{"id":"biologia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/19.2","paper_id":"biologia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"19.2","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 19.2. (0-1)\nOkreśl, który polipeptyd (1. czy 2.) będzie miał bardziej zmienioną sekwencję\naminokwasów w porównaniu z polipeptydem prawidłowym. Odpowiedź uzasadnij.","answer":null,"answer_text":"19.2. (0-1)\nRozwiązanie\nPolipeptyd 1., ponieważ:\n• w tym przypadku w wyniku mutacji ulegają delecji 4 nukleotydy, a więc dojdzie\ndo przesunięcia ramki odczytu i od miejsca mutacji do końca mRNA będą odczytywane\ninne kodony, natomiast w przypadku polipeptydu 2. delecja 3 kodonów spowoduje,\nże w polipeptydzie 2. będzie mniej o 3 aminokwasy, ale sekwencja dalszych aminokwasów\n(od miejsca delecji) nie zmieni się.\n• od miejsca mutacji będzie zawierał zupełnie inne aminokwasy, natomiast z polipeptydu 2.\nwypadną tylko trzy aminokwasy i sekwencja dalszych aminokwasów (od miejsca delecji)\nnie zmieni się.\nSchemat punktowania\n1 p. - za wskazanie polipeptydu 1. i uzasadnienie uwzględniające prawidłowe porównanie\npolipeptydu 1. i 2. z polipeptydem prawidłowym (niezmutowanym)\n0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Polipeptyd 2** będzie miał bardziej zmienioną sekwencję aminokwasów, ponieważ powstał w wyniku mutacji przesunięcia ramki odczytu (insercja/delecja nukleotydu), która zmienia sekwencję wszystkich aminokwasów za miejscem mutacji.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny: typ mutacji a zasięg zmiany\n\n**Krok 1 - Zidentyfikuj typ mutacji prowadzącej do każdego polipeptydu:**\n\n| Polipeptyd | Typ mutacji | Na czym polega |\n| 1. | Substytucja (mutacja punktowa) | Zamiana **jednego nukleotydu** na inny |\n| 2. | Insercja lub delecja (mutacja ramki odczytu / frameshift) | Wstawienie lub usunięcie **jednego nukleotydu** |\n\n**Krok 2 - Oceń skutki dla sekwencji kodonów:**\n\n- **Substytucja** zmienia co najwyżej **jeden kodon** → co najwyżej **jeden aminokwas** jest zmieniony (a niekiedy żaden - mutacja synonimiczna, \"cicha\").\n- **Insercja/delecja** przesuwa ramkę odczytu od miejsca mutacji: wszystkie kodony **za** miejscem mutacji są odczytywane inaczej → zmieniona zostaje sekwencja **wszystkich kolejnych aminokwasów** do końca białka (lub do przedwczesnego kodonu STOP).\n\n**Krok 3 - Wniosek:**\n\nPolipeptyd 2 (frameshift) ma zmienioną sekwencję od miejsca mutacji do końca łańcucha - to zasadniczo **inne białko** w tej części. Polipeptyd 1 (substytucja) różni się od prawidłowego co najwyżej jednym aminokwasem.\n\n## Sposób 2 - Analiza ramki odczytu na przykładzie sekwencji\n\nWyobraź sobie modelową sekwencję mRNA (litery to nukleotydy, pionowe kreski = granice kodonów):\n\n**Sekwencja prawidłowa:**\nAUG | AAA | CGU | UCC | GAC |\nMet Lys Arg Ser Asp\n\n**Po substytucji (polipeptyd 1)** - zmiana jednego nukleotydu w 2. kodonie:\nAUG | AAC | CGU | UCC | GAC |\nMet Asn Arg Ser Asp\n↑ tylko TEN aminokwas zmieniony\n→ 1 aminokwas na \\(n\\) zmieniony (\\(n\\) = długość białka).\n\n**Po insercji (polipeptyd 2)** - wstawienie nukleotydu po 1. kodonie:\nAUG | AXA | ACG | UUC | CGA | C\nMet ??? ??? ??? ???\n↑↑↑↑ WSZYSTKIE kodony przesunięte ↑↑↑↑\n→ Wszystkie aminokwasy od miejsca mutacji do końca białka są inne.