{"id":"biologia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad/19","paper_id":"biologia-2024-maj-matura-rozszerzona","number":"19","points":2,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2024,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 19.\nPrzewlekła białaczka szpikowa to choroba o podłożu genetycznym. W komórce macierzystej\nszpiku kostnego w wyniku mutacji powstaje fuzyjny gen składający się z fragmentów dwóch\ngenów: BCR oraz ABL1. Funkcja genu BCR jest nieznana. Gen ABL1 koduje enzym -\nkinazę tyrozynową, która fosforyluje różne białka i wpływa w ten sposób na procesy\nkomórkowe. Komórka szpiku kostnego z fuzją genów BCR i ABL1 nie podlega\nwewnątrzkomórkowym procesom regulującym podziały komórkowe i dzieli się w sposób\nniekontrolowany, co prowadzi do rozwoju nowotworu.\nNa poniższym schemacie przedstawiono strukturę chromosomów przed mutacją i po mutacji.\nNa podstawie: J. Żołnierowicz i in., Patogeneza przewlekłej białaczki szpikowej - od genu do terapii celowanej,\n„Hematologia” 1(3), 2010.","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **19.1.** **C — translokacja** (wzajemna, reciprocal translocation). **Uzasadnienie**: - **Translokacja** = przeniesienie fragmentu chromosomu do innego chromosomu. - **Wzajemna** translokacja = wymiana fragmentów między dwoma niehomologicznymi chromosomami. - W CML: fragment długiego ramienia chromosomu 9 (zawierający gen ABL1) → przemieszcza się na chromosom 22; fragment chromosomu 22 (z genem BCR) → na chromosom 9. - Powstają geny fuzyjne **BCR-ABL1** (na chr. 22 = Ph) i ABL1-BCR (na chr. 9). **Dlaczego nie inne opcje?**: - **A. Duplikacja** = pojawienie się dodatkowej kopii fragmentu. Nie ma jej tutaj. - **B. Inwersja** = odwrócenie fragmentu o 180°. Nie ma jej. - **D. Delecja** = utrata fragmentu. W CML fragmenty są **wymieniane** (nie tracone). **19.2.** | # | Stwierdzenie | Ocena | |---|---|---| | 1 | Mutacja zmienia strukturę **oraz liczbę** chromosomów | **F** | | 2 | Zmiany w strukturze chromosomów 9 i 22 widoczne w kariotypie | **P** | **Uzasadnienia**: 1. **F** — translokacja zmienia **STRUKTURĘ** chromosomów (skład, długość, organizację genów), ale **NIE LICZBĘ**. W CML pacjent ma nadal **46 chromosomów** (jak zdrowi), tylko 22 i 9 są inne strukturalnie. 2. **P** — chromosom Filadelfia (Ph) jest **mniejszy** niż normalny chromosom 22 (bo stracił fragment) i tym samym **widoczny w klasycznym kariotypie** (barwienie barwnikiem Giemsa). To była **pierwsza odkryta** mutacja chromosomowa związana z nowotworem (1960, Nowell i Hungerford). Diagnostyka CML obejmuje: - **Kariotyp** (cytogenetyka klasyczna): chromosom Ph. - **FISH** (fluorescent in situ hybridization): wykrycie genu fuzyjnego. - **RT-PCR**: detekcja mRNA BCR-ABL1.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — mutacje chromosomowe\n\nTyp | Opis | Przykład\nDelecja | Utrata fragmentu | Cri-du-chat (5p-)\nDuplikacja | Dodatkowa kopia | Triploidia 21p (Down częściowy)\nInwersja | Obrócenie fragmentu o 180° | Inwersja chr. 9 (często bezobjawowa)\nTranslokacja | Przeniesienie do innego chromosomu | Ph chromosome (BCR-ABL1) → CML\nTranslokacja Robertsona | Połączenie dwóch akrocentrycznych | Mutacje rodzinne\n\nAneuploidia (zmiana liczby): trisomia 21 (Down), trisomia 18 (Edwards), monosomia X (Turnera). To inna kategoria mutacji.\n\nMechanizm: translokacja BCR-ABL1\n\nStan normalny: chromosom 9 zawiera gen ABL1 (kinaza tyrozynowa, ważna w sygnalizacji). Chromosom 22 zawiera gen BCR (breakpoint cluster region).