soal Biologi Sel dan Molekular

TES SELEKSI IBO TINGKAT PROVINSI 2010
BIOLOGI SEL MOLEKULER, MIKROBIOLOGI, DAN BIOTEKNOLOGI (Nilai 20)
1.
Protein cdc2 terlibat dalam pengaturan jalannya siklus sel pada ragi. Setelah sel menjalani
fase S, cdc2 akan berikatan dengan siklin, namun tetap bersifat inaktif karena mengalami
fosforilasi pada residu tirosin oleh protein wee1 dan CAK. Enzim cdc25 akan memutus gugus
fosfat tersebut sehingga cdc2 menjadi aktif dan sel dapat melakukan mitosis. Apa yang terjadi
pada siklus sel ragi yang mengalami mutasi gen cdc25? (Nilai 1)
A.
B.
C.
D.
Ukuran sel akan bertambah, lalu sel melakukan pembelahan
Ukuran sel akan bertambah, namun sel tidak melakukan pembelahan
Ukuran sel tidak bertambah, namun sel melakukan pembelahan
Ukuran sel tidak bertambah dan sel tidak melakukan pembelahan
Pembahasan:
Pada sel ragi, selain fase G1 biasanya juga terdapat aktifitas pertumbuhan seperti produksi
komponen seluler dan peningkatan volume sel selama fase G2 untuk memastikan kondisi
seluler mencapai ambang untuk dipartisi ke dua sel anak. Cdc25 berfungsi sebagai regulator
yang menghubungkan sistem pemantau pertumbuhan sel dan keputusan untuk membelah.
Referensi: Cell and Molecular Biology: Concept and Experiment/Gerald Karp/Wiley Chapter
14 Cellular Reproduction. Pada buku ini anda akan mendapat penjelasan yang lebih dalam
tentang peranan protein cdc25, wee1 dan berbagai protein lain yang meregulasi siklus sel
pada ragi.
2.
DNA dari bacteriophage X174 memiliki komposisi basa 25% A, 33% T, 24% G, dan 18% C.
Manakah dari pernyataan berikut ini yang merupakan penjelasan paling tepat? (Nilai 1)
A. Pada genom virus, pasangan basa tidak mengikuti aturan baku Watson-Crick, dan
memungkinkan terjadinya pasangan basa G-A dan C-T
B. Pada genom virus, pasangan basa tidak mengikuti aturan baku Watson-Crick, dan
memungkinkan terjadinya pasangan basa G-T dan C-A
C. Genom virus adalah linear dan dapat mentolerir pasangan mismatch
D. Asam nukleat dari virus membentuk kompleks padat dengan protein pengikat asam
nukleat sehingga tidak dapat berpasangan dengan yang lain
E. Genom dari bacteriophage X174 merupakan rantai tunggal
Pembahasan:
Sejauh yang diketahui, dsDNA dari genom sel ataupun virus memiliki karakteristik struktural
dasar yang sama yaitu disusun oleh untai DNA antiparalel dengan pasangan basa mengikuti
aturan Watson-Crick. Ketika kita mengkarakterisasi suatu isolat virus DNA dan memperoleh
bahwa komposisi basa A dan T atau G dan C nya pada genom DNA nya tidak sama, maka
kesimpulan yang paling mungkin dari informasi yang telah ada sebelumnya adalah virus
tersebut memiliki genom berupa DNA rantai tunggal
Referensi: Biology/ Campbell, Reece/Benjammin Cummings
2
3.
Tentukan sekuens heksapeptida yang belum diketahui berdasarkan data berikut:





Komposisi asam amino (2R, A, S, V, Y)
N-terminal: A
Perlakuan dengan tripsin menyebabkan heksapeptida terpotong menjadi dua bagian:
fragmen RVA dan fragmen RSY. Sisi pemotongan tripsin adalah gugus karboksil dari
residu lisin dan arginin.
Perlakuan dengan karboksipeptidase tidak menghasilkan fragmen. Sisi pemotongan
karboksipeptidase adalah gugus amino dari asam amino di ujung C, selain asam amino
lisin, prolin, dan arginin.