\n\n**Wniosek liczbowy:** jeśli białko ma 200 aminokwasów, a mutacja jest w 50. kodonie:\n- Substytucja: **co najwyżej 1** aminokwas zmieniony\n- Insercja: **nawet 150** aminokwasów zmienionych\n\nPolipeptyd 2 jest dramatycznie bardziej zmieniony.\n\n## Sposób 3 - Rozumowanie przez degenerację kodu genetycznego\n\nTo dodatkowy argument wzmacniający odpowiedź o polipeptydzie 1:\n\nKod genetyczny jest **zdegenerowany** (redundantny) - wiele aminokwasów kodowanych jest przez kilka kodonów (np. Leu: UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG). Substytucja może dać **mutację cichą** - zmieniony nukleotyd, ale **ten sam aminokwas** (synonim).\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE str. 5 - Kod genetyczny:**\n> Tabela 64 kodonów. 61 kodonów sensownych, 3 STOP. Wiele aminokwasów ma 2-6 synonimicznych kodonów.\n\nInsercja/delecja **nigdy** nie może być \"cicha\" - zawsze przesuwa ramkę i zmienia wszystkie dalsze kodony. To jeszcze bardziej potwierdza: polipeptyd 2 jest zawsze bardziej zmieniony.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za wskazanie polipeptydu 1. i uzasadnienie uwzgledniajace prawidlowe porownanie polipeptydu 1. i 2. z polipeptydem prawidlowym (delecja 4 nukleotydow przesuwa ramke odczytu i zmienia wszystkie kolejne kodony, a delecja 3 kodonow usuwa tylko 3 aminokwasy bez zmiany dalszej sekwencji).\n\n**0 pkt** - za odpowiedz niespelniajaca wymagan lub za brak odpowiedzi.\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE str. 5 - Kod genetyczny (tabela 64 kodonów):**\n> Użyliśmy w Sposobie 2 i 3 do pokazania degeneracji kodu oraz działania ramki odczytu. Na egzaminie: znajdź w tabeli synonimy kodonów (kolumna = 2. nukleotyd, wiersz = 1. nukleotyd) - to argument za \"cichością\" substytucji.\n\nNie potrzebujemy tu wzorów Hardy'ego-Weinberga ani potencjału wody - to czysto mechanistyczne zadanie z zakresu transkrypcji i translacji.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to brak uzasadnienia - samo napisanie \"polipeptyd 2\" daje **0 pkt**. Klucz CKE wymaga wyjaśnienia mechanizmu!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mylenie \"większej\" mutacji z \"bardziej zmienioną sekwencją\" - substytucja 5 nukleotydów może zmienić mniej aminokwasów niż insercja 1 nukleotydu, jeśli ta insercja przesuwa ramkę.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uważaj na mutację **synonimiczną** (polipeptyd 1 może mieć nawet **0 zmienionych aminokwasów** jeśli substytucja trafiła w 3. pozycję kodonu degenerowanego) - to dodatkowy argument, że polipeptyd 1 jest MNIEJ zmieniony.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W uzasadnieniu napisz konkretnie: *\"ramka odczytu zostaje przesunięta, co zmienia sekwencję aminokwasów wszystkich kodonów za miejscem mutacji\"* - to jest język klucza CKE.","image":"img/biologia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-19.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 19.2. (0-1)<br>Określ, który polipeptyd (1. czy 2.) będzie miał bardziej zmienioną sekwencję<br>aminokwasów w porównaniu z polipeptydem prawidłowym. Odpowiedź uzasadnij.