1
BIOLOGI SEL & MOLEKULER I
A. Makromolekul
1. (Nilai 1) Umumnya makromolekul biologis tersusun dari polimerisasi komponen utamanya. Polisakarida struktural utama dari eksoskeleton serangga adalah suatu polimer. Pernyataan mana tentang jenis polisakarida ini yang tidak benar?
A. Terbuat dari hasil polimerisasi glukosa B. Mengandung atom C, H, O, dan N C. Strukturnya mirip selulosa
D. Dapat digunakan untuk produksi glukosamin dalam industri E. Polimer ini ditemukan juga dalam dinding sel fungi
2. (Nilai 1) Seorang ilmuwan mencoba melakukan rekayasa genetik terhadap suatu jenis tanaman jagung yang dapat bertahan terhadap temperatur rendah. Ia mencoba untuk mengubah komposisi membran sel tanaman tersebut untuk menurunkan temperatur terjadinya transisi fasa. Manakah dari perlakuan berikut yang dapat dilakukan untuk meningkatkan toleransi tanaman terhadap suhu dingin?
A. Meningkatkan panjang rantai asam lemak B. Menghilangkan semua steroid
C. Meningkatkan frekuensi rantai asam lemak tidak jenuh D. Menurunkan frekuensi rantai asam lemak tidak jenuh
3. (Nilai 1) Struktur molekul protein dapat dibagi menjadi beberapa tingkatan berdasarkan kompleksitasnya. Manakah dari pernyataan berikut yang benar mengenai hal tersebut?
1. “truktur α-heliks dihasilkan dari ikatan hidrogen
2. “truktur β-sheet dihasilkan dari rantai protein yang tersusun secara berdampingan dan dihubungkan oleh ikatan hidrogen
3. Struktur tersier menunjukkan bentuk tiga dimensi dari protein
4. Dua atau lebih polipeptida tunggal dapat saling berikatan untuk menghasilkan struktur tersier protein
5. Protein yang berikatan dengan DNA kehilangan struktur tersier selama berikatan dengan DNA
A. 1, 2, 3, 4 B. 1, 5 C. 1, 2, 3, 5 D. 1, 2, 3 E. 2, 3, 4
2
5. (Nilai 1,5) Salah satu masalah utama dalam biologi molekuler adalah menentukan asosiasi antara berbagai protein berbeda dalam suatu kompleks. Asosiasi yang melibatkan protein spektrin, ankrin, band 3, dan aktin, merupakan penyusun utama jaringan kerja filamen pada permukaan sitoplasmik dari membran sel darah merah. Asosiasi ini telah diteliti dalam beberapa cara. Salah satu metode yang umum adalah penggunaan antibodi yang spesifik bagi protein tertentu. Suatu campuran yang tersiri atas dua protein diinkubasi bersama, lalu ditambahkan dengan suatu antibodi yang spesifik bagi salah satu protein. Kompleks protein-antibodi yang dihasilkan lalu dipresipitasi dan dianalisis. Teknik ini, ketika diterapkan pada campuran spektrin, anakrin, band 3, dan aktin, memberikan hasil yang ditampilkan pada tabel berikut:
Dari informasi yang disebutkan pada tabel, tentukan susunan keempat protein tersebut pada membran sel.
Jawab: ________________________________
6. (Nilai 1,5) Manakah dari susunan protein membran pada gambar berikut yang telah ditemukan pada membran biologis? Jawablah ada (+) atau tidak ada (-) pada kolom yang disediakan.
A. B.
C. D.
3
Susunan (+)/(-) Susunan (+)/(-)
A F
B G
C H
D I
E
B. Enzim
7. (Nilai 1) Plot Lineweaver-Burk yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, menunjukkan aktivitas enzim bakteri ketika hadir sendiri dan dengan adanya dua (2) senyawa yang berbeda, A dan B. Perpotongan dengan sumbu y dari setiap garis menunjukkan 1/VMAX dari enzim pada kondisi yang berbeda.
