Materiał źródłowy do zadania
Białka histonowe, typowe dla eukariontów, zbudowane są z części globularnej oraz z tzw. ogonka, wystającego poza nukleosom. Ogonki białek histonowych są miejscem modyfikacji chemicznych polegających m.in. na acetylacji i deacetylacji. Modyfikacje te wpływają na strukturę chromatyny: regulują w ten sposób ekspresję informacji genetycznej w komórce. Na schemacie przedstawiono modyfikacje fragmentu chromatyny o długości ok. 600 par zasad.
Na podstawie: D. Pons i inni, Epigenetic histone acetylation modifiers in vascular remodelling: new targets for therapy in cardiovascular disease, „European Heart Journal”, t. 30, nr 3, 2009.
Podaj, który z procesów przedstawionych na schemacie – acetylacja czy deacetylacja – prowadzi do zahamowania ekspresji informacji genetycznej danego fragmentu DNA. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do znaczenia powstałych zmian w strukturze chromatyny.
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Porównaj stopień upakowania po obu modyfikacjach. Czy aparat transkrypcyjny może równie łatwo związać DNA ciasno otoczone histonami?
Podpowiedź 2
Deacetylacja odpowiada bardziej zwartej strukturze. Mniejsza dostępność DNA ogranicza wiązanie czynników potrzebnych do rozpoczęcia transkrypcji.
Podpowiedź 3
Wskaż deacetylację, kondensację chromatyny i utrudniony dostęp czynników transkrypcyjnych lub polimerazy RNA. Nie kończ na samej nazwie zmiany strukturalnej.
Odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
• Deacetylacja, ponieważ odłączenie grup acetylowych od ogonków białek histonowych skutkuje wytworzeniem bardziej zwartej struktury chromatyny, a więc nie dochodzi do inicjacji transkrypcji.
• Deacetylacja, ponieważ skutkuje ściślejszym upakowaniem nici DNA, co uniemożliwia przyłączenie czynników transkrypcyjnych.
• Deacetylacja, ponieważ wskutek kondensacji chromatyny miejsca przyłączenia polimerazy RNA zależnej od DNA są niedostępne.
Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi, w której uwzględniona jest zmiana struktury chromatyny bez podania jej znaczenia w hamowaniu ekspresji informacji genetycznej, np. „Deacetylacja, ponieważ powoduje kondensację chromatyny, co hamuje ekspresję informacji genetycznej danego fragmentu DNA”.
Zasady oceniania
1 p. – za wskazanie procesu deacetylacji wraz z poprawnym uzasadnieniem, uwzględniającym kondensację chromatyny oraz znaczenie tej zmiany w zahamowaniu transkrypcji. 0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie
Opracowanie redakcyjne
Deacetylacja histonów sprzyja zahamowaniu ekspresji w przedstawionym modelu. Usunięcie grup acetylowych wiąże się ze ściślejszym upakowaniem chromatyny, przez co czynniki transkrypcyjne i polimeraza RNA mają utrudniony dostęp do DNA. Ograniczona zostaje inicjacja transkrypcji, czyli pierwszy etap odczytywania genu. Nie wystarczy wskazać samo „zagęszczenie”: trzeba wyjaśnić jego znaczenie dla aparatu transkrypcyjnego. Proces nie usuwa genu ani nie zmienia jego sekwencji; reguluje dostępność informacji w chromatynie.
Sprawdź kompletność rozwiązania
1 p. – za wskazanie procesu deacetylacji wraz z poprawnym uzasadnieniem, uwzględniającym kondensację chromatyny oraz znaczenie tej zmiany w zahamowaniu transkrypcji. 0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
Polecenie 16.1
W podstawie programowej
Upakowanie chromatyny a ekspresja genów.
- PR:XIII.7 — przedstawia istotę regulacji ekspresji genów u organizmów eukariotycznych.
- PR:IV.1 — przedstawia organizację materiału genetycznego w komórce;
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2018-MAJ-F2015-Z16-1
Organizator: CKE
Działy: Ekspresja informacji genetycznej | Podziały komórkowe
Organizmy: zwierzęta
Procesy: ekspresja genów