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108年:醫學一(2)

在⼤腸桿菌中，下列何者 為利⽤弱化作⽤（ attenuation ）以調控⾊胺酸操縱⼦（ Trp operon ）表現的調控機制？

A弱化機制是調控⾊胺酸⽣合成酵素表現的唯⼀機制
B前導 肽（leader peptide ）直接對 RNA 聚合 酶作⽤，以弱化⾊胺酸⽣合成酵素基因的轉錄表現
C前導 肽上的⾊胺酸編碼⼦（ Trp codons ）是主要的遺傳設計，可⽤以偵測細胞中⾊胺酸的含量
D當⾊胺酸在細胞中的量很低時，會引發⾊胺酸操縱⼦的弱化作⽤

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是細菌基因調控中著名的**色胺酸操縱子（trp operon）弱化作用（Attenuation）**機制。這是一種利用「轉錄與轉譯偶合（Coupling of transcription and translation）」特性的調控方式。其核心原理在於：透過核糖體（Ribosome）在一段含有連續色胺酸密碼子（Trp codons）的前導序列（Leader sequence）上的移動速度，來感測細胞內色胺酸（Tryptophan）的濃度，進而改變 mRNA 的二級結構（形成終止環或防終止環），決定 RNA 聚合酶是否繼續轉錄後續的結構基因。

選項分析

  • A. 弱化機制是調控色胺酸生合成酵素表現的唯一機制
    • 錯誤。
    • 色胺酸操縱子有兩層主要的調控機制：
      1. 抑制作用（Repression）：這是第一道防線。當色胺酸濃度高時，色胺酸會與**色胺酸抑制蛋白（Trp repressor, TrpR）**結合，使其活化並結合到操作子（Operator）上，阻擋 RNA 聚合酶的結合，從而抑制轉錄起始。
      2. 弱化作用（Attenuation）：這是第二道微調機制。即使 RNA 聚合酶成功起始轉錄，若色胺酸濃度仍高，弱化作用會使轉錄在進入

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