EKSAMENSOPPGAVE I BI2015 Molekylærbiologi laboratoriekurs

Transkript

1 Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for biologi EKSAMENSOPPGAVE I BI2015 Molekylærbiologi laboratoriekurs Faglig kontakt under eksamen: Anders Øverby og Bjørnar Sporsheim Tlf.: og Eksamensdato: 6. desember, 2011 Eksamenstid: Studiepoeng: 7,5 Tillatte hjelpemidler: Ingen Språkform: Norsk Antall sider bokmål: 9 inkludert forside Sensurdato: 27. desember, 2011 Vekting av oppgaver: Oppgave 1: 25 % Oppgave 2: 25 %, a teller 10 %, b og c teller hver 7,5 % Oppgave 3: 25 %, a teller 5 %, b teller 15 %, c teller 5 % Oppgave 4: 25 %, a teller 5 %, b teller 20 % Besvarelse kan gis på norsk eller engelsk. Merk! Studentene må primært gjøre seg kjent med sensur ved å bruke Studentweb. Eventuelle telefoner om sensur må rettes til instituttet. Eksamenskontoret vil ikke kunne svare på slike telefoner.

2 Oppgave 1 (25 %) Multiple choice. Hvert spørsmål kan ha ingen eller opptil flere riktige svar. Poengberegning skjer som følger: +1 poeng per riktig svaralternativ, 0 poeng for å ha utelatt et riktig svaralternativ, -1/2 poeng for å angi et feil svaralternativ. Avgi svar på egne ark sammen med resten av besvarelsen. 1. Hva står forkortelsen GUS for? a. Godt utviklet sterilteknikk b. Gjerrig Uncle Skrue c. Gøy under skriftlig eksamen d. Glucuronidase e. Glad og Ung Sporsheim 2. Hva er betegnelsen(e) på celler som er behandlet til å bli mottakelige for eksternt DNA? a. Konfluente celler b. Kompetente celler c. Kjemiske celler d. Celler i lagfase e. Impregnerte celler 3. Rekombinant DNA a. er DNA sammensatt av DNA fra ulike kilder b. kan kode for et fusjonsprotein c. er genomisk DNA d. er alltid kodende sekvens for et gen under kontroll av en induserbar promotor e. vil ikke gi opphav til et rekombinant protein 4. His-tag a. er en teknikk for å rense hydrofobe DNA-molekyler b. består vanligvis av seks histidinresiduer c. involverer stabilisering av Ni 2+ i et proteins tertiærstruktur d. rensing inngår i HIC e. er et verktøy i tillaging av cdna-bibliotek Side 2 av 9

3 5. Hva skjer under dialyse av en prøve med cellelysat? a. Separasjon av proteiner fra andre cellekomponenter b. Separasjon av DNA fra andre cellekomponenter c. Diffusjon av myrosinase over en semipermeabel membran d. Diffusjon av makromolekyler over en semipermeabel membran e. Diffusjon av små molekyler over en semipermeabel membran 6. Hvilken påstand/påstander om grønt fluorescerende protein (GFP) er riktig? a. GFP består av 238 aminosyrer b. GFP er et reportergen c. GFP brukes ofte i studier av intracellulær lokalisering av proteiner d. GFP ble opprinnelig funnet i en manet e. GFP inneholder fire identiske kromoforer jevnt fordelt i en beta barrel struktur 7. Agarose a. pulver er lettløselig i vann ved romtemperatur b. er en lineær polymer c. er en polymer med et disakkarid som monomer d. er en forgreinet polymer e. binder DNA og etidiumbromid slik at DNA kan visualiseres under UV-lys 8. Vektorer a. kan ikke modifiseres av isoschizomerer b. replikerer autonomt c. har alltid flere seleksjonsmarkører d. er sirkulære DNA-molekyler e. er lineære DNA-molekyler 9. Restriksjonseksonuklease a. degraderer DNA på endene b. degraderer DNA både på endene og inne i molekylet c. spalter av basene fra DNA ryggraden d. spalter base fra fosfatgruppe e. degraderer både DNA og peptidkjeder på endene Side 3 av 9

4 10. Transformasjon a. kommer av naturlige og spontane mutasjoner i genom b. innebærer endring av en celles genotype som en følge av opptak av eksternt DNA c. av Arabidopsis thaliana kan utføres ved hjelp av Acrobacterium tumefaciens d. av Arabidopsis thaliana kan utføres ved hjelp av genkanon og gullpartikler e. av bakterier kan gjøres ved en prosess kalt elektroporering 11. Alu-sekvens består av omtrent a. 641 bp b. 741 bp c. 841 bp d. 941 bp e bp 12. T4 DNA ligase a. katalyserer dannelsen av fosfodiesterbinding mellom DNA ryggrad og base b. har optimumstemperatur på 37 C c. er isolert fra Aequorea victoria bakteriofag T4 d. katalyserer dannelsen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser på separate DNA-tråder e. krever 5 -fosforyl og 3 -hydroksyl termini i DNA ryggrad for å katalysere ligering 13. Ampicillinresistens a. gjør en bakterie mer hurtigvoksende enn tidligere på medium uten antibiotikum b. kommer av enzymet beta laktamase c. er en egenskap som kan kodes fra et plasmid/vektor d. er nært beslektet til og kan utvikles til tetrasyklinresistens e. kommer av enzymet acetyltransferase Side 4 av 9

