Biologia - Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 2.
Podstawową jednostką strukturalną chromatyny jest nukleosom. W jego skład wchodzi odcinek DNA o długości około 150 par zasad, nawinięty na kompleks białkowy składający się z ośmiu histonów.
Przy pH fizjologicznym grupy boczne aminokwasów kwasowych i zasadowych są obdarzone ładunkiem elektrycznym – ujemnym albo dodatnim. Ogony histonów często podlegają modyfikacjom polegającym na dołączeniu dodatkowych grup funkcyjnych, np. grupy fosforanowej naładowanej ujemnie albo grupy acetylowej pozbawionej ładunku. Wskutek dołączenia grupy acetylowej do grupy bocznej reszty lizyny ta grupa boczna zostaje pozbawiona ładunku. Wprowadzanie lub usuwanie ładunków prowadzi do zmian w sile i w sposobie oddziaływania histonów z DNA oraz skutkuje zmianą stopnia kondensacji chromatyny, co wpływa na ekspresję informacji genetycznej.
Na poniższych rysunkach przedstawiono model atomowy białkowego rdzenia nukleosomu (rysunek A) oraz model atomowy fragmentu DNA nawiniętego na ten rdzeń (rysunek B). Na rysunkach atomy azotu oznaczono kolorem niebieskim, tlenu – czerwonym, a fosforu – żółtym.
2.1. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Histony są zdolne do wiązania (dodatnio / ujemnie) naładowanych cząsteczek DNA, ponieważ mają dużą zawartość (zasadowych / kwasowych) reszt aminokwasowych. Grupy funkcyjne obdarzone ładunkiem znajdują się (wewnątrz podwójnej helisy / w szkielecie cukrowo-fosforanowym) cząsteczki DNA.
2.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące histonów są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Łańcuch boczny nieacetylowanej lizyny jest naładowany dodatnio. | P | F |
| 2. | Struktura drugorzędowa histonów jest niezależna od ich struktury pierwszorzędowej. | P | F |
| 3. | Ogony histonów są schowane we wnętrzu białkowego rdzenia nukleosomu. | P | F |
2.3. (0–1)
Określ, jaki wpływ na kondensację chromatyny ma acetylacja ogonów histonów. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do oddziaływania histonów z DNA.
Rozwiązanie
2.1. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – za podkreślenie prawidłowych określeń w trzech nawiasach.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Histony są zdolne do wiązania (dodatnio / ujemnie) naładowanych cząsteczek DNA,
ponieważ mają dużą zawartość (zasadowych / kwasowych) reszt aminokwasowych. Grupy
funkcyjne obdarzone ładunkiem znajdują się (wewnątrz podwójnej helisy / w szkielecie
cukrowo-fosforanowym) cząsteczki DNA.
2.2. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – za prawidłową ocenę trzech stwierdzeń.
1 pkt – za prawidłową ocenę dwóch stwierdzeń.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
1 – P, 2 – F, 3 – F.
2.3. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – za prawidłowe określenie, że acetylacja histonów rozluźnia strukturę chromatyny,
wraz z prawidłowym uzasadnieniem odnoszącym się do usunięcia dodatnich
ładunków z reszt lizyny, skutkującego słabszym oddziaływaniem histonów z DNA.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- W wyniku acetylacji histonów grupa acetylowa zostaje przyłączona do dodatnio naładowanego łańcucha bocznego lizyny i powoduje usunięcie tego ładunku. Przez to histony słabiej oddziałują z DNA, a struktura chromatyny się rozluźnia.
- Chromatyna rozluźnia się, ponieważ grupa acetylowa powoduje usunięcie ładunku dodatniego z lizyny, a przez to histony słabiej oddziałują z DNA.
