简述dna双螺旋结构要点 dna双螺旋结构特点


dna双螺旋结构特点(简述dna双螺旋结构要点)
【简述dna双螺旋结构要点 dna双螺旋结构特点】噬菌体(图片来源:NIAID)

1977年 , 一项发表于《自然》的研究发现一种噬菌体的DNA中不存在A碱基 , 而是完全被一种新的碱基——二氨基嘌呤(Z碱基)替换了 , 后者在DNA双链中与T碱基配对 。
最近 , 关于噬菌体Z碱基的研究迎来了新进展 。《科学》杂志上的3篇文章共同揭示了一个惊人的结果:至少有100多种噬菌体能在宿主体内合成Z碱基 , 且其DNA中都使用了Z和T、C和G的配对形式 。这种新碱基为何会出现 , 它们可能带来哪些改变?这些问题的答案也被逐一揭开 。
1953年 , 克里克和沃森在《自然》上发文揭示了DNA的双螺旋结构 , 并于1962年和英国分子生物学家莫里斯·威尔金斯分享了诺贝尔生理学或医学奖 。DNA由两条反向平行的脱氧核糖核酸单链组成 , 含有4种碱基 , 其中A和T之间形成2个氢键 , C和G之间形成3个氢键 , 用于维持DNA结构的稳定 。
除了我们熟悉的构成DNA的4种碱基(A、T、C和G)之外 , 近些年来 , 科学家发现DNA双链上的碱基能够被修饰 , 例如甲基、甲酰基和羧基修饰等 。不过 , 这些修饰后的碱基在DNA中占比极小 。
近日 , 在3篇发表于《科学》的论文中 , 中国和法国的科学家发现大量噬菌体(一类病毒)体内的DNA与其他生物并不相同 。其DNA结构也是稳定的双螺旋结构 , 但构成DNA的腺嘌呤(A碱基)被完全替换成另一种碱基——二氨基嘌呤 , 简称为Z碱基 。其中一篇论文的通讯作者 , 天津大学药物科学与技术学院的张雁教授表示 , 这种碱基也是除了A、T、C和G外 , 在自然界中能构成DNA双螺旋结构的第5种碱基 。
许多噬菌体的DNA由Z、T、C和G碱基构成(图片来源于论文)
“这个新碱基打破了此前克里克等人定义的经典的DNA双螺旋结构 , 我们可以把它称为能构建DNA双螺旋的‘第5种碱基’ , ”在接受《环球科学》的采访时 , 张雁说 , “在研究中 , 我们发现这种DNA的稳定性比传统的DNA更高 , 我们推测Z和T或许形成了3个氢键 。这也意味DNA还具有新的物理和化学性质 。”而另外两篇由法国科学家发表的文章 , 也证实了张雁教授等人的研究 。
无人问津的研究1977年 , Z碱基首次在一篇发表于《自然》杂志的文章中露面 。当时 , 苏联科学家分析了一种能感染蓝绿藻的S-2L噬菌体(也称为噬藻体 , cyanophage)的基因 。根据光谱分析数据 , 他们发现其中存在除T、C和G之外的另一种碱基 , 并通过酸水解实验证实这种未知的碱基为二氨基嘌呤(Z) 。
首次发现该现象后 , 他们通过酶解实验进行了重复验证 , 并确认S-2L噬菌体的DNA确实是由这4种碱基的脱氧核糖核苷酸组成 , 其中Z与T的含量接近 , 在DNA中配对 。不过 , 此后数十年一直没有相关的研究进展 。

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