109 年 國立清華大學生命科學院聯招：分子與細胞生物研究所、分子醫學研究所、生物資訊與結構生物研究所、生物科技研究所、系統神經科學研究所丁組《分子生物學》

此題考查轉錄層級的基因調控機制。轉錄調控主要發生在 RNA 聚合酶 II 開始合成 mRNA 之前或期間，涉及 DNA 序列、蛋白質因子以及它們之間的相互作用。

(A) RNA Polymerase II 是進行轉錄的關鍵酶，其招募與活性是轉錄調控的中心。
(B) Transcription factors (轉錄因子) 是與 DNA 上的特定序列（如啟動子、增強子）結合，進而影響 RNA 聚合酶 II 招募或活性的蛋白質。它們是轉錄調控的核心組成部分。

此題考查轉錄後基因調控。轉錄後調控發生在 mRNA 合成之後，但在蛋白質轉譯之前，主要涉及 mRNA 的加工、穩定性、運輸和降解等過程。

(A) Trans-regulatory elements (反式調控因子) 通常是可擴散的蛋白質，如轉錄因子，它們作用於順式作用元件，影響轉錄。雖然它們與調控相關，但主要作用於轉錄層級。
(B) Cis-regulatory elements (順式調控元件) 是指位於同一 DNA 分子上的序列，如啟動子、增強子、沉默子，它們直接與調控蛋白質結合，影響轉錄。它們主要作用於轉錄層級。

核心觀念

本題考查基因表現調控發生的層次，尤其要區分：

• 轉錄前／轉錄層次調控：例如 DNA methylation、histone acetylation。
• 轉錄後調控：例如 microRNA 抑制 mRNA。
• 轉譯後調控（post-translational regulation）：蛋白質合成完成後，透過化學修飾、定位改變、活性調節或降解，改變蛋白質功能與壽命。

蛋白質經核糖體合成後，常接受各種轉譯後修飾（post-translational modifications, PTMs），包括磷酸化、乙醯化、泛素化、脂質化等。這些修飾可影響蛋白質的：

1. 活性；
2. 細胞內定位；
3. 蛋白質穩定性；
4. 蛋白質交互作用；
5. 降解速率。

因此，判斷本題選項的關鍵，是確認該事件是否直接作用於「已完成翻譯的蛋白質」，而非只要與基因表現有關就算是轉譯後調控。

解題方法

逐一判斷各選項的作用對象與發生時間：

• 作用於染色質或 DNA：屬於轉錄層次調控。
• 作用於 mRNA：屬於轉錄後調控。
• 作用於已生成的蛋白質：屬於轉譯後調控。

依此分類即可找出正確選項。

選項分析

(A) Histone acetylation and methylation

錯誤。

Histone acetylation 與 histone methylation 是組蛋白修飾，會改變染色質結構及轉錄因子對 DNA 的可接近性。

例如，組蛋白乙醯化通常會中和 lysine 的正電荷，減弱組蛋白與帶負電 DNA 之間的作用，使染色質較為鬆散，有利於轉錄進行。組蛋白甲基化則依修飾位置與程度不同，可能促進或抑制轉錄。

雖然修飾對象是蛋白質，但組蛋白修飾主要發生在 DNA 轉錄前後的染色質調控階段，分類上屬於表觀遺傳與轉錄調控，不是本題所指的轉譯後基因調控。

(B) DNA methylation

錯誤。

DNA methylation 主要發生於 cytosine，常見位置是 CpG dinucleotide。啟動子區域的 DNA 甲基化通常會阻礙轉錄因子結合，並招募 methyl-CpG-binding proteins 及相關抑制性染色質複合體，使基因轉錄受到抑制。

其直接作用對象是 DNA，發生在轉錄調控層次，因此不屬於轉譯後調控。

(C) Ubiquitin-mediated proteasomal degradation

正確。

此題考查關於農桿菌 (Agrobacterium tumefaciens) 介導的 T-DNA 轉移機制。T-DNA 是農桿菌轉殖植物的關鍵部分。

(A) 腫瘤誘導入的 (Ti) 質體是農桿菌感染植物並引起腫瘤形成的核心。T-DNA 是 Ti 質體上一個特定的 DNA 片段，在轉移過程中被農桿菌轉移到植物細胞的基因組中。因此，此敘述正確。

(B) T-DNA 的邊界是由重複序列 (repeat sequences) 標記的，這些重複序列對於 T-DNA 的切口和轉移至關重要。通常，這些重複序列是約 25 個鹼基對 (bp) 的短重複序列，而不是 2K (2000) 個鹼基對的長重複序列。因此，此敘述不正確。

(C) T-DNA 的轉移起始於右邊界 (right border) 序列，並在左邊界 (left border) 序列處終止。這個過程需要農桿菌質體上的 vir (virulence) 基因來啟動和介導。

此題考查關於轉座子 (transposon) 的性質。轉座子是能夠在基因組內移動的 DNA 序列。

(A) Transposon (轉座子) 是一種 DNA 序列，它能夠在基因組內移動到新的位置，這個過程稱為轉座 (transposition)。雖然它們會改變位置，但「不可逆地 (irreversibly)」改變位置的說法可能不完全準確，因為有些轉座子可能會有特定的調控機制，或者在特定條件下可能移回原位或發生其他變化。然而，移動本身是其核心特徵。但更精確地說，轉座子是「移動」而不是「不可逆地改變」。

(B) 許多類型的轉座，特別是複製型轉座子（如插入序列 IS 元件、Tn 元件），在轉座過程中會複製自身，導致新的拷貝插入到基因組的其他位置。這種複製過程會導致轉座子重複序列數量的增加，從而複製了相同的遺傳物質。因此，此敘述通常是正確的。

(C) Retrotransposons (反轉錄轉座子) 是通過 RNA 中間體進行轉座的。它們首先被轉錄成 RNA，然後由反轉錄酶 (reverse transcriptase) 將 RNA 反轉錄成 DNA，再將這個 DNA 插入到基因組的新位置。反轉錄酶通常由轉座子本身編碼。因此，此敘述正確。

此題考查用於檢測蛋白質-蛋白質相互作用的生物化學技術。

(A) Proximity ligation assay (PLA) 是一種檢測細胞內蛋白質之間相互作用的技術，它利用了在空間上靠近的蛋白質（相互作用的蛋白質）上的抗體來引導 DNA 連接反應，進而產生可檢測的信號。這是一種免疫學和生物化學的結合技術。

(B) Coimmunoprecipitation (Co-IP) 是一種常用的生物化學技術，用於檢測細胞內蛋白質之間的相互作用。它通過使用針對目標蛋白質的抗體將該蛋白質及其結合的蛋白質一起沉澱下來，然後通過 Western blot 等方法檢測沉澱物中是否存在其他預期的相互作用蛋白質。這是一種經典的檢測蛋白質相互作用的方法。