\n\nTranslokacja t(9;22): fragmenty chromosomów 9 i 22 wymieniają się.\n- Fragment chromosomu 9 z ABL1 → przyłączony do chromosomu 22.\n- Fragment chromosomu 22 z BCR → przyłączony do chromosomu 9.\n\nPowstają fuzyjne geny:\n- BCR-ABL1 (na chromosomie Filadelfia = Ph = chr. 22 zmodyfikowany).\n- ABL1-BCR (na chromosomie 9 zmodyfikowanym, mniej istotne).\n\nBiałko BCR-ABL = konstytutywnie aktywna kinaza tyrozynowa (zawsze włączona, niezależnie od sygnałów). Stymuluje stałe podziały komórek macierzystych szpiku.\n\nSkutek: niekontrolowane podziały → leukocyty patologiczne → przewlekła białaczka szpikowa (CML).\n\nMechanizm: kariotyp + chromosom Filadelfia\n\nKariotyp = uporządkowane ułożenie chromosomów w pary, od największego do najmniejszego, według wyglądu (centromer, prążkowanie).\n\nW zdrowym kariotypie:\n- 23 pary chromosomów (46 łącznie).\n- 22 autosomy + chromosomy płciowe (XX lub XY).\n\nW CML z Ph+:\n- Liczba chromosomów = 46 (niezmieniona!).\n- Chromosom 22 jest mniejszy niż normalnie (= chromosom Filadelfia).\n- Jeden z chromosomów 9 jest większy (przyjął fragment z 22).\n\nDiagnoza wizualnie w mikroskopie świetlnym po barwieniu Giemsa lub FISH.\n\nPunktacja CKE\n\n- 19.1. 1 pkt — C (translokacja).\n- 19.2. 1 pkt — oba stwierdzenia poprawne (F, P).\n- Suma: 2 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nCML to najbardziej zrewolucjonizowana choroba w historii medycyny:\n- 1960 — odkrycie chromosomu Ph (Nowell i Hungerford, Filadelfia).\n- 1973 — Janet Rowley odkrywa, że Ph to wynik translokacji t(9;22).\n- 1982-86 — identyfikacja genów BCR + ABL1, mechanizmu fuzji.\n- 1990 — wykazanie, że BCR-ABL wystarczy do wywołania CML u myszy.\n- 2001 — imatinib (Glivec) — pierwszy lek celowany: inhibitor kinazy BCR-ABL. CML z choroby śmiertelnej staje się przewlekłą, kontrolowalną.\n\nPrzeżywalność CML:\n- Przed imatinibem: 3-5 lat życia.\n- Z imatinibem: 90%+ pacjentów żyje 10+ lat. Większość ma normalną długość życia.\n\nImatinib = wzór nowoczesnej medycyny precyzyjnej (precision medicine) — lek \"celowany\" na konkretną cząsteczkę w komórce nowotworowej. Otworzył erę inhibitorów kinaz tyrozynowych (TKI) w onkologii.\n\nInne nowotwory z fuzjami:\n- APL (ostra białaczka promielocytowa): t(15;17) PML-RARα → leczenie kwasem retinowym.\n- Mięsak Ewinga: t(11;22) EWS-FLI1.\n- Chłoniak Burkitta: t(8;14) MYC-IGH.\n\nTranslokacje są konstytutywnymi sygnaturami wielu nowotworów = ważne dla diagnostyki + celowanej terapii.\n\nTypowy błąd: Pułapka 19.1 — pomylenie translokacji z delecją. **Translokacja** = wymiana między chromosomami (oba zmienione, nic nie znika). **Delecja** = utrata fragmentu (jeden chromosom skrócony, fragment ginie). Pułapka 19.2.1 — \"zmiana liczby\". Klucz: **liczba chromosomów = 46** (norma). Translokacja zmienia **strukturę**, nie liczbę. Aneuploidia (np. trisomia 21 = Down) = zmiana **liczby**. Pułapka 19.2.2 — niezauważenie że Ph jest widoczny. Tak, jest. Z chromosomu 22 ucina fragment + dodaje (mniejszy) z chromosomu 9 → chromosom 22 staje się **mniejszy** = zauważalny.","image":"img/biologia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad-19.webp","solution_image":null,"topics":"genetyka, mutacje chromosomowe, translokacja, chromosom Filadelfia, białaczka, BCR-ABL","page_from":24,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2024 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 19.