115年:(醫檢)檢驗(1)

下列何種發生在限制酶辨識序列上的基因變異,最不適合運用restriction fragment length polymorphism(RFLP)進行檢測?

Abase substitution
Bdeletion 或insertion
Csequence rearrangement
Dgene amplification

詳細解析

本題觀念:

限制片段長度多態性(Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP)是一種分子生物學技術,其核心原理是利用限制酶(Restriction Enzyme)去辨識並切割特定的DNA序列(Recognition sequence)。當DNA序列發生變異(如鹼基置換、缺失、插入或重組),導致限制酶的切割位點(Restriction site)產生、消失或位點間的距離改變時,經切割後的DNA片段長度就會發生改變。透過電泳分析這些不同長度的片段,即可檢測出基因變異。

選項分析

  • A. Base substitution(鹼基置換)適合
    • 這是RFLP最經典的檢測標的之一(即SNP-RFLP)。若鹼基置換發生在限制酶的辨識序列上(例如由 GAATTC 變為 CAATTC),會導致該切割位點消失(loss of site),使得原本應該被切開的兩個片段變成一個大片段;反之亦然。這種長度的改變(Polymorphism)非常容易利用RFLP偵測。
  • B. Deletion 或 Insertion(缺失或插入)適合
    • 若插入或缺失發生在辨識序列內部,會破壞該位點導致無法切割,改變片段長度。
    • 若插入或缺失發生在兩個切割位點之間,會直接改變被切下的片段長度(變大或變小)。這也是RFLP常用的檢測原理(例如檢測帶有Indel的變異)。
  • C. Sequence rearrangement(序列重組)適合
    • 序列重組(如倒轉 Inversion、易位 Translocation)會大幅改變基因組的結構,導致限制酶切割位點的相對位置發生改變,從而產生與正常基因組完全不同的片段長度圖譜。Southern Blot (RFLP的後續步驟) 常用於偵測此類大片段重組。
  • D. Gene amplification(基因擴增)最不適合
    • 定義不符:題目限定變異是「發生在限制酶辨識序列上」。基因擴增(如癌症中的 HER2 基因擴增)是指特定基因的拷貝數(Copy number)增加,通常涉及大片段DNA的複製,而非單一限制酶辨識序列內的微小變異。
    • 檢測原理不符:RFLP檢測的是「片段長度」的差異(Length Polymorphism)。在基因擴增中,若擴增的基因序列本身沒有發生突變,其內部的限制酶切點位置與距離將保持不變。因此,酶切後產生的片段長度(大小)不會改變,改變的僅是片段的數量(電泳條帶的亮度增強)。雖然可以透過定量分析亮度來推測擴增,但這不屬於「長度多態性」的範疇,且不如 qPCR 或 FISH 等技術準確。

答案解析

正確答案是 D

RFLP 技術依賴於 DNA 序列變異導致的「酶切片段長度改變」。選項 A、B、C 均能直接改變限制酶切位點的有無或位點間的距離,進而產生長度不同的 DNA 片段,符合 RFLP 的檢測原理。而 Gene amplification (D) 僅是基因數量的增加,酶切後的片段大小通常不變(僅訊號增強),且該變異本質上並非發生在「單一限制酶辨識序列」上的序列錯誤,因此最不適合用旨在分析「長度多態性」的 RFLP 技術進行檢測。

核心知識點

  1. RFLP 原理:利用限制酶切割DNA,偵測因序列變異(Mutation/SNP)導致的切割位點改變(位點獲得/缺失)或片段長度改變(Insertion/Deletion/Rearrangement)。
  2. RFLP 適用範圍
    • 點突變 (Point Mutation/SNP):必須位於限制酶辨識位點內才可偵測。
    • 小片段插入/缺失 (Indel):位於位點內或兩位點間均可偵測。
    • 大片段重組:可偵測。
  3. 不適用範圍
    • 基因擴增 (Gene Amplification):屬於拷貝數變異 (CNV),通常以 qPCR、FISH 或晶片 (Array CGH) 檢測為主,RFLP 難以區分長度變化。
    • 非位點突變:若點突變未發生在限制酶辨識序列上,RFLP 無法偵測(這是 RFLP 的主要局限性)。

參考資料

  1. Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) - NCBI
  2. BiOptic - 限制性片段長度多態性(RFLP)原理與應用
  3. Thermo Fisher - RFLP Analysis