EXAMEN "Grundlagen der Biologie IIa", Frühling 2006

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1 Grundlagen der Biologie IIA Frühling EXAMEN "Grundlagen der Biologie IIa", Frühling 2006 Frage 1 (A. Helenius) Was unterscheidet integrale Membranproteine des Typs 1 von Typ 2? Wie entsteht dieser Unterschied im Synthesevorgang? What differentiates integral membrane proteins of Type 1 and Type 2? How does the difference arise during synthesis? Frage 2 (A. Helenius) Microtubuli haben eine Eigenschaft, die man dynamische Instabilität nennt. Was versteht man darunter und was ist die molekulare Basis? Microtubules display a property called dynamic instability. What is it, and what is its molecular basis? Frage 3 (A. Helenius) Kleine ras-ähnliche GTPasen dienen in der Zelle als molekulare Schalter. Erklären Sie, wie ein solcher Schalter funktioniert: Wie wird er ein und aus geschaltet? Sie können die Antwort auch mit einem Schema erklären. Small ras-like GTPases serve a function in the cell as molecular switches. Explain how such a switch works. How is it turned on and off. Feel free to use a schematic to explain this. Frage 4 (A. Helenius) Hüllenviren haben in ihrer Lipidmembran Proteine, die oft nagelähnliche Projektionen bilden. 1. Welche molekularen Eigenschaften sind typisch für diese viralen Proteine? 2. Welche Funktionen haben diese Proteine beim Eindringen der Viren in die Wirtzelle? 3. Wo in der infizierten Wirtzelle werden diese Proteine synthetisiert und wo werden sie in ein neues Viruspartikel eingebaut? Enveloped animal viruses have proteins in their lipid bilayer membrane that in many cases form spike-like projections. 1. What molecular characteristics are typical for these viral proteins? 2. Name two major functions that they have during virus entry? 3. Where are they synthesized in the infected host cell, and where do they get assembled into a new virus particle?

2 Grundlagen der Biologie IIA Frühling Frage 5 (U. Suter) Zählen Sie die verschiedenen Zellverbindungen auf, die man in Epithelialzellen findet. Welches sind die Funktionen jeder dieser Verbindungen? Name the various cell junctions that are found in vertebrate epithelial cells. What are the functions of each of these junctions? Frage 6 (U. Suter) Beschreiben Sie die regulatorischen Mechanismen, welche das Wachstum von Blutgefässen als Folge von Sauerstoffknappheit in einem Gewebe kontrollieren? Welche zellulären und molekularen Prozesse sind involviert? Describe the regulatory mechanisms that control blood vessel growth according to the need of a tissue for oxygen. What are the cellular and molecular processes that are involved?

3 Grundlagen der Biologie IIA Frühling Frage 7 (S. Werner) Beschreiben Sie, wie die Freisetzung von Acetylcholin an der neuromuskulären Endplatte reguliert wird und wie Acetylcholin anschliessend die Muskelkontraktion bewirkt (4 Punkte) Wie wird Acetylcholin wieder vom synaptischen Spalt entfernt? (1 Punkt) Nennen Sie 2 weitere Neurotransmitter (je 0.5 Punkte). Please describe the regulation of acetylcholine release at the neuromuscular junction. How does acetylcholine regulate muscle contraction? (4 points). How can the acetylcholine be removed from the synaptic cleft? (1 point). Please list 2 other neurotransmitters (0.5 points each). Frage 8 (S. Werner) An welchen Typ von Rezeptor (Rezeptortyrosinkinase, Tyrosinkinase-assoziierter Rezeptor, Serin-/Threoninrezeptor, Rezeptorguanylatcyclase, G-Protein gekoppelter Rezeptor, Kernrezeptor) binden die folgenden Liganden (je 0.5 Punkte): Bone morphogenetic protein 2 Glucagon Epidermal growth factor Interleukin-6 Interferon gamma Natiuretische Peptide Östrogen Platelet-derived growth factor Wie kann man experimentell nachweisen, ob TGF-beta den Smad Signaltransduktionsweg aktiviert? (2 Möglichkeiten, je 1 Punkt) To which type of receptor (receptor tyrosine kinase, tyrosine kinase associated receptor, serine-/threonine kinase receptor, receptor guanylate cyclase, G-protein coupled receptor, nuclear receptor) bind the following ligands (0.5 points each): Bone morphogenetic protein 2 Glucagon Epidermal growth factor Interleukin-6 Interferon gamma Natiuretic peptides Estrogen Platelet-derived growth factor How can you experimentally determine if TGF-beta activates the Smad signalling pathway (2 possibilites, 1 point each)

