氢键不是将DNA结构的两侧结合在一起的元素
瑞典查尔默斯工业大学的研究人员反驳了DNA如何结合自身的流行理论。通常认为,氢键不是将DNA结构的两侧结合在一起的氢键。相反,水是关键。这一发现为医学和生命科学研究领域的新认识打开了大门。研究结果发表在PNAS上。
DNA由糖分子和磷酸基组成的两条链构成。在这两条链之间是氮碱基,即构成基因的化合物,它们之间具有氢键。直到现在,人们普遍认为那些氢键将两条链保持在一起。
但是现在,查尔默斯工业大学的研究人员表明,DNA螺旋结构的秘密可能在于,在主要由水组成的环境中,分子内部具有疏水性。因此,环境是亲水的,而DNA分子的氮碱基是疏水的,从而推开了周围的水。当疏水单元处于亲水环境中时,它们会聚在一起以最大程度地减少其与水的接触。
氢键的作用以前被认为对于将DNA螺旋保持在一起至关重要,但似乎更多地与碱基对的排序有关,以便它们以正确的顺序连接在一起。这一发现对于理解DNA与环境之间的关系至关重要。
该研究背后的研究人员之一冯博波说:“细胞希望保护其DNA,而不是使其暴露于有时可能含有有害分子的疏水环境中。”“但是与此同时,细胞的DNA需要开放才能被利用。”
“我们相信细胞大多数时候会将其DNA保留在水溶液中,但是一旦细胞想要对其DNA进行处理(例如读取,复制或修复),就会将DNA暴露于疏水环境中。”
例如,繁殖涉及碱基对彼此溶解并开放。酶然后复制螺旋的两面以产生新的DNA。当修复受损的DNA时,受损的区域要经受疏水环境的影响,以进行更换。催化蛋白产生疏水环境。这种蛋白质对于所有DNA修复都是至关重要的,这意味着它可能是抵抗许多严重疾病的关键。
了解这些蛋白质可能会产生许多新的见解,例如抗击细菌或可能治愈癌症。细菌使用一种称为RecA的蛋白质来修复其DNA,研究人员认为,他们的研究结果可以为该过程的工作原理提供新的见解-可能提供阻止该过程从而杀死细菌的方法。