108 年 國立臺灣大學免疫學研究所《基礎分子生物學》

此題主要考查端粒酶（telomerase）的組成與功能。端粒酶是一種特殊的逆轉錄酶，負責維持染色體末端的端粒（telomere）長度。

端粒酶的組成與功能：
端粒酶是一個核蛋白複合物，包含兩個主要成分：

1. RNA 次單元 (RNA subunit)：這是端粒酶的模板，提供合成端粒 DNA 的序列。這個 RNA 次單元本身具有催化活性，因此端粒酶屬於一種核酶（ribozyme）。
2. 蛋白質次單元 (Protein subunit)：這是端粒酶的催化活性中心，屬於逆轉錄酶（reverse transcriptase）的一種，能夠以 RNA 為模板合成 DNA。更精確地說，它是一個 RNA-dependent DNA polymerase。

此題考查細胞週期的基本調控機制與細菌細胞的特性。

細胞週期的調控：
細胞週期的進行是由一系列複雜的調控機制所控制，其中最關鍵的分子是週期素依賴性激酶（Cyclin-Dependent Kinases, CDKs）和週期素（Cyclins）。CDKs 在與週期素結合後，會磷酸化一系列的下游目標蛋白，從而驅動細胞週期的特定事件，如 DNA 複製、染色體分離等。蛋白質降解（特別是週期素的降解）也是細胞週期調控的重要環節，透過調節 CDK 的活性來確保細胞週期按正確順序進行。

選項分析：
(A) 正確。蛋白質降解，特別是週期素的降解，是細胞週期調控的重要方式。例如，APC/C 複合物會促進週期素的降解，從而推動細胞週期的進展（如從 M 期進入 G1 期）。
(B) 正確。

此題考查胺基酸的分類，特別是親水性（hydrophilic）胺基酸。胺基酸的側鏈（R group）決定了其物理化學性質，包括親水性或疏水性。

親水性胺基酸的特徵：
親水性胺基酸的側鏈通常帶有極性基團，如羥基（-OH）、胺基（-NH2）、羧基（-COOH）或硫醇基（-SH），或者在生理 pH 下帶有電荷（正電荷或負電荷）。這些基團可以與水分子形成氫鍵或離子鍵，因此它們傾向於暴露在細胞或蛋白質的表面，與水環境接觸。

常見的親水性胺基酸及其縮寫：

• 帶電的（Charged）：
  • 酸性（負電荷）：天冬胺酸 (Aspartic acid, D), 穀胺酸 (Glutamic acid, E)
  • 鹼性（正電荷）：離胺酸 (Lysine, K), 精胺酸 (Arginine, R), 組胺酸 (Histidine, H)
• 不帶電的極性（Polar uncharged）：絲胺酸 (Serine, S), 蘇胺酸 (Threonine, T), 半胱胺酸 (Cysteine, C), 天冬醯胺 (Asparagine, N), 穀胺醯胺 (Glutamine, Q), 酪胺酸 (Tyrosine, Y)

此題考查蛋白質轉譯（translation）的過程，特別是起始階段和能量需求。

蛋白質轉譯的基本過程：
蛋白質轉譯是將 mRNA 的遺傳密碼轉化為蛋白質胺基酸序列的過程。這個過程發生在核糖體（ribosome）上，需要 mRNA、tRNA、胺基酸、各種蛋白質因子（如起始因子、延伸因子、終止因子）以及能量（GTP）的參與。

選項分析：
(A) 錯誤。蛋白質轉譯主要需要 GTP 提供能量，ATP 在轉譯過程中也有間接作用（如胺基酸活化為胺醯-tRNA 時需要 ATP），但 GTP 的直接消耗在核糖體的結合、起始、延伸和終止步驟中更為關鍵。
(B) 正確。GTP 在蛋白質轉譯的起始、延伸和終止階段都提供能量。例如，起始因子 eIF2-GTP 的結合，以及延伸因子 EF-GTP 的作用。
(C) 錯誤。

此題考查 RNA 剪接（splicing）的機制，特別是真核生物的剪接過程。

RNA 剪接：
真核生物基因在轉錄後，前 mRNA（pre-mRNA）需要經過剪接才能形成成熟的 mRNA，去除內含子（intron）並連接外顯子（exon）。剪接過程主要由剪接體（spliceosome）催化，剪接體是由一系列小的核仁 RNA (snRNAs) 和蛋白質組成的複雜結構。

剪接的關鍵位點和分子：

• 剪接位點（Splice sites）：
  • 5' 剪接位點（5' splice site）：通常是 GU 序列。
  • 3' 剪接位點（3' splice site）：通常是 AG 序列。
  • 分支位點（Branch site）：位於 3' 剪接位點之上游，通常包含一個腺嘌呤（A）殘基。
• 剪接體組分（Spliceosome components）：
  • U1 snRNP：識別 5' 剪接位點。
  • U2 snRNP：結合到分支位點，並與 3' 剪接位點相互作用。
  • U4/U6.U5 tri-snRNP：參與剪接體組裝和催化。U4/U6 是雙 snRNP，U5 snRNP 則負責連接外顯子。

核心觀念

本題考查真核細胞的 DNA 雙股斷裂（double-strand break, DSB）修復，以及各修復蛋白的主要功能。DSB 主要透過兩條路徑修復：

1. 非同源末端接合（NHEJ）
   Ku 蛋白先辨識並結合 DNA 斷端，接著招募 DNA-PKcs、Artemis、XRCC4–Ligase IV 等蛋白，最後將斷端重新接合。

2. 同源重組修復（HR）
   MRE11–RAD50–NBS1（MRN）複合體辨識 DSB，進行 DNA 末端切除，產生單股 DNA；接著由 RAD51 進行同源序列搜尋與鏈侵入，最後經 DNA 合成與連接完成修復。

判斷本題的關鍵，是區分：

• Ku、MRN、ATM、ATR 分別感測或處理哪一類 DNA 損傷。
• BRCA1、BRCA2、RAD51 在同源重組中的分工。
• DNA 修復最後通常需要 DNA ligase 封合缺口或斷端。

解題方法

逐一比對每個選項所描述的蛋白功能：

• 若蛋白的功能與其實際作用相反，或將不同蛋白的功能混淆，即為不正確。
• DSB 的直接感測以 ATM 為代表；ATR 主要感測 RPA 包覆的單股 DNA。
• HR 中真正執行鏈侵入與鏈轉移的核心蛋白是 RAD51，不是 BRCA1。