4 Grundlagen der Biologie IIA Frühling Frage 9 (S. Werner) Welche Aufgabe haben die folgenden Tumorsuppressoren in der Zelle? In welchen Signaltransduktionswegen spielen sie eine Rolle? (je 2 Punkte) 1. APC 2. PTEN 3. SMAD4 What is the cellular function of the following tumor suppressors? In which signalling pathways are they involved? (2 points each) 1. APC 2. PTEN 3. SMAD4

5 Grundlagen der Biologie IIA Frühling Frage 10 (Y. Barral) Describe the different mechanisms that regulate CDK activity. Beschreiben Sie die verschiedenen Mechanismen durch welche CDK Aktivität reguliert wird. Frage 11 (Y. Barral) Draw the spindle of animal cells in its two main states and briefly explain how it functions. Zeichnen Sie den Spindel-Apparat von tierischen Zellen in seinen zwei Haupt- Zuständen, und erklären Sie kurz wie er funktioniert.

6 Grundlagen der Biologie IIA Frühling Frage 12 (U. Kutay) - Chloroplasten, Mitochondrien und Zellkern sind wichtige zelluläre Organellen. Nennen Sie je zwei biologische Funktionen der drei Organellen. - Vergleichen Sie den Import von Proteinen in das Innere dieser Organellen bezüglich: Struktur und Lage der Signalsequenz im Vorläuferprotein Art der Energieabhängigkeit des Importprozesses Faltungszustand des Proteins während der Translokation (Beantwortung der Fragen möglichst im Tabellenformat) - Chloroplasts, mitochondria, and the cell nucelus are important organelles of cells. List two biological functions of for each organelle. - Compare the import of proteins into the interior of these organelles with respect to: the structure and position of the targeting signal (signal sequence) in the precursor protein form of energy used for the import process folding state of the transport substrate during translocation (preferably use a table format to answer the questions.)

7 Grundlagen der Biologie IIA Frühling Frage 13 (A.W. Brändli) a) Welches sind die vier wesentlichen zellulären Prozesse durch die ein vielzelliger Organismus gebildet wird? (2 Punkte) b) Wählen Sie zwei dieser zellulären Prozesse aus und beschreiben Sie je ein konkretes Beispiel, das die Bedeutung dieser Prozesse während der Entwicklung vielzelliger Organismen überzeugend dokumentiert. (4 Punkte) a) Name the four essential cellular processes by which a multicellular organism is made. (2 points) b) Choose two of these cellular processes and describe an example for each process that illustrates convincingly its importance during the development of multicellular organisms. (4 points) Frage 14 (A.W. Brändli) a) Beschreiben Sie die molekularen Prozesse, die für die Musterbildung entlang der dorsoventralen Körperachse in Drosophila Embryonen verantwortlich sind. (4 Punkte) b) Wie würden Sie experimentell vorgehen um nachzuweisen, ob homologe Signalprozesse in Wirbeltierembryonen wirken? (2 Punkte) a) Describe the molecular processes underlying patterning along the dorsoventral body axis in Drosophila embryos. (4 points) b) How would you assess whether homologous signaling systems act during vertebrate embryogenesis? (2 points)