Perlakuan dengan Kimotripsin menyebabkan heksapeptida terpotong menjadi dua
fragmen: fragmen AVRY dan fragmen RS. Sisi pemotongan kimotripsin adalah gugus
karboksil dari tirosin, triptofan, fenilalanin, leusin, dan methionin)
R: Arginin
A: Alanin
S: Serin
V: Valin
Y: Tirosin
Urutan asam amino (dari ujung N ke ujung C) adalah … (Nilai 1,5)
Jawab: ______AVRYSR________________
Pembahasan:
1) Penulisan peptida yang penulis buat untuk membahas soal no.3 adalah dari ujung
NC
2) Heksapeptida = 6 asam amino, perhatikan komposisinya
3) N-terminal = A
4) Perlakuan dengan karboksipeptidase, asam amino ujung C = R
5) Urutan hexapeptida = AXXXXR
6) Perlakuan dengan tripsin = AVR dan SYR (atau YSR)
7) Perlakuan dengan kimotripsin = AVRY dan SR
8) Urutan hexapeptida = AVRYSR
4. Telah diketahui bahwa mitokondria merupakan salah satu organel di dalam sel yang
memiliki keistimewaan dibandingkan dengan organel lain. Hal ini disebabkan karena
mitokondria memiliki DNA dan ribosom sendiri sehingga dapat melakukan sintesis
protein di dalam organel itu sendiri. Namun, secara umum mitokondria masih
membutuhkan banyak protein yang disintesis di sitosol (ribosom terikat membran atau
ribosom bebas) sehingga perlu dilakukan proses pengangkutan molekul protein masuk
atau keluar dari membran mitokondria. Proses transport protein ini melibatkan protein
transport TIM complex yang berada di membran mitokondria bagian dalam dan TOM
complex yang berada di membran mitokondria bagian luar. Menurut anda, bagaimana
perkiraan ukuran diameter pori-pori TOM complex dibandingkan TIM complex? (Nilai 1)
A. Lebih besar
B. Sebanding
C. Lebih kecil
3
D. Tidak berhubungan
Pembahasan:
Ukuran diameter protein TOM lebih besar daripada protein TIM karena protein TOM
menghandle traffic transport protein yang lebih banyak yaitu ke ruang antar membran dan
juga ke dalam matriks mitokondria, sedangkan protein TIM hanya mengatur traffic transport
protein ke matriks mitokondria (secara logika/prediksi). Atau mungkin dengan alasan dari
kenyataan bahwa ruang antar membran mitokondria memiliki kondisi kimia yang tidak
begitu berbeda dengan sitosol sehingga protein yang mengatur transport komponen ke ruang
antar membran ini mungkin memiliki permeabilitas yang relatif tinggi (salah satunya
dimungkinkan jika protein ini memiliki pori yang besar). Berbeda denga kondisi lingkungan
eksklusif pada matriks mitokondria. Protein transport yang mengatur transport materi ke
matriks kemungkinan memiliki permeabilitas/spesifitas yang lebih tinggi
Pada kenyataannya pori protein TOM lebih besar daripada protein TIM
Catatan: Carilah kepanjangan dari nama protein TOM/TIM. Apakah protein analog terdapat
pada kloroplas. Untuk referensi lebih dalam anda dapat membaca di buku Cell
Biology/Gerald Karp/edisi 4 ke atas atau Molecular Biology of The Cell/Bruce Albert/ edisi 4
ke atas
Referensi:
Cell and Molecular Biology: Concept and Experiment 4th edition/Gerald
Karp/Wiley/Chapter 8: Cytoplasmic membran systems: structure, function, and membrane
trafficking
Molecular Biology of The Cell 4th edition/Bruce Albert et al/Garland Science/ Chapter 12:
Intracellular compartment and protein sorting
5.
Urutan pengenalan enzim restriksi BamHI adalah:
C C A T G^G
G^G T A C C
(Tanda ^ menunjukkan sisi pemotongan BamHI)
Seorang peneliti ingin memasukkan sisi pemotongan BamHI sebelum kodon start untuk
keperluan kloning. Sisi pemotongan ini ditambahkan melalui metode Polymerase Chain
Reaction dengan menggunakan primer yang sesuai. Urutan DNA dari produk PCR yang
dihasilkan adalah:
5’– CCATGGATGGAAGTCGATGGCAACTTCCCGAGTGGCCGAGTTAAGCAATGTTGA –3’
4
CCATGG = tempat
pemotongan BamHI
Start codon yang akan dikenali pada saat translasi adalah “ATG” dari BamHI sehingga
terjadi perubahan kerangka baca
II. Start codon yang akan dikenali pada saat translasi adalah “ATG” dari gen sehingga tidak
terjadi perubahan kerangjka baca
III. Panjang polipeptida yang dihasilkan adalah sebesar 13 asam amino
IV. Panjang polipeptida yang dihasilkan adalah sebesar 14 asam amino
I.
