Biologia - Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 13.
Jednym z warunków zachodzenia translacji w komórce jest synteza aminoacylo-tRNA (AA-tRNA). Rozpoznanie i przyłączenie odpowiedniego aminokwasu do tRNA zależy od enzymów – syntetaz aminoacylo-tRNA, które kowalencyjnie łączą każdy z aminokwasów z odpowiednim dla niego tRNA. Ta reakcja jest sprzężona z uwalnianiem energii w wyniku hydrolizy ATP. Dla każdego aminokwasu istnieje odrębna syntetaza. Ogółem w cytozolu komórek jest więc 20 różnych syntetaz. Syntetazy aminoacylo-tRNA rozpoznają właściwy tRNA na podstawie niektórych nukleotydów w ramionach aminokwasowym i antykodonowym.
Na rysunku przedstawiono syntezę jednego spośród 20 różnych aminoacylo-tRNA (strzałka A) oraz rozpoznawanie przez niego kodonu mRNA (strzałka B).
13.1. (0–2)
Na podstawie rysunku uzupełnij tabelę – wpisz w wyznaczone miejsca: nazwę aminokwasu przyłączanego do tRNA, sekwencję kodonu mRNA oraz sekwencję antykodonu AA-tRNA.
| Nazwa aminokwasu | |
| Sekwencja kodonu mRNA | 5′ 3′ |
| Sekwencja antykodonu tRNA | 5′ 3′ |
13.2. (0–2)
Na podstawie rysunku wymień wszystkie substraty i produkty reakcji syntezy AA-tRNA.
Substraty:
Produkty:
13.3. (0–1)
Rozstrzygnij, czy powyższa reakcja syntezy AA-tRNA jest przykładem anabolizmu, czy – katabolizmu. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
13.4. (0–1)
Wykaż, że specyficzność substratowa syntetaz AA-tRNA jest konieczna, aby powstający w czasie translacji peptyd miał prawidłową sekwencję aminokwasową.
Rozwiązanie
13.1. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – poprawne uzupełnienie trzech pól tabeli.
1 pkt – za podanie poprawnej nazwy aminokwasu.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
| Nazwa aminokwasu | tryptofan / Trp |
| Sekwencja kodonu mRNA | 5′ UGG 3′ |
| Sekwencja antykodonu tRNA | 5′ CCA 3′ |
13.2. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – poprawne wymienienie wszystkich substratów i wszystkich produktów reakcji syntezy AA-tRNA, które są widoczne na rysunku.
1 pkt – poprawne wymienienie tylko wszystkich substratów albo tylko wszystkich produktów reakcji syntezy AA-tRNA, które są widoczne na rysunku.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowa odpowiedź
Substraty:
aminokwas / tryptofan
tRNA
ATP
Produkty:
AA-tRNA / Trp-tRNA
AMP
2Pi / 2 aniony fosforanowe
Uwaga:
Uznaje się odpowiedzi:
PPi / anion difosforanowy / pirofosforan
Pi (bez zachowania stechiometrii)
13.3. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie, że przedstawiona reakcja jest przykładem anabolizmu, wraz z poprawnym uzasadnieniem, uwzględniającym wyższy stopień złożoności produktu w stosunku do substratów.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Rozstrzygnięcie
Jest to przykład anabolizmu. / Anabolizm
Przykładowe uzasadnienia
- Syntetyzowany produkt (AA-tRNA) jest związkiem bardziej złożonym niż substraty, z których powstał (aminokwas i tRNA).
- Anabolizm to reakcje syntezy złożonych związków chemicznych z substancji prostszych. AA-tRNA jest substancją bardziej złożoną niż substraty, z których powstał, więc jest to anabolizm.
- Anabolizm to ciąg reakcji wykorzystujących energię użyteczną biologicznie do syntezy nowych bardziej złożonych biocząsteczek.
- Anabolizm to szlaki metaboliczne wymagające dostarczenia energii do przekształcania związków mniejszych w większe.
Uwaga:
Dopuszcza się uzasadnienia odnoszące się jedynie do zużycia energii, np.: „Reakcja jest anabolizmem, ponieważ do tej reakcji jest wykorzystywana energia pochodząca z hydrolizy ATP”.
13.4. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawna odpowiedź, odnosząca się do możliwości włączenia prawidłowego aminokwasu do syntezowanego polipeptydu tylko wtedy, jeżeli AA-tRNA łączący się z odpowiednim kodonem mRNA zawiera określony i właściwy aminokwas.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- Włączenie prawidłowego aminokwasu do syntezowanego polipeptydu możliwe jest tylko wtedy, jeżeli do AA-tRNA z danym antykodonem, rozpoznającym właściwy kodon mRNA, jest dołączony ściśle określony, właściwy aminokwas.
- Jeśli do danego tRNA nie zostanie przyłączony właściwy aminokwas, to zostanie wbudowany niewłaściwy aminokwas do polipeptydu powstającego podczas translacji, mimo prawidłowego rozpoznania kodon – antykodon.
