108年:醫學一(1)

人類雙股 DNA 在中性 pH 水溶液中,溫度由 37℃ 加熱到 95℃ 時,下列敘述何者錯誤?

AUV 260 nm 的吸光度增加
BN-醣苷共價鍵( N-glycosidic bond )發生斷裂現象
C雙股螺旋結構解開( unwinds )
DDNA 不會由水溶液中沉澱出來

詳細解析

本題觀念:

DNA 的熱變性 (Thermal Denaturation / Melting) 本題主要測驗考生對於雙股 DNA 在加熱過程中(由 37°C 至 95°C,如 PCR 的變性步驟)發生的物理化學變化之理解。此過程被稱為「變性」或「熔解」,其核心機制是破壞維持雙股螺旋穩定的非共價鍵(主要是氫鍵和鹼基堆疊作用力),使雙股分開為單股,而非破壞共價鍵。

選項分析

  • A. UV 260 nm 的吸光度增加 (正確)

    • 此現象稱為增色效應 (Hyperchromic effect)
    • 在雙股 DNA (dsDNA) 中,鹼基緊密堆疊 (base stacking) 會限制其共振,導致其對 UV 光的吸收較低。當加熱導致雙股解開成為單股 (ssDNA) 時,鹼基堆疊被破壞,鹼基暴露出來,導致其對 260 nm 紫外光的吸收度顯著增加(約增加 30-40%)。這是監測 DNA 變性過程(如測定熔點 Tm)的標準方法。
  • B. N-醣苷共價鍵( N-glycosidic bond )發生斷裂現象 (錯誤)

    • N-醣苷鍵是連接含氮鹼基 (base) 與去氧核糖 (deoxyribose) 之間的共價鍵
    • DNA 的熱變性(Melting)

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