關於 E. coli染色體DNA複製的敘述，下列何者最不適當？

本題觀念：

本題考察大腸桿菌（E. coli）染色體 DNA 複製中各種酶的功能及複製週期時間，包括 DNA helicase、DNA polymerase I/II/III 在複製叉的位置與角色，以及整個染色體複製所需時間（C 期）。

選項分析

• 選項A：DNA helicase 負責解開複製叉前面的雙螺旋結構
  DNA helicase（E. coli 中主要為 DnaB）能以 5′→3′ 方向沿單股 DNA 解旋，並在複製 fork 前端打開雙股 DNA，以供 DNA polymerase 填補新股。DNA 複製複合體中，DnaB 就是可過程性解旋的主要酶(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)，正確。

• 選項B：Okazaki fragments 主要是由 DNA polymerase I 複製
  真實情況是，lagging strand 的 Okazaki fragments 初始由 DNA polymerase III 延伸 RNA 引子合成，DNA polymerase I 僅以其 5′→3′ 外切酶活性去除 RNA 引子並填補缺口，並非主要延伸片段(ncbi.nlm.nih.gov)。此選項說法嚴重錯誤。

• 選項C：DNA polymerase II 不參與染色體複製
  E. coli 有五種 DNA polymerase，其中 Pol III 是主要複製酶，Pol I 參與引子移除並填補 gap；Pol II 突變株生長正常，主要角色似乎與 SOS 修復或校正有關，並非負責常規拷貝合成，故一般認為 Pol II 不參與常態染色體複製(ncbi.nlm.nih.gov)。此敘述在基本分子生物課程中被視為正確。

• 選項D：完成整個染色體複製的時間約 40 分鐘
  在理想營養及溫度條件下，E. coli 進行一次全染色體複製（C 期）需要約 40 分鐘；D 期（複製結束至分裂）約 20 分鐘，整體複製與分裂周期可透過 overlapping replication 實現 20 分鐘分裂一代(mdpi.com)。此選項正確。

答案解析

最不適當的敘述為選項 B。Okazaki fragments 的延伸由 DNA polymerase III 進行；DNA polymerase I 的 5′→3′ 外切酶活性只是用來移除 RNA 引子並填補生成的缺口，而非合成主體片段。

核心知識點

• DNA replication fork 構成：DnaB helicase（解旋）、primase（引子合成）、SSB（保護單股）、DNA polymerase III holoenzyme（主要複製酶）、β clamp/γ clamp loader（提高過程性）
• Lagging strand 合成循環：primase 合成 RNA primer → Pol III 延伸 Okazaki fragment → Pol I 5′→3′ 外切酶移除 primer 並填補 gap → DNA ligase 連接
• DNA polymerase 角色：
  • Pol III：主要 replicative polymerase
  • Pol I：primer removal 與 nick translation
  • Pol II：SOS repair 與校正備援，不參與常態複製
• E. coli 染色體複製周期：C 期 ≈ 40 分鐘；D 期 ≈ 20 分鐘；快速生長期透過 multifork replication 使分裂時間可短於單輪複製所需

臨床重要性

此題目屬基礎分子生物學範疇，與臨床診斷關聯不大，但掌握 DNA 複製機制對理解抗菌藥物如 DNA 合成抑制劑（e.g., quinolones 作用於 DNA gyrase）有間接幫助。