專技高考-醫事檢驗師臨床生理學與病理學115 年第 47 題單選題
人類基因組(human genome)包含約 33 億 DNA 鹼基對(base pairs),下列敘述何者正確?
A基因組的 10%會編碼(encode)成蛋白質
B人類基因組編碼蛋白質的種類是蟲的 10 倍
C人類基因組 50%會轉錄(transcribe)成 RNA
D基因組非編碼區(noncoding region)對組織形成有重大調控作用正確答案
D正確答案
人類基因組中真正編碼蛋白質的外顯子僅約1–2%;大部分為非編碼DNA,其中包含大量調控元件,能控制基因在不同細胞與發育階段的表現,因此對組織形成具有重要作用,選D。
為什麼答案是 D
非編碼區不等於沒有功能。其可包含啟動子、增強子、沉默子、絕緣子及產生非編碼RNA的序列;這些成分能在特定組織、時間與細胞型別中調節基因表現。發育過程中的細胞分化與組織形成,高度依賴此類精確的基因調控。
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完整詳解
Pro · 無限重點 人類基因組中真正編碼蛋白質的外顯子僅約1–2%;大部分為非編碼DNA,其中包含大量調控元件,能控制基因在不同細胞與發育階段的表現,因此對組織形成具有重要作用,選D。
先排除A:蛋白質編碼區不是10%,而是約1–2%。B錯在人類與線蟲的蛋白質編碼基因數量並非相差10倍。C的「50%」不是可普遍成立的固定基因組比例,因轉錄覆蓋率會隨組織、發育時期與偵測方法而變;最明確正確的是非編碼區參與發育調控的D。
逐選項分析
A✕ 陷阱
人類基因組中可直接轉譯為蛋白質的蛋白質編碼外顯子,約僅佔全基因組1–2%,不是10%。注意「基因」常包含內含子與調控區;即使以整個基因區域計算,也不能將10%視為蛋白質編碼序列。
B✕
人類約有2萬個蛋白質編碼基因;線蟲(如秀麗隱桿線蟲)也約有2萬個等級的蛋白質編碼基因,兩者並非相差10倍。生物複雜度不能單以蛋白質編碼基因數量判斷;選擇性剪接、基因調控與非編碼RNA等均會增加表現與功能的複雜性。
C✕ 陷阱
「有多少基因組會被轉錄」沒有可套用於所有人類細胞、所有時期的固定50%標準答案。轉錄訊號與覆蓋範圍會受到組織種類、發育階段、RNA穩定性及偵測深度影響;部分研究以極敏感方法可測得廣泛且低量的轉錄訊號,但其是否代表穩定或具功能的RNA仍有爭議。因此不能將「50%」當作人類基因組普遍且確定的轉錄比例;本題中D才是明確、無爭議的正確敘述。
D✓ 正確
非編碼區不等於沒有功能。其可包含啟動子、增強子、沉默子、絕緣子及產生非編碼RNA的序列;這些成分能在特定組織、時間與細胞型別中調節基因表現。發育過程中的細胞分化與組織形成,高度依賴此類精確的基因調控。
人類基因組:編碼、轉錄與非編碼調控
| 概念 | 重點數值/特性 | 與本題的關係 |
|---|
| 蛋白質編碼外顯子 | 約占人類基因組1–2% | A將蛋白質編碼比例說成10%,明顯過高。 |
| 蛋白質編碼基因數 | 人類與線蟲皆約為2萬個等級 | B錯在將人類蛋白質編碼能力說成線蟲的10倍。 |
| 基因組轉錄覆蓋率 | 沒有跨所有組織與方法皆固定的單一比例;結果受測定條件與「轉錄」定義影響 | C的50%不是可視為普遍定論的固定數值,不能據此作為正確敘述。 |
| 非編碼DNA | 佔基因組大部分,包含多種順式調控元件與非編碼RNA相關序列 | D正確:非編碼區可調控時空特異的基因表現,影響細胞分化與組織形成。 |
常見混淆包括:(1) 把「蛋白質編碼區比例」誤當成「基因區或轉錄區比例」;(2) 將偵測到低量RNA訊號,直接解讀成所有相關DNA都具有已證實功能;(3) 把基因數量當作生物複雜度的唯一指標。本題最穩固的判斷是:人類蛋白質編碼區僅約1–2%,而非編碼區的調控功能對發育與組織形成十分重要。