Materiał źródłowy do zadania
Wolne żelazo jest toksyczne dla komórek i z tego powodu jest ono prawie u wszystkich organizmów magazynowane w cytoplazmie w postaci metaloproteiny – ferrytyny. Białko to składa się z 24 łańcuchów polipeptydowych. U kręgowców występują dwa rodzaje takich łańcuchów: ciężkie (H) i lekkie (L). We wnętrzu ferrytyny może gromadzić się do 4500 atomów żelaza w postaci związków mineralnych. W wysokich stężeniach ferrytyna występuje w wątrobie i nerkach.
Na poniższym rysunku przedstawiono budowę zewnętrzną oraz przekrój przez cząsteczkę ludzkiej ferrytyny, zbudowanej wyłącznie z łańcuchów ciężkich. Kolorami oznaczono
Na podstawie: J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009;
J. Gałązka-Friedman, A. Friedman, Żelazo w neurodegeneracji, „Kosmos” 63, 2014; pdb101.rcsb.org/motm/35
Na podstawie przedstawionych informacji określ najwyższą rzędowość struktury białka – ferrytyny. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do budowy ferrytyny.
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Odszukaj liczbę osobnych łańcuchów polipeptydowych. To inne kryterium niż liczba atomów żelaza lub rodzajów podjednostek.
Podpowiedź 2
Strukturę IV-rzędową mogą mieć kompleksy jednakowych podjednostek. Nie jest konieczne występowanie jednocześnie H i L w konkretnej cząsteczce.
Podpowiedź 3
Podaj IV-rzędową i 24 łańcuchy tworzące ferrytynę. Nie uzasadniaj wyboru wyłącznie obecnością żelaza jako składnika niebiałkowego.
Odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
• Białka o strukturze IV-rzędowej składają się z więcej niż jednego polipeptydu, a w skład ferrytyny wchodzą aż 24 łańcuchy, a więc ferrytyna jest białkiem o strukturze IV-rzędowej.
• IV-rzędowa, bo składa się z wielu łańcuchów należących do dwóch rodzajów: H i L.
Zasady oceniania
1 pkt – za prawidłowe określenie, że ferrytyna jest białkiem o strukturze czwartorzędowej
wraz z poprawnym uzasadnieniem, odnoszącym się do występowania więcej niż jednego łańcucha polipeptydowego. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie
Opracowanie redakcyjne
Ferrytyna ma strukturę IV-rzędową, ponieważ kompleks tworzą 24 łańcuchy polipeptydowe. O takim poziomie organizacji rozstrzyga współdziałanie wielu łańcuchów, nawet jeśli wszystkie są tego samego rodzaju H, jak na przedstawionym modelu. Obecność żelaza wskazuje na złożony charakter białka, ale sama nie dowodzi struktury IV-rzędowej. Nie należy też mylić 24 podjednostek z liczbą rodzajów aminokwasów. Uzasadnienie powinno odnosić się do wskazanej liczby łańcuchów ferrytyny.
Sprawdź kompletność rozwiązania
1 pkt – za prawidłowe określenie, że ferrytyna jest białkiem o strukturze czwartorzędowej
wraz z poprawnym uzasadnieniem, odnoszącym się do występowania więcej niż jednego łańcucha polipeptydowego. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
Polecenie 1.1
W podstawie programowej
Czwartorzędowa struktura ferrytyny.
- PR:I.2.2 — przedstawia budowę białek (uwzględniając wiązania peptydowe); rozróżnia białka proste i złożone; opisuje strukturę I-, II-, III- i IV-rzędową białek; przedstawia wpływ czynników fizycznych i chemicznych na białko (zjawisko koagulacji i denaturacji); określa biologiczne znaczenie białek (albuminy, globuliny, histony, kolagen, keratyna, hemoglobina, mioglobina); przeprowadza obserwacje wpływu wybranych czynników fizycznych i chemicznych na białko;
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2022-CZERWIEC-F2015-Z1-1
Organizator: CKE
Działy: Chemizm życia
Organizmy: człowiek
Zagadnienia: Składniki organiczne