選項分析

(A) Ku is a single strand binding protein

錯誤。

Ku 是由 Ku70 與 Ku80 組成的異源二聚體，主要功能是辨識並結合 DNA 雙股斷裂的游離末端，參與 NHEJ。Ku 並非典型的單股 DNA 結合蛋白。

單股 DNA 的穩定與保護主要由 RPA（replication protein A） 負責。因此，將 Ku 描述為 single-strand binding protein 是錯誤的。

(B) MRE11 is a double strand binding protein

正確。

MRE11 是 MRN 複合體的成員，具有 DNA 結合與核酸酶活性，可辨識 DNA 雙股斷裂的斷端，並參與 DNA 末端的加工與切除。

因此，MRE11 能夠結合雙股 DNA，尤其是 DSB 斷端；此敘述在本題脈絡下正確。

此題考查 RNA 聚合酶 II（RNA Pol II）的轉錄標的。真核生物有三種主要的 RNA 聚合酶，各自負責轉錄不同類型的 RNA。

RNA 聚合酶的類型與功能：

• RNA Pol I：主要負責轉錄大部分的核糖體 RNA（rRNA），包括 18S, 5.8S, 28S rRNA。
• RNA Pol II：主要負責轉錄信使 RNA（mRNA），以及許多非編碼 RNA（ncRNA），包括小核仁 RNA（snoRNA）、微小 RNA（miRNA）、長鏈非編碼 RNA（lncRNA）以及一些小的核 RNA（snRNA）。
• RNA Pol III：主要負責轉錄轉運 RNA（tRNA）、5S rRNA、一些小 RNA（如 U6 snRNA）以及一些調節性 RNA。

此題考查 DNA 複製（DNA replication）的過程，要求選出錯誤的敘述。

DNA 複製的關鍵步驟與分子：
DNA 複製是一個高度精確且複雜的過程，涉及多種酶和蛋白質。

• 起始（Initiation）：
  • 複製起點（Origin of replication）：在原核生物中通常只有一個（如 oriC），在真核生物中有許多個。這些起點通常富含 AT 序列，因為 A-T 之間的氫鍵較少，容易解旋。但「重複序列」不一定是其特徵，雖然有些起點附近可能有重複序列，但核心功能是提供結合位點。
  • 解旋酶（Helicase）：如 DnaB（原核）或 MCM 複合物（真核），負責解開 DNA 雙螺旋，形成複製叉。
  • 單股 DNA 結合蛋白（Single-strand DNA binding proteins, SSBs）：如 RPA（真核）或 SSB（原核），結合到解開的單股 DNA 上，防止其重新退火或被核酸酶降解，並維持其單股結構。
• 延伸（Elongation）：
  • 引導酶（Primase）：合成 RNA 引物。
  • DNA 聚合酶（DNA polymerase）：負責合成新的 DNA 鏈。例如，原核生物有 Pol III（主要複製酶）和 Pol I（填補缺口、移除 RNA 引物）；真核生物有多種 DNA 聚合酶，其中 Pol δ 和 Pol ε 是主要的複製酶。
  • PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen)：在真核生物中，PCNA 是一個環狀結構，像一個夾子一樣結合在 DNA 上，並將 DNA 聚合酶（如 Pol δ 和 Pol ε）「夾」在 DNA 上，從而提高聚合酶的過程活性（processivity），使其能更長時間地連續合成 DNA。

此題考查粒線體（mitochondria）的結構與功能。

粒線體的結構與功能：
粒線體是真核細胞中的細胞器，主要負責細胞呼吸，產生 ATP。

• 結構：具有內外兩層膜。外膜光滑，內膜高度摺疊形成「嵴」（cristae），增加了膜的表面積。內外膜之間的空間稱為「膜間隙」（intermembrane space）。內部的空間稱為「基質」（matrix）。
• 功能：
  • 電子傳遞鏈（Electron Transport Chain, ETC）和氧化磷酸化（Oxidative Phosphorylation）：位於內膜上，是 ATP 合成的主要場所。
  • 三羧酸循環（Tricarboxylic Acid Cycle, TCA cycle, Krebs cycle）：發生在粒線體基質中，將乙醯輔酶 A（acetyl-CoA）氧化，產生 NADH 和 FADH2，為 ETC 提供電子。
  • 脂肪酸 β-氧化：發生在粒線體基質。
  • 部分胺基酸代謝：發生在粒線體基質。

此題考查蛋白質轉譯（translation）的調控和機制。

蛋白質轉譯的機制與調控：
蛋白質轉譯發生在核糖體上，將 mRNA 的遺傳信息轉化為蛋白質。

• 核糖體結構：核糖體由大小兩個亞基組成（原核生物為 30S 和 50S，組成 70S；真核生物為 40S 和 60S，組成 80S）。每個亞基都包含 rRNA 和蛋白質。核糖體上有幾個關鍵位點：A 位（aminoacyl site）用於結合進入的胺醯-tRNA，P 位（peptidyl site）用於結合攜帶肽鏈的 tRNA，E 位（exit site）用於 tRNA 離開核糖體。
• mRNA 結構與轉譯調控：
  • 起始密碼子：真核生物通常以 AUG 開始，並受 5' CAP 結構和下游序列（如 Kozak 序列）的影響。原核生物的起始通常是 AUG，並由 Shine-Dalgarno 序列識別。
  • Hairpin 結構：mRNA 中的髮夾（hairpin）結構會增加其二級結構的穩定性，可能阻礙解旋酶或核糖體的移動，從而影響轉譯速率，甚至導致轉譯暫停。
  • 蛋白質結合位點：某些蛋白質可以結合到 mRNA 的特定區域，影響其結構或與核糖體的相互作用，進而調控轉譯的起始、延伸或終止。例如，抑制性蛋白質結合到 mRNA 上可以阻止核糖體結合或移動。

