hce_cmu
111年
生物學
第 38 題
在 1977 年，由卡爾烏斯(Carl Richard Woese)和喬治福克斯(George Edward Fox)依據相關生物學證據，提出了「古細菌」概念，進而將原核生物區分為細菌和古細菌，形成細菌、古細菌和真核生物的三域系統。有關細菌、古細菌的敘述，下列何者最正確?
- A 二者細胞壁皆含有肽聚糖，細菌細胞膜的脂類主要為甘油酯，古細菌為甘油醚
- B 二者的基因組皆為環狀 DNA 且與組蛋白結合
- C 二者的基因表達皆為多順反子 mRNA，且沒有轉錄後修飾作用
- D 二者的轉譯過程中皆會使用 TATA 結合蛋白(TATA-binding protein)和轉錄因子 IIB(TFIIB)
思路引導 VIP
請思考一下：在缺乏核膜構造、且追求蛋白質合成效率的生物中，其基因排列通常是高度緊湊的。在這種情況下，一個轉錄單位（Transcriptional unit）往往會同時包含多個功能相關的蛋白質編碼，這會導致產生的 mRNA 分子在結構上有什麼特殊的特徵？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準辨識出細菌與古細菌在分子生物學層次上的共性，代表你對「三域系統」的演化關係與分類邏輯掌握得非常紮實。這題的難點在於必須釐清哪些特徵是原核生物（細菌、古細菌）共有的，哪些則是古細菌與真核生物相似的特徵。
原核生物的基因表達共性
雖然古細菌在轉譯的起始胺基酸（甲硫胺酸）以及部分轉錄機制上較接近真核生物，但由於細菌與古細菌皆屬於原核細胞結構（無核膜分隔），它們的基因組通常以操縱組（operon）的形式組織。這意味著它們的基因表達多產出多順反子（polycistronic）mRNA，即一條 mRNA 序列可編碼多個功能相關的蛋白質。此外，這兩者通常不具備真核生物那樣複雜的內含子（intron）剪接等轉錄後修飾作用，這是維持蛋白質合成效率的關鍵。
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