(C) Pulldown assay 是一種用於檢測蛋白質相互作用的方法，它通常利用重組蛋白質（標籤蛋白）與細胞裂解液中的目標蛋白質結合，然後通過親和層析將結合的蛋白質復合物分離出來，再通過 SDS-PAGE 或 Western blot 來識別與標籤蛋白結合的其他蛋白質。

核心觀念

本題考查能否分辨「以基因工程設計的構築體來檢測蛋白質交互作用」與「檢測其他分子作用或蛋白質功能」的方法。常見的遺傳式交互作用分析，會把待測蛋白融合到報導蛋白、轉錄因子區段，或其他可產生訊號的分子片段；兩個待測蛋白交互作用時，便引發可測量的訊號。

解題方法

逐項看方法的訊號是否用來反映兩個蛋白質的結合：

• 若待測蛋白的結合能讓報導基因表現、報導酵素恢復活性，或使帶有結合蛋白的噬菌體被篩選出來，便可用於檢測蛋白質交互作用。
• 若方法主要檢測蛋白質與 DNA 的結合，則不屬於直接測試蛋白質—蛋白質交互作用的方法。

選項分析

(A) Phage display（噬菌體展示）—正確。
將候選蛋白或胜肽以融合形式展示在噬菌體表面，並讓對應的遺傳資訊保留在噬菌體內。以目標蛋白進行結合篩選後，可回收並擴增結合的噬菌體，再依其遺傳資訊辨識候選結合者。因此它能用於篩選蛋白質或胜肽的交互作用對象。噬菌體展示交互作用方法

(B) Yeast two-hybrid（酵母雙雜交）—正確。
將一個待測蛋白融合到轉錄因子的 DNA 結合區，作為誘餌；另一個待測蛋白融合到轉錄活化區，作為獵物。兩者交互作用時，兩個轉錄因子區段靠近，促使報導基因表現。此法是經典的遺傳式蛋白質交互作用檢測方法。遺傳式蛋白質交互作用方法綜述

此題考查用於檢測核酸-蛋白質相互作用的方法。

(A) Fluorescence resonance energy transfer (FRET) 是一種測量分子間距離的技術，可以通過檢測兩個標記分子之間的能量轉移來判斷它們的距離。如果一個核酸分子和一個蛋白質分子被分別標記，並且它們之間存在相互作用，那麼 FRET 信號可能會發生變化。因此，FRET 可以用於檢測核酸-蛋白質相互作用。

(B) Chromatin immunoprecipitation (ChIP) 是研究蛋白質與 DNA 相互作用的標準方法。通過使用針對特定蛋白質（如轉錄因子、組蛋白）的抗體，將與該蛋白質結合的 DNA 片段免疫沉澱下來，然後通過 PCR 或測序分析來確定蛋白質結合的 DNA 位點。因此，ChIP 是檢測核酸-蛋白質相互作用的關鍵技術。

此題考查導致蛋白質不穩定性的基因突變類型。蛋白質的穩定性通常與其氨基酸序列和結構有關，而氨基酸序列是由基因的外顯子 (exon) 編碼的。

(A) 基因的內含子 (intron) 在 mRNA 加工過程中會被移除，因此內含子中的突變通常不會直接影響蛋白質的氨基酸序列，除非影響到剪接位點，進而導致外顯子序列的改變。如果突變僅僅發生在內含子內部且不影響剪接，則對蛋白質穩定性影響不大。

(B) 基因的外顯子 (exon) 編碼蛋白質的氨基酸序列。外顯子中的突變（點突變、插入或缺失）可以直接改變蛋白質的氨基酸序列。某些氨基酸的改變可能導致蛋白質摺疊異常、結構不穩定，或者容易被蛋白酶降解，從而降低其穩定性。因此，外顯子中的突變是導致蛋白質不穩定性的最可能原因。

此題考查解釋為何蛋白質種類的數量遠超編碼基因的數量。這涉及到基因表達的多樣化機制。

(A) Protein degradation (蛋白質降解) 是調控蛋白質豐度的機制，但它並不增加蛋白質種類的數量。

(B) Alternative splicing (可變剪接) 是指一個基因可以通過不同的組合方式剪接其外顯子，從而產生多種不同的 mRNA 分子，這些 mRNA 分子又可以被轉譯成結構和功能不同的蛋白質。這種機制大大擴展了基因編碼蛋白質的多樣性，是解釋蛋白質種類遠超基因數量的主要原因之一。

此題考查關於基因變異、遺傳、選擇與生物演化過程的關係。

(A) Mutation (突變) 是 DNA 序列發生的改變，是產生遺傳變異的根本來源。突變是「變化」本身。

(B) Reproduction (繁殖) 是生物體產生後代，將遺傳物質傳遞下去的過程。

(C) Heredity (遺傳) 是將親代的性狀通過繁殖傳遞給子代的現象。

此題考查維持 DNA 雙鏈結構的主要分子間作用力。DNA 雙鏈是由兩條反向平行的 DNA 鏈通過鹼基對之間的氫鍵連接而成的。

(A) Electrostatic attractions (靜電吸引) 在 DNA 結構中也存在，例如磷酸骨架帶負電，與周圍的陽離子（如 Mg$^{2+}$）相互作用，但這不是維持兩條鏈結合的主要力量。

(B) Hydrogen bonds (氫鍵) 是指 DNA 雙鏈中鹼基對（A-T 和 G-C）之間形成的鍵。A-T 之間形成兩個氫鍵，G-C 之間形成三個氫鍵。這些氫鍵的總數提供了足夠的穩定性來維持 DNA 雙鏈結構，但又足夠弱，可以在細胞內通過酶的作用（如解旋酶）被打開，以便進行 DNA 複製和轉錄。高溫（如 95°C）會破壞這些氫鍵，導致 DNA 雙鏈分離（變性）。

此題考查組合學原理在計算核酸序列組合數量的應用。

題目中提到，一個 RNA 分子由 10 個核苷酸 (nucleotides) 組成。
通常情況下，RNA 由 4 種不同的單體（A, U, C, G）組成。
然而，在這個假設的細胞中，有 5 種不同的單體 (monomer building blocks) 可以用來組裝 RNA。

對於一個長度為 10 個核苷酸的 RNA 分子，每一個位置都可以有 5 種不同的單體。
因此，總的組合數量是：
第一個位置有 5 種選擇。
第二個位置有 5 種選擇。
...
第十個位置有 5 種選擇。