Manakah dari peryataan di atas yang benar? (Nilai 1)
A.
B.
C.
D.
I, III
II, III
I, IV
II, IV
Pembahasan:
Carilah beberapa informasi di bawah ini:
-
Apa itu enzim restriksi, fungsi dan karakternya
Apa itu PCR, fungsi dan prinsip dasar metode kerjanya
Pernyataan yang benar adalah I dan III. Meskipun tidak disebutkan, promotor dari gen diatas
terletak ≥10 basa dibagian hulu dari kodon start. Penambahan sisi pemotongan enzim
restriksi yang juga memiliki urutan ATG (mRNA AUG) menyebabkan translasi dimulai dari
kodon tersebut. akibatnya terjadi perubahan rangka baca dari gen (frameshift mutation).
Panjang polipeptida baru yang dihasilkan adalah 13 asam amino dengan kodon stop pada
triplet TAA (mRNA UAA)
5
6. Di suatu lab biologi sel dilakukan percobaan mengenai karakteristik membran sel. Sel
diberi perlakuan dengan melapisi membran sel menggunakan senyawa yang radioaktif.
Sifat radioaktif tersebut dapat dihilangkan dengan penembakan sinar laser. Ketika sel
ditembakkan dengan sinar laser selama 5 menit dan sel tersebut segera diamati, terlihat
adanya bagian sel yang berwarna putih, akibat kehilangan radioaktifitas (terlihat pada
gambar). Apakah yang akan terjadi pada sel tersebut setelah 30 menit kemudian? (Nilai
1)
A.
B.
C.
D.
Tidak terjadi perubahan
Terdapat bagian putih yang tersebar pada sel tersebut
Terdapat bagian putih pada seluruh bagian sel
Tidak terdapat bagian putih pada sel
Pembahasan:
Sinar laser menyebabkan proses “bleaching” pada area tertentu pada permukaan sel
perlakuan. Akibat sifat fluida membran, protein permukaan yang mengalami bleaching
tersebut berdifusi atau tersebar di seluruh permukaan sel, dan daerah yang mengalami
bleaching akan segera tergantikan dengan protein permukaan lain yang memiliki aktivitas
radioaktif. Karena porsi daerah bleaching tidak begitu besar, maka proses difusi seolah-olah
menghilangkan daerah tersebut (tidak sampai menyebabkan visualisasi daerah bercak putih
diseluruh bagian sel) dan digantikan oleh bagian membran yang terlapisi radioaktif
Referensi:
Molecular Biology of The Cell 4th edition/ Bruce Albert et al/Garland Science/ Chapter 10:
Membrane Structure
7.
Gen pengkode protein permukaan pada virus Hepatitis B terbagi menjadi 3 bagian, yaitu
preS1, preS2, dan S yang masing-masing mengkode protein permukaan small (s), medium
(preS2 dan S), dan large (preS1, preS2, dan S).
6
Protein small (dikenal sebagai sHBsAg, small Hepatitis B Surface Antigen) merupakan
protein yang jumlahnya paling melimpah. Protein sHBsAg ini terdiri dari 226 asam amino,
dan asam amino 100-160 merupakan determinan antigenik utama (epitop). Daerah conserved
pada asam amino 124-147 merupakan determinan “a”, yang menjadi bagian penting dalam
deteksi infeksi Hepatitis B. Protein sHBsAg seringkali dijadikan sebagai antigen dalam
pembuatan vaksin rekombinan.