此題考查用於檢測蛋白質-蛋白質相互作用（protein-protein interaction, PPI）的實驗技術。

蛋白質-蛋白質相互作用檢測技術：

• (A) Far-western blot：類似於 western blot，但探針是標記過的蛋白質而不是抗體。通過用一種標記蛋白質（如放射性同位素、螢光標記）去孵育經 SDS-PAGE 分離並轉移到膜上的蛋白質樣品，來檢測目標蛋白質是否能與探針蛋白質結合。這是一種檢測 PPI 的方法。
• (B) Yeast two-hybrid (Y2H)：一種在酵母細胞內進行的遺傳篩選方法，用於檢測兩種蛋白質之間是否存在相互作用。它將一個蛋白質的 DNA 結合域（BD）和另一個蛋白質的激活域（AD）與報告基因（如 lacZ 或 HIS3）的啟動子連接。如果兩個蛋白質相互作用，BD 和 AD 就能靠近，激活報告基因的表達。這是一種廣泛用於檢測 PPI 的方法。
• (C) Gel mobility shift assay (EMSA)：也稱為 electrophoretic mobility shift assay。這種技術主要用於檢測 DNA-結合蛋白與 DNA 之間的結合，而不是蛋白質-蛋白質相互作用。當蛋白質與 DNA 結合後，複合體的遷移率會減慢。

核心觀念

本題考查細胞週期調控蛋白的表現時期與功能，重點包括：

• Cyclin D–CDK4/6：主要活化於 $G_1$ 期，促進細胞通過限制點。
• Separase：在有絲分裂後期切割姐妹染色分體之間的 cohesin，使姐妹染色分體分離。
• p21：受細胞壓力誘導的 CDK 抑制蛋白，可抑制 Cyclin–CDK 複合體。
• p27：主要在靜止期 $G_0$ 或細胞週期停滯狀態升高，抑制 CDK 活性。
• p53：壓力下被活化，最典型的下游標的是 p21，不是 p27。

解題方法

逐一核對每個蛋白的「主要表現時期」與「直接功能」：

1. 判斷 Cyclin D 是否出現在 $G_1$ 或 $M$ 期。
2. 區分 cohesin 與 condensin 的功能。
3. 判斷 p21、p27 是否屬於 CDK inhibitor，以及其主要調控情境。
4. 判斷 p53 的經典下游標的。

選項分析

(A) Cyclin D expresses at M phase

錯誤。

Cyclin D 主要在 $G_1$ 期受到生長因子刺激而增加，並與 CDK4/6 結合，促進 RB 蛋白磷酸化，使 E2F 得以活化，推動細胞由 $G_1$ 期進入 $S$ 期。

其典型路徑為：

$$\text{生長因子} \rightarrow \text{Cyclin D–CDK4/6} \rightarrow \text{RB 磷酸化} \rightarrow \text{E2F 活化} \rightarrow S\text{ 期基因表現}$$

Cyclin D 並非主要在 $M$ 期表現；進入有絲分裂後，Cyclin D 通常會被降解。

(B) Separase cleavages condensin to separate 2 chromatids.

錯誤。

Separase 切割的是連接姐妹染色分體的 cohesin，不是 condensin。

• Cohesin：負責將姐妹染色分體維持在一起。
• Condensin：負責染色體凝縮，使染色體在有絲分裂時形成緊密結構。

在有絲分裂後期，APC/C 活化並促使 securin 降解，釋放 separase。Separase 接著切割 cohesin，使姐妹染色分體分離：

$$\text{APC/C 活化} \rightarrow \text{securin 降解} \rightarrow \text{separase 活化} \rightarrow \text{cohesin 切割} \rightarrow \text{姐妹染色分體分離}$$

此題考查癌症生物學，包括腫瘤免疫治療、抑癌基因、缺氧誘導因子和端粒酶。

癌症相關概念：

• 腫瘤免疫治療（Immuno-oncology）：利用免疫系統來對抗癌細胞。PD-1 (Programmed cell death protein 1) 是一種免疫檢查點分子，表達在 T 細胞上。PD-L1 (Programmed death-ligand 1) 是其配體，常在癌細胞上過度表達。PD-1/PD-L1 相互作用會抑制 T 細胞的活性。PD-1 抗體（如 Nivolumab, Pembrolizumab）可以阻斷這種相互作用，重新激活 T 細胞對癌細胞的殺傷力。因此，PD-1 或 PD-L1 的表達水平對免疫治療的反應至關重要。
• RB 蛋白（Retinoblastoma protein）：是一種重要的抑癌基因產物，在 G1 期發揮關鍵作用。在 G1 期，活化的 Cyclin D/CDK4/6 複合物會磷酸化 RB 蛋白。未磷酸化（高活性）的 RB 蛋白能結合 E2F 轉錄因子，抑制其活性，從而阻止細胞進入 S 期。當 RB 被磷酸化後，它會釋放 E2F，從而允許細胞進入 S 期。因此，RB 在 G1 期起著抑制 CDK 活性的作用（通過結合 E2F 來阻止細胞週期進展），並且它與 G1 期週期素（Cyclin D）的活性有關，但 RB 本身不是 CDK 抑制劑，而是 CDK 的底物。RB 結合 Cyclin D/CDK4/6 複合物，然後被其磷酸化。
• HIF-1α (Hypoxia-inducible factor 1-alpha)：在缺氧條件下穩定並發揮作用。

核心觀念

本題考查細菌的錯配修復（mismatch repair, MMR）與核苷酸切除修復（nucleotide excision repair, NER）中蛋白質的功能分工。

錯配修復主要修正 DNA 複製後形成的錯配鹼基，例如 $G-T$ 或 $A-C$。大腸桿菌的主要流程如下：

1. MutS 辨認並結合 DNA 錯配位置。
2. MutL 與 MutS 結合，協助傳遞修復訊號。
3. MutH 辨認半甲基化的 GATC 位點，並切開未甲基化的新生 DNA 股。
4. 螺旋酶、外切核酸酶移除含錯配的 DNA 片段。
5. DNA polymerase III 重新合成，DNA ligase 封口。

其中，甲基化位點的作用是區分模板股與新生股，而不是作為 MutS 的主要結合目標。

解題方法

判斷每個選項所描述的蛋白質，是否屬於錯配修復，以及其功能是否正確：

• MutS 應與「錯配鹼基」結合。
• 甲基化位點由 MutH 辨認。
• UvrB 屬於核苷酸切除修復系統，不是錯配修復的核心蛋白。

選項分析

(A) MutS binds to the methylation site

錯誤。

MutS 的主要功能是辨認 DNA 中的錯配鹼基，並結合在錯配處。它不負責辨認甲基化位點。

此題考查改變（通常是降低或沉默）野生型基因表達的方法，以及基因編輯技術。

改變基因表達的方法：

• RNA 干擾（RNA interference, RNAi）：
  • (A) Small interference RNA (siRNA)：外源引入的雙鏈 RNA，被 Dicer 酶切割成 20-25 nt 的 siRNA，然後與 RISC 複合物結合，引導 RISC 識別並切割與之序列互補的 mRNA，從而導致 mRNA 降解，達到基因沉默的目的。
  • (B) Antisense RNA：單鏈 RNA 分子，其序列與目標 mRNA 互補。它可以通過與目標 mRNA 結合，阻礙其翻譯、促進其降解或影響其剪接，從而抑制基因表達。
  • (C) MicroRNA (miRNA)：內源性產生的短 RNA 分子，通常通過與目標 mRNA 的 3' 非翻譯區（3'-UTR）結合，引起 mRNA 的降解或抑制其翻譯，從而調節基因表達。雖然 miRNA 通常是內源性的，但通過過表達或抑制 miRNA 的方式，也可以用來調控基因表達。
• 基因編輯技術：