核心觀念

圖中圓圈標示的是核苷酸最左側的單一磷酸基團，含有一個磷原子，並以氧原子與相鄰磷酸基團相連。這類以磷為中心、含有磷氧鍵的基團稱為 phosphoryl group（磷醯基）。

解題方法

判斷圓圈內的磷原子數量：

• 圓圈內只有一個磷原子，屬於單一 phosphoryl group。
• 若是 pyrophosphate（焦磷酸基），必須含有兩個彼此以氧橋連接的磷酸基團，結構可概念化為 $P_2O_7^{4-}$。
• 圖中雖然整個分子具有三個磷酸基團，但圓圈只圈出其中最左側的一個，不能將整段三磷酸鏈視為 pyrophosphate。

選項分析

• (A) pyrophosphate：錯誤。Pyrophosphate 必須包含兩個相連的磷酸基團；圓圈內只有一個磷原子。
• (B) carbonyl：錯誤。

核心觀念

本題考 RNA 干擾（RNA interference, RNAi）與小型調控 RNA 的功能。siRNA 與 miRNA 都能透過 RNA 誘導沉默複合體（RISC）辨認目標 mRNA，降低目標蛋白的表現；其中，miRNA 的典型作用方式是抑制翻譯。

解題方法

先區分「降低蛋白質表現」與「直接抑制翻譯」：

• miRNA 通常與目標 mRNA 部分互補，經 RISC 結合後抑制翻譯，並可促進 mRNA 去腺苷化與降解。
• siRNA 通常與目標 mRNA 高度或完全互補，經 RISC 導引切割目標 mRNA，使其被降解。

題幹問「block translation」，依典型分子生物學考法，著重的是 miRNA 對目標 mRNA 的翻譯抑制，因此選 miRNA。

選項分析

• (A) dsRNA：雙股 RNA 是 RNAi 的上游觸發分子，可由 Dicer 切成 siRNA；

此題考查不同類型突變對表現型的影響。表現型 (phenotype) 是指生物體的可觀察性狀，它由基因型 (genotype) 和環境共同決定。

(A) Frameshift mutation (移碼突變) 是由於插入或缺失非三的倍數個鹼基對而引起的，它會改變閱讀框，導致後續所有密碼子的改變，通常會產生功能異常或無功能的蛋白質，因此會影響表現型。

(B) Deletion (缺失) 是指一段 DNA 序列的丟失。如果缺失的序列包含編碼蛋白質的部分，或者影響到調控序列，則會改變蛋白質的結構或表達，從而影響表現型。

(C) Silent mutation (沉默突變) 是指 DNA 序列的改變，但由於密碼子的簡併性 (degeneracy of the genetic code)，這種改變並未導致蛋白質氨基酸序

此題考查導致微細胞 (minicells) 形成的突變類型。微細胞是細菌細胞分裂過程中產生的一種異常細胞，它們缺乏細胞核（DNA），並且通常無法正常分裂。

微細胞的形成通常與細胞分裂過程中細胞壁隔膜 (septum) 的形成和染色體的分離有關。
在細菌中，細胞分裂需要細胞壁隔膜的形成來將母細胞分隔成兩個子細胞。同時，染色體必須在隔膜形成之前準確地複製並分離到兩個子細胞的區域。

(A) Prevent growth of the cell (阻止細胞生長) 的突變會導致細胞死亡或停止生長，而不是產生微細胞。
(B) Prevent septum formation (阻止隔膜形成) 的突變會導致細胞形成長絲狀，而不是分裂成兩個細胞。這與微細胞的形成不符。
(C) Prevent DNA replication (阻止 DNA 複製) 的突變會導致細胞無法分裂，因為沒有足夠的遺傳物質。這可能導致細胞死亡或停止分裂，但不直接產生微細胞。

此題考查「單拷貝複製控制」(single-copy replication control) 的含義。這種控制機制保證了細胞在每個細胞週期內，每個 DNA 分子（或每條染色體）只被複製一次。

(A) "Only one origin of replication in the entire genome" (整個基因組只有一個複製起點)。這描述的是單起點複製，對於某些原核生物是正確的，但不是「單拷貝複製控制」的定義。真核生物通常有多個複製起點。

(B) "Only one DNA molecule can be present in a cell at a time" (細胞一次只能有一個 DNA 分子)。這顯然不正確，因為細胞在複製過程中會有兩個 DNA 分子，並且細胞本身可以有多個 DNA 分子（如質粒）。

核心觀念

本題考查酵母菌 Saccharomyces cerevisiae 的起始複合體 ORC（origin recognition complex）及其在 DNA 複製起始中的功能。

在 S. cerevisiae 中，複製起點稱為 ARS（autonomously replicating sequence）。ORC 可辨識並結合 ARS，且在整個細胞週期大致維持於複製起點，作為複製前複合體（pre-replicative complex, pre-RC）組裝的平台。

ORC 的主要功能包括：

• 辨識並結合 ARS。
• 招募 Cdc6、Cdt1 與 MCM 複合體。
• 協助複製起點在 G1 期完成複製起始前準備。
• 受到細胞週期調控，避免同一個複製起點在同一細胞週期重複啟動。

解題方法

判斷本題的切入點是逐一核對 ORC 的正式名稱、亞基數量、結合對象與細胞週期行為：

1. 確認 ORC 的全名。
2. 確認 S. cerevisiae ORC 的亞基數。
3. 確認 ORC 是否在整個細胞週期持續結合 ARS。
4. 排除與 ORC 功能無關的描述。
5. 由於只需有一個選項正確，若 A、C、D 任一錯誤，E「全部正確」即不成立。

選項分析

(A) stands for “origin replicon complex.”

錯誤。

ORC 的正式名稱是 origin recognition complex，中文為「起始點辨識複合體」，不是 “origin replicon complex”。

其中：

• origin：複製起始點
• recognition：辨識
• complex：複合體

因此 A 的全名錯誤。

(B) is associated with ARS elements throughout the cell cycle.