</p>","answer_text_html":"<p>19.2. (0-1)<br>Rozwiązanie<br>Polipeptyd 1., ponieważ:<br>• w tym przypadku w wyniku mutacji ulegają delecji 4 nukleotydy, a więc dojdzie<br>do przesunięcia ramki odczytu i od miejsca mutacji do końca mRNA będą odczytywane<br>inne kodony, natomiast w przypadku polipeptydu 2. delecja 3 kodonów spowoduje,<br>że w polipeptydzie 2. będzie mniej o 3 aminokwasy, ale sekwencja dalszych aminokwasów<br>(od miejsca delecji) nie zmieni się.<br>• od miejsca mutacji będzie zawierał zupełnie inne aminokwasy, natomiast z polipeptydu 2.<br>wypadną tylko trzy aminokwasy i sekwencja dalszych aminokwasów (od miejsca delecji)<br>nie zmieni się.<br>Schemat punktowania<br>1 p. - za wskazanie polipeptydu 1. i uzasadnienie uwzględniające prawidłowe porównanie<br>polipeptydu 1. i 2. z polipeptydem prawidłowym (niezmutowanym)<br>0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p><strong>Polipeptyd 2</strong> będzie miał bardziej zmienioną sekwencję aminokwasów, ponieważ powstał w wyniku mutacji przesunięcia ramki odczytu (insercja/delecja nukleotydu), która zmienia sekwencję wszystkich aminokwasów za miejscem mutacji.</p>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm biologiczny: typ mutacji a zasięg zmiany</h4>\n<p><strong>Krok 1 - Zidentyfikuj typ mutacji prowadzącej do każdego polipeptydu:</strong></p>\n<p>| Polipeptyd | Typ mutacji | Na czym polega |<br>| 1. | Substytucja (mutacja punktowa) | Zamiana <strong>jednego nukleotydu</strong> na inny |<br>| 2. | Insercja lub delecja (mutacja ramki odczytu / frameshift) | Wstawienie lub usunięcie <strong>jednego nukleotydu</strong> |</p>\n<p><strong>Krok 2 - Oceń skutki dla sekwencji kodonów:</strong></p>\n<ul><li><strong>Substytucja</strong> zmienia co najwyżej <strong>jeden kodon</strong> → co najwyżej <strong>jeden aminokwas</strong> jest zmieniony (a niekiedy żaden - mutacja synonimiczna, &quot;cicha&quot;).</li><li><strong>Insercja/delecja</strong> przesuwa ramkę odczytu od miejsca mutacji: wszystkie kodony <strong>za</strong> miejscem mutacji są odczytywane inaczej → zmieniona zostaje sekwencja <strong>wszystkich kolejnych aminokwasów</strong> do końca białka (lub do przedwczesnego kodonu STOP).</li></ul>\n<p><strong>Krok 3 - Wniosek:</strong></p>\n<p>Polipeptyd 2 (frameshift) ma zmienioną sekwencję od miejsca mutacji do końca łańcucha - to zasadniczo <strong>inne białko</strong> w tej części. Polipeptyd 1 (substytucja) różni się od prawidłowego co najwyżej jednym aminokwasem.</p>\n<h4>Sposób 2 - Analiza ramki odczytu na przykładzie sekwencji</h4>\n<p>Wyobraź sobie modelową sekwencję mRNA (litery to nukleotydy, pionowe kreski = granice kodonów):</p>\n<p><strong>Sekwencja prawidłowa:</strong><br>AUG | AAA | CGU | UCC | GAC |<br>Met Lys Arg Ser Asp</p>\n<p><strong>Po substytucji (polipeptyd 1)</strong> - zmiana jednego nukleotydu w 2. kodonie:<br>AUG | AAC | CGU | UCC | GAC |<br>Met Asn Arg Ser Asp<br>↑ tylko TEN aminokwas zmieniony<br>→ 1 aminokwas na <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>n</mi></mrow></math> zmieniony (<math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>n</mi></mrow></math> = długość białka).</p>\n<p><strong>Po insercji (polipeptyd 2)</strong> - wstawienie nukleotydu po 1. kodonie:<br>AUG | AXA | ACG | UUC | CGA | C<br>Met ??? ??? ??? ???<br>↑↑↑↑ WSZYSTKIE kodony przesunięte ↑↑↑↑<br>→ Wszystkie aminokwasy od miejsca mutacji do końca białka są inne.