Pernyataan tentang enzim manakah yang benar sesuai dengan grafik plot garisWeaver-Burk di atas? A. Senyawa A adalah inhibitor non-kompetitif sedangkan senyawa B adalah inhibitor kompetitif B. Senyawa A adalah inhibitor kompetitif sedangkan senyawa B adalah inhibitor non-kompetitif C. Senyawa A adalah kofaktor stimulus sedangkan senyawa B adalah inhibitor kompetitif D. Senyawa B adalah kofaktor stimulus sedangkan senyawa A adalah inhibitor kompetitif E. Kedua senyawa A dan B adalah kofaktor stimulus
8. (Nilai 1) Dari enam kurva yang diberi pada plot Lineweaver-Burk di bawah, tiga menunjukkan efek 0 mM, 5 mM, dan 15 mM dari suatu inhibitor kompetitif pada suatu enzim hipotetis. Kurva mana yang hampir bisa dipastikan menunjukkan konsentrasi 15-mM dari inhibitor kompetitif?
Jawab: ________________________________
1/V
1/[S]
Enzim tanpa senyawa A atau B Enzim plus senyawa B Enzim plus
4 9. (Nilai 1) Saat meneliti tentang interaksi enzim dan substrat, manakah dari pilihan berikut yang
diharapkan menunjukkan hubungan linear pada kondisi konstan? I. Laju reaksi terhadap konsentrasi enzim dengan substrat berlebih II. Laju reaksi terhadap konsentrasi enzim dengan substrat yang terbatas III. Jumlah produk terhadap waktu dengan jumlah substrat yang terbatas IV. Laju reaksi terhadap konsentrasi substrat
A. Hanya I B. I dan II C. Hanya III D. II dan IV E. Hanya IV
C. Metabolisme Seluler
10. (Nilai 3; @1) Suatu fungi dapat menggunakan glukosa dan menghasilkan ATP dengan 2 cara:
Aerobik : C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O Anaerobik : C6H12O62 C2H5OH + 2 CO2
Fungi ini ditumbuhkan dalam medium yang mengandung glukosa. Separuh dari ATP yang dihasilkan adalah secara anaerobik.
a) Berapa rasio antara kecepatan katabolisme glukosa yang anaerobik dengan yang aerobik? Jawab: ________________________________
b) Berapa konsumsi O2yang diharapkan (mol per mol glukosa yang dikonsumsi)? Jawab: ________________________________
c) Berapa pelepasan CO2 yang diharapkan (mol per mol glukosa yang dikonsumsi)? Jawab: ________________________________
5 a) Berdasarka diagra diatas, erapa a yak siklus ya g diperluka u tuk reaksi ko plit β
-oksidasi asam palmitat (C 16:0).
Jawab: ________________________________
b) Berapa banyak ATP yang dihasilkan dari respirasi seluler dengan substrat asam palmitat (C 16:0). Keterangan: Pada fosforilasi oksidatif, NADH dikonversi menjadi 3 ATP, FADH dikonversi menjadi 2 ATP.
Jawab: ________________________________
12. (Nilai 1) Manakah dari pernyataan manakah di bawah ini yang benar mengenai siklus Krebs? A. Siklus terjadi di dalam ruang antar membran mitokondria
B. Siklus merupakan bagian penting (sentral) dari fermentasi asam laktat C. Siklus tidak akan berlangsung apabila tidak terdapat NAD+
D. Siklus secara langsung menghasilkan sebagian besar ATP pada sel heterotrofik E. Siklus bertanggung jawab dalam menghasilkan oksigen
D. Sitoskeleton
13. (Nilai 1) Terlepas dari kehadiran protein motor, sifat dinamis dari mikrotubul dapat menjadi sumber energi mekanik bagi pergerakan komponen yang melekat padanya. Salah satu contoh adalah pergerakan kromosom selama metafase, seperti ditampilkan pada ilustrasi berikut ini.
Berdasarkan ilustrasi di atas, tentukanlah proses dinamika mikrotubul yang terjadi di A dan B. Berilah tanda X pada kotak jawaban disebelah pilihan anda.
Pilihan Proses dinamik Jawab
A B
A Depolimerisasi Polimerisasi
B Depolimerisasi Depolimerisasi
C Polimerisasi Depolimerisasi
D Polimerisasi Polimerisasi
14. (Nilai 1,5; @0,5) Sebuah percobaan dilakukan untuk menunjukkan hubungan kecepatan pertumbuhan dari satu filamen aktin dengan konsentrasi sub unit yang ditambahkan. Kecepatan pertumbuhan diukur pada kedua ujung filamen aktin yang ditandai dengan ujung T dan D. Kedua ujung ini memiliki perbedaan tipe nukleosida trifosfat yang menempel padanya. Proses treadmilling
