115年:物治基礎(1)
類固醇激素可以影響蛋白合成，合成之順序排列何者正確？①與接受器蛋白結合 ②與染色體的DNA結合開始轉錄作用 ③運送到細胞核 ④mRNA進入細胞質
A①②③④
B①③②④
C②①③④
D②①④③
詳細解析
本題觀念：
本題考查類固醇激素（Steroid Hormones）的作用機制，也就是脂溶性激素如何透過細胞內受體（Intracellular receptors）調控基因表現的過程。
類固醇激素（如皮質醇、性激素）屬於脂溶性分子，能穿過細胞膜，其受體多位於細胞質或細胞核內。經典的路徑（如糖皮質素）通常涉及「細胞質受體結合 → 核轉位 → 基因轉錄」的過程。
選項分析
要解這題，必須依照生物細胞學的空間順序與中心法則（Central Dogma）來排列：
- ① 與接受器蛋白結合： 類固醇激素擴散進入細胞後，首先必須與其特定的受體（Receptor）結合。對於許多類固醇（如糖皮質素），受體位於細胞質中，結合後會導致受體構型改變（如與熱休克蛋白 HSP 分離）。
- ③ 運送到細胞核： 激素-受體複合物（Hormone-Receptor Complex）形成後，會被活化並由細胞質轉位（Translocation）進入細胞核。這是因為染色體位於細胞核內，必須進入核內才能執行下一步。
- ② 與染色體的DNA結合開始轉錄作用： 進入細胞核後，激素-受體複合物會結合在DNA上特定的調控序列，稱為「激素反應單元」（Hormone Response Element, HRE）。這會啟動或抑制基因的轉錄（Transcription），將DNA轉錄為mRNA。 邏輯判斷：必須先進入細胞核（③），才能與核內的DNA結合（②）。
- ④ mRNA進入細胞質： 轉錄產生的前驅mRNA經過修飾成為成熟mRNA後，會穿過核孔離開細胞核，進入細胞質。在細胞質中，核糖體會依據mRNA的序列進行轉譯（Translation），合成蛋白質。
選項檢視：
- A (①②③④)：這暗示在進入細胞核（③）之前就先與DNA結合（②），這在空間上是不可能的，因為染色體DNA位於細胞核內。
- B (①③②④)：符合生物學順序。結合受體 → 進入細胞核 → 結合DNA轉錄 → mRNA出核合成蛋白。這是正確答案。
- C (②①③④)：暗示先結合DNA才結合受體，邏輯錯誤。
- D (②①④③)：順序完全混亂。
答案解析
正確答案：B
類固醇激素作用的標準流程為：
- 激素穿膜：激素擴散入細胞。
- 結合受體 (①)：在細胞質或核內與受體結合。若在細胞質，則複合物需先入核。
- 核轉位 (③)：活化的激素-受體複合物通過核孔進入細胞核。
- 基因調控 (②)：複合物以二聚體形式結合於DNA上的HRE，啟動轉錄。
- 蛋白合成 (④)：新生成的mRNA離開細胞核進入細胞質，進行轉譯合成蛋白質。
因此，唯一符合邏輯與生理機制的順序是 ① → ③ → ② → ④。
核心知識點
考生應掌握脂溶性激素（Lipophilic Hormones）與水溶性激素作用機制的差異：
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類固醇激素（Steroid Hormones）：
- 性質：脂溶性（疏水性），可直接穿透細胞膜。
- 受體位置：細胞質（如皮質醇受體 GR）或細胞核（如雌激素受體 ER、甲狀腺素受體 TR）。
- 作用機制：基因體效應（Genomic effect）。形成「激素-受體複合物」，作為轉錄因子（Transcription Factor），直接結合DNA調控基因表現。
- 反應速度：較慢（需合成新蛋白，耗時數小時至數天）。
- 關鍵步驟：擴散入胞 → 結合受體 → 進入細胞核 → 結合HRE → 轉錄mRNA → 轉譯蛋白。
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比較 - 胜肽類激素（Peptide Hormones）：
- 性質：水溶性，無法穿膜。
- 受體位置：細胞膜表面（如GPCR）。
- 作用機制：透過第二信使（Second messengers，如cAMP, IP3/DAG）傳遞訊號，活化現有酵素。
- 反應速度：快（數秒至數分鐘）。
參考資料
- Lumen Learning. Hormones | Anatomy and Physiology II.
- The Steroid Hormone Receptors | GLOWM - The Global Library of Women's Medicine.
- Wikipedia. Steroid hormone receptor.