5 14. PV92 angir a. et DNA-segment som kan inneholde Alu-insersjon b. et spesifikt område i DNA c. en VNTR-region d. loci med mulig Alu-insersjon på kromosom 4 e. områder i DNA med en spesifikk STR gjentatt 92 ganger 15. Mismatching primers a. innebærer bruk av primerpar som har delvis komplementæritet til hverandre b. kan brukes til å endre primærstrukturen til et protein c. kan brukes til å innføre kutteseter i DNA d. innebærer bruk av primerpar som har stor forskjell i GC-innhold e. innebærer bruk av oligonukleotider bestående av UV-modifiserte nukleotider Oppgave 2 (25 %, a teller 10 %, b og c teller hver 7,5 %) a) Hvilke komponeneter inngår i PCR? Tegn PCR-produktene etter henholdsvis syklus 1, 2 og 3. Foreslå et konkret PCR-program for å amplifisere en DNA-sekvens på 1000 bp. b) Forklar metoden isoelektrisk fokusering (bruk gjerne figur). c) Forklar hvordan promotoraktivitet kan studeres i planter. Side 5 av 9

6 Oppgave 3 (25 %, a teller 5 %, b teller 15 %, c teller 5 %) Du jobber på et laboratorium og har i oppdrag å designe et målplasmid hvor uttrykket av et bestemt gen kan kontrolleres ved å sette genet under kontroll av en induserbar promotor. Du mottar følgende: - En petriskål med kolonier av E. coli DH5α-pDNOTE dyrket på LB-agar med ampicillin - Ètt 1,5 ml rør som inneholder 10 µl med plasmidet ptenma løst i vann pdnote er et rekombinant plasmid på 2800 bp som inneholder en induserbar promotor P VBJ med kuttesetet PciI rett etter (nedstrøms) P VBJ og kuttesetet EcoRI 300 bp nedstrøms for PciI. ptenma er et rekombinant plasmid på 3500 bp som inneholder genet mtf (690 bp) flankert av kuttesetene PciI og EcoRI, ori for replikasjon i E. coli og seleksjonsmarkør som gir verten resistens mot kanamycin. Plasmidet ptenma er kjøpt og koster svært mye, røret som du mottar er alt som ble kjøpt inn. a) Tegn annoterte plasmidkart for plasmidene pdnote, ptenma og målplasmid. b) Med utgangspunkt i det du har mottatt, tegn flytskjema tilsvarende flytskjemaene i laboratorieheftet hvor du foreslår fremgangsmåte for å designe et induserbart system for uttrykk av genet mtf i E. coli. Bruk tekst kun for å fylle inn informasjon som figuren ikke dekker. c) Tegn et annotert Ti-plasmid for transformering av planter med P VBJ -mtf i T-DNA. Side 6 av 9

7 Oppgave 4 (25 %, a teller 5 %, b teller 20 %) Salmonella enterica enterica er en Gram-negativ bakterie mye assosiert med matforgiftning over hele verden. Tradisjonelle deteksjonsmetoder møter ikke dagens behov for rask og nøyaktig deteksjon av denne bakterien hos mulig-infiserte mennesker/dyr. Det har i de senere årene blitt utviklet deteksjonsmetoder basert på PCR-amplifisering av sekvenser unike for stammer og serotyper (varianter). Dette gir mulighet for en rask deteksjon samt mulighet for å skille beslektede stammer fra hverandre. Vedlagt finnes DNA-sekvens for genet flic som finnes hos S. enterica serotype Typhimurium. Ved en slik deteksjon er det ikke nødvendig med amplifisering av hele genet. I dette tilfellet skal kun det uthevede området amplifiseres. a) I tillegg til ovennevnt eksempel, gi 3 eksempler på anvendelse av PCR og forklart kort prinsippet ved disse anvendelsene. b) Hvilken primerkombinasjon kan brukes for å oppnå amplifisering av uthevet sekvens? Begrunn svaret og kommentèr samtlige primere. Forward primere: 1: 5 -GATTGCCCTGATTGAGAC-3 2: 5 -CTAACGGGACTAACTCTG-3 3: 5 -CTCAACAGACAAGTCCGGT-3 4: 5 -GAGTTGTCTGTTCAGGCCA-3 Reverse primere: 1: 5 -ACCGCAGTGTTATTCTCC-3 2: 5 -TGGCGTCACAATAAGAGG-3 3: 5 -GGAGAATAACACTGCGGT-3 Side 7 av 9

