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調查局三等申論題 110年 [醫學鑑識組] 分子生物學

第 一 題

📖 題組:
二、組織蛋白(Histone)和 DNA 共同組成核小體(Nucleosome),並在基因調控中發揮作用。
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

(一)請敘述核小體核心顆粒的蛋白組成。(6 分)

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看到核小體核心顆粒,應立即聯想其為染色質的基本單位(定義)。作答時務必精確點出八聚體(Octamer)的具體組成(H2A, H2B, H3, H4 各兩個)作為給分核心(構造組件),最後補充其作為表觀遺傳修飾位點的功能(生物學意義)以確保拿滿 6 分。

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【破題】 核小體核心顆粒(Nucleosome core particle)為真核生物染色質(Chromatin)的最基本結構單位,負責 DNA 的初階折疊與包裝。 【論述】

小題 (二)

(二)組織蛋白的轉譯後修飾有那些?(7 分)

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看到組織蛋白轉譯後修飾(PTMs),首先應聯想到『組織蛋白密碼假說(Histone code hypothesis)』以及修飾發生的主要位置(N-terminal tail)。作答時,請務必條列出最常見的四種修飾(乙醯化、甲基化、磷酸化、泛素化),並精準點出作用的目標胺基酸(如 Lysine, Serine)、負責的關鍵酵素(如 HAT, HMT)及其對染色質結構與基因轉錄活性的具體影響。

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【破題】組織蛋白的轉譯後修飾(Post-translational modifications, PTMs)主要發生在其裸露的 N-端尾部(N-terminal tail),透過改變染色質結構或招募特定的結合蛋白,動態調控基因轉錄、DNA 修復與染色體凝集。 【論述】 一、定義與構造特徵

小題 (三)

(三)這些轉譯後修飾如何參與調控基因的表現?(8 分)

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看到「組織蛋白轉譯後修飾如何調控基因表現」,應直覺聯想「組織蛋白密碼(Histone Code)假說」。答題須從兩大核心機制切入:一是透過改變靜電荷引力直接影響染色質緻密度(如乙醯化);二是透過提供特定結合位點招募效應蛋白(Reader proteins),進而促進或抑制轉錄機器的組裝。

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【破題】 組織蛋白(Histone)尾端的轉譯後修飾(PTMs)主要透過「改變染色質結構」與「招募特定效應蛋白(Histone Code)」兩大機制,動態且精密地調控基因轉錄的活化或抑制。 【論述】

小題 (四)

(四)除了調控基因的表現之外,這些轉譯後修飾還參與那些生物過程?(6 分)

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看到組織蛋白修飾(Histone PTMs)的「非轉錄功能」,應立即聯想細胞週期中涉及 DNA 結構與狀態變化的重大事件。解題時可從「DNA 損傷修復(如 γ-H2AX)」、「DNA 複製與核小體組裝(如 H4K5/12ac)」及「細胞分裂與染色體凝集(如 H3S10ph)」三個維度切入,並點出關鍵酵素與作用位點。

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【重點】考查組織蛋白轉譯後修飾(Histone PTMs)在維持基因體完整性(Genomic integrity)、細胞分裂與核小體動態組裝等非轉錄層次的生物學功能。 【解析】 除了轉錄調控,組織蛋白轉譯後修飾主要還參與以下三大核心生物學過程(每項包含機制、關鍵分子與生物學意義):

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