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115年:營養生理生化(2)

下列何種RNA 可藉由結合其他RNA、DNA 或蛋白質，達到調控基因表現的作用？

AmRNA（messenger RNA）
BsiRNA（small interfering RNA）
CncRNA（noncoding RNA）
DmiRNA（microRNA）

詳細解析

本題觀念

本題考的是不同種類 RNA 的功能特性。在分子生物學中，RNA 依功能可分為「編碼型」與「非編碼型」。編碼型如 mRNA 負責攜帶遺傳訊息供蛋白質合成；非編碼 RNA（ncRNA）則是一大類不會被轉譯成蛋白質、但能透過多元方式調控基因表現的 RNA 分子。題目問的是哪種 RNA 可以藉由結合「其他 RNA、DNA 或蛋白質」來調控基因表現——關鍵在於同時涵蓋三種結合對象，只有 ncRNA 這個廣義類別才能完整包含。

選項分析

(A) mRNA（messenger RNA）

❌ 非正確答案。mRNA 是信使 RNA，負責把 DNA 上的遺傳訊息帶到核糖體進行蛋白質合成（轉譯）。mRNA 本身是被調控的對象（例如被 miRNA 結合後沉默），而不是主動去調控基因表現的角色。

(B) siRNA（small interfering RNA）

❌ 非正確答案。siRNA（小干擾 RNA）是 ncRNA 的一個「子類別」，參與 RNA 干擾（RNAi）機制。siRNA 透過與 Argonaute 蛋白形成 RISC 複合體（RNA 誘導沉默複合物），以互補配對方式切割標的 mRNA。雖然 siRNA 確實能調控基因表現，但它主要的調控方式是「RNA 結合 RNA」，並不會直接結合 DNA 來調控基因。因此 siRNA 無法涵蓋題目所問的「結合 RNA、DNA 或蛋白質」三種對象。

(C) ncRNA（noncoding RNA）

✅ 正確答案。非編碼 RNA（ncRNA）是所有不會被轉譯成蛋白質的 RNA 的總稱，包含 miRNA、siRNA、lncRNA（長鏈非編碼 RNA）、piRNA、snoRNA、circRNA 等多種子類別。整體而言，ncRNA 能透過下列方式調控基因表現：

  • 結合 RNA：miRNA 和 siRNA 可結合標的 mRNA，抑制轉譯或促進 mRNA 降解
  • 結合 DNA：lncRNA 可與染色質（chromatin）交互作用，引導染色質修飾複合物到特定基因位點，調控基因的轉錄
  • 結合蛋白質：lncRNA 可作為支架（scaffold），組裝多種蛋白質複合體；也可作為誘餌（decoy），競爭結合轉錄因子使其無法啟動目標基因

只有 ncRNA 這個「總類別」才能同時涵蓋與 RNA、DNA 和蛋白質三者的結合能力。

(D) miRNA（microRNA）

❌ 非正確答案。miRNA（微小 RNA）是 ncRNA 的一個子類別，長度約 21-23 個核苷酸。miRNA 主要透過與標的 mRNA 的 3' 非轉譯區（3'UTR）互補配對，在轉錄後層級抑制基因表現（使 mRNA 降解或抑制轉譯）。雖然 miRNA 運作時會與蛋白質（如 Argonaute）結合形成 RISC 複合體，但 miRNA 本身並不直接結合 DNA 來調控基因表現。因此 miRNA 的調控範圍不如 ncRNA 總類別廣泛。

答案解析

答案是 (C)。本題的解題關鍵是注意題目問的是「可藉由結合其他 RNA、DNA 或蛋白質」來調控基因——也就是需要一個能涵蓋這三種結合對象的類別。siRNA 和 miRNA 雖然都能調控基因表現，但它們各自的調控機制有侷限：siRNA 和 miRNA 主要透過 RNA-RNA 互補配對作用，不會直接結合 DNA。只有 ncRNA 這個廣義類別，因為涵蓋了 lncRNA 等可與 DNA 和蛋白質互動的子類別，才能完整滿足題目所述的三種結合方式。

核心知識點

  • ncRNA（非編碼 RNA）是所有不轉譯為蛋白質的 RNA 總稱，涵蓋 miRNA、siRNA、lncRNA 等多種子類別
  • lncRNA 可同時結合 RNA、DNA 和蛋白質，具有支架、引導、誘餌、訊號等四種調控功能模式
  • miRNA 和 siRNA 主要透過 RNA-RNA 互補配對調控基因表現，不直接結合 DNA
  • mRNA 是被調控的對象，本身並非基因表現的調控者

參考資料

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