<br>Przewlekła białaczka szpikowa to choroba o podłożu genetycznym. W komórce macierzystej<br>szpiku kostnego w wyniku mutacji powstaje fuzyjny gen składający się z fragmentów dwóch<br>genów: BCR oraz ABL1. Funkcja genu BCR jest nieznana. Gen ABL1 koduje enzym -<br>kinazę tyrozynową, która fosforyluje różne białka i wpływa w ten sposób na procesy<br>komórkowe. Komórka szpiku kostnego z fuzją genów BCR i ABL1 nie podlega<br>wewnątrzkomórkowym procesom regulującym podziały komórkowe i dzieli się w sposób<br>niekontrolowany, co prowadzi do rozwoju nowotworu.<br>Na poniższym schemacie przedstawiono strukturę chromosomów przed mutacją i po mutacji.<br>Na podstawie: J. Żołnierowicz i in., Patogeneza przewlekłej białaczki szpikowej - od genu do terapii celowanej,<br>„Hematologia” 1(3), 2010.</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Odpowiedź: <strong>19.1.</strong> <strong>C — translokacja</strong> (wzajemna, reciprocal translocation). <strong>Uzasadnienie</strong>: - <strong>Translokacja</strong> = przeniesienie fragmentu chromosomu do innego chromosomu. - <strong>Wzajemna</strong> translokacja = wymiana fragmentów między dwoma niehomologicznymi chromosomami. - W CML: fragment długiego ramienia chromosomu 9 (zawierający gen ABL1) → przemieszcza się na chromosom 22; fragment chromosomu 22 (z genem BCR) → na chromosom 9. - Powstają geny fuzyjne <strong>BCR-ABL1</strong> (na chr. 22 = Ph) i ABL1-BCR (na chr. 9). <strong>Dlaczego nie inne opcje?</strong>: - <strong>A. Duplikacja</strong> = pojawienie się dodatkowej kopii fragmentu. Nie ma jej tutaj. - <strong>B. Inwersja</strong> = odwrócenie fragmentu o 180°. Nie ma jej. - <strong>D. Delecja</strong> = utrata fragmentu. W CML fragmenty są <strong>wymieniane</strong> (nie tracone). <strong>19.2.</strong> | # | Stwierdzenie | Ocena | |---|---|---| | 1 | Mutacja zmienia strukturę <strong>oraz liczbę</strong> chromosomów | <strong>F</strong> | | 2 | Zmiany w strukturze chromosomów 9 i 22 widoczne w kariotypie | <strong>P</strong> | <strong>Uzasadnienia</strong>: 1. <strong>F</strong> — translokacja zmienia <strong>STRUKTURĘ</strong> chromosomów (skład, długość, organizację genów), ale <strong>NIE LICZBĘ</strong>. W CML pacjent ma nadal <strong>46 chromosomów</strong> (jak zdrowi), tylko 22 i 9 są inne strukturalnie. 2. <strong>P</strong> — chromosom Filadelfia (Ph) jest <strong>mniejszy</strong> niż normalny chromosom 22 (bo stracił fragment) i tym samym <strong>widoczny w klasycznym kariotypie</strong> (barwienie barwnikiem Giemsa). To była <strong>pierwsza odkryta</strong> mutacja chromosomowa związana z nowotworem (1960, Nowell i Hungerford). Diagnostyka CML obejmuje: - <strong>Kariotyp</strong> (cytogenetyka klasyczna): chromosom Ph. - <strong>FISH</strong> (fluorescent in situ hybridization): wykrycie genu fuzyjnego. - <strong>RT-PCR</strong>: detekcja mRNA BCR-ABL1.</p>\n<p>Strona arkusza CKE z trescia zadania</p>\n<p>Klucz pojęciowy — mutacje chromosomowe</p>\n<p>Typ | Opis | Przykład<br>Delecja | Utrata fragmentu | Cri-du-chat (5p-)<br>Duplikacja | Dodatkowa kopia | Triploidia 21p (Down częściowy)<br>Inwersja | Obrócenie fragmentu o 180° | Inwersja chr. 9 (często bezobjawowa)<br>Translokacja | Przeniesienie do innego chromosomu | Ph chromosome (BCR-ABL1) → CML<br>Translokacja Robertsona | Połączenie dwóch akrocentrycznych | Mutacje rodzinne</p>\n<p>Aneuploidia (zmiana liczby): trisomia 21 (Down), trisomia 18 (Edwards), monosomia X (Turnera). To inna kategoria mutacji.</p>\n<p>Mechanizm: translokacja BCR-ABL1</p>\n<p>Stan normalny: chromosom 9 zawiera gen ABL1 (kinaza tyrozynowa, ważna w sygnalizacji). Chromosom 22 zawiera gen BCR (breakpoint cluster region).