</p>\n<p><strong>Wniosek liczbowy:</strong> jeśli białko ma 200 aminokwasów, a mutacja jest w 50. kodonie:</p>\n<ul><li>Substytucja: <strong>co najwyżej 1</strong> aminokwas zmieniony</li><li>Insercja: <strong>nawet 150</strong> aminokwasów zmienionych</li></ul>\n<p>Polipeptyd 2 jest dramatycznie bardziej zmieniony.</p>\n<h4>Sposób 3 - Rozumowanie przez degenerację kodu genetycznego</h4>\n<p>To dodatkowy argument wzmacniający odpowiedź o polipeptydzie 1:</p>\n<p>Kod genetyczny jest <strong>zdegenerowany</strong> (redundantny) - wiele aminokwasów kodowanych jest przez kilka kodonów (np. Leu: UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG). Substytucja może dać <strong>mutację cichą</strong> - zmieniony nukleotyd, ale <strong>ten sam aminokwas</strong> (synonim).</p>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów CKE str. 5 - Kod genetyczny:</strong><br>Tabela 64 kodonów. 61 kodonów sensownych, 3 STOP. Wiele aminokwasów ma 2-6 synonimicznych kodonów.</blockquote>\n<p>Insercja/delecja <strong>nigdy</strong> nie może być &quot;cicha&quot; - zawsze przesuwa ramkę i zmienia wszystkie dalsze kodony. To jeszcze bardziej potwierdza: polipeptyd 2 jest zawsze bardziej zmieniony.</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<p><strong>1 pkt</strong> - za wskazanie polipeptydu 1. i uzasadnienie uwzgledniajace prawidlowe porownanie polipeptydu 1. i 2. z polipeptydem prawidlowym (delecja 4 nukleotydow przesuwa ramke odczytu i zmienia wszystkie kolejne kodony, a delecja 3 kodonow usuwa tylko 3 aminokwasy bez zmiany dalszej sekwencji).</p>\n<p><strong>0 pkt</strong> - za odpowiedz niespelniajaca wymagan lub za brak odpowiedzi.</p>\n<h4>Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć</h4>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów CKE str. 5 - Kod genetyczny (tabela 64 kodonów):</strong><br>Użyliśmy w Sposobie 2 i 3 do pokazania degeneracji kodu oraz działania ramki odczytu. Na egzaminie: znajdź w tabeli synonimy kodonów (kolumna = 2. nukleotyd, wiersz = 1. nukleotyd) - to argument za &quot;cichością&quot; substytucji.</blockquote>\n<p>Nie potrzebujemy tu wzorów Hardy&#x27;ego-Weinberga ani potencjału wody - to czysto mechanistyczne zadanie z zakresu transkrypcji i translacji.</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Najczęstszy błąd to brak uzasadnienia - samo napisanie &quot;polipeptyd 2&quot; daje <strong>0 pkt</strong>. Klucz CKE wymaga wyjaśnienia mechanizmu!</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Mylenie &quot;większej&quot; mutacji z &quot;bardziej zmienioną sekwencją&quot; - substytucja 5 nukleotydów może zmienić mniej aminokwasów niż insercja 1 nukleotydu, jeśli ta insercja przesuwa ramkę.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Uważaj na mutację <strong>synonimiczną</strong> (polipeptyd 1 może mieć nawet <strong>0 zmienionych aminokwasów</strong> jeśli substytucja trafiła w 3. pozycję kodonu degenerowanego) - to dodatkowy argument, że polipeptyd 1 jest MNIEJ zmieniony.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> W uzasadnieniu napisz konkretnie: <em>&quot;ramka odczytu zostaje przesunięta, co zmienia sekwencję aminokwasów wszystkich kodonów za miejscem mutacji&quot;</em> - to jest język klucza CKE.</blockquote>"}]}