利用雙去氧核糖核酸指紋分析（dideoxy DNA fingerprinting）分析SNP 時，DNA 合成反應過程中需加入雙去氧核糖核苷酸（dideoxynucleotide），試問雙去氧核糖核苷酸的作用為何？
詳細解析
本題觀念
雙去氧核糖核酸指紋分析（dideoxy DNA fingerprinting）是奠基於Sanger雙去氧終止定序法的技術，判讀SNP位點的關鍵，在於DNA合成反應中加入的雙去氧核苷酸（ddNTP）具有特殊化學結構。本題要辨別的是ddNTP在DNA合成反應中扮演的角色，而非單純考核聚合酶的催化功能，需先掌握正常dNTP與ddNTP在去氧核糖官能基上的差異，才能理解為何加入ddNTP會改變反應結果。
選項分析
A. 促進磷酸雙酯鍵的形成：正常去氧核糖核苷酸（dNTP）在去氧核糖第3號碳帶有游離的3'-羥基（3'-OH），此官能基才是DNA聚合酶催化磷酸雙酯鍵形成、銜接下一個核苷酸5'-磷酸基所必需的條件；ddNTP因結構上缺乏此羥基，一旦併入延長鏈反而「無法」促進磷酸雙酯鍵形成，此敘述與實際機轉相反，不正確。
B. 終止DNA合成反應：ddNTP在去氧核糖第2號與第3號碳皆不具羥基（2',3'-dideoxy），一旦被DNA聚合酶隨機併入正在延長的股鏈，因缺乏3'-OH而無法再與下一個核苷酸形成磷酸雙酯鍵，DNA鏈延長便在該位置中止。四組各含一種ddNTP的獨立反應可產生長度不一、末端鹼基已知的片段群，經電泳分離後即可判讀序列或特定位點的鹼基組成，這正是本題所問的作用，為正確答案。
C. 加速DNA合成反應：ddNTP的作用恰好相反，是使DNA鏈延長「停止」而非加速，與加速反應完全相悖，此敘述不正確。
D. 減少DNA合成的錯誤：ddNTP的終止作用純粹來自其分子結構缺乏3'-OH，與DNA聚合酶本身的校正（proofreading，多倚賴3'→5'外切酶活性）功能並無關聯，並不會降低複製過程的錯誤率，此敘述不正確。
答案解析
本題答案為B。雙去氧核糖核酸指紋分析利用Sanger雙去氧終止法的原理，在DNA合成反應中額外加入雙去氧核苷酸（ddNTP）。正常dNTP的去氧核糖環第3號碳帶有3'-OH，是DNA聚合酶催化磷酸雙酯鍵、使下一個核苷酸接續延長鏈所必需的官能基；而ddNTP在第2號與第3號碳皆缺乏羥基，一旦隨機被併入正在合成的DNA股鏈，便無法再提供3'-OH與下一個核苷酸的5'-磷酸形成鍵結，DNA鏈延長因此在該處終止。由於併入的位置是隨機發生於序列各處，同一模板可產生一系列長度不同、且已知末端鹼基的片段，經過高解析度電泳分離後，便能依片段長度反推出模板序列每個位置的鹼基組成，這也是利用ddNTP終止反應來判讀SNP位點基因型的核心邏輯。因此本題應選擇「終止DNA合成反應」，其餘選項所描述的促進鍵結、加速合成或減少錯誤，均與ddNTP的實際化學機轉不符。
核心知識點
複習Sanger定序與ddNTP機轉時，建議掌握兩個關鍵對比：其一，dNTP具3'-OH可持續延長鏈，ddNTP缺3'-OH會終止延長鏈；其二，ddNTP的終止效應是隨機發生於序列各處，需要四組獨立反應（分別含ddATP、ddGTP、ddCTP、ddTTP）才能涵蓋所有鹼基位置，再經電泳分離片段長度後組合出完整序列或判讀特定SNP位點的基因型。這套原理也是後續毛細管電泳自動定序、SNP分型等分子檢驗技術共同的理論基礎，考題常以terminator（終止子）此一角色作為出題重點。
參考資料
- ScienceDirect Topics: Dideoxynucleotide DNA Sequencing. https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/dideoxynucleotide-dna-sequencing
- ScienceDirect Topics: Dideoxynucleotide. https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/dideoxynucleotide
- CK-12: What is the Purpose of Dideoxynucleotides in Sanger DNA Sequencing. https://www.ck12.org/flexi/life-science/human-genome/what-is-the-purpose-of-dideoxynucleotides-in-sanger-dna-sequencing/