2004 Tid for eksamen: 1,5 timer Oppgavesettet er på 10 sider. Vedlegg: Ingen Tillatte hjelpemidler: Ingen Kontroller at oppgavesettet er komplett før du begynner å besvare spørsmålene. The English version of the exam will be found behind the Norwegian version on page 6. Kandidatnummer: Oppgave I Beskriv nedbrytningen av deoksyribotymidinmonofosfat (dtmp) til metabolitter som kan delta i andre metabolske prosesser. Bruk kjemiske formler og oppgi navn på enzymer. 1

2 Oppgave II Kryss av for riktig svaralternativ i tabellen nedenfor. Kun ett svaralternativ er riktig for hvert av spørsmålene 1 Følgende nitrogenatomer i purinskjelettet stammer fra amidgruppen i glutamin: a) 1 og 3 b) 1 og 7 c) 1 og 9 d) 3 og 7 e) 3 og 9 2 Hvilket av utsagnene nedenfor er korrekt? a) Puriner og pyrimidiner nedbrytes begge ved oksidative prosesser b) Puriner og pyrimidiner nedbrytes ved reduktive prosesser c) Puriner nedbrytes ved oksidative og pyrimidiner ved reduktive prosesser d) Puriner nedbrytes ved reduktive og pyrimidiner ved oksidative prosesser e) Verken reduksjon eller oksidasjon inngår ved nedbrytning av puriner og pyrimidiner 3 I reaksjonsveien fra fosforibosylpyrofosfat (PRPP) til AMP er det to trinn som blir katalysert av samme enzym. Enzymet heter: a) GAR syntetase b) adenylosuksinat lyase c) xantin oksidase d) amidofosforibosyl transferase e) Det finnes ikke noe slik enzym 4 I biosyntesen av pyrimidinnukleotider blir ribosefosfat koblet til dihydroorotat slik at dihydroorotidinmonofosfat (dihomp) dannes. Enzymet heter a) dihydroorotat fosforibosyltransferase b) dihydroorotat dehydrogenase c) dihomp syntetase d) dihomp fosforylase e) Reaksjonen og enzymet finnes ikke i biosyntesen av pyrimidinnukleotider 5 Et av mellomproduktene i pyrimidinsyntesen vil dekarboksyleres i neste trinn. Forbindelsen som dekarboksyleres er: a) karbamoylaspartat b) dihydroorotat c) orotat d) orotidinmonofosfat e) det skjer ingen dekarboksylering i pyrimidinsyntesen a b c d e 2

3 6 Et av mellomproduktene i purinbiosyntesen vil dekarboksyleres i neste trinn, Forbindelsen som dekarboksyleres er a) Formylglycinamidinribotid (FGAM) b) 5-aminoimidazolribotid (AIR) c) Karboksyaminoimidazolribotid (CAIR) d) 5-aminoimidazol-4-karboksamidribotid (AICAR) e) det skjer ingen dekarboksylering i purinsyntesen 7 Det er viktig for cellen at konsentrasjonen av dutp holdes lav. Grunnen er: a) dutp vil konkurrere med ATP i en rekke reaksjoner, slik at flere metabolske prosesser hemmes b) dutp vil innføres i DNA av replikasjonssystemet og kunne føre til mutasjoner c) dutp vil hemme ribonukleotid reduktase og følgelig syntesen av deoksyribonukleotider d) dutp vil innføres i RNA av RNA polymerase og ødelegge funksjonen av rrna e) Cellen klarer seg utmerket ved høye dutp-konsentrasjoner 8 Lech-Nyhan-syndrom skyldes mangel på enzymet a) hypoxantin-guanin fosforibosyltransferase b) karbamoylfosfat syntetase II c) purinnukleosid fosforylase d) xantin oksidase e) dihydrofolat reduktase 9 Enzymatisk dannelse av karbamoylfosfat inngår i biosyntesen av pyrimidinnukleotider, og også i ureasyklus. Hvilken av påstandene nedenfor er korrekt? a) Det er samme enzym som deltar i pyrimidinnukleotidbiosyntesen og i ureasyklus b) Det er to forskjellige enzymer som katalyserer disse prosessene, men substratene for enzymene er de samme c) Det er to forskjellige enzymer som katalyserer disse prosessene, og også substratene er forskjellige d) Karbamoylfosfat dannet i ureasyklus i mitokondriene blir fraktet ut til cytosol for å delta i pyrimidinnukleotidsyntesen e) Pattedyr kan ikke danne karbamoylfosfat, og trenger derfor tilførsel av forbindelsen i kosten 10 Alvorlig kombinert immundeficienssyndrom (severe combined immunodificience disease, SCID) skyldes mangel på enzymet ADA. En følge av denne enzymmangelen er at a) konsentrasjonen av datp blir unormalt høy b) konsentrasjonen av dutp blir unormalt høy c) konsentrasjonen av polyetylenglykol (PEG) blir unormalt høy d) konsentrasjonen av purinribonukleosid blir unormalt høy e) Ingen av alternativene ovenfor er korrekte 3