正確。

在 S. cerevisiae 中，ORC 會結合 ARS 元件。與部分真核生物中複製起始蛋白在特定時期結合或解離的情況相比，酵母 ORC 與 ARS 的結合可維持於整個細胞週期。

ORC 本身持續存在於複製起點，但其他複製起始因子的裝載與活化受到細胞週期嚴格調控：

此題考查大腸桿菌 (E. coli) 的 DNA 聚合酶 IV (Pol IV) 和 V (Pol V) 的特性。Pol IV 和 Pol V 屬於 SOS 響應系統的一部分，是在 DNA 受損時誘導產生的 DNA 聚合酶，它們具有特殊的性質。

(A) RNA-dependent DNA polymerases (RNA 依賴性 DNA 聚合酶)。這是逆轉錄酶 (reverse transcriptase) 的特徵，不是 Pol IV 和 Pol V 的。Pol IV 和 Pol V 是 DNA 模板依賴的 DNA 聚合酶。因此，此敘述不正確。

(B) for restarting replication (用於重新啟動複製)。當 DNA 複製過程中遇到 DNA 損傷（如嘧啶二聚體）時，複製叉可能會停滯。Pol IV 和 Pol V 可以在這些損傷位點進行模板獨立的 DNA 合成（或低保真度合成），從而允許複製叉越過損傷，重新啟動複製過程。它們是所謂的「維修型」或「容錯型」DNA 聚合酶。

此題考查大腸桿菌 (E. coli) 的 DNA 聚合酶 I (Pol I) 的功能。Pol I 在 DNA 複製中扮演重要角色，儘管它不是主要的複製酶（replicase，指 Pol III）。

(A) It synthesizes Okazaki fragments. (它合成岡崎片段)。岡崎片段是滯後鏈 (lagging strand) 上 DNA 複製的不連續片段，它們是由主要的複製酶 Pol III 合成的。Pol I 不直接合成岡崎片段。

(B) It synthesizes an RNA primer. (它合成 RNA 引物)。RNA 引物是由引物酶 (primase) 合成的，而不是 Pol I。

(C) It unwinds the double helix. (它解開雙螺旋)。解開 DNA 雙螺旋是由解旋酶 (helicase) 完成的，而不是 Pol I。

此題考查參與解決霍利迪交聯 (Holliday junction) 的蛋白質。霍利迪交聯是同源重組 (homologous recombination) 中的一個重要中間結構。解決（分解）霍利迪交聯是完成重組的最後步驟之一。

(A) The Ruv complex (Ruv 複合物) 是大腸桿菌中參與解決霍利迪交聯的關鍵蛋白質複合物。它由 RuvA、RuvB 和 RuvC 組成。RuvA 識別並結合霍利迪交聯；RuvB 具有解旋酶活性，推動交聯的移動；RuvC 則負責切割交聯，從而解決它。因此，Ruv 複合物在解決霍利迪交聯中起核心作用。

(B) RecA 蛋白質在大腸桿菌的同源重組中起關鍵作用。它能夠結合到單鏈 DNA 上，形成絲狀結構，並尋找同源序列，介導 DNA 鏈的入侵和配對。RecA 對於重組的起始和進行至關重要，但它本身不直接負責解決霍利迪交聯。

此題考查著色性乾皮症 (xeroderma pigmentosum, XP) 的病因。XP 是一種遺傳性疾病，患者對紫外線 (UV) 輻射極度敏感，容易罹患皮膚癌。這種疾病是由於 DNA 修復系統缺陷引起的。

(A) Nucleotide excision repair (NER, 核苷酸切除修復)。NER 是一種重要的 DNA 修復機制，能夠識別並切除 DNA 中較大的損傷，如 UV 引起的嘧啶二聚體（如環丁烷嘧啶二聚體 CPDs）和 DNA 鏈之間或鏈內的交聯。XP 患者的 NER 系統存在缺陷，導致這些 UV 損傷無法被有效修復，從而累積在基因組中，引發突變和癌症。因此，XP 的確是由於 NER 缺陷引起的。

(B) Photoreactivation (光復活)。這是一種依賴於光活化酶 (photolyase) 的修復機制，能夠直接逆轉 UV 引起的嘧啶二聚體。

此題考查關於免疫球蛋白 (immunoglobulin, Ig) 基因重組信號序列 (recombination signal sequences, RSS) 的敘述，要求找出不正確的選項。免疫球蛋白基因的 V(D)J 重組是通過 RSS 序列介導的。

RSS 序列包含兩個保守的模體：一個是 7 個鹼基對 (bp) 的保守七聚體 (heptamer)，另一個是 9 個鹼基對 (bp) 的保守九聚體 (nonamer)。這兩個保守序列之間由一個可變長度的間隔序列 (spacer) 間隔開。

(A) "There are conserved heptamers." (存在保守的七聚體)。這是正確的，RSS 序列的核心部分是保守的七聚體。

(B) "There are conserved nonamers." (存在保守的九聚體)。這是正確的，RSS 序列的另一核心部分是保守的九聚體。

(C) "Recombination occurs between a 12 bp signal and a 23 bp signal." (重組發生在一個 12 bp 信號和一個 23 bp 信號之間)。這是正確的。

此題考查核小體 (nucleosome) 核心顆粒的組成蛋白質。核小體是染色質的基本結構單位，由 DNA 包繞組蛋白八聚體形成。

核小體核心顆粒 (core nucleosome particle) 由約 147 bp 的 DNA 和一個組蛋白八聚體 (histone octamer) 組成。組蛋白八聚體包含四種核心組蛋白，每種兩份：

• H2A (組蛋白 H2A)
• H2B (組蛋白 H2B)

核心觀念

RNA editing（RNA 編輯）是指 RNA 轉錄完成後，透過核苷酸的插入、刪除或替換，改變 RNA 的序列，使其與原始 DNA 模板不完全相同。常見機制包括：

• A-to-I 編輯：腺嘌呤 $A$ 脫胺成次黃嘌呤 $I$，由 ADAR 催化；$I$ 在翻譯或鹼基配對時通常被視為 $G$。
• C-to-U 編輯：胞嘧啶 $C$ 脫胺成尿嘧啶 $U$，由胞嘧啶脫胺酶家族，例如 CDAR，催化。
• 核苷酸插入或刪除：例如錐蟲粒線體 kinetoplast RNA 的尿嘧啶 $U$ 插入／刪除，需要 guide RNA（gRNA）提供編輯位置與序列配對資訊。

本題的判斷重點是：RNA 編輯的方向、編輯發生時機、脫胺酶功能，以及 gRNA 的作用。

解題方法

逐項檢查各敘述是否符合 RNA editing 的基本機制：

1. 錐蟲 kinetoplast RNA 編輯的方向。
2. RNA 編輯與翻譯的先後關係。
3. ADAR、CDAR 所催化的脫胺反應。
4. RNA 四種核糖核苷酸是否都可能成為編輯對象。
5. gRNA 是否與待編輯區域互補雜交。

選項分析

(A) 錯誤

Trypanosome kinetoplast RNA editing 主要沿著成熟 RNA 的 $3' \to 5'$ 方向進行，而不是同時具有 $3' \to 5'$ 與 $5' \to 3'$ 兩個方向。

gRNA 會先與 mRNA 的區域互補配對，編輯複合體通常由 mRNA 的較下游端逐步向上游端進行尿嘧啶 $U$ 的插入或刪除。因此此敘述將編輯方向說成雙向，錯誤。