6 Berdasarkan hasil di atas, tentukan apakah pernyataan berikut ini Benar (B) atau Salah (S).
Pernyataan Jawab [B/S]
I. Uju g T adalah uju g − fila e t akti
II. Laju elongasi untuk ujung (+) memiliki konsentrasi kritis (konsentrasi sub u it ya g le ih re dah daripada uju g −
III. Treadmilling terjadi di atas konsentrasi kritis pertumbuhan ujung D
15. (Nilai 2; @1) Anda memiliki dua protein yang diduga dapat melekat pada ujung (cap) filamen aktin. Untuk menentukan lokasi perlekatan kedua protein tersebut (jika terjadi perlekatan) apakah di ujung plus atau minus, dia mengukur pembentukan filamen sebagai fungsi dari konsentrasi aktin dengan tidak adanya kedua protein, dengan adanya protein 1, dan dengan adanya protein 2. Protein mana yang melekat pada ujung plus dan protein mana yang melekat pada ujung minus?
a) Ujung plus : ________________________________
b) Ujung minus : ________________________________
E. Gen dan Regulasi Ekspresi Gen
7
A23, diperoleh 4koloni yang mengalami mutasi balik (dapat tumbuh kembali pada medium minimal) secara spontan, sedangkan dari A46 diperoleh 3 koloni yang mengalami mutasi balik. Triptofan sintetase dari ketujuh koloni hasil mutasi balik diisolasi dan asam amino pada posisi 38 diidentifikasi. Ringkasan dari data tersebut disajikan pada tabel berikut:
Mutan Mutasi balik Asam amino pada posisi 38
A23 1 Isoleusin (Ile)
Dengan menggunakan data pada tabel kode genetik, tentukan kodon-kodon untuk masing-masing bakteri (Wild-type, mutan A23 dan A46, hasil mutasi balik) dan tuliskan setiap jawaban pada kotak-kotak dibawah ini.
Keterangan untuk pertanyaan No.21-23: Anda sedang mempelajari regulasi ekspresi suatu gen yang responsif terhadap hormon. Anda mengisolasi DNA sepanjang 750 bp yang berada tepat sebelum sisi start transkripsi (+1). Jika urutan ini diklon pada arah hulu (upstream) dari gen kloramfenikol asetiltransferase (CAT) bakteri dan kemudian dimasukkan ke dalam sel mammalia, aktivitas enzim CAT akan meningkat sebagai respons perlakuan dengan hormon.
8 Untuk menentukan urutan yang terlibat di dalam regulasi gen ini, anda membuat serangkaian delesi yang mengandu g uruta regulatoris 5’ dala er egai ukura . A da e gklo DNA ya g terpotong ini pada bagian hulu gen CAT seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, memasukkan konstruk tersebut dalam sel mammalia, dan melakukan uji aktivitas enzim CAT dalam kehadira + atau ketidakhadira hor o − . Ga ar erikut e u jukka hasil dari per o aa yang anda lakukan:
18. (Nilai 1) Jika diasumsikan bahwa terdapat satu elemen pengaturan yang responsif terhadap hormon dalam gen tersebut, maka elemen tersebut akan erada pada …
A. -742 dan -638 B. -638 dan -424 C. -424 dan -315 D. -315 dan -116 E. -116 dan -27
19. (Nilai 1) Peningkatan maksimal aktivitas CAT karena stimulasi oleh penambahan hormon adalah: A. 4 kali lipat
B. 10 kali lipat C. 40 kali lipat D. 100 kali lipat E. 1000 kali lipat
20. (Nilai 1) Manakah dari pernyataan berikut yang tidak sesuai dengan data di atas?
A. Ekspresi gen dengan dan tanpa kehadiran elemen pengaturan berbeda hingga 1000 kali lipat B. Elemen pengaturan mungkin tidak terdapat pada arah hulu dari -742
C. Elemen pengaturan yang tidak bergantung pada hormon terdapat pada arah hilir -315 D. Elemen pengaturan yang tidak bergantung pada hormon terdapat pada arah hulu -315
E. Gen CAT bakteri memerlukan elemen pengaturan eukariot agar dapat terekspresi secara signifikan dalam sel mammalia
9 21. (Nilai 1) Kadar β-galaktosidase tidak akan meningkat hingga stelah kadar mRNA lac meningkat.