</p>\n<p>Translokacja t(9;22): fragmenty chromosomów 9 i 22 wymieniają się.</p>\n<ul><li>Fragment chromosomu 9 z ABL1 → przyłączony do chromosomu 22.</li><li>Fragment chromosomu 22 z BCR → przyłączony do chromosomu 9.</li></ul>\n<p>Powstają fuzyjne geny:</p>\n<ul><li>BCR-ABL1 (na chromosomie Filadelfia = Ph = chr. 22 zmodyfikowany).</li><li>ABL1-BCR (na chromosomie 9 zmodyfikowanym, mniej istotne).</li></ul>\n<p>Białko BCR-ABL = konstytutywnie aktywna kinaza tyrozynowa (zawsze włączona, niezależnie od sygnałów). Stymuluje stałe podziały komórek macierzystych szpiku.</p>\n<p>Skutek: niekontrolowane podziały → leukocyty patologiczne → przewlekła białaczka szpikowa (CML).</p>\n<p>Mechanizm: kariotyp + chromosom Filadelfia</p>\n<p>Kariotyp = uporządkowane ułożenie chromosomów w pary, od największego do najmniejszego, według wyglądu (centromer, prążkowanie).</p>\n<p>W zdrowym kariotypie:</p>\n<ul><li>23 pary chromosomów (46 łącznie).</li><li>22 autosomy + chromosomy płciowe (XX lub XY).</li></ul>\n<p>W CML z Ph+:</p>\n<ul><li>Liczba chromosomów = 46 (niezmieniona!).</li><li>Chromosom 22 jest mniejszy niż normalnie (= chromosom Filadelfia).</li><li>Jeden z chromosomów 9 jest większy (przyjął fragment z 22).</li></ul>\n<p>Diagnoza wizualnie w mikroskopie świetlnym po barwieniu Giemsa lub FISH.</p>\n<p>Punktacja CKE</p>\n<ul><li>19.1. 1 pkt — C (translokacja).</li><li>19.2. 1 pkt — oba stwierdzenia poprawne (F, P).</li><li>Suma: 2 pkt.</li></ul>\n<p>Po co to umieć</p>\n<p>CML to najbardziej zrewolucjonizowana choroba w historii medycyny:</p>\n<ul><li>1960 — odkrycie chromosomu Ph (Nowell i Hungerford, Filadelfia).</li><li>1973 — Janet Rowley odkrywa, że Ph to wynik translokacji t(9;22).</li><li>1982-86 — identyfikacja genów BCR + ABL1, mechanizmu fuzji.</li><li>1990 — wykazanie, że BCR-ABL wystarczy do wywołania CML u myszy.</li><li>2001 — imatinib (Glivec) — pierwszy lek celowany: inhibitor kinazy BCR-ABL. CML z choroby śmiertelnej staje się przewlekłą, kontrolowalną.</li></ul>\n<p>Przeżywalność CML:</p>\n<ul><li>Przed imatinibem: 3-5 lat życia.</li><li>Z imatinibem: 90%+ pacjentów żyje 10+ lat. Większość ma normalną długość życia.</li></ul>\n<p>Imatinib = wzór nowoczesnej medycyny precyzyjnej (precision medicine) — lek &quot;celowany&quot; na konkretną cząsteczkę w komórce nowotworowej. Otworzył erę inhibitorów kinaz tyrozynowych (TKI) w onkologii.</p>\n<p>Inne nowotwory z fuzjami:</p>\n<ul><li>APL (ostra białaczka promielocytowa): t(15;17) PML-RARα → leczenie kwasem retinowym.</li><li>Mięsak Ewinga: t(11;22) EWS-FLI1.</li><li>Chłoniak Burkitta: t(8;14) MYC-IGH.</li></ul>\n<p>Translokacje są konstytutywnymi sygnaturami wielu nowotworów = ważne dla diagnostyki + celowanej terapii.</p>\n<p>Typowy błąd: Pułapka 19.1 — pomylenie translokacji z delecją. <strong>Translokacja</strong> = wymiana między chromosomami (oba zmienione, nic nie znika). <strong>Delecja</strong> = utrata fragmentu (jeden chromosom skrócony, fragment ginie). Pułapka 19.2.1 — &quot;zmiana liczby&quot;. Klucz: <strong>liczba chromosomów = 46</strong> (norma). Translokacja zmienia <strong>strukturę</strong>, nie liczbę. Aneuploidia (np. trisomia 21 = Down) = zmiana <strong>liczby</strong>. Pułapka 19.2.2 — niezauważenie że Ph jest widoczny. Tak, jest. Z chromosomu 22 ucina fragment + dodaje (mniejszy) z chromosomu 9 → chromosom 22 staje się <strong>mniejszy</strong> = zauważalny.</p>"}]}