(B) 錯誤

「mRNA 必須先被編輯才能翻譯」是過度絕對的說法。

RNA editing 並非所有 mRNA 都必須經過的步驟；許多未編輯的 mRNA 本身即可被核糖體翻譯。此外，RNA 編輯也不一定是所有轉錄本產生功能性蛋白質的必要條件。

核心觀念

真核生物的剪接體（spliceosome）由多種小核核糖核蛋白（snRNPs）組成，其中的 snRNA 會與 pre-mRNA 形成鹼基配對，以辨識剪接位置並促進催化反應。

主要配對關係如下：

• U1 snRNA：與 5′ splice site 鹼基配對。
• U2 snRNA：與 branch point 鹼基配對，使分枝點的腺苷暴露，供第一次轉酯反應使用。
• U6 snRNA：在剪接體重排後，取代 U1 與 5′ splice site 配對，並與 U2 snRNA 形成催化核心。
• U4 snRNA：主要與 U6 snRNA 配對，抑制 U6 的催化活性；活化時會被釋放。
• U5 snRNA：主要協助對齊兩個 exon，並不以主要鹼基配對方式辨識 pre-mRNA 的剪接位點。

解題方法

判斷各選項是否能與 pre-mRNA 鹼基配對，直接依其功能分類：

1. 辨識 5′ splice site 的 U1 會與 pre-mRNA 配對。
2. 辨識 branch point 的 U2 會與 pre-mRNA 配對。
3. 剪接體活化後，U6 也會與 5′ splice site 配對。
4. U4 與 U5 的主要功能不是直接和 pre-mRNA 鹼基配對。

因此，若依完整的分子機制作答，能與 pre-mRNA 鹼基配對者包括 U1、U2 與 U6。本題若原意是考「剪接初期的主要辨識因子」，則通常選 U1 與 U2；但題目未限定剪接階段，故 A、D、E 均符合嚴格定義。

選項分析

此題考查真核生物中，編碼 RNA 聚合酶蛋白質的 mRNA 的合成地點。RNA 聚合酶是細胞核內的蛋白質，負責轉錄。因此，編碼這些蛋白質的 mRNA 的合成一定發生在細胞核內。

(A) Cytoplasm (細胞質)。mRNA 的轉譯 (translation) 發生在細胞質，但 mRNA 的轉錄 (transcription) 發生在細胞核。

(B) Nuclear envelope (核膜)。核膜是細胞核的邊界，mRNA 的合成（轉錄）發生在細胞核內部，而不是核膜本身。

(C) Nucleolus (核仁)。核仁是細胞核內的一個結構，主要負責核糖體 RNA (rRNA) 的合成和核糖體的組裝。它不負責 mRNA 的合成。

核心觀念

本題考查真核生物 mRNA 的兩項主要加工：

1. 5′端加帽（5′ capping）
2. 3′端聚腺苷酸化（polyadenylation）

真核 mRNA 的典型 5′帽結構為：

$$\mathrm{m^7G(5')ppp(5')N}$$

其中 $\mathrm{m^7G}$ 是 7-甲基鳥苷，並以特殊的 5′–5′三磷酸鍵 連接至 RNA 第一個核苷酸 $N$。

加帽過程如下：

1. RNA 5′端原本為三磷酸：$\mathrm{pppN}$
2. RNA triphosphatase 移除最外側的 $\gamma$-磷酸，形成 $\mathrm{ppN}$
3. Guanylyltransferase 將 GMP 接至 RNA，形成 $\mathrm{GpppN}$
4. Methyltransferase 將鳥苷的第 7 位甲基化，形成 $\mathrm{m^7GpppN}$

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解題方法

逐一檢查各選項是否符合：

• 5′帽的化學結構與連接方式
• poly(A) tail 的形成位置
• 加帽時各磷酸的去留
• RNA polymerase II 的轉錄終止位置
• mRNA 是否會因失去 poly(A) tail 而回到細胞核

其中 C 選項需掌握磷酸位置：RNA 起始核苷酸的 $\gamma$-磷酸會在加帽前被移除，但 $\beta$-磷酸會保留在最後的帽結構中。

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選項分析

(A) 錯誤

Cap 確實是修飾過的 7-methylguanosine，但它不是以 5′–3′鍵連接到 RNA 5′端，而是形成特殊的：

$$5′\text{–}5′\text{三磷酸連接}$$

正確結構為：

$$\mathrm{m^7G(5')ppp(5')N}$$

因此「5′-3′ links」錯誤。

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(B) 錯誤

polyadenylation 的主要步驟通常發生在細胞核，但並非只發生於細胞核。

某些 mRNA 可在細胞質中進行 cytoplasmic polyadenylation，例如卵母細胞及早期胚胎中，poly(A) tail 的延長可調控 mRNA 的翻譯活性與穩定性。

因此「only happens in nucleus」錯誤。

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(C) 正確

RNA 轉錄剛開始時，5′端通常是三磷酸核苷酸：

$$\mathrm{pppN}$$

加帽前，RNA triphosphatase 移除 $\gamma$-磷酸：

此題考查小核核糖核蛋白 (snRNPs) 的功能，要求找出與其功能不匹配的選項。snRNPs 是剪接體 (spliceosome) 的主要組成部分，負責識別 pre-mRNA 上的剪接位點並催化剪接反應。

(A) U1 snRNP: base pairs with 5' splice site of mRNA. (U1: 與 mRNA 的 5' 剪接位點配對)。這是正確的。U1 snRNP 的 5' 端 RNA 與 pre-mRNA 的 5' 剪接位點（通常是 GU 序列）進行鹼基配對，這是剪接過程的起始步驟。

(B) U2 snRNP: base pairs with the conserved sequence at splicing branch point. (U2: 與剪接分支點處的保守序列配對)。這是正確的。U2 snRNP 與 pre-mRNA 的分支點序列（通常是 YURACYUA）配對，並與外顯子 1 的第一個核苷酸配對，形成剪接體的核心結構。

(C) U4 snRNP: base pairs with 3' splice site of mRNA. (U4: 與 mRNA 的 3' 剪接位點配對)。這是錯誤的。U4 snRNP 與 U6 snRNP 形成一個複合物 (U4/U6 snRNP)，並與剪接體的其他組分一起參與剪接的催化階段。U4 本身不直接與 3' 剪接位點配對。

此題考查 mRNA 5' 帽結構 (cap structure) 的功能。mRNA 帽結構是真核生物 mRNA 在轉錄後被修飾的結構，位於 mRNA 的 5' 末端，通常是一個 7-甲基鳥苷酸 (7-methylguanosine)。