8 Vedlegg 1 LOCUS JN bp DNA linear BCT 18-SEP DEFINITION Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium strain SJW23 flagellin type 1 (flic) gene, complete cds. ACCESSION JN VERSION JN GI: KEYWORDS. SOURCE Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium (Salmonella typhimurium) ORGANISM Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Enterobacteriales; Enterobacteriaceae; Salmonella. REFERENCE 1 (bases 1 to 1518) AUTHORS Trachtenberg,S. TITLE Non-helical perturbations of the flagellar filament JOURNAL Unpublished REFERENCE 2 (bases 1 to 1518) AUTHORS Trachtenberg,S. TITLE Direct Submission JOURNAL Submitted (16-AUG-2011) Microbiology and Molecular Genetics, IMRIC, Hadassah Medical School, The Hebrew University, Ein Kerem, PO Box 12272, Jerusalem 91120, Israel FEATURES Location/Qualifiers source /organism="salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium" /mol_type="genomic DNA" /strain="sjw23" /serovar="typhimurium" /sub_species="enterica" /db_xref="taxon:90371" gene /gene="flic" CDS /gene="flic" /codon_start=1 /transl_table=11 /product="flagellin type 1" /protein_id="aeo " /db_xref="gi: " /translation="maqvintnslslltqnnlnksqsslssaierlssglrinsakdd AAGQAIANRFTSNIKGLTQASRNANDGISIAQTTEGALNEINNNLQRVRELSVQATNG TNSDSDLKSIQDEIQQRLEEIDRVSNQTQFNGVKVLSQDNQMKIQVGANDGETITIDL QKIDVKSLGLDGFNVNGPKEATVGDLKSSFKNVTGYDTYAAGADKYRVDINSGAVVTD AAAPDKVYVNAANGQLTTDDAENNTAVNLFKTTKSTAGTDEAKAIAGAIKGGKEGDTF DYKGVSFTIDTKAGNDGNGTVSTTINGEKVTLTVADITAGAANVNDATLQSSKNVYTS VVNGQFTFDDKTKNESAKLSDLEANNAVKGESKITVNGAEYTANAAGDKVTLAGKTMF IDKTASGVSTLINEDAAAAKKSTANPLASIDSALSKVDAVRSSLGAIQNRFDSAITNL GNTVTNLNSVRSRIEDADYATEVSNMSKAQILQQAGTSVLAQANQVPQNVLSLLR" ORIGIN Side 8 av 9

9 // 1 atggcacaag tcattaatac aaacagcctg tcgctgttga cccagaataa cctgaacaaa 61 tctcagtcct cactgagttc cgctattgag cgtctgtcct ctggtctgcg tatcaacagc 121 gcgaaagacg atgcggcagg ccaggcgatt gctaaccgct tcacttctaa tatcaaaggt 181 ctgactcagg cttcccgtaa cgctaacgac ggcatttcta ttgcgcagac cactgaaggt 241 gcgctgaatg aaatcaacaa caacctgcag cgtgtgcgtg agttgtctgt tcaggccact 301 aacgggacta actctgattc cgatctgaaa tctatccagg atgaaattca gcaacgtctg 361 gaagaaatcg atcgcgtttc taatcagact caatttaacg gtgttaaagt cctgtctcag 421 gacaaccaga tgaaaatcca ggttggtgct aacgatggtg aaaccattac catcgatctg 481 caaaaaattg atgtgaaaag ccttggcctt gatgggttca atgttaatgg gccaaaagaa 541 gcgacagtgg gtgatctgaa atccagcttc aagaatgtta cgggttacga cacctatgca 601 gcgggtgccg ataaatatcg tgtagatatt aattccggtg ctgtagtgac tgatgcagca 661 gcaccggata aagtatatgt aaatgcagca aacggtcagt tgacaactga cgatgcggag 721 aataacactg cggttaacct ctttaagacc actaaatcta ctgctggtac cgatgaagcc 781 aaagcgatag ctggtgccat taagggtggt aaggaaggag atacctttga ttataaaggt 841 gtgtctttta ctattgatac aaaagctggt aatgacggta atggtacggt ttctactact 901 atcaatggtg aaaaagttac gttaactgtc gctgatatta ccgctggtgc agcgaatgtt 961 aatgatgcca ccttacaatc aagcaaaaat gtttatacat ctgtagtgaa cggtcagttt 1021 acttttgatg ataaaaccaa aaacgagagt gcgaaacttt ctgatttgga agcaaacaat 1081 gctgttaagg gcgaaagtaa aattacagta aatggggctg aatatactgc taacgccgcg 1141 ggtgataagg tcaccttagc tggcaaaacc atgtttattg ataaaacagc ttctggcgtt 1201 agtacattaa tcaatgaaga cgctgccgct gccaagaaaa gtaccgctaa cccactggct 1261 tcaattgatt ctgcattgtc aaaagtggac gcagttcgtt cttctctggg ggcaattcaa 1321 aaccgttttg attcagccat taccaacctt ggcaatacgg taaccaatct gaactccgtg 1381 cgtagccgta ttgaagatgc tgactatgca acggaagttt ctaatatgtc taaagcgcag 1441 attctgcagc aggctggtac ttccgttctg gcgcaggcga accaggttcc gcaaaacgtc 1501 ctctctttac tgcgttaa Side 9 av 9