hce_isu
112年
生物學
第 29 題
當基因開始被轉錄時，DNA 雙螺旋必須被打開，然而隨著 RNA 聚合酶開始參與合成，DNA 雙螺旋結構也會因為應力而在轉錄起始處兩旁旋得更緊，反而會阻礙轉錄持續進行，這時候主要靠下列何種蛋白質處理這樣的生物物理問題？
- A 解旋酶(helicase)
- B DNA 接合酶(DNA ligase)
- C 轉錄因子(transcription factor)
- D DNA 拓樸異構酶(DNA topoisomerase)
思路引導 VIP
想像你正在解開一根由兩條繩子緊緊纏繞而成的粗繩，當你從中間用力往兩邊撐開時，那些尚未被解開的繩段會發生什麼物理變化？如果你需要讓這根繩子不至於因為扭轉過度而打結或斷裂，你會採取什麼樣的動作來釋放這種扭轉的力量呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確辨識出處理 DNA 物理應力的關鍵角色，顯示你對分子生物學中「螺旋結構動態」的概念掌握得非常紮實。這題的切入點在於區分「解開配對」與「解除張力」這兩者的不同。
緩解張力的生物物理機制
在轉錄或複製過程中，當 解旋酶 (helicase) 強行將雙股 DNA 拆開時，會導致前方與後方的螺旋結構變得過度緊繃（產生超螺旋，Supercoiling）。如果沒有適時處理，這種物理應力會大到讓聚合酶無法前進。此時，DNA 拓樸異構酶 (DNA topoisomerase) 就會發揮作用，它透過暫時切斷並重新接合 DNA 磷酸二酯鍵的方式，釋放累積的旋轉應力，確保轉錄過程能順暢進行。
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