(A) protects the mRNA from degradation (保護 mRNA 免受降解)。mRNA 帽結構可以保護 mRNA 免受 5'→3' 核酸酶的降解，從而延長 mRNA 的壽命。這是帽結構的一個重要功能。

(B) enhances the translatability of the mRNA (增強 mRNA 的轉譯能力)。mRNA 帽結構是啟動子識別和結合的位點，它能夠促進核糖體與 mRNA 的結合，從而提高 mRNA 的轉譯效率。這是另一個重要功能。

(C) enhances transport of the mRNA to the cytoplasm (增強 mRNA 向細胞質的運輸)。

此題考查 microRNA (miRNA) 的可能作用，要求找出「不是」miRNA 可能作用的選項。miRNA 是一類小的非編碼 RNA，通過與靶標 mRNA 的互補序列結合，調控基因表達。

(A) translation initiation blockade (翻譯起始阻斷)。miRNA 可以通過與 mRNA 的 5' 非轉譯區 (5' UTR) 或編碼區結合，抑制核糖體的結合或起始複合物的形成，從而阻斷翻譯起始。這是 miRNA 的一種常見作用機制。

(B) translation elongation blockade (翻譯延伸阻斷)。miRNA 也可以通過與 mRNA 的編碼區結合，干擾核糖體沿 mRNA 移動，從而阻斷翻譯延伸。這也是 miRNA 的一種作用機制。

此題考查真核生物 mRNA 轉譯起始所必需的序列。

(A) Kozak sequence (Kozak 序列)。Kozak 序列是真核生物 mRNA 5' 非轉譯區 (5' UTR) 中一個富含嘌呤的序列，通常是 (G/A)CC(A/G)CCA。它位於起始密碼子 (AUG) 的上游，有助於核糖體識別起始密碼子，並影響起始效率。因此，Kozak 序列對真核生物的蛋白質轉譯起始是重要的。

(B) Shine-Dalgarno sequence (Shine-Dalgarno 序列)。這是原核生物 mRNA 中用於識別起始密碼子的序列，它位於起始密碼子上游，並與 16S rRNA 的核糖體結合域配對。在真核生物中不存在 Shine-Dalgarno 序列。

此題考查真核生物轉錄起始所必需的序列。轉錄是從 DNA 到 RNA 的過程，由 RNA 聚合酶催化。

(A) Kozak sequence (Kozak 序列)。這是真核生物 mRNA 轉譯起始時識別起始密碼子的序列，與轉譯有關，與轉錄起始無關。

(B) Shine-Dalgarno sequence (Shine-Dalgarno 序列)。這是原核生物 mRNA 轉譯起始時識別起始密碼子的序列，在真核生物中不存在。

(C) TATA Box sequence (TATA 盒序列)。TATA 盒是真核生物基因啟動子 (promoter) 中的一個核心順式作用元件，位於轉錄起始位點上游約 25-30 bp 處。

此題考查參與蛋白質轉譯的因子，要求找出「不是」GTP 結合蛋白的因子。蛋白質轉譯是一個複雜的過程，涉及多種蛋白質因子，其中許多因子在發揮功能時需要 GTP 的水解來提供能量和調控。

(A) IF-2 (Initiation Factor 2)。IF-2 是原核生物轉譯起始因子，它與 GTP 結合，並將起始 tRNA (fMet-tRNA) 遞送到 70S 核糖體的小亞基上。GTP 的水解是 IF-2 脫離核糖體所必需的。因此，IF-2 是 GTP 結合蛋白。

(B) IF-3 (Initiation Factor 3)。IF-3 是原核生物轉譯起始因子，它促進 30S 核糖體亞基與 mRNA 的結合，並防止 50S 亞基過早結合。IF-3 本身不直接結合 GTP，也不參與 GTP 的水解。它的作用主要是穩定起始複合物。因此，IF-3 可能不是 GTP 結合蛋白。

此題考查蛋白質轉譯過程中，對於易位 (translocation) 步驟必需的因子。易位是指核糖體沿著 mRNA 移動一個密碼子的過程，這發生在轉譯延伸階段。

(A) IF-2 (Initiation Factor 2)。IF-2 是轉譯起始因子，負責將起始 tRNA 遞送到核糖體，並促進起始複合物的形成。它與轉譯的起始階段有關，與易位無關。

(B) IF-3 (Initiation Factor 3)。IF-3 也是轉譯起始因子，幫助分離核糖體亞基，並促進 mRNA 與 30S 亞基的結合。它與起始階段有關，與易位無關。

此題考查蛋白質在 DEAE-Sephadex 離子交換層析柱上的結合情況，需要結合圖中蛋白質的等電點 (pI) 和給定的 pH 值來判斷。DEAE-Sephadex 是一種陰離子交換介質，在給定 pH 下帶正電荷。

首先，需要從圖中讀取四個蛋白質 (1, 2, 3, 4) 的等電點 (pI)。
圖示的 2D-PAGE 結果顯示，蛋白質的等電點分佈在垂直軸上（isoelectric focusing, IEF）。
從圖中可以讀取：
蛋白質 1 的 pI 約為 4.5
蛋白質 2 的 pI 約為 6.0
蛋白質 3 的 pI 約為 8.0
蛋白質 4 的 pI 約為 9.5

DEAE-Sephadex 在 pH 7.0 時，由於介質本身帶負電，其表面會帶正電荷（因為 DEAE 基團是季銨鹽，帶正電，而 Sephadex 骨架是多醣，在 pH 7.0 時帶負電，但 DEAE 基團的帶電性更強，所以整個介質是帶正電荷的，能夠吸附帶負電荷的分子）。
更準確地說，DEAE-Sephadex 是一種陰離子交換樹脂，它帶有 DEAE (二乙氨基乙基) 基團，這些基團在適當的 pH 下帶正電荷。它能夠吸附帶負電荷的分子。

此題考查蛋白質在 DEAE-Sephadex 離子交換層析柱上的結合情況，需要結合圖中蛋白質的等電點 (pI) 和給定的 pH 值來判斷。DEAE-Sephadex 在 pH 8.0 時，其表面帶電性需要判斷。

DEAE-Sephadex 是一種弱陰離子交換劑。

• 如果 pH > pI，蛋白質帶負電荷。
• 如果 pH < pI，蛋白質帶正電荷。

在此題中，pH = 8.0。
蛋白質 1: pI ≈ 4.5。pH (8.0) > pI (4.5)，所以蛋白質 1 帶負電荷。
蛋白質 2: pI ≈ 6.0。

