Zadanie 17.2. (0–1)AI
W operonie tryptofanowym znajduje się pięć otwartych ramek odczytu (trpA–trpE) kodujących podjednostki enzymów uczestniczących w syntezie tryptofanu u bakterii.
Do sekwencji regulatorowych należy promotor, który znajduje się przed sekwencjami kodującymi trpA–trpE i stanowi miejsce wiązania polimerazy RNA. Obok promotora znajduje się operator, do którego przyłącza się aktywny represor. Białko represorowe jest aktywowane poprzez przyłączenie cząsteczki tryptofanu.
Na schemacie przedstawiono działanie operonu tryptofanowego w sytuacji, gdy komórka bakterii nie ma odpowiedniej ilości tego aminokwasu.
Na podstawie: E. Solomon, L. Berg, D. Martin, Biologia, Warszawa 2016.
Opisz, korzystając z powyższego schematu, w jaki sposób będzie działać operon tryptofanowy w sytuacji, gdy komórka bakterii znajdzie się w środowisku, w którym ma dostęp do odpowiedniej ilości tryptofanu.
..............................
Sprawdź się
Odpowiedz samodzielnie i sprawdź wynik
2
Pokaż odpowiedź z arkuszaPorównaj swoją odpowiedź z kluczem
Schemat punktowania
1 p. – za poprawny opis, uwzględniający następujące etapy: (1) przyłączenie się cząsteczek tryptofanu do represora, (2) przyłączenie się aktywnego represora do operatora, (3) uniemożliwienie przyłączenia się polimerazy (RNA) lub zablokowanie transkrypcji genów szlaku syntezy tryptofanu.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Jeżeli komórka ma odpowiednią ilość tryptofanu, to jego cząsteczki przyłączają się do nieaktywnego białka represorowego, co powoduje jego aktywację, dzięki czemu przyłącza się ono do operatora i blokuje transkrypcję genów szlaku syntezy tryptofanu.
- Dochodzi do wyciszenia ekspresji genów szlaku syntezy tryptofanu, ponieważ tryptofan łączy się z białkiem represorowym, aktywując je, co powoduje przyłączenie się tego białka do operatora.
- Represor aktywowany przez tryptofan łączy się z operatorem, blokując przyłączenie się polimerazy RNA.
Uwagi:
Uznaje się odpowiedzi odnoszące się w opisie etapu 3. do zahamowania ekspresji genów szlaku syntezy tryptofanu bez określenia, że dochodzi do tego na etapie transkrypcji.
Nie uznaje się odpowiedzi niepełnych, np. uwzględniających jedynie przyłączenie się tryptofanu do białka represorowego i zablokowanie transkrypcji genów szlaku syntezy tryptofanu – bez opisania etapu 2.
Wyjaśnienie AI Rozwiń, aby przeczytać wyjaśnienie
Wytłumacz mi to
Potrzebujesz dodatkowego wyjaśnienia?
1
Zostanie wygenerowane zwięzłe wyjaśnienie zagadnień z pytania: mechanizmu i kontekstu biologicznego odpowiedzi, częstych błędów oraz powiązań z innymi tematami.
Komentarz CKE 19%
Zadanie 17.2. stanowiło kontynuację zadania poprzedniego i polegało na opisaniu działania operonu tryptofanowego w sytuacji, innej niż sytuacja przedstawiona na schemacie, tj. w sytuacji, gdy w środowisku komórki bakterii będzie dostępna odpowiednia ilość tryptofanu.
Rozwiązanie tego zadania maturzysta powinien rozpocząć od uważnej analizy schematu i zauważyć, że ekspresja informacji genetycznej operonu tryptofanowego zachodzi wtedy, gdy represor (białko represorowe) jest nieaktywny. Nie łączy się on wtedy z operatorem i polimeraza RNA przyłączona do promotora może swobodnie przesuwać się wzdłuż nici DNA, umożliwiając transkrypcję genów syntezy tryptofanu.
Ze schematu zdający powinien również odczytać, że białko represorowe jest aktywowane przez przyłączenie się do niego cząsteczki tryptofanu i jako aktywny represor może przyłączyć się do operatora.
Na tej podstawie maturzysta powinien stworzyć prawidłowy opis, w którym stwierdzi, że w przypadku, gdy komórka bakterii znajdzie się w środowisku, w którym ma dostęp do odpowiedniej ilości tryptofanu, cząsteczka tryptofanu, łącząc się z nieaktywnym białkiem represorowym, doprowadzi do jego aktywacji, dzięki czemu białko to będzie mogło się przyłączyć do obszaru operatora, blokując tym samym transkrypcję genów zawartych
w operonie tryptofanowym. Doprowadzi to do braku mRNA, na podstawie którego powstałyby białka enzymatyczne szlaku syntezy tryptofanu i nastąpi w konsekwencji wygaszenie endogennej syntezy tryptofanu.
Przykładowe odpowiedzi poprawne.
Przykład 1.
Przykład 2.
Większość rozwiązań to odpowiedzi niepełne – przedstawiane przez maturzystów opisy nie zawierały wszystkich etapów procesu przedstawionego na schemacie, a zgodnie z wymaganiem czasownika operacyjnego „opisz” tego należało oczekiwać w rozwiązaniu zadania. Takie odpowiedzi ilustrują poniższe przykłady.
Przykład 3.
Brak pierwszego etapu procesu, czyli przyłączenia się cząsteczek tryptofanu do represora.
Przykład 4.
Brak odniesienia się do zatrzymania transkrypcji genów szlaku syntezy tryptofanu.
Niektóre odpowiedzi nie tylko, że były niepełne, ale również zawierały błędy merytoryczne wynikające z nieprawidłowego odczytu informacji na schemacie, np. wytworzone białko represorowe jest aktywne, czy błędy terminologii, np. białko represorowe przyłącza się do operonu zamiast do „operatora”.
Przykład 5.
Najczęstszym jednak błędem w niepełnych rozwiązaniach było pomijanie procesu transkrypcji (lub blokowania przyłączania się polimerazy RNA lub wyciszenia ekspresji genów szlaku syntezy tryptofanu) i przeskoku do translacji czyli syntezy enzymów szlaku syntezy tryptofanu – procesów zachodzących już w obrębie cytoplazmy, poza obszarem nukleoidu, albo do samej syntezy białkowego aminokwasu, jakim jest tryptofan.
Operon to jednostka transkrypcyjna, która umożliwia regulację ekspresji grupy genów szlaku syntezy tryptofanu. Odwołanie się do procesu translacji jest w tym przypadku nieuzasadnione, ponieważ polecenie dotyczyło tylko i wyłącznie działania operonu tryptofanowego, a nie skutków, czyli efektów jego działania. Takie nieprawidłowe rozwiązania ilustruje przykład 6.
Przykład 6.
Brak uwzględnienia procesu transkrypcji.
