Świdrowiec gambijski (Trypanosoma gambiense) to protist wywołujący śpiączkę afrykańską. Pasożytuje on we krwi różnych ssaków (np. bydła), z których może być przeniesiony na człowieka. U ssaków świdrowiec rozmnaża się przez podział komórki. Jest roznoszony przez krwiopijną, trudną do zwalczenia, muchę tse-tse, w której organizmie przechodzi część swojego cyklu życiowego. Dopiero w 2014 roku odkryto, że w cyklu świdrowca na tym etapie może zachodzić mejoza, a następnie – zapłodnienie. Rozmnażanie płciowe nie jest jednak niezbędne do zamknięcia cyklu życiowego tego pasożyta.
Powierzchnia komórki świdrowca jest pokryta milionami kopii jednego rodzaju białka – wysokozmiennej glikoproteiny powierzchniowej (VSG). Po wniknięciu do krwi gospodarza każde kolejne pokolenie pasożyta wytwarza inny wariant antygenu VSG o odmiennej budowie molekularnej. Do zmiany wariantu białka powierzchniowego dochodzi przez przeniesienie i rearanżację (zamianę) fragmentów genomu, w którym znajdują się sekwencje kodujące VSG. Na wykresie przedstawiono zmiany liczebności pasożyta we krwi oraz zmiany białka powierzchniowego (VSG1, VSG2, VSG3) w kolejnych pokoleniach świdrowca we krwi człowieka.
Zadanie 9.1
42%średni wynik CKE
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące świdrowca gambijskiego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
| 1. | Epidemie śpiączki afrykańskiej mogą występować wyłącznie na terenach, gdzie żyje mucha tse-tse. | P | F |
| 2. | Świdrowcem gambijskim można się zarazić przez kontakt z chorą osobą. | P | F |
| 3. | Podczas rozwoju świdrowca gambijskiego we krwi człowieka DNA świdrowca ulega rekombinacji. | P | F |
Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź
Rozwiązanie
1. – P, 2. – F, 3. – P
Schemat punktowania
1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech informacji.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Zadanie 9.2
23%średni wynik CKE
Określ, który organizm – człowiek czy mucha tse-tse – może być uważany za żywiciela ostatecznego świdrowca gambijskiego. Odpowiedź uzasadnij.
Żywicielem ostatecznym jest
Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź
Przykładowe rozwiązania
Żywicielem ostatecznym jest mucha tse-tse, ponieważ
- w jej ciele w cyklu rozwojowym tego pasożyta zachodzi zapłodnienie.
- w niej zachodzi rozmnażanie płciowe świdrowca.
- w jej organizmie występuje forma świdrowca dojrzała płciowo.
- w ciele tego owada świdrowiec wytwarza gamety.
Uwagi:
Uznaje się określenie „forma dorosła” jako synonim formy dojrzałej płciowo.
Nie uznaje się uzasadnienia odnoszącego się do zamknięcia cyklu rozwojowego w organizmie muchy tse-tse, ponieważ nie wskazuje to jednoznacznie na rozmnażanie płciowe świdrowca.
Schemat punktowania
1 p. – za określenie, że żywicielem ostatecznym jest mucha tse-tse, i prawidłowe uzasadnienie, odnoszące się do rozmnażania płciowego zachodzącego w cyklu rozwojowym tego pasożyta w jej ciele.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Zadanie 9.3
18%średni wynik CKE
Określ ploidalność (n / 2n) formy świdrowca występującej w organizmach ssaków. Odpowiedź uzasadnij.
W organizmie ssaków występuje forma
Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź
Przykładowe rozwiązania
W organizmie ssaków występuje forma 2n świdrowca, ponieważ
- forma inwazyjna powstaje w organizmie muchy po zapłodnieniu.
- w ciele muchy tse-tse, do której formy te dostają się wraz z pobraną krwią, zachodzi mejoza, a powstałe gamety świdrowca się łączą i takie diploidalne komórki dostają się do organizmu ssaka.
- w ciele muchy tse-tse w cyklu świdrowca może zachodzić mejoza, a po niej zapłodnienie.
- forma troficzna tego protista jest diploidalna.
Uwaga:
Nie uznaje się uzasadnienia odwołującego się wyłącznie do rozmnażania się przez podział komórki w ciele ssaków.
Schemat punktowania
1 p. – za określenie ploidalności jako 2n wraz z uzasadnieniem odwołującym się bezpośrednio lub pośrednio do mejozy przedzapłodnieniowej zachodzącej poza organizmem ssaka (w ciele muchy tse-tse) lub zapłodnienia poprzedzającego powstanie formy inwazyjnej.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Zadanie 9.4
26%średni wynik CKE
Na podstawie przedstawionych informacji wyjaśnij, dlaczego tak trudne jest zwalczenie świdrowca przez układ odpornościowy organizmu człowieka.
Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź
Przykładowe rozwiązania
- Świdrowce trudno zwalczyć, ponieważ po zainfekowaniu człowieka każde nowe pokolenie pasożyta ma inne antygeny na powierzchni komórek, wobec czego układ odpornościowy człowieka nie może w odpowiednim czasie wytworzyć przeciwciał właściwych dla danego pokolenia świdrowca.
- Zmienność antygenów w kolejnych pokoleniach świdrowca rozwijających się po infekcji powoduje, że przeciwciała wytwarzane przez organizm człowieka nie są już odpowiednie do białek VSG występujących na powierzchni komórek kolejnego pokolenia tego pasożyta.
- Tempo wytwarzania odpowiednich przeciwciał jest wolniejsze niż tempo zmian antygenów powierzchniowych świdrowca.
- W każdym kolejnym pokoleniu świdrowca ma on inne białka VSG, przez co nie są one rozpoznawane przez wcześniej wytworzone komórki pamięci.
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające zmienność antygenów świdrowca w czasie i związaną z tym trudność w szybkim wytwarzaniu specyficznych przeciwciał przez układ odpornościowy człowieka lub opóźnioną swoistą reakcję układu odpornościowego.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.