Jika seseorang yang sudah divaksinasi kemudian terinfeksi oleh virus Hepatitis B yang
mengalami mutasi G145R (perubahan glisin menjadi alanin pada asam amino ke-145
sHBsAg), kemungkinan yang dapat terjadi pada orang tersebut adalah … (Nilai 1)
A. Tidak akan terinfeksi oleh virus mutan karena reseptor pada sel tidak akan mengenali
sHBsAg yang termutasi
B. Terinfeksi oleh virus Hepatitis B mutan karena virus tersebut tidak dikenali oleh antibodi
yang dihasilkan dari vaksin wild type
C. Tidak akan terinfeksi oleh virus mutan karena tubuhnya telah mengembangkan antibodi
yang dapat mengatasi virus Hepatitis B
Pembahasan:
Perhatikan keterangan “conserved” pada region 124-147. Hal ini menunjukkan residu-residu
asam amino di area tersebut sangat penting sehingga lestari (harus urutan tersebut yang hadir
untuk dapat berfungsi) diantara berbagai strain virus hepatitis B. Tanpa keterangan tersebut,
kita mungkin saja menganggap mutasi tersebut tidak akan mengganggu proses rekognisi
antibodi ataupun karakteri sHBsAg karena pertukaran asam amino dengan karakter yang
mirip.
Daerah konserved suatu protein biasanya terkait dengan fungsi penting, bisa saja terkait
proses penetrasi virus tersebut ke sel inang (melalui pengenalan reseptor spesifik pada sel
hati, seperti contoh kasus virus hepatitis B). Mutasi pada daerah ini mungkin akan
melemahkan virus tersebut secara signifikan.
Daerah asam amino 124-147 juga dikarakterisasi sebagai determinan untuk pembuatan vaksin
hepatitis dan menginduksi produksi antibodi anti “a” untuk virus hepatitis B. Mutasi pada
daerah determinan tersebut bisa jadi menyebabkan ketidakcocokan antara antibodi yang telah
dihasilkan tubuh sebelumnya dengan antigen baru, menyebabkan sel masih mungkin
terinfeksi oleh virus hepatitis B.
8.
Seorang peneliti sedang mempelajari pengaruh gibberelin terhadap siklus sel tumbuhan.
Untuk mempelajarinya, peneliti tersebut mengisolasi nukleus dari meristem interkalar dan
menghitung jumlah DNA per nukleus. Hasil perlakuan sel dengan gibberelin ditunjukkan
oleh grafik berikut ini.
7
Berdasarkan grafik di atas, tentukan apakah pernyataan-pernyataan dibawah ini benar (B)
atau salah (S). (Nilai 1,5; @0,5)
Pernyataan
Jawab
I. Gibberelin dapat mengaktivasi mitosis sel dengan meningkatkan transisi dari
fase G1 ke fase S
B
II. Gibberelin memiliki reseptor pada membran plasma sel tumbuhan
B
III. Gibberelin dapat menginduksi ekspresi gen-gen yang mengkode semua jenis
cyclin-dependent protein kinase (CDK) melalui serangkaian transduksi sinyal.
S
Pembahasan:
I. Pernyataan tersebut sesuai dengan data pada grafik dimana dengan penambahan
gibbirelin terjadi penurunan jumlah sel pada fase pada G1 (dicerminkan dari data
karakterk nuclei untuk masing-masing fase siklus sel) dan peningkatan jumlah sel pada
fase S, pada jam-jam awal setelah penambahan gibberelin. pada informasi diatas tidak
8
dilampirkan data kontrol percobaan (jumlah sel pada fase G1, S dan G2 setelah beberapa
jam tanpa penambahan gibberelin) yang sebaiknya ditampilkan. Meskipun begitu, data
diatas tetap dapat digunakan untuk menganalisis terjadinya perubahan laju dari suatu
tahapan siklus sel. Karena jika tidak terdapat pengaruh gibberelin terhadap perubahan
laju tahapan tiap siklus sel maka grafik diatas akan menunjukkan jumlah sel yang
konstan antara tahap G1, S dan G2 untuk tiap jam pengamatan. Perlu diingat bahwa
peningkatan transisi fase G1 ke S tidak serta merta mempengaruhi peningkatan transisi
fase S ke G2 (peningkatan jumlah sel di fase G2)
II. Pertanyaan ini dapat dijawab dengan menganalisis struktur kimia hormon gibberelin.
Gibberelin merupakan senyawa asam organik dengan banyak atom yang bersifat polar.
Prediksi kita, senyawa ini kemungkinan bersifat hidrofilik, dan seperti banyak ligand
hidrofilik lainnya, reseptor untuk ligan tersebut berada dipermukaan sel (membran
plasma).