Penjelasan yang paling sederhana mengenai hal ini adalah: A. Transkripsi harus berlangsung sebelum translasi
B. β-galaktosidase tidak akan diproduksi hingga sel mengalami kekurangan nutrisi C. Pada awalnya sel tidak memiliki energi yang cukup untuk membuat protein apapun
D. β-galaktosidase merupakan gen yang terakhir ditranskripsi dari tiga gen yang terdaat dalam operon
E. β-galaktosidase tidak akan diproduksi hingga kadar cAMP dalam sel tinggi
22. (Nilai 1) Jika ti gkata asal RNA lac adalah nol, manakah dari perlakuan berikut yang akan menginduksi operon lac?
A. Menghilangkan glukosa dari dalam medium pertumbuhan B. Menginjeksikan allolaktosa ke dalam sel
C. Menginjeksikan cAMP ke dalam sel D. Menginjeksikan glukosa ke dalam sel E. Menginjeksikan laktosa ke dalam sel
23. (Nilai 1) Jika inducer dihilangkan, kadar mRNA lac mengalami penurunan secara tiba-tiba namun kadar β-galaktosidase tetap tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa:
A. Allolaktosa dapat diubah menjadi β-galaktosidase B. Induser tidak diperlukan lagi untuk transkripsi
C. mRNA lacdidegradasi le ih epat daripada β-galaktosidase D. β-galaktosidase dapat dibentuk dari enzim lain yang ada dalam sel E. β-galaktosidase dapat diproduksi tanpa memerlukan mRNA
24. (Nilai 1) Jika induser tidak dihilangkan setelah 8 menit, hal apakah yang akan terjadi? A. Baik kadar RNA aupu β-galaktosidase akan tetap tinggi
B. Baik kadar RNA aupu β-galaktosidase akan menurun, namun kadar mRNA turun lebih dulu C. Baik kadar RNA aupu β-galaktosidase aka e uru , a u kadar β-galaktosidase turun
lebih dulu
10 25. (Nilai 2; @0,4) Mekanisme produksi luminescence pada Vibrio fisherii melibatkan kelompok 8 gen Lux. Gen ini terdiri dari dua gen regulator (luxR dan luxI) dan enam gen struktural (luxA-E , luxG) termasuk didalamnya gen yang berperan dalam produksi enzim luciferase. Ekspresi operon
luxICDABEG diatur oleh protein LuxR dimana protein ini diaktivasi oleh molekul acyl homoserine lactone (AHL disimbolkan ). Konsentrasi molekul AHL di dalam sel akan meningkat ketika sel berada dalam kepadatan yang tinggi.
Berdasarkan keterangan di atas, tentukanlah apakah pernyataan di bawah ini Benar (B) atau Salah (S)
Pernyataan Jawab
[B/S]
I. Peningkatan kepadatan mikroba meningkatkan jumlah molekul AHL yang hadir di luar sel dan dapat berdifusi kembali ke dalam sel
II. Protein luxR merupakan suatu autorepressor
III. AHL adalah suatu corepressor
IV. Protein luxR dihasilkan secara konstitutif V. AHL adalah suatu autoinducer
F. Mikrobiologi
11 a) Tentukan kecepatan pertumbuhan spesifik dari kultur A
Jawab: ________________________________
b) Tentukan kecepatan pertumbuhan spesifik dari kultur B Jawab: ________________________________
27. (Nilai 1,5; @0,3) Mikroorganisme dapat dikelompokkan dalam beberapa golongan berdasarkan kebutuhan atau toleransinya terhadap oksigen. Di bawah ini ditampilkan pertumbuhan 5 mikroba yang masing-masing mewakili kelompok kelas oksigen yang berbeda. Mikroorganisme ditumbuhkan dalam medium semisolid thyoglycolate broth dengan penambahan pewarna redoks reazurin sebagai indikator oksigen di medium (berwarna pink ketika dioksidasi, dan tidak berwarna ketika direduksi)
(Nilai 1,5; @0,3) Berdasarkan data di atas, tentukanlah golongan mikroorganisme A-E. Pasangkanlah Pilihan di kolom kelas oksigen (I-V) dengan masing-masing mikroba, di kolom jawaban
Kelas Oksigen Mikroba Jawab [I-V]
I. Aerob obligat A
II. Anaerob fakultatif B
III. Mikroaerofilik C
IV. Anaerob obligat D
V. Aerotoleran E
G. Siklus Sel dan Kanker
28. (Nilai 1) Grafik yang mana menunjukkan perubahan relatif jumlah DNA mitokondria pada sel yang sedang mitosis?