核心觀念

Sephadex G-100 是凝膠過濾層析（gel filtration chromatography），依蛋白質的流體力學體積／有效分子大小分離，與蛋白質的電荷及等電點無關。

• 分子較大的蛋白質無法進入凝膠顆粒內部孔洞，較快流出。
• 分子較小的蛋白質可進入較多孔洞，滯留時間較長，較慢流出。
• 分子大小相同者會同時洗脫，以「$=$」表示。

因此，判斷洗脫順序時，只需比較四種蛋白質的分子大小。

解題方法

依題目前文所述四種蛋白質的大小關係，蛋白質 1 與 2 的分子大小相同，且大於蛋白質 3 與 4；蛋白質 3 與 4 的分子大小也相同。因此：

$$1=2>3=4$$

洗脫速度由快至慢為：

$$\text{蛋白質 1、2} \rightarrow \text{蛋白質 3、4}$$

選項分析

核心觀念

本題考查 qPCR 的相對定量法，亦稱 $\Delta\Delta C_t$ 法。

• $C_t$：螢光訊號達到設定閾值時的循環數。$C_t$ 越小，代表起始模板量越多。
• GAPDH 作為 housekeeping gene，用來校正不同樣本間的 RNA 量與反轉錄效率差異。
• PCR 效率接近 100% 時，每增加一個循環，產物量約加倍，因此：

$$\text{模板量差異}=2^{\Delta C_t\text{差異}}$$

解題方法

先計算各樣本中 gene X 相對於 GAPDH 的校正後循環數：

$$\Delta C_t(A)=C_t(\text{gene X},A)-C_t(\text{GAPDH},A)$$ $$\Delta C_t(A)=25-12=13$$ $$\Delta C_t(B)=C_t(\text{gene X},B)-C_t(\text{GAPDH},B)$$ $$\Delta C_t(B)=30-13=17$$

接著計算兩個樣本的差異：

$$\Delta\Delta C_t=\Delta C_t(A)-\Delta C_t(B)$$ $$\Delta\Delta C_t=13-17=-4$$

以樣本 B 作為比較基準，樣本 A 相對於樣本 B 的 gene X 表現量為：

$$\frac{\text{gene X}_A}{\text{gene X}_B} =2^{-\Delta\Delta C_t} =2^{-(-4)} =2^4 =16$$

因此，樣本 A 的 gene X mRNA 表現量是樣本 B 的 16 倍。

選項分析

此題考查如何通過改造 DNA 聚合酶的四個關鍵特性（特異性、熱穩定性、保真度、連續複製數）來提升其在分子生物學技術中的應用。

DNA 聚合酶是 DNA 複製和修復的核心酶，其性質直接影響到下游應用的成功與否。

1. Specificity (特異性)：

   • 定義：指 DNA 聚合酶識別正確的模板 DNA 序列和正確的核苷酸（dNTPs）的能力。高特異性意味著聚合酶能準確地將正確的 dNTP 配對到模板鏈上。
   • 如何提高：
     • 改變活性位點的結構：通過定點突變 (site-directed mutagenesis) 或結構域工程 (domain engineering)，精確設計聚合酶的活性位點，使其對正確的 dNTPs 和模板序列具有更高的親和力，同時降低對錯誤 dNTPs 或非模板序列的結合能力。
     • 引入校對機制 (proofreading activity)：增強或引入 3'→5' 外切酶活性，使聚合酶在錯誤配對後能及時切除錯誤的核苷酸，從而提高配對的準確性。
     • 利用輔因子或輔助蛋白質：某些輔因子（如 Mg$^{2+}$）或輔助蛋白質（如 PCNA）可以影響聚合酶的特異性，通過優化這些輔助因子的結合和作用，可以提高聚合酶的特異性。

2. Thermostability (熱穩定性)：

   • 定義：指 DNA 聚合酶在高溫下保持其結構和活性的能力。這對於 PCR 等需要高溫循環的技術至關重要。
   • 如何提高：
     • 從嗜熱菌中篩選或改造：許多高溫環境下的微生物（如 Thermus aquaticus）含有天然耐高溫的 DNA 聚合酶（如 Taq 聚合酶）。可以通過從這些微生物中分離或利用基因工程技術，將這些耐高溫的酶引入到應用中。
     • 定向進化 (directed evolution)：通過在不同溫度下進行隨機突變和篩選，逐步篩選出具有更高熱穩定性的聚合酶突變體。
     • 結構改造：通過結構生物學研究，識別影響熱穩定性的關鍵區域（如疏水性核心、離子鍵），並通過定點突變來增強這些區域的穩定性，例如增加內部疏水性相互作用或離子鍵。
     • 共價連接亞基：將聚合酶的不同亞基通過共價鍵連接，可以增加複合物的整體穩定性。

此題考查水平基因轉移 (horizontal gene transfer, HGT) 的概念，並要求舉例說明人工基因轉移的過程。NDM-1 基因的傳播是自然界中 HGT 的一個例子。

水平基因轉移 (Horizontal Gene Transfer, HGT)
HGT 是指基因從一個生物體通過非有性生殖的方式，直接傳遞到另一個不相關的生物體。在細菌中，HGT 是演化的重要驅動力，能夠幫助細菌快速獲得新的適應性狀，例如抗生素抗性。HGT 的主要機制包括：

1. 轉化 (Transformation)：細菌直接吸收環境中的游離 DNA。
2. 轉導 (Transduction)：通過噬菌體 (bacteriophage) 傳遞 DNA。
3. 接合 (Conjugation)：通過細胞間直接接觸（通常藉助質粒）傳遞 DNA。

人工基因轉移 (Artificial Gene Transfer)
人工基因轉移是利用基因工程技術，將外源基因導入目標生物體內，使其獲得新的性狀。這可以看作是模擬或利用了自然界的 HGT 機制。

舉例：將抗生素抗性基因導入大腸桿菌 (Escherichia coli)

方法：可以利用細菌的接合 (Conjugation) 或轉化 (Transformation) 來實現人工基因轉移。這裡以質粒介導的接合為例。

步驟解釋：

1. 構建重組質粒：
   • 首先，需要一個包含目標基因（例如，一個抗生素抗性基因，如 ampicillin resistance gene, $amp^R$）和一個能夠在 E. coli 中複製的質粒骨架。
   • 質粒通常還需要包含一個用於啟動接合的基因集，稱為「接合因子」(tra genes)，這使得質粒能夠誘導細胞形成接合菌毛，並進行 DNA 的單鏈轉移。
   • 將抗生素抗性基因通過限制酶切和 DNA 連接酶連接到質粒上，構建出重組質粒。

