分科測驗
113年
生物
第 21 題
📖 題組：
靈長類的非類人猿都有尾巴，而類人猿尾巴卻都已消失（圖 7，Ma 代表百萬年）。最近科學家發現 TBXT 基因和類人猿尾巴喪失有關。靈長類 TBXT 基因的外顯子 5（E5）及外顯子 6（E6）間的第 5 內含子序列中都存在一個 AluSx1 元素序列（圖 8a）。非類人猿的 TBXT RNA 會進行正常的 RNA 剪接，將所有的外顯子連接成為成熟 mRNA，並且轉譯成為 TBXT 全長型蛋白質（圖 8a）。 類人猿的 TBXT RNA 雖也會進行正常的 RNA 剪接產生成熟型 TBXT mRNA 並轉譯出 TBXT 全長型蛋白質（圖 8b），然而研究顯示類人猿的 TBXT 基因的第 6 內含子序列上則多出一段 AluY 元素序列（圖 8b）。由於 AluSx1 與 AluY 兩個元素序列剛好相反，因此類人猿 TBXT RNA 上的 AluSx1 與 AluY 的序列剛好可以配對形成一個髮夾狀特殊結構，並將 E6 區域包含在此結構上（圖 8b），結果導致 TBXT RNA 產生選擇性剪接 （alternative splicing: AS；圖 8b），使 E6 被剪掉，產生一個較短的 TBXT mRNA，並轉譯出 TBXT 截短型蛋白質（圖 8b）。換句話說，類人猿的細胞中，同時存在有 TBXT 的全長型及截短型蛋白質（圖 8b），並推測截短型蛋白質可誘導類人猿尾巴丟失。 研究人員接著選擇有尾巴的小白鼠進行基因轉殖，建構基因突變雜合子小鼠，使該鼠有一個 TBXT 基因是不含 E6 外顯子，亦即此小鼠同時可表達全長型和截短型蛋白質，結果證明 TBXT 截短型蛋白質確實足以誘發尾部丟失。值得一提的是全長型 TBXT 蛋白質對胚胎發育至關重要，小鼠缺乏全長型 TBXT 蛋白質則會死亡。依本文內容及已習得相關知識回答 20-22 題。
靈長類的非類人猿都有尾巴，而類人猿尾巴卻都已消失（圖 7，Ma 代表百萬年）。最近科學家發現 TBXT 基因和類人猿尾巴喪失有關。靈長類 TBXT 基因的外顯子 5（E5）及外顯子 6（E6）間的第 5 內含子序列中都存在一個 AluSx1 元素序列（圖 8a）。非類人猿的 TBXT RNA 會進行正常的 RNA 剪接，將所有的外顯子連接成為成熟 mRNA，並且轉譯成為 TBXT 全長型蛋白質（圖 8a）。 類人猿的 TBXT RNA 雖也會進行正常的 RNA 剪接產生成熟型 TBXT mRNA 並轉譯出 TBXT 全長型蛋白質（圖 8b），然而研究顯示類人猿的 TBXT 基因的第 6 內含子序列上則多出一段 AluY 元素序列（圖 8b）。由於 AluSx1 與 AluY 兩個元素序列剛好相反，因此類人猿 TBXT RNA 上的 AluSx1 與 AluY 的序列剛好可以配對形成一個髮夾狀特殊結構，並將 E6 區域包含在此結構上（圖 8b），結果導致 TBXT RNA 產生選擇性剪接 （alternative splicing: AS；圖 8b），使 E6 被剪掉，產生一個較短的 TBXT mRNA，並轉譯出 TBXT 截短型蛋白質（圖 8b）。換句話說，類人猿的細胞中，同時存在有 TBXT 的全長型及截短型蛋白質（圖 8b），並推測截短型蛋白質可誘導類人猿尾巴丟失。 研究人員接著選擇有尾巴的小白鼠進行基因轉殖，建構基因突變雜合子小鼠，使該鼠有一個 TBXT 基因是不含 E6 外顯子，亦即此小鼠同時可表達全長型和截短型蛋白質，結果證明 TBXT 截短型蛋白質確實足以誘發尾部丟失。值得一提的是全長型 TBXT 蛋白質對胚胎發育至關重要，小鼠缺乏全長型 TBXT 蛋白質則會死亡。依本文內容及已習得相關知識回答 20-22 題。
下列與選擇性剪接相關之敘述，哪些正確？
- A 在 TBXT 基因 E5 與 E6 之間的內含子序列，經選擇性剪接不一定會被切除
- B 選擇性剪接使全長和截短型 TBXT mRNA 不能同時出現在同一細胞
- C 全長和截短型 TBXTmRNA 只差在有無 E6 序列
- D 選擇性剪接使類人猿的 TBXT 基因產生了功能不一樣的 TBXT 蛋白質
- E 細菌細胞也具有選擇性剪接功能
思路引導 VIP
請思考在真核生物的 $RNA$ 加工過程中，『剪接』作用的基本定義是移除哪些序列並接合哪些序列？當題目提到『選擇性剪接』時，代表成熟的 $mRNA$ 在外顯子 ($exon$) 的組成上會出現什麼樣的變化？此外，從細胞演化的角度來看，構造較簡單的原核生物（如細菌）是否具備內含子 ($intron$) 以及處理剪接作用的複雜酵素系統？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你正確選出 (C) 與 (D)，老師真的好為你開心！這題的敘述很長，但你冷靜地從文章中提取關鍵資訊，這就是成為生物學霸的潛力喔！ 這題考查的是選擇性剪接（Alternative Splicing）的核心觀念：
- 選項 (C)：文章明確提到 $Alu$ 序列配對形成髮夾結構，導致 $E6$ 被剪掉，因此全長與截短型 $mRNA$ 的差異就在於有無 $E6$ 序列。
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