Materiał źródłowy do zadania
Przyczyną anemii sierpowatej jest mutacja w położonym na 11 chromosomie genie kodującym β-globinę: na nici kodującej (sensownej) tego genu – zamiast sekwencji GAG, kodującej kwas glutaminowy – znajduje się sekwencja GTG.
W jednej z metod prenatalnego diagnozowania anemii sierpowatej próbki DNA płodu amplifikuje się metodą PCR w celu uzyskania fragmentu genu kodującego β-globinę. Następnie ten DNA traktuje się enzymem restrykcyjnym MstII, a uzyskane w ten sposób fragmenty DNA rozdziela się ze względu na ich długość i porównuje się wyniki tego rozdziału między badanymi próbkami.
W tym teście wykorzystuje się fakt, że w obrębie sekwencji nukleotydowej rozpoznawanej i przecinanej przez enzym MstII znajduje się sekwencja GAG. Mutacja powodująca anemię sierpowatą skutkuje tym, że w allelu warunkującym tę chorobę nie ma miejsca restrykcyjnego enzymu MstII.
Na poniższym zdjęciu przedstawiono wynik analizy pozwalającej stwierdzić obecność zmutowanego allelu β-globiny opisaną powyżej metodą dla trzech różnych płodów – 1., 2. i 3.

Na podstawie: W.A. Arishi i in., Techniques for the Detection of Sickle Cell Disease: A Review,
„Micromachines” 12, 2021.
Na podstawie przedstawionych wyników badań oceń, które z poniższych stwierdzeń są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Płód 1. ma obydwa allele β-globiny prawidłowe. | |
|---|---|---|
| 2. | Płód 2. jest nosicielem tylko jednej kopii zmutowanego genu β-globiny. | |
| 3. | Płód 3. ma jeden allel normalny i jeden allel warunkujący anemię sierpowatą. |
Wcześniej zapisana notatka
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Zacznij od skutku mutacji dla miejsca restrykcyjnego. Który allel daje fragment niepocięty, a który dwa krótsze produkty?
Podpowiedź 2
Próbka z oboma allelami zawiera jednocześnie prążek długi oraz dwa krótsze. Nie interpretuj położenia prążka jako liczby alleli.
Podpowiedź 3
Przypisz 1 do dwóch prawidłowych kopii, 2 do dwóch zmutowanych, 3 do heterozygoty. To daje P, F, P w kolejności zdań tabeli.
Odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
1. – P, 2. – F, 3. – P.
Zasady oceniania
2 pkt – za poprawną ocenę trzech stwierdzeń. 1 pkt – za poprawną ocenę dwóch stwierdzeń. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie
Opracowanie redakcyjne
Oceny to P, F i P. Prawidłowy allel ma miejsce rozpoznawane przez MstII, więc po cięciu daje krótsze fragmenty i dwa dolne prążki, jak próbka 1. Zmutowany allel nie jest w tym miejscu cięty: próbka 2 ma tylko górny, dłuższy fragment i odpowiada dwóm zmutowanym kopiom. Próbka 3 łączy oba wzory, co wskazuje heterozygotę z allelem prawidłowym i zmutowanym. Górny prążek nie jest dowodem większej liczby kopii genu, lecz mniejszej ruchliwości dłuższego fragmentu.
Sprawdź kompletność rozwiązania
2 pkt – za poprawną ocenę trzech stwierdzeń. 1 pkt – za poprawną ocenę dwóch stwierdzeń. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
1. Płód 1. ma obydwa allele β-globiny prawidłowe.
W podstawie programowej
Interpretacja diagnostycznej analizy DNA. Zakres części: 1. Płód 1. ma obydwa allele β-globiny prawidłowe..
- PR:XV.4 — przedstawia istotę technik stosowanych w inżynierii genetycznej (hybrydyzacja DNA, analiza restrykcyjna i elektroforeza DNA, metoda PCR, sekwencjonowanie DNA metodą Sangera);
- PR:XV.5 — przedstawia zastosowania wybranych technik inżynierii genetycznej w medycynie sądowej, kryminalistyce, diagnostyce chorób;
2. Płód 2. jest nosicielem tylko jednej kopii zmutowanego genu β-globiny.
W podstawie programowej
Interpretacja diagnostycznej analizy DNA. Zakres części: 2. Płód 2. jest nosicielem tylko jednej kopii zmutowanego genu β-globiny..
- PR:XV.4 — przedstawia istotę technik stosowanych w inżynierii genetycznej (hybrydyzacja DNA, analiza restrykcyjna i elektroforeza DNA, metoda PCR, sekwencjonowanie DNA metodą Sangera);
- PR:XV.5 — przedstawia zastosowania wybranych technik inżynierii genetycznej w medycynie sądowej, kryminalistyce, diagnostyce chorób;
3. Płód 3. ma jeden allel normalny i jeden allel warunkujący anemię sierpowatą.
W podstawie programowej
Interpretacja diagnostycznej analizy DNA. Zakres części: 3. Płód 3. ma jeden allel normalny i jeden allel warunkujący anemię sierpowatą..
- PR:XV.4 — przedstawia istotę technik stosowanych w inżynierii genetycznej (hybrydyzacja DNA, analiza restrykcyjna i elektroforeza DNA, metoda PCR, sekwencjonowanie DNA metodą Sangera);
- PR:XV.5 — przedstawia zastosowania wybranych technik inżynierii genetycznej w medycynie sądowej, kryminalistyce, diagnostyce chorób;
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2023-CZERWIEC-F2023-Z15-3
Organizator: CKE
Działy: Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej
Procesy: dziedziczenie
Zagadnienia: Zmienność organizmów
Umiejętności: Pogłębianie znajomości uwarunkowań zdrowia człowieka | Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy materiałów źródłowych