Cobalah cari bagaimana karakter reseptor bagi banyak hormon yang bersifat cenderung
non polar/hidrofobik!
III. Terdapat bermacam-macam CDK yang meregulasi transisi sel ke berbagai tahapan
siklus sel. Data diatas tidak menunjukkan adanya regulasi transisi ke semua tahapan
siklus sel (kemungkinan besar hanya regulasi transisi dari fase G1S). Dari literatur
(Karp, 2005) terdapat jenis CDK yang berbeda yang mengatur transisi tahapan siklus
sel yang berbeda-beda pula
Referensi:
Cell and Molecular Biology: Concept
Karp/Wiley/Chapter 14: Cellular Reproduction
and
Experiment
4th
Molecular Biology of The Cell 4th edition/Bruce Albert et al/Garland Science
9
edition/Gerald
9. Berikut ini adalah sekuens bagian ujung dari satu untai DNA yang akan anda amplifikasi
dengan menggunakan metode PCR.
5’ ACC CCC TCC AGA ----------------------------------GGG CCA GCG TAT 3’
3’ TGG GGG AGG TCT --------------------------------- CCC GGT CGC ATA 5’
Manakah dari sekuens berikut yang merupakan set primer yang sesuai untuk melakukan
pekerjaan anda? (Nilai 1)
A.
B.
C.
D.
E.
Forward = 5’ ACC CCC TCC AGA 3’, Reverse = 5’ ATA CGC TGG CCC 3’
Forward = 5’ AGA CCT CCC CCA 3’, Reverse = 5’ CCC GGT CGC ATA 3’
Forward = 5’ TTG GGG AGG TCT 3’, Reverse = 5’ TAT GCG ACC GGG 3’
Forward = 5’ AAA GGG CCA GCG 3’, Reverse = 5’ TTT CGG AAG TCT 3’
Forward = 5’ GGG CCA GCG TAT 3’, Reverse = 5’ TCT GGA GGG GGT 3’
Pembahasan:
Biasanya primer forward/ reverse digunakan untuk membedakan untai primer yang
mengandung urutan gen (forward) dan tidak (reverse). Namun pada soal ini hanya untuk
menamai dua jenis primer yang berbeda. Dua primer merupakan komplemen untuk masingmasing untai. Perlu diingat, pada proses PCR primer yang digunakan bukan berupa RNA
(basa U) seperti yang terjadi in vivo, tapi merupakan primer DNA.
10. Manakah dari pernyataan berikut yang paling akurat mengenai gen supresor tumor? (Nilai 1)
A. Pada individu normal, mutasi pada satu salinan gen supresor tumor mengarah pada
kanker
B. Pada individu normal, dibutuhkan mutasi pada satu salinan gen supresor tumor pada
suatu sel dan mutasi pada salinan lainnya dari gen supresor tumor pada sel lain agar
kanker dapat berkembang
C. Pada individu normal, dibutuhkan mutasi pada satu salinan gen supresor tumor pada
suatu sel dan mutasi pada salinan lainnya dari gen supresor tumor pada sel yang sama
agar kanker dapat berkembang
D. Pada individu normal, dibutuhkan mutasi pada satu salinan gen supresor tumor pada
suatu sel dan mutasi pada salinan yang sama dari gen supresor tumor pada sel lain agar
kanker dapat berkembang
E. Mutasi pada gen supresor tumor tidak diwariskan karena individu tersebut meninggal
Pembahasan:
Gen supressor tumor berfungsi secara langsung untuk menekan terjadinya abnormalitas
fisiologis seluler (kontrol pertumbuhan) yang berujung pada transformasi sel menjadi kanker.
Kehilangan satu salinan gen ini, masih dapat digantikan oleh produk dari salinan yang lain.
