摘要
DNA分子曾被认为是由氢键结合在一起的，但现在的研究表明，螺旋结构可能是由于分子内部的疏水性，在一个主要由水组成的环境中……
DNA分子曾被认为是通过氢键结合在一起的，但现在的研究表明，螺旋结构可能是由于分子内部的疏水性，在一个主要由水组成的环境中。
瑞典查尔默斯理工大学的研究人员驳斥了DNA如何结合自身的主流理论。它不像人们通常认为的那样，是氢键将DNA结构的两边结合在一起。相反，水才是关键。这一发现为医学和生命科学研究的新理解打开了大门。研究人员的发现发表在《i>PNAS》杂志上。DNA由两条链组成，由糖分子和磷酸基组成。在这两条链之间是氮基，组成生物体基因的化合物，它们之间有氢键。直到现在，人们普遍认为是这些氢键将两条链连接在一起。但现在，来自查尔默斯理工大学的研究人员表明，DNA螺旋结构的秘密可能在于分子内部具有疏水性，在一个主要由水组成的环境中。因此，环境是亲水的，而DNA分子的氮基是疏水的，推开周围的水。当疏水单位在亲水环境中，它们聚在一起，以尽量减少暴露在水中。
以前，氢键被认为是维系DNA螺旋的关键，而氢键的作用似乎更多的是对碱基对进行排序，使它们以正确的顺序连接在一起。
这一发现对于理解DNA与其环境的关系至关重要。
“细胞想要保护自己的DNA，而不是将其暴露在疏水环境中，而疏水环境有时可能含有有害分子，”该研究的发起人之一冯博波(Bobo Feng)说。“但与此同时，细胞的DNA需要打开才能被利用。”“我们认为，细胞大部分时间都将DNA保存在水溶液中，但一旦细胞想对DNA做一些事情，比如读取、复制或修复，它就会将DNA暴露在疏水环境中。”
例如，复制涉及碱基对彼此溶解并打开。然后酶复制螺旋的两边来产生新的DNA。当修复受损的DNA时，受损区域受到疏水环境的影响，需要被替换。催化蛋白创造疏水环境。这种蛋白质是所有DNA修复的核心，这意味着它可能是对抗许多严重疾病的关键。
了解这些蛋白质可以让我们对如何对抗耐药细菌，甚至治愈癌症，产生许多新的见解。细菌利用一种叫做RecA的蛋白质来修复他们的DNA，研究人员相信他们的研究结果可以为这一过程的工作原理提供新的见解——潜在地提供了阻止它的方法，从而杀死细菌。
在人类细胞中，蛋白质Rad51修复DNA，并修复突变的DNA序列，否则可能导致癌症。
“要了解癌症，我们需要了解DNA是如何修复的。要理解这一点，我们首先需要了解DNA本身。“到目前为止，我们还没有发现，因为我们相信氢键是把它们结合在一起的。现在，我们已经证明了，在它后面的是疏水性。我们还证明了DNA在疏水环境中的行为完全不同。这可以帮助我们了解DNA以及它是如何修复的。此前还没有人将DNA置于这样的疏水环境中并研究它的行为，所以到目前为止还没有人发现这一点也就不足为奇了。”
关于研究人员用来显示DNA如何结合的方法的更多信息:
研究人员研究了DNA在比正常环境更疏水的环境中的行为，这是他们第一个进行实验的方法。
他们使用疏水溶液聚乙二醇，一步一步地将DNA的环境从自然亲水环境改变为疏水环境。他们的目的是发现，当环境不再亲水，DNA没有理由结合时，DNA是否会开始失去其结构。研究人员观察到，当溶液达到亲水和疏水的界限时，DNA分子特有的螺旋状结构开始瓦解。
经过更仔细的观察，他们发现当碱基对彼此分开时(由于外部的影响，或者仅仅是由于随机运动)，结构中就会形成小孔，水就会漏进去。因为DNA想要保持其内部干燥，所以它会挤压在一起，碱基对再次聚集在一起来挤出水。在疏水的环境中，这些水是缺失的，所以这些洞会留在原地。
来源：Medindia
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