此題考查果蠅 (Drosophila) 中 P 元素 (P elements) 在雜種不育 (hybrid dysgenesis) 中的作用機制。

P 元素
P 元素是果蠅中的一種轉座子，屬於 DNA 轉座子。它們可以插入到基因組的不同位置，並且在果蠅的演化和基因組變異中起重要作用。P 元素具有以下特徵：

• 它們可以通過「切割和連接」(cut-and-paste) 的機制進行轉座。
• P 元素的轉座活性受到細胞質因子 (cytoplasmic factors) 的調控。
• P 元素本身編碼一個轉座酶 (transposase)，該酶是進行轉座所必需的。

雜種不育 (Hybrid Dysgenesis)
雜種不育是指當兩個不同品系 (strains) 的果蠅雜交時，產生的後代出現生殖能力下降（不育）或表現出基因組不穩定性的現象。這種現象與 P 元素的活性密切相關。

P 元素轉座機制導致雜種不育：

1. P 元素的豐度和活躍性：

   • M 品系 (M cytotype)：這些品系的果蠅細胞質中缺乏 P 元素轉座酶的抑制因子。如果它們的基因組中含有 P 元素，則這些 P 元素會保持活躍的轉座狀態。
   • P 品系 (P cytotype)：這些品系的果蠅細胞質中含有 P 元素轉座酶的抑制因子（可能是一種反義 RNA 或其他細胞質因子）。這些因子能夠抑制 P 元素的轉座活性，即使基因組中含有 P 元素，它們也處於相對靜止的狀態。

2. 雜交組合與 P 元素轉座的觸發：

   • P male × M female (P 公 × M 母)：

     • 在 P 品系雄性果蠅 (P male) 的生殖細胞（精子）中，P 元素的轉座酶已經被細胞質因子抑制，因此 P 元素的轉座活性很低。
     • 但是，當 P 品系雄性的精子與 M 品系雌性果蠅的卵子結合時，受精卵的細胞質來自 M 品系雌性。M 品系雌性的卵子細胞質缺乏 P 元素轉座酶的抑制因子。
     • 因此，在 P male × M female 的雜交後代（受精卵）中，P 元素的轉座酶（如果存在於 P 系基因組中）可以被重新激活，或者 P 元素本身可以開始活躍轉座。
     • P 元素的活躍轉座會導致它們插入到生殖細胞系 (germline cells) 的基因組中，特別是插入到關鍵基因（如調節生殖發育的基因）的內部或附近。
     • 這種隨機的、活躍的轉座會破壞基因的功能，導致基因組不穩定，從而引發生殖細胞的損傷，最終導致後代（特別是雌性後代）表現出不育。

   • M male × P female (M 公 × P 母)：

     • 在 M 品系雄性果蠅 (M male) 的生殖細胞中，P 元素的轉座活性很高。
     • 當 M 品系雄性的精子與 P 品系雌性果蠅的卵子結合時，受精卵的細胞質來自 P 品系雌性。P 品系雌性的卵子細胞質含有 P 元素轉座酶的抑制因子。

此題考查真核生物 RNA 聚合酶 II (RNAP II) 的羧基末端結構域 (C-terminal domain, CTD) 在基因表達中的兩個主要作用。RNAP II 的 CTD 是其 RPB1 亞基的 C 端延伸部分，由高度重複的酪氨酸-絲氨酸-脯氨酸-蘇氨酸 (YSPTSPS) 序列組成。CTD 的磷酸化狀態在轉錄調控中起著核心作用。

RNAP II CTD 的兩個主要作用：

1. 招募和協調轉錄後修飾因子 (Recruitment and Coordination of Post-transcriptional Modification Factors)：
   • CTD 的磷酸化狀態在轉錄的啟動、延伸和終止過程中發生動態變化。
   • 轉錄起始階段：CTD 通常是未磷酸化或輕度磷酸化的。在此狀態下，CTD 可以與轉錄起始複合物 (PIC) 的組分結合，包括通用轉錄因子，這有助於 RNAP II 的招募和起始複合物的組裝。
   • 轉錄延伸階段：當 RNAP II 開始延伸轉錄時，CTD 會被磷酸化（主要是絲氨酸 2 和 5 的磷酸化）。這種磷酸化狀態的改變，會改變 CTD 與其他蛋白質的結合能力。
   • 協調 RNA 加工：磷酸化的 CTD 可以作為一個平台，招募參與 RNA 加工的蛋白質複合物，包括：
     • 加帽複合物 (Capping enzymes)：在轉錄剛開始時，磷酸化的 CTD 上的特定位點（如 Ser5 磷酸化）可以招募加帽複合物，在 mRNA 的 5' 末端添加 7-甲基鳥苷酸帽。
     • 剪接因子 (Splicing factors)：參與剪接的 snRNPs 和其他蛋白質可以與磷酸化的 CTD 結合，促進內含子的識別和移除，以及外顯子的連接。
     • 加尾和終止因子 (Polyadenylation and termination factors)：在轉錄後期，CTD 的 Ser2 磷酸化狀態與加尾和轉錄終止信號的識別有關，招募相應的酶來進行 mRNA 的 3' 端加工和終止轉錄。

核心觀念

本題考查兩個概念：

1. 限制酶的六鹼基辨識序列與切割位置。
2. DNA 複製選殖中「相容性黏性末端」（compatible cohesive ends）的用途。

限制酶通常辨識特定的短 DNA 序列，並在固定位置切割 DNA。若切割後產生單股突出端，稱為「黏性末端」（sticky end 或 cohesive end）。

解題方法

先在題目序列中尋找常見的六鹼基限制酶辨識序列：

$$5'-\mathrm{CCGAGAGATCTAC}-3'$$

其中第 6–11 個鹼基為：

$$5'-\mathrm{AGATCT}-3'$$

$\mathrm{AGATCT}$ 是限制酶 BglII 的辨識序列，且具有回文結構。BglII 的切割方式如下：

$$5'-\mathrm{A|GATCT}-3'$$ $$3'-\mathrm{TCTAG|A}-5'$$

因此，原序列的切割位置為：

$$5'-\mathrm{CCGAGA|GATCTAC}-3'$$

切割後會產生四個鹼基的 $5'$ 突出端：

$$5'-\mathrm{GATC}$$

所以本題第（a）題的辨識與切割序列為：

$$\boxed{5'-\mathrm{A|GATCT}-3'}$$

相容性黏性末端

「相容性黏性末端」是指由不同限制酶切割後產生、但彼此具有互補單股突出序列的 DNA 末端。這些末端可以透過鹼基互補配對暫時接合，再由 DNA ligase 形成完整的磷酸二酯鍵。

例如：

• BglII 切割 $\mathrm{AGATCT}$，產生 $5'$-$\mathrm{GATC}$ 突出端。