4 11 Purinnukleotidsyklus a) erstatter trikarboksylsyresyklus i underhudsvev b) har en anaplerotisk rolle i muskelvev c) bidrar til nedbrytning av purinnukleotider d) er en syklus som bidrar til en balansert syntese av AMP og GMP e) sørger via aktivering av ribonukleotid reduktase for at cellens ATP-konsentrasjon holdes på et gunstig nivå 12 Xantin oksidase inneholder blant annet følgende metallioner a) Fe(II) og Cu(II) b) Cu(II) og Zn(II) c) Fe(II) og Mo(IV) d) Cu(II) og Mo(IV) e) Fe(II) og Zn(II) 13 Pattedyr bortsett fra primater bryter puriner ned til ekskresjonsproduktet a) allantoinsyre b) urea c) urinsyre d) allanotin e) glyoksylsyre 14 Et trinn i biosyntesen av koenzym A er en tilkopling til pantotenat av a) β-alanin b) cystein c) asparaginsyre d) glycin e) fumarat 15 Ved en sammenligning av A-DNA og B-DNA vil man se at: a) A-DNA har større diameter men lavere stigetall (lengde pr. heliksomdreining) enn B-DNA b) A-DNA har både større diameter og stigetall enn B-DNA c) A-DNA har lavere diameter men større stigetall enn B- DNA d) Både diameter og stigetall er mindre i A-DNA enn i B- DNA e) Både stigetall og diameter er like for A-DNA og B-DNA 16 I B-DNA er konformasjonen om glykosidbindingene i de to partnerne i et basepar som følger: a) anti for begge b) syn for puriner, anti for pyrimidiner c) anti for puriner, syn for pyrimidiner d) syn for begge e) konformasjonen vil variere med DNA-sekvensen 4

5 17 Dersom twist (T) i et lukket, sirkulært DNA-molekyl økes med 1 vil a) linking number (L) reduseres med 1 b) writhing number (W) reduseres med 1 c) L og W begge reduseres med 0,5 d) L og W begge økes med 0,5 e) Det går ikke an å endre T i et lukket sirkulært DNAmolekyl 18 Økende konsentrasjon av interkalerende stoffer som etidiumbromid (EtBr) vil ha følgende virkninger på et lukket sirkulært DNA (kun et alternativ er korrekt): b) Jo mer EtBr, jo mer kompakt vil molekylet bli og jo raskere vil det sedimentere hurtigere ved sentrifugering c) writhing number W vil bli stadig større d) writhing number W vil bli stadig mindre e) DNA-molekylet vil denatureres f) DNA-molekylet vil binde EtBr uten at de topologiske parametere vil endres 19 Et tyrosylradikal spiller en viktig rolle i mekanismen til enzymet ribonukleotid reduktase (RNR)Avstanden fra tyrosylradikalet til det aktive setet hvor nukleosiddifosfatmolekyler reduseres er a) omtrent 1Å b) omtrent 3Å c) omtrent 10Å d) omtrent 50Å e) avstanden er ikke kjent 20 Topoisomeraser kan inndeles i to familier, type I og Type II. En forskjell mellom disse familiene er at a) type I innfører negativ supercoiling og type II positiv supercoiling b) type I finnes bare hos prokaryoter og type II bare hos eukaryoter c) type I innfører transiente (forbigående) enkelttrådbrudd i DNA mens type II innfører transiente dobbelttrådbrudd d) type I krever ATP mens type II ikke gjør det e) De to familiene viser ingen sekvenslikhet med hverandre trass i at de katalyserer nøyaktig samme reaksjon 5

