Materiał źródłowy do zadania
Wśród mikroflory jelita krwiopijnego pluskwiaka Rhodnius prolixus, który jest wektorem świdrowca wywołującego u ludzi groźną chorobę Chagasa, dominuje bakteria – Rhodococcus rhodnii. Do genomu tej bakterii wprowadzono gen ćmy kodujący cekropinę A – peptyd wywołujący śmierć świdrowca. W wyniku tego w ciele pluskwiaka liczba świdrowców znacznie spadła. Preparaty zawierające transgeniczne bakterie Rhodococcus rhodnii mogą być wykorzystywane do zapobiegania roznoszenia choroby Chagasa poprzez wprowadzanie ich do środowiska życia pluskwiaków.
Na podstawie: M. Kukla, Z. Piotrowska-Seget, Symbioza owady – bakterie, „Kosmos”, t. 60/2011.
Wyjaśnij, dlaczego gen kodujący cekropinę A wprowadza się do genomu bakterii Rhodococcus rhodnii w postaci cDNA otrzymanego w wyniku odwrotnej transkrypcji na matrycy eukariotycznego mRNA.
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Porównaj dojrzałe mRNA z eukariotycznym genem genomowym. Którego etapu obróbki RNA bakteria nie wykona tak jak komórka ćmy?
Podpowiedź 2
Splicing usuwa introny przed powstaniem dojrzałego mRNA. Odwrotna transkrypcja kopiuje ten już uporządkowany zapis do DNA.
Podpowiedź 3
Połącz brak intronów w cDNA z brakiem eukariotycznego splicingu u bakterii i możliwością syntezy prawidłowej cekropiny. Sam brak intronów nie wyjaśnia wyboru metody.
Odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
• Bakterie nie mają możliwości usuwania intronów, dlatego wprowadzenie do ich genomu cDNA, który nie zawiera intronów, umożliwia syntezę cekropiny.
• cDNA nie zawiera intronów, co umożliwia syntezę cekropiny A, ponieważ bakterie nie mają możliwości przeprowadzania splicingu.
Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się tylko do braku intronów u bakterii.
Zasady oceniania
1 p. – za poprawne wyjaśnienie, odnoszące się do braku możliwości wycinania intronów z mRNA w komórkach bakterii. 0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie
Opracowanie redakcyjne
cDNA otrzymane z dojrzałego mRNA zawiera sekwencję kodującą bez intronów usuniętych podczas eukariotycznego splicingu. Bakteria nie ma aparatu potrzebnego do prawidłowego wycięcia takich intronów z transkryptu genu ćmy. Wprowadzenie odpowiednio przygotowanego cDNA pozwala więc uzyskać właściwy produkt białkowy. Nie wystarczy stwierdzić, że bakterie „nie mają intronów”: rozstrzyga niezdolność przeprowadzenia wymaganej obróbki obcego transkryptu. cDNA nie jest gotowym białkiem ani RNA; nadal wymaga ekspresji w bakteryjnej komórce.
Sprawdź kompletność rozwiązania
1 p. – za poprawne wyjaśnienie, odnoszące się do braku możliwości wycinania intronów z mRNA w komórkach bakterii. 0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
Polecenie 19.1
W podstawie programowej
cDNA bez intronów umożliwia ekspresję w bakterii.
- PR:XIII.1 — porównuje strukturę genu organizmu prokariotycznego i eukariotycznego;
- PR:XIII.3 — opisuje proces obróbki potranskrypcyjnej u organizmów eukariotycznych;
- PR:XV.6 — wyjaśnia, czym jest organizm transgeniczny i GMO; przedstawia sposoby otrzymywania organizmów transgenicznych;
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2018-MAJ-F2015-Z19-1
Organizator: CKE
Działy: Ekspresja informacji genetycznej | Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej
Organizmy: bakterie | zwierzęta
Procesy: ekspresja genów