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PNAS:疏水力使得DNA结构稳定

来源:本站原创 2019-09-25 03:10

2019年9月24日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自瑞典查尔默斯理工大学的研究人员提出了关于DNA组装机制的新理论。此前的主流理论认为,氢键是将两条DNA链结合在一起的关键,而这一新的研究表明水分子才是其中的关键。这一发现为医学和生命科学研究领域的提供了新的认知。相关结果表在《PNAS》杂志上。

DNA分子包括两条链,由糖分子和磷酸基团组成。连接这两条链是氮碱基,它们之间具有氢键相互作用。目前们普遍认为氢键是将两条链结合在一起的原因。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,但其作用似乎与碱基对的排序有关。

(图片来源:Www.pixabay.com)

但是现在,查尔默斯理工大学的研究人员表明,DNA维持螺旋结构的秘密可能在于其外部环境中主要由水组成,而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。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。

这一发现对于理解DNA与环境之间的关系至关重要。该研究的主要工作人员之一bobo feng说:“我们认为,细胞希望保护其DNA免于暴露在含有有害分子的疏水环境中。但是与此同时,细胞的DNA需要充分打开才能被利用。”

“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,复制或修复时),就会将DNA暴露于疏水环境中。”

了解这一过程可能会为我们提供许多新见解。例如,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提供阻止该过程并杀死细菌的方法。此外,在人类细胞中,Rad51蛋白可修复DNA并修复突变的DNA序列,否则可能导致癌症的发生。“了解癌症,我们需要了解DNA的修复方式。要了解这一点,我们首先需要了解DNA本身,” Bobo Feng说:“现在我们已经证明,疏水力是DNA保持结构的关键。我们还表明,DNA在疏水环境中的行为完全不同。这可以帮助我们了解DNA及其修复方法。(生物谷Bioon.com)

资讯出处: DNA is held together by hydrophobic forces

原始出处: Bobo Feng, Robert P. Sosa, Anna K. F. Mårtensson, Kai Jiang, Alex Tong, Kevin D. Dorfman, Masayuki Takahashi, Per Lincoln, Carlos J. Bustamante, Fredrik Westerlund, Bengt Nordén. Hydrophobic catalysis and a potential biological role of DNA unstacking induced by environment effects. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 116 (35): 17169 DOI: 10.1073/pnas.1909122116

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