6 Midttermineksamen i: MBV3040 Nukleinsyrenes biokjemi Eksamensdag: 22. mars 2004 Kandidatnummer: Problem I Describe the catabolism of deoxyribothymidine monophosphate (dtmp) to metabolites that can take part in other metabolic processes. Use chemical formulas and name all enzymes. Problem II Cross off the correct alternative answer in the table below. There is only one correct answer for each question, so only one alternative should be marked 1 The following nitrogen atoms in the purine skeleton are derived from the amide group in glutamine: a) 1 and 3 b) 1 and 7 c) 1 and 9 d) 3 and 7 e) 3 and 9 2 Which of the statements below is correct? a) Purines and pyrimidines are both broken down in oxidative processes b) Purines and pyrimidines are both broken down in reductive processes c) Purines are broken down in oxidative and pyrimidines in reductive processes d) Purines are broken down in reductive and pyrimidines in oxidative processes e) Catabolism of purines and pyrimidines does not involve neither oxidative nor reductive processes 3 In the pathway from phosphoribosyl pyrophosphate (PRPP) to AMP two steps are catalyzed by the same enzyme. The enzyme is: a) GAR synthetase b) adenylosuccinate lyase c) xanthine oxsidase d) amidophosphoribosyl transferase e) No such enzyme exists a b c d e 6

7 4 In the biosynthesis of pyrimidine nucleotides, ribose phosphate will be coupled to dihydroorotate for the formation of dihydroorotidine monophosphate (dihomp). The name of the enzyme is: a) dihydroorotate phosphoribosyl transferase b) dihydroorotate dehydrogenase c) dihomp synthetase d) dihomp phosphorylase e) This reaction and the corresponding enzyme do not occur in the biosynthesis of pyrimidine nucleotides 5 One of the intermediates formed in the biosynthesis of pyrimidines will be decarboxylated in the next step. The compound that is decarboxylated is: a) karbamoylaspartat b) dihydroorotat c) orotat d) orotidinmonofosfat e) No such decarboxylation occurs in the pyrimidine nucleotide biosynthesis 6 One of the intermediates formed in the biosynthesis of purines will be decarboxylated in the next step. The compound that is decarboxylated is: a) Formylglycinamidine ribotide (FGAM) b) 5-aminoimidazole ribotide (AIR) c) Carboxyaminoimidazole ribotide (CAIR) d) 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribotide (AICAR) e) No such decarboxylation occurs in the purine nucleotide biosynthesis 7 It is important for the cell that the dutp concentration is kept low. The reason is that: a) dutp will compete with ATP in several reactions, so that important metabolic processes are inhibited b) dutp will be incorporated in DNA by the replication machinery and may give rise to mutations c) dutp will inhibit ribonucleotide reductase and consequently stop the synthesis of deoxyribonucleotides d) dutp will be incorporated in RNA by RNA polymerase and destroy the function ofr RNA e) The cell will manage quite well with high concentrations of dutp 8 Lech-Nyhan syndrome is due to lack of the enzyme a) hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase b) carbamoylphosphate synthetase II c) purine nucleoside phosphorylase d) xanthine oxsidase e) dihydrofolate reductase W W W W - W 7

