对不起,Watson&Crick:毕竟DNA的形状不像双螺旋 2017-02-01 02:10:04

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根据周一发表在“自然通讯”杂志上的一项新研究,超分支DNA的形状和结构远比分子生物学家长期接受的广泛接受的传统“双螺旋”术语复杂和动态

弗朗西斯克里克和詹姆斯D.沃森在20世纪50年代首次描述了双螺旋模型,之后二人使用X射线衍射和数学公式来描述核酸的结构和形状

然而,现在贝勒医学院和利兹大学的研究人员利用尖端技术做出了令人惊讶的发现

使用强大的显微镜技术和超级计算机模拟,他们发现DNA实际上并不具有刚性和静态双螺旋形式

相反,他们观察到酸是流动的和动态的,变成各种不同的形状,包括图8

“当Watson和Crick描述DNA双螺旋时,他们正在观察真实基因组中的一小部分,只有一个双螺旋转角,”利兹大学物理与天文学院的Sarah Harris博士解释说

在一份声明中

“这是大约12个DNA'碱基对',它们构成了螺旋梯梯级的DNA构建块

”“我们的研究以更大的规模观察DNA - 数百个碱基对 - 甚至相对来说适度增加的尺寸揭示了DNA分子行为的全新丰富性,“她补充道

从这个角度来看,大约有30亿个碱基对包含人类DNA中的完整指令集

发现可能导致新药的开发由于分子信息太多,需要将其紧密组织和盘绕以适应细胞核,并且为了充分了解这种状态下DNA的结构,研究人员需要复制这个过程

由于它们不能卷曲线性DNA,哈里斯博士和她的同事不得不制作圆圈并使用两端捕捉缠绕

他们一次转动并解开小规模的DNA圈,以研究这个过程如何改变圆圈的样子,然后进行测试以确保这些微小的遗传信息行为与全长一样

DNA链在细胞中

为了做到这一点,他们采用了一种操纵DNA扭曲的酶,发现即使是最圆圈的圆圈也能减轻缠绕应力,这表明DNA在这些圆圈中的行为与酶所遇到的相同

在身体里

然后,他们使用冷冻电子断层扫描技术,这项技术涉及冷冻生物活性物质,最后使用强大的显微镜拍摄结果的三维图像

他们发现卷绕DNA圆圈会使它们形成各种意想不到的形状,包括尖锐的弯曲,八字形,手铐,甚至是杆

然后将这些图像与超级计算机模拟中生成的图像进行比较,这些图像显示DNA如何不断改变其形状,以形成大量不同结构,而不仅仅是静态双螺旋

了解DNA在细胞中的形状可能会导致更好的抗生素或癌症治疗药物的开发,“因为药物分子的作用依赖于它们识别特定的分子形状 - 就像一把钥匙适合特定的锁定”

哈里斯博士解释道

- 特写图片:Thana Sutthibutpong