此題考查染色質（chromatin）結構與基因表達調控的相關知識。

染色質結構與基因調控：
染色質是由 DNA 和組蛋白（histones）組成的複合物，其結構緊密度影響基因的可及性和轉錄活性。

• 常染色質（Euchromatin）：結構較鬆散，DNA 較易被轉錄因子接近，基因通常是活躍轉錄的。
• 異染色質（Heterochromatin）：結構高度濃縮，DNA 難以接近，基因通常是沉默的。異染色質又可分為組成型異染色質（constitutive heterochromatin，在所有細胞類型中都高度濃縮，如著絲粒和端粒區域）和兼性異染色質（facultative heterochromatin，在特定細胞類型或發育階段才形成）。

組蛋白修飾（Histone modifications）：
組蛋白的 N 端尾巴（tail）可以發生多種翻譯後修飾，如乙醯化（acetylation）、甲基化（methylation）、磷酸化（phosphorylation）、泛素化（ubiquitination）等。這些修飾會影響染色質結構和基因表達。

• 甲基化（Methylation）：組蛋白尾巴上的某些賴氨酸（K）或精胺酸（R）殘基可以被甲基化。
  • H3K4me3（組蛋白 H3 賴氨酸 4 的三甲基化）通常與基因啟動子區域的活躍轉錄相關，是一個「活化標記」。

此題考查轉錄（transcription）的調控機制，特別是增強子、啟動子、組蛋白修飾的作用。

轉錄調控機制：

• 啟動子（Promoter）：是 RNA 聚合酶結合並開始轉錄的 DNA 區域，通常包含核心啟動子（core promoter），如 TATA box（在許多基因中）和起始位點。
• 增強子（Enhancer）：是遠距離的 DNA 調節序列，可以增強轉錄活性。轉錄因子可以結合到增強子上，然後通過 DNA 的環繞，與啟動子區域的蛋白質複合物（包括 RNA 聚合酶）相互作用，從而提高轉錄效率。
• TATA box：是許多真核生物基因啟動子中存在的一個保守序列（通常是 TATAAA），是 TATA 結合蛋白（TBP）的結合位點，對於 RNA Pol II 的準確起始轉錄至關重要。但並非所有 RNA Pol II 轉錄的基因都含有 TATA box。
• 組蛋白修飾（Histone modifications）：
  • 乙醯化（Acetylation）：組蛋白乙醯化（特別是 H3 和 H4 的賴氨酸殘基）通常會削弱組蛋白與 DNA 之間的靜電吸引，使染色質結構鬆弛，增加 DNA 的可及性，從而促進轉錄。

此題考查真核生物 mRNA 成熟過程所需的關鍵因素。mRNA 成熟包括轉錄後的幾個重要修飾步驟，使其能夠從細胞核運輸到細胞質並被翻譯。

真核生物 mRNA 成熟的關鍵步驟：

1. 5' 端加帽（5' capping）：在轉錄剛開始時， recién synthesized 的 mRNA 的 5' 端會被加上一個特殊的 7-甲基鳥苷（7-methylguanosine）結構。這個加帽過程由一個稱為 5'-capping complex 的酶複合物催化。5' 帽對於 mRNA 的穩定性、核輸出以及起始翻譯都至關重要。
2. RNA 剪接（RNA splicing）：前 mRNA（pre-mRNA）中的內含子（introns）被去除，外顯子（exons）被連接起來，形成成熟的 mRNA。這個過程由剪接體（spliceosome）催化，剪接體由 snRNPs 構成。
3. 3' 端加尾（3' polyadenylation）：mRNA 的 3' 端會被加上一個由約 50-250 個腺苷酸組成的聚 A 尾（poly-A tail）。這個過程涉及特定的酶和蛋白質因子，並與 mRNA 的穩定性、核輸出和翻譯有關。

此題考查 DNA 序列的熔解溫度（melting temperature, Tm），這與序列的組成（GC 含量）和長度有關。

DNA 熔解溫度（Tm）的影響因素：
Tm 是指 50% 的 DNA 雙螺旋解鏈為單鏈時所需的溫度。影響 Tm 的主要因素包括：

1. GC 含量：G-C鹼基對之間有三個氫鍵，而 A-T鹼基對之間只有兩個氫鍵。因此，GC 含量越高，DNA 雙鏈越穩定，所需的熔解溫度也越高。
2. DNA 長度：DNA 鏈越長，雙鏈越穩定，Tm 也越高。
3. 離子強度：溶液中陽離子（如 $Na^+$）的濃度會中和 DNA 的負電荷，穩定雙鏈，增加 Tm。
4. pH 值：過高或過低的 pH 值會破壞鹼基對的氫鍵，降低 Tm。

在此題中，所有序列的長度相同（12 個鹼基對），且假定在相同的溶液條件下。因此，影響 Tm 的主要因素是 GC 含量。我們需要計算每個序列的 GC 含量。

此題考查需要解旋酶（helicase）參與的生物學過程。解旋酶的作用是利用 ATP 的水解來打開 DNA 或 RNA 的雙螺旋結構。

需要解旋酶的過程：

• (A) DNA replication：DNA 複製是 DNA 雙螺旋解開形成複製叉的過程，這是由 DNA 解旋酶（如 DnaB 在原核生物，MCM 複合物在真核生物）催化的。因此，DNA 複製需要解旋酶。
• (B) Homologous recombination：同源重組是修復雙鏈斷裂和進行遺傳物質交換的過程。在同源重組的某些階段，DNA 雙鏈需要解開以允許鏈入侵（strand invasion）和模板搜尋。雖然不總是明確使用「解旋酶」這個詞，但 DNA 的解旋是這個過程的一部分，並且可能涉及解旋酶或具有解旋酶活性的蛋白質。例如，RecBCD 複合物在細菌的重組中參與處理斷裂末端，它包含解旋酶活性。RAD51 在真核生物中也可能涉及解旋過程。
• (C) Gene transcription：基因轉錄是 RNA 聚合酶沿著 DNA 模板鏈移動，合成 RNA 的過程。