8 9 Carbamoyl phosphate is formed enzymatically in the biosynthesis of pyrimidine nucleotides, and also in the urea cycle. Which of the statements below is correct? a) The same enzyme participates in the biosynthesis of pyrimidines and the urea cycle b) Two different enzymes catalyze the two processes, butt he substrates are identical c) Two different enzymes catalyze the processes, and even the substrates are different d) Carbamoyl phosphate that is formed in the urea cycle is transported out to the cytosol to participate in the biosynthesis of pyrimidine nucleotides e) Mammals cannot make carbamoyl phosphate and need to get this compound through the food 10 Severe combined immunodeficience disease (SCID) is due to a lack of the enzyme ADA. One consequence of this lack is that: a) The concentration of datp becomes abnormally high b) The concentration of dutp becomes abnormally high c) The concentration of polyethylene glycol (PEG) becomes abnormally high d) the concentration of purine ribonucleoside becomes abnormally high e) None of the alternatives above is correct 11 The purine nucleotide cycle a) will replace the tricarboxylic acid cycle in subcutaneous tissue b) plays an anapleurotic role in muscle tissue c) contributes to the breakdown of purine nucleotides d) contributes to a balanced synthesis of AMP and GMP e) will through activation of ribonucleotide reductase enzure that the ATP concentration in the cell is kept at a favorable level 12 Xanthine oxidase contains among others the following metal ions: a) Fe(II) and Cu(II) b) Cu(II) and Zn(II) c) Fe(II) and Mo(IV) d) Cu(II) and Mo(IV) e) Fe(II) and Zn(II) 13 Mammals apart from primates break purines down to the excretory product Pattedyr bortsett fra primater bryter puriner ned til ekskresjonsproduktet a) Allantoic acid b) urea c) uric acid d) allanotin e) glyoxylic acid 8

9 14 In one of the steps in the biosynthesis of coenzyme A, the following compound is coupled to pantothenate: a) β-alanine b) cysteine c) aspartic acid d) glycine e) fumarate 15 In a comparison of A-DNA and B-DNA one will observe that: a) A-DNA has a larger diameter but smaller helix pitch (rise per turn) than B-DNA b) A-DNA has both larger diameter and larger helix pitch than B-DNA c) A-DNA has a smaller diameter but larger helix pitch than B-DNA d) Both diameter and helix pitch are smaller in A-DNA than in B-DNA e) Helix pitch and diameter have the same dimensions in A- and B-DNA 16 In B-DNA the conformations around the glycoside linkages in the two partners in a base pair are as follows: a) anti for both b) syn for purines, anti for pyrimidines c) anti for purines, syn for pyrimidines d) syn for both e) the conformation will depend on the DNA sequence 17 If the twist (T) in a closed circular DNA molecule is increased with 1, the following will happen: a) The linking number (L) will become 1 smaller than before b) The writhing number (W) will become 1 smaller than before c) L and W will both become 0.5 smaller d) L og W will both become 0,5 larger e) In a closed circular DNA molecule, T cannot be changed 18 Increasing concentrations of intercalating agents like ethidium bromide (EtBr) will have the following consequences for a closed circular DNA molecule: a) The molecule will become more compact with increasing EtBr concentrations and will sediment faster during centrifugation b) The writhing number W will increase steadily c) The writhing number W vil decrease steadily d) The DNA molecule will denature e) The DNAmolecule will bind EtBr without changes in the topological parameters 9

10 19 A tyrosyl radical plays an important role in the mechanism of the enzyme ribonucleotide reductase (RNR). The distance from the tyrosyl radical to the active site where the reduction of nucleoside diphosphate molecules takes place is a) about 1Å b) about 3Å c) about 10Å d) about 50Å e) the distance has not been determined 20 Topoisomerases can be divided into two families: type I and type II. One of the differences between these families is that: a) type I will introduce negative supercoiling and type II positive supercoiling b) type I is found only in prokaryotes and type II only in eukaryotes c) type I introduces transient single strand breaks in DNA while type II introduces transientdouble strand breaks d) type I requires ATP while type II does not e) The two families show no sequence similarity despite the fact that they catalyze exactly the same reaction 10