Biologia - Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 27.
Na schemacie przedstawiono proces replikacji DNA w obrębie pojedynczych widełek replikacyjnych.
| a) | Wyjaśnij, dlaczego synteza komplementarnych nici polinukleotydowych przebiega w inny sposób wzdłuż nici A niż wzdłuż nici B. |
| b) | Wymienionym poniżej nazwom enzymów (1.–3.) przyporządkuj spośród A–D funkcję, jaką pełni każdy z nich podczas replikacji. |
- Łączenie kolejnych nukleotydów w łańcuch polinukleotydowy komplementarny do matrycy pojedynczej nici DNA.
- Katalizowanie powstawania wiązań fosfodiestrowych łączących fragmenty Okazaki.
- Rozplatanie helisy i rozrywanie wiązań wodorowych między nićmi w cząsteczce DNA, co umożliwia rozpoczęcie procesu replikacji.
- Usuwanie starterów RNA z nici.
- ligaza DNA
- polimeraza DNA
- helikaza DNA
Rozwiązanie
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające różne kierunki komplementarnych nici
w cząsteczce DNA i kierunek dobudowywania nukleotydów przez polimerazę oraz
wynikającą z tego konieczność syntezy jednej nici w sposób ciągły a drugiej w sposób
nieciągły.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- Nukleotydy są dołączane przez polimerazę wyłącznie do końca 3’, dlatego nić komplementarna do nici A dobudowywana jest w kierunku zgodnym z przesuwaniem się widełek replikacyjnych,
natomiast
nić komplementarna do nici B rośnie w kierunku przeciwnym do ruchu widełek replikacyjnych w postaci krótkich, oddzielnych odcinków (tzw. fragmentów Okazaki), syntetyzowanych przez polimerazę DNA w kierunku od końca 5' do końca 3', które muszą zostać połączone. - Nowa nić komplementarna do nici B wydłuża się w kierunku przeciwnym do ruchu widełek replikacyjnych, w postaci krótkich, oddzielnych odcinków (tzw. fragmentów Okazaki), syntetyzowanych przez polimerazę DNA w kierunku od końca 5' do końca 3' które muszą zostać połączone.
natomiast
wzdłuż nici A polimeraza może przesuwać się w kierunku rozcinania widełek replikacyjnych.
Schemat punktowania
1 p. – za prawidłowe przyporządkowanie funkcji do wszystkich trzech enzymów.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
1 – B, 2 – A, 3– C
Uwagi od BiologHelp:
W związku ze zgłoszeniem do zadania jakie dostałem chciałem wyjaśnić, że faktycznie, niektóre polimerazy DNA mogą usuwać startery RNA podczas replikacji. Dzieje się tak w przypadku prokariontów i dotyczy polimerazy I, która mając aktywność egzonukleazy 5'→3' usuwa startery RNA i zastępuje je nicią DNA. Do właściwej syntezy nici DNA podczas replikacji u prokariontów służy polimeraza III. W przypadku eukariontów natomiast za usuwanie starterów odpowiada oddzielny enzym (rybonukleaza H), zaś luki po starterach wypełniane są przez polimerazę δ (delta), która bierze też udział we właściwej syntezie nici DNA podczas replikacji.
W świetle tych informacji podanie dla polimerazy DNA funkcji z podpunktu D (usuwanie starterów RNA z nici) nie będzie prawidłowe, ponieważ funkcja ta dotyczy tylko jednego typu polimerazy i to występującej tylko u części organizmów (u prokariontów), w zadaniu natomiast polimerazy zostały ujęte zbiorczo i chodziło o aktywność, którą posiadają w ogóle (jaką posiada typowa polimeraza DNA).
Inną podpowiedzią wskazującą, że autorowi chodziło o przypisanie jednej funkcji do jednego enzymu, bez wdawania się w przytoczone wyżej szczegółowe niuanse (nie wymagane z resztą w takim zakresie przez podstawę programową), jest użyte w poleceniu sformułowanie "przyporządkuj (...) funkcję" (kluczowe jest tu użycie liczby pojedynczej dotyczącej funkcji → przyporządkuj jedną funkcję, a nie wszystkie znane funkcje).
