114年:營養生理生化(2)
有關遺傳密碼(genetic code)特性的敘述,下列何者正確?
A譯碼規則(coding)中,多個密碼子(codon)轉譯相同胺基酸的特性,稱之為退化性 (degeneracy)
B譯碼規則在不同生物體轉譯成胺基酸時,皆有不同規則,即表示無普遍廣泛性(non-universal)
C同一個密碼(code)可重複在不同密碼子(codon)轉譯成不同胺基酸,呈現所謂的重疊 (overlapping)譯碼規則
D正確表示遺傳密碼訊號序列時,不同密碼子之間需有位點區隔(punctuated)
詳細解析
本題觀念:
本題考查的是遺傳密碼(Genetic Code)的基本特性。這是生物化學與分子生物學中的核心概念,也是營養師考試中關於基因表現與蛋白質合成(Translation)的基礎知識。
遺傳密碼的主要特性包括:
- 退化性/簡併性(Degeneracy)
- 普遍性(Universality)
- 不重疊性(Non-overlapping)
- 無標點/連續性(Comma-less / Non-punctuated)
- 明確性(Unambiguous)
選項分析
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A. 譯碼規則(coding)中,多個密碼子(codon)轉譯相同胺基酸的特性,稱之為退化性(degeneracy)
- 分析:正確。
- 理由:遺傳密碼由 64 組密碼子組成(61 組編碼胺基酸,3 組終止密碼子),但標準胺基酸只有 20 種。因此,大多數胺基酸都由一組以上的密碼子編碼(例如 Leucine 有 6 個密碼子)。這種「多對一」的冗餘現象在生物化學上稱為退化性(Degeneracy)或簡併性。這有助於降低點突變(Point mutation)對蛋白質結構造成的影響(如發生沈默突變)。
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B. 譯碼規則在不同生物體轉譯成胺基酸時,皆有不同規則,即表示無普遍廣泛性(non-universal)
- 分析:錯誤。
- 理由:遺傳密碼具有高度的普遍性(Universality)。從細菌到人類,幾乎所有生物都使用相同的密碼子對照表(例如 AUG 都是起始密碼子/甲硫胺酸)。雖然在粒線體(Mitochondria)及少數原生生物中存在極少數的例外(例如人類粒線體中 UGA 編碼 Tryptophan 而非終止),但整體而言,遺傳密碼被視為是普遍通用的,而非「皆有不同規則」。
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C. 同一個密碼(code)可重複在不同密碼子(codon)轉譯成不同胺基酸,呈現所謂的重疊(overlapping)譯碼規則
- 分析:錯誤。
- 理由:標準遺傳密碼是不重疊的(Non-overlapping)。mRNA 上的核苷酸序列是以連續的三個鹼基(Triplet)為一組進行讀取。例如序列
AUGCAA會被讀作AUG和CAA,而不會讀作AUG、UGC、GCA。一個鹼基在同一讀碼框(Reading frame)中只屬於一個密碼子,不會重複使用。選項描述的「重疊」特性不符合標準遺傳密碼的運作方式。
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D. 正確表示遺傳密碼訊號序列時,不同密碼子之間需有位點區隔(punctuated)
- 分析:錯誤。
- 理由:遺傳密碼是無標點的(Comma-less / Non-punctuated)。在 mRNA 序列中,密碼子之間沒有任何「間隔符號」或「空白核苷酸」。核糖體會從起始密碼子開始,連續不間斷地每三個鹼基讀取一次,直到遇到終止密碼子。若有「區隔」,則會導致移碼突變(Frameshift mutation)般的錯誤。
答案解析
正確答案為 (A)。 選項 A 準確描述了遺傳密碼的退化性(Degeneracy),即多種密碼子對應同一種胺基酸的現象。其餘選項皆與現行遺傳學公認的密碼特性相反。
核心知識點
營養師國考考生應熟記以下遺傳密碼 5 大特性:
- 方向性 (Directionality):以 mRNA 的 5' → 3' 方向閱讀。
- 無標點性 (Comma-less):密碼子之間無間隔,連續讀取。
- 不重疊性 (Non-overlapping):每個鹼基只屬於一個密碼子(特定讀碼框下)。
- 普遍性 (Universality):幾乎所有生物共用同一套密碼(例外:粒線體)。
- 退化性 (Degeneracy):一個胺基酸可由多個密碼子編碼(除了 Met 和 Trp 僅有一個密碼子)。注意:明確性 (Unambiguous) 是指一個密碼子只能對應一個胺基酸,兩者不可混淆。
參考資料
- Microbe Notes. Characteristics of Genetic Code. https://microbenotes.com/genetic-code-introduction-characteristics/
- Biology Discussion. Properties of the Genetic Code. https://www.biologydiscussion.com/genetics/genetic-code/properties-of-the-genetic-code-7-properties/36148
- Wikipedia. Codon degeneracy. https://en.wikipedia.org/wiki/Codon_degeneracy