41.下列那一種基因突變對蛋白質的功能影響最大?
(A)silent mutation(or synonymous)
(B)missense mutation
(C)nonsense mutation
(D)frameshift mutation
統計: A(42), B(41), C(36), D(84), E(0) #3822456
詳解 (共 3 筆)
這題的正確答案為 (D) frameshift mutation(移碼突變)。
以下為各個基因突變類型對蛋白質胺基酸序列及功能的影響程度詳細解析:
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(D) frameshift mutation(移碼突變):對蛋白質功能影響最大 移碼突變發生於基因編碼區中缺失或插入的核苷酸鹼基數量**「非三的倍數」時。由於遺傳密碼是以三個鹼基為一組(密碼子)進行讀取,此種突變會導致轉譯過程中的讀碼框(reading frame)發生移位**,從而產生更嚴重的影響。這種移位會使突變點之後朝向 C 端的整個胺基酸序列發生完全的改變,將後續的訊息變成毫無意義的亂碼(gibberish),直到在新讀碼框中遇到終止訊號為止。由於整個下游的胺基酸序列皆被破壞,移碼突變幾乎總是導致蛋白質完全喪失其正常功能。
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(A) silent mutation(or synonymous,沉默或同義突變):幾乎無影響 沉默突變是一種 DNA 鹼基的取代,但由於遺傳密碼具有冗餘性(多個密碼子可以編碼同一種胺基酸),改變後的密碼子所編碼的胺基酸與原來完全相同。這種突變不會對合成出的蛋白質胺基酸序列造成任何差異,因此通常不會對蛋白質的功能產生影響。
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(B) missense mutation(錯義突變):影響程度不一,通常低於移碼突變 錯義突變(或非同義突變)同樣是單一 DNA 鹼基的取代,但其結果是原始蛋白質中的某個胺基酸殘基被另一個不同的胺基酸殘基所取代。此類突變對功能的影響差異極大:在某些情況下,如果胺基酸替換是保守性的(具有相同一般化學類別),或者發生在蛋白質的非關鍵位置,它可能是中性的,不會對功能造成太大影響。即便在有害的情況下(例如導致鐮狀細胞貧血的血紅素突變),它也僅改變序列中的「單一」胺基酸,其對整體蛋白質結構的全面性破壞通常不如移碼突變來得徹底。
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(C) nonsense mutation(無義突變):影響極大,但就機制而言移碼突變的序列改變更為全面 無義突變是原始蛋白質中某個胺基酸殘基的密碼子因鹼基取代而變為**「終止密碼子」(Stop codon)。這會導致核糖體在轉譯過程中過早終止,產生一條截短(被縮短)的多肽鏈。雖然無義突變與移碼突變一樣,幾乎總是會導致蛋白質功能的喪失,但來源資料在探討核苷酸缺失或插入時,特別明文強調「若在編碼區中缺失或插入的鹼基數量非三的倍數,則會產生更嚴重的影響」**,這確立了移碼突變在破壞整個下游序列並製造亂碼上的嚴重性,使其成為選項中對蛋白質結構與功能破壞最具代表性且影響最大的突變類型。
這題考的是分子生物學中「基因突變對蛋白質結構與功能的影響程度」。
正確答案是 (D) frameshift mutation(移碼突變)。
? 核心解析:為什麼 (D) 的影響最大?
在蛋白質合成過程中,基因密碼是每三個核苷酸組成一個「密碼子(codon)」。
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Frameshift mutation(移碼突變):當插入或刪除的核苷酸數量不是 3 的倍數時,會導致突變點之後的所有密碼子解讀框架完全改變。這會導致:
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整條胺基酸序列徹底改變。
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幾乎百分之百會在中途遇到提早出現的終止密碼子(premature stop codon),導致蛋白質被截斷。 這類突變通常會產生完全失去功能或嚴重錯誤折疊的蛋白質,因此對蛋白質功能的影響最為劇烈且全面。
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? 選項比較(影響力由小到大):
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(A) Silent mutation(靜默突變):因為遺傳密碼的簡併性(degeneracy),突變後的密碼子仍編碼相同的胺基酸,對蛋白質功能幾乎沒有影響。
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(B) Missense mutation(錯義突變):將一個胺基酸換成另一個。影響程度取決於被替換的胺基酸是否位於活性中心或關鍵結構區(例如將疏水性氨基酸換成親水性),可能嚴重也可能輕微。
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(C) Nonsense mutation(無義突變):將一個胺基酸編碼變成了「終止密碼子」。雖然這會導致蛋白質截斷,影響也很大,但它通常只影響突變點之後的部分,與移碼突變造成「整條後續序列徹底崩解」相比,移碼突變在廣泛影響上通常被視為最具破壞性。
? 考前秒殺「突變影響力排序」:
移碼突變 (Frameshift) > 無義突變 (Nonsense) > 錯義突變 (Missense) > 靜默突變 (Silent