Matura z biologii 2019, zadanie 6: Terapia fagowa: cykl lityczny, kwaśny sok żołądkowy, choroby bakteryjne – odpowiedzi i wyjaśnienie

Odpowiedź: Fagi przeprowadzające cykl lityczny, ponieważ ten cykl kończy się lizą (zniszczeniem) komórek bakterii.

Celem terapii jest wyeliminowanie patogenu, a nie tylko wprowadzenie materiału genetycznego faga do genomu bakterii. W cyklu lizogenicznym DNA faga wbudowuje się w chromosom bakteryjny i komórka gospodarza żyje dalej, namnażając się razem z profagiem. Dopiero cykl lityczny prowadzi do powielenia wirionów i rozerwania komórki bakteryjnej, czyli do jej śmierci.

Punktacja: Punkt za wskazanie cyklu litycznego i uzasadnienie odwołujące się do zniszczenia/lizy komórek bakteryjnych; odpowiedź bez związku z lizą albo wskazanie cyklu lizogenicznego nie jest punktowana.

Odpowiedź: Kwas solny o niskim pH denaturuje białka kapsydu (główki i ogonka) bakteriofaga, przez co traci on strukturę i zdolność do rozpoznawania oraz zakażania bakterii.

Wirion bakteriofaga jest zbudowany głównie z białek tworzących kapsyd, a białka te mają określoną strukturę przestrzenną warunkującą ich funkcję. Silnie kwaśne środowisko żołądka zmienia ładunki i wiązania w białkach, czyli je denaturuje. Uszkodzone białka kapsydu i adhezyny nie rozpoznają już receptorów na bakterii, więc fag staje się nieaktywny.

Punktacja: Punkt za wyjaśnienie łączące niskie pH z denaturacją białek faga (lub zniszczeniem jego kwasu nukleinowego, albo aktywacją enzymów proteolitycznych); ogólne stwierdzenie, że kwas zabija wirusa, bez odniesienia do białek, nie wystarcza.

Odpowiedź: 1 – F, 2 – P, 3 – P.

Bakteriofagi są specyficzne wobec bakterii i nie mają receptorów pozwalających im zakażać komórki eukariotyczne człowieka, więc pierwsze zdanie jest fałszywe. Bakterie mogą mutować i nabywać mechanizmy oporności na fagi, np. zmieniać receptory, więc drugie jest prawdziwe. Skoro fagi działają swoiście na szczepy, preparat trzeba dobrać do bakterii wyizolowanych od konkretnego pacjenta, więc trzecie też jest prawdziwe.

Punktacja: Punkt tylko za poprawną ocenę wszystkich trzech zdań jednocześnie; jeden błąd w którymkolwiek zdaniu oznacza 0 punktów.

Odpowiedź: Cholera, gruźlica, tężec.

Cholerę wywołuje bakteria Vibrio cholerae, gruźlicę prątek Mycobacterium tuberculosis, a tężec laseczka Clostridium tetani. Malaria jest chorobą wywoływaną przez pierwotniaka z rodzaju Plasmodium, natomiast odra i świnka to choroby wirusowe.

Punktacja: Punkt za podkreślenie dokładnie trzech chorób bakteryjnych; podkreślenie malarii, odry lub świnki albo pominięcie którejś z bakterioz powoduje brak punktu.