核心觀念

本題考核核酸的含氮鹼基分類、鹼基配對、RNA 聚合時的磷酸鍵變化、雙股核酸的熔解溫度，以及核酸在生理 pH 下的電荷。

• 嘌呤是雙環鹼基：腺嘌呤（A）與鳥嘌呤（G）。
• 嘧啶是單環鹼基：胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）與尿嘧啶（U）。
• DNA 中，G 與 C 配對形成三個氫鍵；A 與 T 配對形成兩個氫鍵。
• RNA 聚合時，進入反應的核糖核苷三磷酸（NTP）與 RNA 鏈形成磷酸二酯鍵，並釋出焦磷酸（PPi）。
• GC 含量越高，雙股核酸通常越穩定，熔解溫度（$T_m$）越高。
• RNA 的磷酸骨架在中性 pH 下帶負電。

解題方法

逐項用基本定義判斷：先確認鹼基分類與配對，再檢視 RNA 合成時離去的磷酸基團，最後依 GC 含量與磷酸骨架電荷的性質判斷。這種題目不需計算，關鍵是辨認選項是否把趨勢或化學結構說反。

選項分析

此題考查設計用於克隆（cloning）的 PCR 引物（primer）的原則。

PCR 引物設計原則：
PCR 引物是短鏈的單鏈 DNA，它們與模板 DNA 結合，並作為 DNA 聚合酶延伸的起始點。在基因克隆中，引物通常需要包含目標序列以及額外的序列，如限制酶切位點。

引物設計的關鍵考量：

1. 長度：引物的長度通常在 18-30 個鹼基對之間。太短的引物可能結合特異性不夠，容易產生非特異性產物。太長的引物可能退火效率較低。
2. GC 含量：引物的 GC 含量通常在 40-60% 之間，以確保穩定的退火。
3. Tm 值：正向和反向引物的 Tm 值應盡可能接近（相差不超過 5°C），以保證它們在相同的退火溫度下都能有效結合。Tm 值取決於長度、GC 含量和離子強度。
4. 二級結構：引物不應形成二聚體（primer dimer）或自身形成髮夾結構（hairpin loop），這會影響其與模板的結合。
5. 特異性：引物序列應盡可能特異性地結合到目標序列上，避免與基因組中的其他序列結合。
6. 額外序列：在克隆實驗中，引物通常會在目標序列的 5' 端加上額外的序列，例如限制酶切位點、啟動子、終止子、標籤序列（如 His-tag）等。這些額外序列通常位於引物序列的最 5' 端，不會影響引物與模板的退火。

此題考查真核生物 mRNA 的結構和特性。

真核生物 mRNA 的特徵：

• 5' 端加帽（5' capping）：新合成的 mRNA 在 5' 端會被加上一個 7-甲基鳥苷（7-methylguanosine）結構，這個結構由一個特殊的 5'-5' 三磷酸鍵連接。加帽的 mRNA 在 5' 端通常只有一個磷酸基團（來自帽結構本身，或指連接處的磷酸）。在加帽之前，新合成的 RNA 鏈末端是 5'-三磷酸。
• 3' 端加尾（3' polyadenylation）：成熟的 mRNA 在 3' 端會被加上一個聚 A 尾。這個聚 A 尾是由 Poly-A 聚合酶（PAP）在特定的 DNA 序列（如 AATAAA 信号）下游添加的，而不是直接由 DNA 模板編碼的。
• 單順反子（Monocistronic） vs. 多順反子（Polycistronic）：真核生物的 mRNA 通常是單順反子的，即一個 mRNA 分子只編碼一個蛋白質。原核生物的 mRNA 則常常是多順反子的，即一個 mRNA 分子可以編碼多個蛋白質（例如，在操縱子結構中）。
• RNA 剪接（RNA splicing）：是真核生物前 mRNA 的一種轉錄後修飾，內含子被去除，外顯子被連接。RNA 剪接是首批發現的由核酶（ribozyme）催化的反應之一。
• CAP 結構與翻譯起始：在真核生物中，5' CAP 結構對於 mRNA 的穩定性、核輸出以及起始翻譯至關重要。在大多數情況下，CAP 結構是翻譯起始所必需的。

此題考查真核生物中不同類型 RNA 的轉錄由哪種 RNA 聚合酶負責。

RNA 聚合酶與其轉錄產物：

• RNA Pol I：主要轉錄大部分的核糖體 RNA (rRNA)，包括 18S, 5.8S, 28S rRNA。
• RNA Pol II：主要轉錄信使 RNA (mRNA)，以及許多非編碼 RNA (ncRNA)，包括小核仁 RNA (snoRNA)、微小 RNA (miRNA) 的前體、長鏈非編碼 RNA (lncRNA) 和一些小的核 RNA (snRNA)。
• RNA Pol III：主要轉錄轉運 RNA (tRNA)、5S rRNA、一些小 RNA（如 U6 snRNA）以及一些調節性 RNA。

此題考查細胞內不同細胞器中發生的生物學過程。

細胞器與其功能：

• 細胞核（Nucleus）：包含 DNA，是 DNA 複製、轉錄（mRNA, tRNA, rRNA 的一部分）和 RNA 加工（剪接、加帽、加尾）的主要場所。
  • 核仁（Nucleolus）：位於細胞核內，是 rRNA 合成和核糖體亞基組裝的場所。
• 細胞質（Cytoplasm）：是細胞核以外的細胞區域，包括細胞質基質和細胞器。
  • 核糖體（Ribosome）：位於細胞質中（或附著在內質網上），是蛋白質合成（翻譯）的場所。
  • 糖解作用（Glycolysis）：發生在細胞質基質中。