12 29. (Nilai 1,5; @0,5) Suatu percobaan cell fusion dilakukan untuk menunjukkan adanya pengaruh faktor sitoplasmik dalam menginduksi aktivitas siklus sel dari dua tipe sel yang berbeda fase siklus selnya. Tiga jenis sel yang berasal dari tahap interfase yang berbeda dilebur dengan sel yang sedang berada pada fase M. Setelah selang waktu inkubasi tertentu, dilakukan pengamatan kromosom dari masing-masing nukleus donor sel hibrid. Hasil pengamatan ditampilkan pada tabel di bawah ini:
Percobaan Nukleus donor sel interphase Nukleus donor sel fase M
I
II
III
Berdasarkan hasil percobaan peleburan sel di atas, tentukan jenis tahapan interfase (G1,S atau G2) dari sel donor yang dilebur dengan sel fase M pada setiap percobaan.
Percobaan Tahap interfase (G1/G2/S)
I
II
13 30. (Nilai 2; @0,5) Gambar berikut menunjukkan empat pola siklus sel berbeda (A-D). Cocokkan
pertumbuhan sel-sel pada tabel di bawahnya dengan pola yang sesuai.
Tipe Sel Pola Siklus Sel
Sel epitel manusia
Sel embrio bulu babi hingga tahap 128 sel
Plasmodium dari jamur lendir
Sel kelenjar ludah Drosophila
31. (Nilai 1) Manakah dari pernyataan berikut yang paling akurat mengenai gen supresor tumor? 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
32. (Nilai 1) Seorang penggemar anjing ingin mengetahui penyebab tumor pada ketiga ekor anjingnya. Anjing A memiliki tumor telinga (ear), anjing B tumor kaki (paw), dan anjing C memiliki tumor ekor (tail). Kemudian dia berkonsultasi pada Tobi, temannya seorang ahli biologi, dan Tobi dengan segera melakukan eksperimen untuk mengetahui penyebab tumor pada ketiga anjing temannya itu. Tobi mengambil sel-sel dari ketiga anjing tersebut termasuk sel-sel pada pipi anjing untuk dijadikan kontrol dan dikultur pada cawan Petri. Semua kultur yang berasal dari sel pipi tumbuh satu lapis, tetapi semua kultur sel tumor menunjukkan adanya tumpukan. Untuk menentukan penyebab tumor pada masing-masing anjing, Tobi melakukan eksperimen sebagai berikut.
14 Berdasarkan data tersebut, secara berturut-turut tumor-tumor manakah yang memiliki mutasi pada gen supressor tumor dan tumor-tumor manakah yang memiliki mutasi pada onkogen?
A. Cheek - Ear B. Ear - Paw C. Paw - Ear D. Tail - Cheek
33. (Nilai 3,5) Tobi menumbuhkan sel-sel pipi anjing dan menambahkan Telohalt, suatu zat kimia yang menghentikan sel pada akhir mitosis. Setelah menghilangkan Telohalt, ia menambahkan 3H-timidin pada sel-sel tersebut dan mengukur penggunaannya pada setiap jam. Ia memperoleh grafik sebagai berikut:
a) Tobi tahu bahwa lama fase M pada sel-sel ini adalah 5 jam. Isilah tabel berikut sesuai dengan grafik di atas! (Nilai 1,5; @0,5)
Fase Siklus Sel Lama
S
G1
15 Pada percobaan yang sama, Tobi menambahkan suatu obat dengan efek yang belum diketahui 27 jam setelah penghilangan Telohalt dan diperoleh hasil sebagai berikut:
b) Pada tahap siklus sel manakah obat tersebut bekerja? (Nilai 1) A. G1-G2 transition
B. G1-S transition C. G2
D. G2-S transition E. G3-S transition F. G2-M transition
Tobi mengulangi percobaan di atas dengan sel-sel tumor yang mengalami defisiensi suppressor tumor p53 dan memperoleh hasil sebagai berikut (asumsikan bahwa lama fase siklus sel dari sel-sel tumor sama dengan sel-sel pipi):
c) Pada tahap siklus sel manakah mutasi suppressor tumor p53 bekerja? (Nilai 1) A. G1-G2 transition
B. G1-S transition C. G2
