高中指考◆生物題庫下載題庫

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        靈長類的非類人猿都有尾巴,而類人猿尾巴卻都已消失(圖 7,Ma 代表百萬年)。 最近科學家發現 TBXT 基因和類人猿尾巴喪失有關。靈長類 TBXT 基因的外顯子 5(E5) 及外顯子 6(E6)間的第 5 內含子序列中都存在一個 AluSx1 元素序列(圖 8a)。 非類人猿的 TBXT RNA 會進行正常的 RNA 剪接,將所有的外顯子連接成為成熟 mRNA,並且轉譯成為 TBXT 全長型蛋白質(圖 8a)。
        類人猿的 TBXT RNA 雖也會進行正常的 RNA 剪接產生成熟型 TBXT mRNA 並 轉譯出 TBXT 全長型蛋白質(圖 8b),然而研究顯示類人猿的 TBXT 基因的第 6 內含 子序列上則多出一段 AluY 元素序列(圖 8b)。由於 AluSx1 與 AluY 兩個元素序列剛好 相反,因此類人猿 TBXT RNA 上的 AluSx1 與 AluY 的序列剛好可以配對形成一個髮夾 狀特殊結構,並將 E6 區域包含在此結構上(圖 8b),結果導致 TBXT RNA 產生選擇性 剪接 (alternative splicing: AS;圖 8b),使 E6 被剪掉,產生一個較短的 TBXT mRNA, 並轉譯出 TBXT 截短型蛋白質(圖 8b)。換句話說,類人猿的細胞中,同時存在有 TBXT 的全長型及截短型蛋白質(圖 8b),並推測截短型蛋白質可誘導類人猿尾巴丟失。
        研究人員接著選擇有尾巴的小白鼠進行基因轉殖,建構基因突變雜合子小鼠,使該鼠有一個 TBXT 基因是不含 E6 外顯子,亦即此小鼠同時可表達全長型和截短型蛋白質,結果證明 TBXT 截短型蛋白質確實足以誘發尾部丟失。值得一提的是全長型 TBXT 蛋白質對胚胎發育至關重要,小鼠缺乏全長型 TBXT 蛋白質則會死亡。依本文內容及已習得相關知識回答 20-22 題。
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【題組】21. 下列與選擇性剪接相關之敘述,哪些正確?
(A) 在 TBXT 基因 E5 與 E6 之間的內含子序列,經選擇性剪接不一定會被切除
(B) 選擇性剪接使全長和截短型 TBXT mRNA 不能同時出現在同一細胞
(C) 全長和截短型 TBXTmRNA 只差在有無 E6 序列
(D) 選擇性剪接使類人猿的 TBXT 基因產生了功能不一樣的 TBXT 蛋白質
(E) 細菌細胞也具有選擇性剪接功能


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10
 【站僕】摩檸Morning:有沒有達人來解釋一下?
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Celeste 小五下 (2024/08/30):

(A) 錯。在TBXT基因的E5與E6之間的內含子序列,經選擇性剪接後會被切除。文中這句話可以看出E5與E6之間的內含子經選擇性剪接被切"由於AluSx1與AluY兩個元素序列剛好相反,因此類人猿TBXT RNA上的AluSx1與AluY的序列剛好可以配對形成一個髮夾狀特殊結構,並將E6區域包含在此結構上,結果導致TBXT RNA產生選擇性剪接,使E6被剪掉,產生一個較短的TBXT mRNA,並轉譯出TBXT截短型蛋白質。"

統整一下的結論
TBXT基因內含子: E5和E6之間的內含子序列 中,存在AluSx1和AluY這兩個互補的DNA片段。

髮夾結構形成: AluSx1和AluY配對形成髮夾結 構,將E6外顯子包裹在內。

選擇性剪接:髮夾結構的形成會影響剪接機制, 導致E6外顯子被剪掉。

結果:內含子和 E6一起被移除,留下來的是一個較短的 mRNA,這個mRNA會轉譯成一個較短的TBXT 蛋白質。

(B) 錯。全長和截短型TBXT mRNA可以同時出現在同一細胞中,特別是如果兩條同源染色體有不同的剪接方式。文章說"類人猿的TBXT RNA雖也會進行正常的 RNA 剪接產生成熟型 TBXT mRNA並轉譯出 TBXT 全長型蛋白質(圖8b),然而研究顯示類 人猿的TBXT基因的第6內含子序列上則多 出一段 AluY 元素序列(圖8b)"所以全長和截短型tbxt mRNA都會有

(C) 對。全長和截短型TBXT mRNA的區別在於是否包含E6序列。

(D) 對。選擇性剪接使類人猿的TBXT基因產生了功能不同的TBXT蛋白質。
選擇性剪接(alternative splicing)是一種基因表達調控機制,通過不同的剪接方式,從同一個基因產生多種不同的 mRNA 轉錄本,進而轉譯成不同的蛋白質

在類人猿中,TBXT 基因的選擇性剪接會產生兩種不同的 mRNA 轉錄本:一種是全長型的 TBXT mRNA,另一種是截短型的 TBXT mRNA。這是因為 TBXT 基因的第6內含子中包含了一個 Alu 元件,這個 Alu 元件會干擾正常的 RNA 剪接過程

全長型的 TBXT mRNA 會被轉譯成全長型的 TBXT 蛋白質,這種蛋白質中負責調控尾巴的形成。而截短型的 TBXT mRNA 會被轉譯成截短型的 TBXT 蛋白質,這種蛋白質缺乏部分功能區域,無法正常調控尾巴的形成

因此,選擇性剪接使得類人猿的 TBXT 基因能夠產生兩種功能不同的 TBXT 蛋白質:一種是能夠正常調控尾巴形成的全長型蛋白質,另一種是無法正常調控尾巴形成的截短型蛋白質。這種剪接變異被認為是類人猿失去尾巴的主要原因之一



(E) 錯。細菌細胞(原核細胞)沒有選擇性剪接的能力,這是真核細胞特有的機制。

因此,正確的選項是(C)和(D)
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