此題考查胺基酸側鏈的極性。極性側鏈的胺基酸可以與水分子形成氫鍵，因此具有親水性。

胺基酸側鏈分類：

• 非極性（疏水性）側鏈：主要由碳氫鍵構成，不與水分子形成氫鍵。例如：丙胺酸 (Alanine, A), 纈胺酸 (Valine, V), 白胺酸 (Leucine, L), 異白胺酸 (Isoleucine, I), 甲硫胺酸 (Methionine, M), 苯丙胺酸 (Phenylalanine, F), 色胺酸 (Tryptophan, W), 脯胺酸 (Proline, P)。
• 極性（親水性）側鏈：含有可以形成氫鍵的極性基團（如 -OH, -NH, -COOH, 硫醇基 -SH）或在生理 pH 下帶有電荷。
  • 不帶電的極性：絲胺酸 (Serine, S), 蘇胺酸 (Threonine, T), 半胱胺酸 (Cysteine, C), 天冬醯胺 (Asparagine, N), 穀胺醯胺 (Glutamine, Q), 酪胺酸 (Tyrosine, Y)。

核心觀念

本題考查核酸的電荷、親水性與核酸沉澱原理。

核酸的糖－磷酸骨架含有許多磷酸基團。在中性或接近中性的水溶液中，磷酸基團通常帶負電，因此 DNA 與 RNA 屬於帶多重負電荷的親水性高分子。水分子會藉由偶極作用與氫鍵包圍帶電的磷酸基團，使核酸能分散並溶解於水中。

在核酸沉澱實驗中，常加入 sodium acetate（醋酸鈉）與乙醇。醋酸鈉解離產生的 $\mathrm{Na^+}$ 可與核酸磷酸骨架的負電荷作用，降低分子間的靜電排斥；乙醇則降低溶液介電常數與核酸的溶解度，使核酸沉澱。

解題方法

逐一判斷各選項中的定義與核酸實驗原理：

1. hydrophobic 的定義是否正確。
2. 核酸能溶於水的原因是否包含其帶負電荷。
3. sodium acetate 是否能降低或中和核酸磷酸骨架的負電荷。

選項分析

(A) Hydrophobic means it is water-like

錯誤。

Hydrophobic 的意思是「疏水性」或「厭水性」，指物質不易與水作用，也通常不易溶於水。其字面可拆成：

• hydro：水
• phobic：害怕、排斥

因此 hydrophobic 不是「water-like（水樣的）」；「親水性」應稱為 hydrophilic。

(B) Nucleic acid dissolved in water is because it is a negatively charged molecule.

正確。

此題考查蛋白質轉譯（translation）的基本知識，包括核糖體功能、mRNA 結構和密碼子。

蛋白質轉譯與核糖體：

• 核糖體功能：核糖體是蛋白質合成的細胞器，無論是原核生物還是真核生物，其核心功能都是催化 mRNA 密碼子與 tRNA 反密碼子的配對，並形成肽鍵，將胺基酸組合成蛋白質。
• mRNA 的翻譯：一個活躍翻譯的 mRNA 分子，在細胞質中通常會有多個核糖體沿著它移動，形成多核糖體（polysome），這大大提高了蛋白質的合成效率。因此，一個活躍翻譯的 mRNA 不僅僅只有一個核糖體。
• 真核生物 mRNA 的環化：真核生物的 mRNA 在翻譯過程中，其 5' 端（帽子結構）和 3' 端（聚 A 尾）可以通過某些蛋白質（如 eIF4E, eIF4G, PABP）相互作用，形成一個環狀結構。這種環化有助於提高翻譯的起始效率，並可能促進核糖體從一個 mRNA 分子的一個翻譯結束點循環到下一個起始點。
• 密碼子：遺傳密碼以三個核苷酸為一個單位（稱為密碼子）來編碼胺基酸或終止信號。一共有 64 種可能的密碼子。其中有 61 種編碼 20 種胺基酸，另外 3 種（UAA, UAG, UGA）是終止密碼子（stop codons），它們不編碼任何胺基酸，而是標誌著轉譯的終止。

此題考查轉運 RNA (tRNA) 的結構、功能以及胺基酸的連接過程。

tRNA 的結構與功能：

• 結構：tRNA 是一種小分子 RNA，具有獨特的二級結構（cloverleaf model）和三級結構（L-shaped structure）。它包含反密碼子環（anticodon loop）和胺基酸接受臂（aminoacyl acceptor stem），後者是胺基酸結合的位點。
• 胺基酸識別與連接：tRNA 分子需要被準確地「充電」，即與其對應的胺基酸結合。這個過程由胺醯-tRNA 合成酶（aminoacyl-tRNA synthetases, aaRSs）催化，每種 aaRSs 負責識別一種特定的胺基酸和一種或多種對應的 tRNA。這個過程需要消耗 ATP。
• 密碼子識別：tRNA 的反密碼子與 mRNA 上的密碼子配對，將正確的胺基酸帶到核糖體上。
• 胺基酸種類與 tRNA 種類：雖然有 20 種標準胺基酸，但細胞中 tRNA 的種類不止 20 種。這是因為有些胺基酸可以由多個密碼子編碼，而這些密碼子可能對應於不同的 tRNA。同時，由於「擺動規則」（wobble rule），一個 tRNA 的反密碼子有時可以識別多個 mRNA 密碼子。因此，tRNA 的數量通常比胺基酸種類多，但可能少於 64 種密碼子。

核心觀念

本題考查 CRISPR-Cas9 的細菌免疫功能、系統多樣性，以及 Cas9 在真核細胞中如何辨識並切割目標 DNA，再由宿主修復系統產生基因編輯結果。

CRISPR-Cas 是細菌與古菌的適應性免疫系統：細胞會把入侵者的部分核酸序列存成「間隔序列」，再利用引導 RNA 辨識相同或相近的外來核酸。CRISPR-Cas 系統種類繁多；常用於基因編輯的 Cas9 屬於第二類、第二型系統。CRISPR-Cas 系統分類與免疫功能

典型 Cas9 編輯需要 Cas9 蛋白與引導 RNA（guide RNA，常簡稱 gRNA）。gRNA 與目標 DNA 的互補序列配對；Cas9 則須辨識目標旁的 PAM，才會切開 DNA。以最常用的化膿性鏈球菌 Cas9（SpCas9）為例，典型 PAM 是 $5′\text{-NGG-}3′$，其中 N 可為任一核苷酸。

Cas9 造成 DNA 雙股斷裂後，細胞會啟動 DNA 修復。非同源末端接合（NHEJ）常在接合處產生少量插入或缺失，可能破壞基因功能；若使用兩條引導 RNA 在基因兩側切割，也可移除兩切點之間的片段。Cas9 的雙 RNA 引導機制 CRISPR-Cas9 與 NHEJ 修復