Jika kedua gen ini termutasi, barulah aktivitas supresi tumor dari produk gen tersebut hilang
Catatan: apakah transformasi sel menjadi sel kanker juga membutuhkan mutasi pada dua
salinan yang sama pada proto-onkogen? Carilah diliteratur
10
Referensi:
Referensi:
Cell and Molecular Biology:
Karp/Wiley/Chapter 16: Cancer
Concept
and
Experiment
4th
edition/Gerald
11. Anemia sel sabit disebabkan oleh mutasi titik pada gen hemoglobin yang menghasilkan
substitusi dari satu asam amino pada peptida β-globin dari hemoglobin. Manakah dari metode
berikut yang paling baik mendeteksi mutasi tersebut? (Nilai 1)
A. Isolasi DNA dari sel darah merah diikuti oleh amplifikasi PCR dan pemotongan enzim
restriksi
B. Isolasi DNA dari leukosit yang dilanjutkan dengan analisis Southern blot untuk
mendeteksi ukuran ekson gen globin
C. Isolasi DNA dari leukosit darah dilanjutkan dengan DNA sequencing dari intron gen
globin
D. Isolasi DNA dari leukosit darah dilanjutkan dengan amplifikasi PCR dan hibridisasi
allele-specific oligonucleotide (ASO)
E. Analisis Western blot dari ekstrak sel darah merah
Pembahasan:
Cara yang paling sederhana adalah dengan deteksi menggunakan teknik ASO. Sampel DNA
diperbanyak dengan PCR, agar tidak terlalu banyak sampel darah yang diambil serta dapat
mengisolasi fragmen DNA spesifik yang memiliki polimorfisme. Hibridisasi Probe ASO
dapat membedakan dua fragmen DNA bahkan dengan perbedaan satu nukleotida pada
sequencenya
Referensi:
iGenetics: A Molecular Approach 3rd edition/Peter J. Russel/Benjammin Cummings/Chapter
10: Recombinant DNA Technology
11
12. Berikut ini adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara aktivitas relatif enzim
dengan konsentrasi ligan inhibitor untuk enzim allosterik dengan subunit tunggal dan
multi-subunit.
Berdasarkan kurva di atas, manakah pernyataan berikut ini yang kurang tepat? (Nilai 1)
A. Enzim allosterik dengan subunit tunggal memiliki potensi paling rendah dalam regulasi
reaksi kimia di dalam sel
B. Konsentrasi inhibitor yang semakin meningkat akan mengurangi jumlah enzim yang
aktif
C. Untuk menurunkan aktivitas enzim relatif sampai 50%, baik enzim dengan subunit
tunggal maupun multi-subunit membutuhkan konsentrasi inhibitor yang sama
D. Enzim yang semakin kompleks mengalami penurunan aktivitas dari 90% menjadi 10%
dengan rentang konsentrasi inhibitor yang lebih lebar daripada enzim yang hanya terdiri
dari subunit tunggal
E. Tak satu dari jawaban di atas
Pembahasan:
Dari data dapat kita lihat bahwa enzim yang lebih kompleks memiliki rentang konsentrasi
inhibitor yang lebih sempit untuk pengurangan aktivitas dari 90%  10% jika dibandingkan
dengan enzim sub unit tunggal
Sebagai catatan, pernyataan A) benar, karena enzim multisubunit merupakan yang paling
sensitif terhadap perubahan konsentrasi inhibitor, sensitifitas ini berguna untuk respon yang
cepat terhadap regulasi metabolisme di dalam sel.
13. Penambahan larutan NaCl 5 M ke dalam putih telur ayam (salting out) akan menyebabkan
peristiwa berikut ini:
I. Penurunan kelarutan protein
II. Peningkatan viskositas intrinsik
12
III. Dapat dikristalkan
IV. Peningkatan kapasitas pengikatan air
V. Penurunan aktivitas lisozim
Manakah dari pilihan berikut yang tepat mengenai peristiwa di atas? (Nilai 1)
A.
B.
C.
D.
E.
I, II, III
I, III, IV
I, II, IV
I, IV, V
I, II, V
Pembahasan:
Soal ini mengacu pada perubahan karakteristik protein dan akibatnya pada kondisi kimia
putih telur
I) Penambahan garam dengan konsentrasi tinggi akan mengeluarkan protein dari sistem
larutan karena air akan lebih banyak berinteraksi dengan garam daripada dengan protein
II) Kehadiran fraksi Protein yang semakin insoluble akan meningkatkan kekentalan larutan
III) Protein yang tidak terlarut tidak dapat dikristalkan
IV) Penambahan garam konsentrasi tinggi akan menurunkan kapasitas pengikatan air protein
(salting out)
V) Protein lisozim pada sel telur menjadi tidak aktif pada kondisi insoluble.
