110年:醫學一(1)

DNA聚合酶催化之合成反應係連接第 n+1 個與第 n 個核苷酸二者之五碳糖( pentose )上的何種官能基?

An+1:第三號碳的羥基( -OH ); n :第五號碳的磷酸基團
Bn+1:第五號碳的羥基( -OH ); n :第三號碳的磷酸基團
Cn+1:第三號碳的磷酸基團; n :第五號碳的羥基( -OH )
Dn+1:第五號碳的磷酸基團; n :第三號碳的羥基( -OH )

詳細解析

本題觀念:

DNA 複製機制 (DNA Replication Mechanism)、磷酸二酯鍵形成 (Phosphodiester Bond Formation)、DNA 聚合酶活性 (DNA Polymerase Activity)。

選項分析

本題考查 DNA 聚合酶在合成 DNA 鏈時的具體生化反應機制。DNA 合成具有方向性,始終是由 5' 端向 3' 端進行(5' \rightarrow 3')。

在反應過程中:

  • 第 n 個核苷酸 (n):代表已經存在於合成中的 DNA 鏈(Primer strand)末端的核苷酸。它提供一個游離的 3' 號碳羥基(3'-OH) 作為親核試劑。
  • 第 n+1 個核苷酸 (n+1):代表即將被加入的去氧核苷三磷酸(dNTP)。它的 5' 號碳 上連接著三個磷酸基團(α,β,γ\alpha, \beta, \gamma),其中 α\alpha-磷酸基團參與反應。

反應發生時,第 n 個核苷酸的 3'-OH 會對第 n+1 個核苷酸的 5'-磷酸基團 發動親核攻擊,釋放出焦磷酸根(PPi),並形成磷酸二酯鍵(Phosphodiester bond)。

  • (A) n+1:第三號碳的羥基( -OH ); n :第五號碳的磷酸基團

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