關於細菌質體（bacterial plasmid）的敘述，下列何者正確？

本題觀念：

本題主要考查**細菌質體（Bacterial Plasmid）**的基本生物學特性，包括其化學組成、結構形態、複製能力以及複製所需的關鍵遺傳元件。質體是細菌染色體（Chromosomal DNA）之外的遺傳物質，雖然對細菌的基本生存非絕對必要，但常攜帶抗藥性或毒力因子等賦予細菌生存優勢的基因。

選項分析

• A. 由RNA所組成：錯誤。
  • 細菌質體是由**雙股DNA（double-stranded DNA, dsDNA）**所組成，而非RNA。雖然生物界中存在極少數的RNA質體（如某些真菌），但在細菌中，質體皆為DNA分子。
• B. 非環狀結構：錯誤。
  • 絕大多數的細菌質體呈現**環狀（circular）**結構，且為超螺旋（supercoiled）狀態。雖然自然界中存在極少數例外（如 Borrelia 屬細菌或 Streptomyces 屬細菌可能含有線性質體），但在醫學微生物學的通則與考題語境下，質體被定義為環狀DNA分子。
• C. 無法被複製：錯誤。
  • 質體的定義特徵之一就是具有**自主複製（autonomous replication）**的能力。它們可以在細菌細胞內獨立於染色體之外進行複製，這使得一個細菌內可以含有多個拷貝數（copy number）的質體。
• D. 具origin基因：正確。
  • 質體要進行自主複製，必須包含一段特定的DNA序列，稱為複製起始點（Origin of replication, ori）。雖然嚴格來說 ori 是一段調控序列而非編碼蛋白質的「基因」，但在考題敘述中，「origin基因」即指代這段具備複製起始功能的遺傳位點。若缺乏此序列，質體將無法在宿主細胞分裂時複製並傳遞給子代。

答案解析

細菌質體（Plasmid）是存在於細菌細胞質中的染色體外遺傳物質，其核心特徵包括：

1. 化學本質：由雙股DNA構成（非RNA）。
2. 物理結構：通常為環狀閉合雙股DNA（非線性）。
3. 複製特性：具有自主複製能力，不依賴細菌染色體的複製週期。
4. 必要元件：必須含有複製起始點（origin of replication, ori），這是複製酶辨識並開始複製的關鍵序列。

選項 A、B、C 皆與質體的基本定義相悖，唯有 選項 D 描述了質體複製所必需的關鍵構造（origin），故為正確答案。

核心知識點

考生應掌握 細菌質體（Plasmid） 的四大重點：

1. 組成與結構：環狀雙股 DNA（Circular dsDNA），游離於染色體外（Extrachromosomal）。
2. 複製機制：具備 複製起始點（ori），可自主複製（Autonomous replication），其拷貝數（Copy number）由 ori 序列決定。
3. 功能：常攜帶抗生素抗藥性基因（R plasmids）、毒素基因（Virulence plasmids）或代謝基因，並可透過接合作用（Conjugation）在細菌間傳遞（特別是 F plasmid）。
4. 生技應用：是基因工程中常用的選殖載體（Cloning vector），利用其 ori、抗藥性標記（Selectable marker）及多重選殖位點（MCS）進行基因轉殖。

參考資料

1. Plasmid / Genome.gov: A plasmid is a small circular DNA molecule found in bacteria...
2. Plasmids 101: Origin of Replication / Addgene: The ori is the place where DNA replication begins...
3. Bacterial Plasmid Replication / NCBI: Mechanism of plasmid replication involves origin of replication (ori)...