114年:醫學一(2)
在哺乳動物細胞中， RNA干擾作用（ RNA interference, RNAi ）是由小干擾 RNA（small interfering RNA,siRNA）所誘發， siRNA一般由幾個核苷酸組成？
A11～13
B21～23
C31～33
D41～43
詳細解析
本題觀念：
本題考查的是 RNA干擾 (RNA interference, RNAi) 機制中的核心分子——小干擾RNA (small interfering RNA, siRNA) 的結構特徵。
在哺乳動物細胞的 RNAi 路徑中，長片段的雙股 RNA (dsRNA) 會被核糖核酸酶 Dicer 切割加工，形成較短的雙股 RNA 片段，即 siRNA。這些 siRNA 的長度具有高度特異性，是該機制能否正確組裝 RNA誘導沉默複合體 (RISC) 並精準辨識目標 mRNA 的關鍵。
選項分析
- (A) 11～13：此長度太短，無法提供足夠的序列專一性來辨識目標 mRNA，也不符合 Dicer 酵素的切割產物特徵。
- (B) 21～23：這是正確答案。Dicer 是一種 RNase III 家族的酵素，它會將長雙股 RNA 切割成約 21～23 個核苷酸 (nucleotides, nt) 長度的短雙股 RNA 片段。典型的 siRNA 結構包含約 19 個配對的鹼基對 (base pairs) 以及 3' 端突出的 2 個非配對核苷酸 (3' overhang)，總長度通常描述為 21～23 nt。此長度剛好能被 Argonaute 蛋白結合並組裝進 RISC 中。
- (C) 31～33：此長度超出了 siRNA 的標準範圍。雖然某些其他類型的小 RNA（如生殖細胞中的 piRNA）長度可能接近 30 nt (約 24-31 nt)，但 siRNA 的長度嚴格限制在 20-25 nt 之間。
- (D) 41～43：此長度過長。在哺乳動物細胞中，長度超過 30 bp 的雙股 RNA 容易誘發干擾素反應 (Interferon response)，導致非專一性的蛋白質合成抑制和細胞凋亡，而非專一性的 RNAi 基因靜默。
答案解析
RNA 干擾 (RNAi) 是一種演化上保守的基因調控機制。在細胞質中，雙股 RNA (dsRNA) 前驅物會被 Dicer 酵素識別並切割。Dicer 就像一把分子尺，其結構決定了切割產物的長度，精確地產生 21～23 個核苷酸長的 siRNA。隨後，siRNA 會被載入 RISC 複合體，其中一股 (Guide strand) 會引導複合體去結合併切斷互補的 mRNA，從而抑制特定基因的表現。
因此，選項 (B) 21～23 為正確描述。
核心知識點
- siRNA 長度：21～23 nucleotides (nt)。具有特徵性的 3' 端 2-nt 突出 (overhang) 和 5' 端磷酸基 (Phosphate)。
- 關鍵酵素：
- Dicer：RNase III 酵素，負責將長 dsRNA 或 shRNA 切割成成熟的 siRNA。
- RISC (RNA-induced silencing complex)：執行基因靜默的複合體，核心蛋白為 Argonaute (Ago)。
- 微小RNA (miRNA) 比較：miRNA 同樣約 21-25 nt，但源自內源性髮夾結構 (pre-miRNA)，且通常與目標 mRNA 不完全互補，主要造成轉譯抑制 (Translation inhibition) 而非 mRNA 切割。
- 臨床應用：合成的 siRNA (約 21 nt) 可作為藥物直接轉染進細胞，用於治療基因異常疾病 (如 hATTR 澱粉樣變性病的藥物 Patisiran)，且長度設計需避免誘發免疫反應。