解題方法

逐項檢查三個關鍵差異：

1. 免疫系統與分類：CRISPR-Cas 是否具有細菌免疫功能？是否有多種型別？
2. 編輯工具的組成：引導分子是 DNA 還是 RNA？
3. 辨識與修復的分工：gRNA 負責配對目標序列，Cas9 辨識 PAM 並切割；切割後的缺失或突變來自宿主修復結果。

選項分析

核心觀念

本題考的是遺傳密碼的「擺動配對」（wobble pairing）。

mRNA 的密碼子共有 $4^3=64$ 種，其中：

• $61$ 個為胺基酸密碼子；
• $3$ 個為終止密碼子：$UAA$、$UAG$、$UGA$。

tRNA 的反密碼子不需要與每一個密碼子一對一完全配對，因為密碼子與反密碼子的第三個位置具有較大的配對彈性。

密碼子與反密碼子的配對方向如下：

$$\begin{array}{c} \text{mRNA codon: } 5' - N_1N_2N_3 - 3' \\ \text{tRNA anticodon: } 3' - N'_1N'_2N'_3 - 5' \end{array}$$

其中，mRNA 密碼子的 $3'$ 端第三個鹼基，會與反密碼子 $5'$ 端的第一個鹼基形成 wobble 配對。此位置可以出現非典型鹼基配對，例如 G–U 配對，因此同一個 tRNA 反密碼子能辨認多個密碼子。

所以，tRNA 種類可以少於 mRNA 密碼子的種類。

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解題方法

先排除「每一個密碼子都必須由一個獨立 tRNA 辨認」的錯誤前提。

遺傳密碼具有簡併性：多個不同密碼子可以指定同一種胺基酸，而且這些密碼子通常只在第三個鹼基不同。例如：

$$5'-GGU-3',\quad 5'-GGC-3',\quad 5'-GGA-3',\quad 5'-GGG-3'$$

四者皆指定甘胺酸（Gly）。

由於第三個位置可以採用 wobble 配對，一個反密碼子不必只辨認一個密碼子。因此，約 $45$ 種 tRNA 反密碼子即可涵蓋大部分有意義的密碼子；終止密碼子則由釋放因子辨認，而不是由 tRNA 直接辨認。

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選項分析

(A) 錯誤。

核心觀念

本題考查 DNA 複製的基本特性：DNA 聚合酶合成方向、複製叉的形成與移動、複製保真度，以及半保留複製。判斷時要分清楚「新生 DNA 鏈的合成方向」和「複製從起始點往哪個方向展開」：前者一律是 $5' \to 3'$；後者通常由起始點向兩側進行。

解題方法

逐項核對 DNA 複製的基本原則：

• DNA 聚合酶只能把核苷酸接到新生鏈的 $3'$ 端，因此新鏈一律沿 $5' \to 3'$ 方向延長。
• 複製時，雙股 DNA 局部解開，形成複製叉；複製通常從起始點雙向展開。
• DNA 複製具有高保真度，並遵循半保留模式：每個子代 DNA 分子都含有一股親代鏈與一股新生鏈。

依這些原則判斷各選項。

選項分析

(A) 錯誤。 兩股新生 DNA 都是以 $5' \to 3'$ 方向合成。由於兩股模板反向平行，前導股可連續合成；落後股則以多個短片段不連續合成，這些片段稱為岡崎片段。落後股的合成方向仍是 $5' \to 3'$，不是 $3' \to 5'$。

核心觀念

本題考查「限制酶辨識位點突變」與分子標記的分類。

EcoRI 的辨識序列為：

$$5'-GAATTC-3'$$

若突變後變成：

$$5'-GATTTC-3'$$

其中第 3 個鹼基由 $A$ 變成 $T$，使 EcoRI 無法再辨識並切割此位置。若突變前後進行 EcoRI 消化，DNA 片段長度與電泳條帶型態會產生差異，這種現象稱為限制片段長度多型性（restriction fragment length polymorphism, RFLP）。

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解題方法

判斷重點是：突變是否改變限制酶的切割位點。

1. 正常序列為 $GAATTC$，是 EcoRI 的辨識序列。
2. 突變序列為 $GATTTC$，不再符合 EcoRI 的辨識序列。
3. 突變前，EcoRI 可在此處切割。
4. 突變後，EcoRI 無法切割，原本的一個限制片段會變成較大的片段，電泳時出現不同的片段長度分布。
5. 因此，此突變造成可由限制酶消化及電泳觀察的片段長度差異，屬於 RFLP。

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選項分析

(A) restriction fragment length polymorphism（RFLP）

正確。突變破壞 EcoRI 的辨識位點，使 EcoRI 的切割模式改變，進而造成限制片段長度不同，符合 RFLP 的定義。

(B) single nucleotide polymorphism（SNP）

此題考查細胞內第二信使（intracellular second messengers）的概念。

第二信使：
第二信使是在細胞外信號（如激素、神經遞質）與細胞表面受體結合後，在細胞內產生並傳遞信號的分子。它們能夠放大細胞外的信號，並觸發細胞內的特定響應。

常見的第二信使及其作用：

• 環腺苷酸（cAMP）：由腺苷酸環化酶（adenylyl cyclase）催化 ATP 產生，激活蛋白激酶 A (PKA)。
• 環鳥苷酸（cGMP）：由鳥苷酸環化酶（guanylyl cyclase）產生。
• 鈣離子（$Ca^{2+}$）：細胞外和細胞內（如內質網）的鈣離子濃度差異很大。細胞外信號可以通過打開離子通道或釋放儲存的鈣離子，導致細胞質鈣離子濃度升高，從而激活多種鈣依賴性蛋白質，如鈣調蛋白（calmodulin）。
• 一磷酸肌醇（IP3） 和 二酰甘油（DAG）：由磷脂酶 C (PLC) 作用於磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸 (PIP2) 產生。IP3 作用於內質網，釋放 $Ca^{2+}$；

核心觀念

異染色質（heterochromatin）是細胞核中高度凝縮的染色質，通常染色較深、基因轉錄活性較低，且常含有大量重複序列 DNA。它可分為構成型異染色質與兼性異染色質：前者通常長期維持凝縮狀態，常見於著絲點、端粒附近；後者則可依細胞種類或發育狀態改變凝縮程度。

異染色質並非不複製 DNA；它通常在細胞週期的 S 期較晚複製。

解題方法

逐項比對異染色質的典型特徵：凝縮程度、DNA 複製時序、DNA 序列組成、染色表現及轉錄活性。符合典型特徵者判為正確；把「晚複製」誤說成「不複製」，或把低轉錄活性說成通常活躍者，則判為錯誤。