Pertanyaan No.14-15 mengacu pada keterangan berikut ini:
Perhatikan grafik diauxic growth (pertumbuhan dalam medium dengan dua sumber energi)
pada bakteri berikut!
13
14. Peryataan berikut ini yang kurang tepat adalah … (Nilai 1)
A.
B.
C.
D.
E.
Glukosa merupakan sumber energi yang terbaik
Glukosa berperan dalam mekanisme kontrol positif transkripsi mRNA β-galaktosidase
β-galaktosidase disintesis jika ada laktosa dan tidak ada glukosa dalam medium
Ketika glukosa dihilangkan pertumbuhan bakteri akan mencapai fase stasioner
Pertumbuhan bakteri lebih lambat dengan menggunakan laktosa sebagai sumber energi
dibandingkan dengan menggunakan glukosa
Pembahasan:
Fase pertumbuhan “0” yang diperlihatkan saat glukosa dihilangkan bukan merupakan fase
stasioner akibat pengaruh keterbatasan nutrisi denga jumlah populasi ( jumlah bakteri baru
yang dihasilkan lebih kurang sama dengan jumlah bakteri yang mati). Pertumbuhan bakteri
setelah fase tersebut mencerminkan sumber nutrisi dan jumlah populasi bukan merupakan
faktor pembatas sebelumnya. Tidak adanya pertumbuhan pada waktu tersebut diakibatkan
bakteri menggunakan energinya untuk mempersiapkan sistem metabolisme yang dapat
menggunakan laktosa (adaptasi ke sistem metabolisme laktosa). Jadi lebih tepatnya bakteri
mengalami fase lag, diantara tahap pertumbuhan dengan menggunakan sumber nutrisi
glukosa dan laktosa.
Referensi:
Brock Biology of Microorganism 11th edition/Michael T Madigan et al/Pearson
14
15. Ketika glukosa dihilangkan dari medium, akan terjadi peningkatan molekul berikut ini dalam
sel, kecuali … (Nilai 1)
A.
B.
C.
D.
E.
mRNA laktosa permease
cAMP
Molekul inducer
AMP
β-galaktosidase
Pembahasan:
Ketika glukosa semakin sedikit di medium, sistem monitoring glukosa di dalam sel akan
mengaktifasi enzim adenilat cyclase yang dapat mengubah AMP menjadi cAMP. cAMP
bersama protein CRP (cAMP reseptor protein) akan membentuk kompleks aktif yang
berperan sebagai global aktivator sejumlah gen berperan dalam metabolisme karbohidrat
selain glukosa
Referensi: Schaum Outlines of Cell and Molecular Biology/ William Stansfield et
al/McGrawHill
Pertanyaan No.16-17 mengacu pada keterangan berikut ini:
Urutan nukleotida dari DNA yang mengandung gen yang mengkode protein Met-Tyr-ArgLeu-Ile ditunjukkan di bawah ini:
5’ – CCCCTATGCCCGGATAATCATATTAGCCTGTACATGGC – 3’
3’ – GGGGATACGGGCCTATTAGTATAATCGGACATGTACCG – 5’
Tabel Kode Genetik:
16. Tuliskan urutan mRNA yang mengkode protein tersebut (Nilai 1)
15
A.
B.
C.
D.
5’ – GCCAUGUACAGGCUAAUAUGUUUAUCCGGGCAUAGGG – 3’
5’ – CCCCUAUGCCCGGAUAAUCAUAUUAGCCUGUACAUGGC – 3’
5’– CCCCTATGCCCGGATAATCATATTAGCCTGTACATGGC – 3’
5’ – GCCATGTACAGGCTAATATGTTTATCCGGGCATAGGG – 3’
Pembahasan:
5’ – CCCCTATGCCCGGATAATCATATTAGCCTGTACATGGC – 3’
3’ – GGGGATACGGGCCTATTAGTATAATCGGACATGTACCG – 5’
Terdapat beberapa kodon yang dapat mengkode satu asam amino, namun Anda hanya perlu
mencocokkan untai 5’3’ DNA yang disediakan yang mengandung salah satu kodon untuk
urutan 5 asam amino diatas. Jangan lupa mengganti T dengan U pada RNA.
