115年:(醫檢)檢驗(2)

下列何者不是PCR 增幅反應中所必須的材料?

ADNA template
Bheat-stable DNA polymerase
Cribonucleoside triphosphates
Dprimers

詳細解析

本題觀念

聚合酶連鎖反應(PCR)是分子生物學檢驗最基礎且核心的技術之一,廣泛應用於病原體核酸檢測、基因型鑑定與法醫鑑識等領域。要正確操作與判讀PCR結果,必須清楚掌握一次標準PCR反應所需的五大基本材料及其各自功能,同時也要能區辨哪些成分屬於RNA合成而非DNA複製所需,才能避免混淆相似卻不同的生化材料。

選項分析

A. DNA template(DNA模板):模板DNA提供欲擴增的目標序列,是PCR反應的起始物,來源可為血液、組織或已萃取的核酸樣本,屬PCR反應中不可或缺的必須材料,故本選項不是本題答案。❌

B. heat-stable DNA polymerase(耐熱性DNA聚合酶):如Taq polymerase,源自嗜熱菌,能耐受PCR反覆進行的高溫變性步驟而不失去活性,負責在引子3'端接續合成新股DNA,是PCR核心必要試劑,故本選項不是本題答案。❌

C. ribonucleoside triphosphates(核糖核苷三磷酸,rNTPs):rNTPs是RNA合成(轉錄)所需的建構單元,PCR進行的是DNA複製,其所需的核苷酸建構單元是去氧核糖核苷三磷酸(dNTPs:dATP、dTTP、dCTP、dGTP),而非rNTPs,因此rNTPs並非PCR增幅反應中所必須的材料,為本題正確答案。✅

D. primers(引子):一對引子(forward與reverse各一)分別黏合於目標序列的兩端,界定並起始擴增區域的複製,是PCR反應不可或缺的必須材料,故本選項不是本題答案。❌

答案解析

本題答案為C。標準PCR反應公認的五大必要元素為:模板DNA、一對引子、耐熱性DNA聚合酶、dNTPs與含鎂離子(Mg2+)的緩衝液,這五項材料缺一不可,共同構成完整的擴增循環(變性、黏合、延伸)。題目選項中的ribonucleoside triphosphates(rNTPs)容易與dNTPs混淆,但兩者化學結構不同:dNTPs的五碳醣為去氧核糖(deoxyribose,2號碳缺少羥基),是DNA複製的建構單元;rNTPs的五碳醣為核糖(ribose),是RNA轉錄合成所需的建構單元,由RNA聚合酶而非DNA聚合酶利用。由於PCR的產物是雙股DNA而非RNA,反應中完全不需要rNTPs,這正是本題設計的關鍵鑑別點。

核心知識點

準備分子生物學檢驗相關考題時,務必牢記PCR五大必要材料:模板DNA(提供序列來源)、一對引子(界定擴增區間)、耐熱性DNA聚合酶(催化延伸反應)、dNTPs(DNA合成建構單元)與含鎂離子的反應緩衝液。特別留意dNTPs與rNTPs僅一字之差卻代表完全不同的生化材料:前者用於DNA複製,後者用於RNA轉錄,這類相似詞彙的鑑別是醫事檢驗師考試常見的出題手法,也是實驗室進行核酸檢測時避免試劑誤用的重要基礎知識。

參考資料

  1. Wikipedia: Polymerase Chain Reaction. https://en.wikipedia.org/wiki/Polymerase_chain_reaction
  2. Five Essential Elements of PCR - BOC Sciences. https://www.bocsci.com/resources/five-essential-elements-of-pcr.html
  3. PCR Reagents and Enzymes - Thermo Fisher Scientific. https://www.thermofisher.com/us/en/home/life-science/cloning/cloning-learning-center/invitrogen-school-of-molecular-biology/pcr-education/pcr-reagents-enzymes/pcr-component-considerations.html
  4. The Function of dNTPs in PCR Reaction - Genetic Education. https://geneticeducation.co.in/the-function-of-dntps-in-pcr-reaction/