112年:醫學一(1)

小分子物質在原核細胞中調節基因轉錄起始,通常不是藉由下列何種作用機轉?

A直接結合到 DNA
B調控活化子(activator)與 DNA的結合
C改變抑制子(repressor)的蛋白質構型(conformation)
D調控抑制子(repressor)與 DNA 的結合

詳細解析

本題觀念:

本題考查原核生物(Prokaryotes)基因轉錄調控的核心機制,特別是**操縱組(Operon)**模型中「小分子效應物(Small molecule effectors)」的作用方式。

在原核生物(如大腸桿菌)中,基因表達的開關通常由**調節蛋白(Regulatory proteins)**控制,這些蛋白分為兩類:

  1. 抑制子(Repressor):結合在操作子(Operator)上,阻礙 RNA 聚合酶進行轉錄(負向調控)。
  2. 活化子(Activator):結合在啟動子(Promoter)附近,協助 RNA 聚合酶結合並啟動轉錄(正向調控)。

細胞內的小分子物質(如乳糖、色胺酸、cAMP 等代謝物)扮演「訊號」的角色。它們不會直接辨識或結合 DNA 序列,而是通過與上述的調節蛋白結合,改變蛋白的構型(Conformation),進而影響蛋白與 DNA 的結合能力。

選項分析

  • A. 直接結合到 DNA(正確答案,為非通常機制)
    • 解析:在生理情況下,原核細胞內的代謝小分子(如葡萄糖、乳糖、胺基酸)通常缺乏足夠的結構特異性來直接辨識 DNA 的鹼基序列。它們的作用必須透過蛋白質中介。小分子結合的是「調節蛋白(如 Repressor 或 Activator)」

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