Referensi: Biology/ Campbell, Reece/Benjammin Cummings
17. Mutasi nukleotida menyebabkan peptide Met Tyr Ser disintesis. Jenis mutasi titik apakah
yang dialami urutan nukleotida tersebut? (Nilai 1)
A.
B.
C.
D.
Insersi
Delesi
Translokasi
Duplikasi
Pembahasan:
5’ – CCCCTATGCCCGGATAATCATATTAGCCTGTACATGGC – 3’
3’ – GGGGATACGGGCCTATTAGTATAATCGGACATGTACCG – 5’
Delesi pasangan basa G-C akan menyebabkan terjadinya frameshift pembacaan urutan asam
amino pada gen tersebut, dimulai dari perubahan kodon AGGAGC.
Referensi: Biology/ Campbell, Reece/Benjammin Cummings
18. Rudi sedang mempelajari suatu faktor X yang menstimulasi diferensiasi stem cell sistem
imun manusia menjadi sel-B yang berperan dalam melawan infeksi bakteri. Diferensiasi ini
dikendalikan oleh gen. Beberapa penyakit seperti Bruton agammaglobulinema menyebabkan
penderitanya tidak mampu menghasilkan sel-B.
Faktor X tersebut dapat melakukan hibridisasi dengan DNA, mengalami hidrolisis oleh
alkali, dan bermigrasi sebagai band 20-30 bp pada elektroforesis. Diferensiasi gen tidak
terstimulasi oleh faktor X jika elemen promoter sepanjang 10 pasang basa dekat lokasi
inisiasi dihilangkan. Manakah dari pilihan berikut yang paling mungkin berperan sebagai
faktor X?
A. Suatu tRNA yang mengenali kodon di dalam urutan elemen promoter
B. Suatu mRNA yang ditranslasi dan menghasilkan faktor transkripsi stimulatoris
C. Suatu molekul RNA kecil yang berikatan dengan promoter dan meningkatkan transkripsi
16
D. Suatu transposon yang mengenali elemen promoter dan melakukan insersi untuk
mengaktivasi gen
E. Suatu RNA katalis yang diperlukan dalam mRNA splicing
Pembahasan:
-
Faktor X dapat berhibridisasi dengan DNA  DNA atau RNA
Mengalami hidrolisis oleh alkali  RNA
Bermigrasi sebagai pita 20-30 bp di elektroforesis  DNA/RNA
Faktor X adalah RNA regulator semisal mikroRNA yang berikatan dengan daerah promotor
gen sehingga dapat meningkatkan ekspresi gen tersebut.
Carilah di literatur atau internet informasi tentang RNA regulator seperti mikroRNA atau
siRNA. Anda juga dapat mencari jenis-jenis RNA selain mRNA, tRNA dan rRNA berikut
dengan fungsinya
Referensi:
Biology/ Campbell, Reece/Benjammin Cummings
Molecular Biology of The Cell 6th edition/Hatvey Lodish et al/Freeman
19. Struktur molekul protein dibagi menjadi beberapa tingkatan berdasarkan kompleksitasnya.
Manakah dari pernyataan berikut yang benar mengenai hal tersebut? (Nilai 1)
1.
2.
3.
4.
5.
A.
B.
C.
D.
E.
Struktur α-heliks dihasilkan dari ikatan hidrogen
Struktur β-sheet dihasilkan dari rantai protein yang tersusun secara berdampingan dan
dihubungkan oleh ikatan hidrogen
Struktur tersier menunjukkan bentuk tiga dimensi dari protein
Dua atau lebih polipeptida tunggal dapat saling berikatan untuk menghasilkan struktur
tersier protein
Protein yang berikatan dengan DNA akan kehilangan struktur tersier selama berikatan
dengan DNA
1, 2, 3, 4
1, 5
1, 2, 3, 5
1, 2, 3
2, 3, 4
Pembahasan:
Highlight kuning: pernyataan yang benar
Highlight merah: pernyataan yang salah
17
Dua atau lebih polipeptida tunggal dapat saling berikatan untuk menghasilkan struktur
kuartener protein
DNA binding protein tidak kehilangan struktur tersier ketika berikatan dengan DNA.
Perubahan yang mungkin adalah perubahan konformasi/struktur menjadi bentuk tersier
yang fungsional.
Referensi:
Biology/ Campbell, Reece/Benjammin Cummings
18