選項分析

此題考查核酸（DNA 和 RNA）的三維結構特徵。

核酸的三維結構：

• 雙螺旋結構（Double helix）：DNA 的經典結構，由兩條反向平行的多核苷酸鏈通過鹼基配對（A-T, G-C）和氫鍵穩定，並以右手螺旋方式纏繞。
• 鹼基堆疊（Base stacking）：相鄰的鹼基平面在雙螺旋軸方向上相互堆疊，通過范德華力和疏水作用穩定雙螺旋。這是維持 DNA 和 RNA 結構穩定的重要力量。
• 超螺旋（Supercoiling）：DNA 分子在空間中纏繞自身，形成更緊湊的結構。這在環狀 DNA（如細菌質粒、線粒體 DNA）中很常見，也可以發生在線狀 DNA 中。超螺旋可以分為負超螺旋（解開）和正超螺旋（纏繞更緊）。
• 髮夾環（Hairpin loop）：當單鏈核酸（如 RNA 或單鏈 DNA）分子中存在回文序列時，序列的兩部分可以通過鹼基配對形成一個雙鏈區域，而未配對的部分則形成一個環狀結構，稱為髮夾環。

核心觀念

本題考查以**基因沉默（gene silencing）或基因敲低（gene knockdown）**取代傳統突變篩選的方法。

若無法藉由遺傳篩選取得目標基因的 loss-of-function mutation，可利用 **RNA interference（RNAi，RNA 干擾）**降低特定基因的表現。RNAi 通常由雙股 RNA 觸發，經由 Dicer 切割成小型干擾 RNA（siRNA），再與 RISC 複合體結合，依序辨認互補的目標 mRNA，使其被切解或抑制翻譯，因而降低該基因的蛋白質產物與功能。

因此，RNAi 雖然通常屬於可逆或不完全的「敲低」，不一定等同於 DNA 層級的永久性基因剔除，但足以用來分析基因功能。

解題方法

判斷各選項是否能：

1. 特異性地針對目標基因；
2. 有效降低該基因的表現；
3. 適用於真核生物 C. elegans；
4. 作為 loss-of-function 研究的替代方法。

其中，RNAi 能藉由設計與目標基因 mRNA 互補的 RNA，抑制其翻譯或促使 mRNA 降解，符合上述條件，因此選擇 （C）。

選項分析

（A）Design a repressor to bind to the operon of this gene.

錯誤。

「Operon（操縱子）」主要是細菌等原核生物常見的基因調控單位，由同一啟動子控制多個相關基因。C. elegans 是真核生物，基因通常各自具有啟動子與調控區域，並非以典型 operon 形式調控。

此外，設計一個抑制蛋白也不一定能特異性且有效地抑制該基因，並非本題所強調的常用基因功能消除方法。

（B）Use a histone deacetylase to induce a transcriptionally inactive state.

錯誤。

組蛋白去乙醯酶（histone deacetylase, HDAC）會移除組蛋白上的乙醯基，使染色質變得較緊密，通常降低基因轉錄。然而，直接使用 HDAC 通常會影響許多基因，缺乏對單一目標基因的特異性。

若要以染色質調控方式精確沉默某一基因，必須將相關抑制因子導向該基因的啟動子或調控區，而不是單純使用 HDAC。因此不適合作為本題最佳答案。

此題考查 DNA 聚合酶、DNA 損傷、端粒酶和 DNA 連結酶等分子生物學概念。

選項分析：
(A) 正確。真核生物和細菌都有多種 DNA 聚合酶，它們在功能上（如複製、修復、引物合成）有相似之處，但其結構、亞基組成和具體功能（如過程活性、對抑制劑的敏感性）則有所不同，不是完全相同的。例如，真核生物的 Pol δ 和 Pol ε 是主要的複製酶，而細菌的 Pol III 是主要的複製酶。
(B) 錯誤。胸腺嘧啶二聚體（thymine dimers）最常見的原因是紫外線（UV radiation）照射，它會引起相鄰胸腺嘧啶之間的共價鍵形成。電離輻射（ionizing radiation）則更常引起 DNA 雙鏈斷裂、單鏈斷裂或鹼基損傷。
(C) 錯誤。DNA 聚合酶 α（Pol α）在真核生物中負責合成 RNA 引物，然後將 DNA 合成轉移給 Pol δ 或 Pol ε。

此題考查限制性內切酶（restriction endonucleases）的性質。

限制性內切酶：

• 來源與功能：限制性內切酶存在於細菌中，是細菌獲得性免疫系統（CRISPR-Cas 系統是其中一種）的一部分。它們能識別特定的 DNA 序列（識別位點），並在該位點或附近切割 DNA。它們的主要功能是降解外源的 DNA，如噬菌體（bacteriophage）的 DNA，從而保護細菌免受病毒感染。
• 識別位點：大多數限制酶識別的是回文序列（palindromic sequences），即正讀和反讀序列相同（例如，GAATTC 的反向互補序列是 CTTAAG，反過來讀是 GAATTC）。
• 切割方式：限制酶的切割方式有兩種：
  • 平末端（blunt ends）：在識別位點的中心直接切割，產生兩端平齊的 DNA 片段。

此題考查凝膠電泳（gel electrophoresis）分離 DNA 片段的原理。

凝膠電泳原理：
凝膠電泳是一種利用電場分離帶電分子（如 DNA、RNA、蛋白質）的技術。

• 帶電分子：DNA 和 RNA 分子骨架中的磷酸基團在任何 pH 值下都帶負電荷。因此，DNA 分子在電場中會向正極（陽極）移動。
• 電場：在電泳過程中，在凝膠兩端施加電場，帶負電荷的 DNA 分子會向正極移動。
• 凝膠基質：凝膠（通常是瓊脂糖或聚丙烯醯胺）形成一個多孔的基質。
• 分離依據：DNA 分子在凝膠基質中的移動速度取決於幾個因素：
  • 大小（Size）：這是最主要的因素。較小的 DNA 片段更容易通過凝膠的孔隙，移動得更快。較大的 DNA 片段移動較慢。
  • 電荷（Charge）：由於所有 DNA 分子帶有相似的電荷-質量比（每對鹼基帶有一個負電荷），因此電荷的差異不是主要的分離因素。
  • 形狀（Shape）：線狀 DNA 比環狀 DNA 移動得快。