Matura z biologii 2020, zadanie 19: Naprawa dimerów tyminowych i skóra pergaminowa – odpowiedzi i wyjaśnienie

Kolejność etapów: 1 – odkształcenie przez dimer, 2 – nacięcie przez nukleazę, 3 – synteza przez polimerazę DNA, 4 – łączenie przez ligazę DNA. Enzymy: A – nukleaza, B – polimeraza DNA, C – ligaza DNA. Chorzy muszą unikać UV, bo wada naprawy DNA sprzyja kumulacji mutacji i nowotworom skóry.

O czym jest zadanie 19?

Zadanie dotyczy naprawy DNA po powstaniu dimeru tyminowego pod wpływem promieniowania UV. Uszkodzona nić jest najpierw nacięta i wycięta, potem uzupełniana przez polimerazę DNA, a ligaza łączy nowy fragment ze starym. Skóra pergaminowa wynika z dziedzicznego defektu jednego z enzymów tego systemu naprawy.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 20 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 19.1 (0–1 pkt)

Ustal kolejność czterech etapów naprawy uszkodzonego DNA przedstawionych w tabeli; wpisz numery 2–4 w odpowiednie miejsca.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Dimer tyminowy powoduje odkształcenie DNA – 1; enzym nacina uszkodzoną nić – 2; polimeraza syntetyzuje brakujący odcinek – 3; ligaza łączy wolne końce – 4.

Najpierw powstaje wybrzuszenie i uszkodzenie jest rozpoznawane. Nukleaza przecina nić wokół dimeru, dzięki czemu uszkodzony fragment może zostać usunięty. Polimeraza DNA uzupełnia lukę nukleotydami komplementarnymi do zdrowej nici, a ligaza DNA zamyka przerwę między nowym i starym fragmentem.

Punktacja: Punkt jest tylko za prawidłową kolejność wszystkich czterech etapów; częściowo poprawna kolejność nie daje punktu.

Zadanie 19.2 (0–1 pkt)

Spośród odpowiedzi I–IV wybierz i zapisz nazwy enzymów biorących udział w naprawie DNA, oznaczonych na schemacie literami A, B i C.
I. ligaza DNA
II. polimeraza RNA
III. nukleaza
IV. polimeraza DNA

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: A – nukleaza, B – polimeraza DNA, C – ligaza DNA.

Nukleaza odpowiada za nacięcie uszkodzonej nici, czyli etap A. Polimeraza DNA wypełnia lukę nowymi nukleotydami zgodnie z zasadą komplementarności, czyli etap B. Ligaza DNA tworzy wiązania między końcami nowo dobudowanego i starego DNA, czyli etap C.

Punktacja: Punkt przyznaje się za poprawne przyporządkowanie wszystkich trzech enzymów; błąd w jednym oznaczeniu skutkuje brakiem punktu.

Zadanie 19.3 (0–1 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego osoby chore na tzw. skórę pergaminową muszą unikać promieniowania słonecznego. W odpowiedzi uwzględnij przyczynę powstawania tej choroby, opisaną w tekście.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Promieniowanie UV uszkadza DNA, tworząc dimery tyminowe, a u chorych jeden z enzymów naprawy DNA nie działa prawidłowo. Uszkodzenia nie są skutecznie naprawiane, więc mogą prowadzić do mutacji i nowotworów skóry.

UV jest czynnikiem mutagennym, który powoduje powstawanie dimerów tyminowych. W skórze pergaminowej występuje dziedziczny defekt enzymu odpowiedzialnego za naprawę takich uszkodzeń. Dlatego kolejne uszkodzenia DNA kumulują się i zwiększają ryzyko zmian nowotworowych.

Punktacja: Punkt wymaga połączenia mutagennego działania UV z brakiem lub wadą enzymu naprawy DNA; samo stwierdzenie, że słońce szkodzi, nie wystarcza.

Najczęstsze błędy w zadaniu 19

Mylenie kolejności nacięcia nici i syntezy nowego fragmentu.
Przypisanie ligazie funkcji syntezy DNA zamiast łączenia końców.
W 19.3 odpowiedź ograniczona do „unikać słońca”, bez wskazania UV jako mutagenu i defektu naprawy DNA.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2020, poziom rozszerzony (w maju 2020). Wstęp CKE opracowała na podstawie: N.A. Campbell i inni, Biologia, Poznań 2013.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.