分子生物學的微觀研究總是帶來驚人的發現

最新分子生物學研究證實，基因之所以僅僅是DNA而不是它的“孿生兄弟”RNA，在于它們的堿基配對存在根本不同，而不是教科書長期以來描述的單雙螺旋差異。

該研究發表于8月1日的《自然雜志——結構與分子生物學分刊》（Nature Structural and Molecular Biology），指出DNA與RNA的根本差别在于是否能出現一種堿基對。DNA會出現Hoogsteen堿基對而具有非常靈活多變的适應性，RNA因為不出現這個堿基對而堅硬、不易彎曲、不能糾錯。

這個發現可能改寫教科書的定義，因為人們一直認為DNA和RNA的根本差别在于DNA為雙螺旋結構而RNA為單螺旋。

該研究的資深生物化學家、杜克大學哈甚·阿爾哈甚密（Hashim M. Al-Hashimi）說：“這些簡單優美的化學結構中存在驚人的複雜性，直到現在我們才有機會看到其中全新層次或維度的情況。”

研究人員觀察的分子結構模拟圖

一直以來，教科書上說，RNA（核糖核酸）與DNA（脫氧核糖核酸）雖然僅僅存在多氧和少氧的區别，但最重要的差異在于DNA是雙螺旋結構、RNA是單螺旋結構。

在1953年，英國科學家沃森與克裡克測定DNA為兩條優美平行分布及彼此盤繞的長鍊，構成著名的雙螺旋化學結構。DNA分子形如螺旋樓梯，每個階梯是由四種稱為堿基的更小分子模塊極其規律地組成。

之後，科學家逐漸發現，DNA雙螺旋結構是一個更寬大、靈活的分子，易于修補化學損傷；與之相反，如果RNA扭曲成雙螺旋，則會變得堅硬和不易彎曲以及不能容納和處理化學損傷，一旦損傷即完全崩潰。

報導說，但是直到五年前，阿爾哈甚密等人才發現，DNA在與蛋白質結合或受到化學刺激損害時出現Hoogsteen堿基對，之後随着DNA從蛋白質上釋放或修複堿基損傷，Hoogsteen堿基對也消失，整個DNA分子回複為正常狀态。

阿爾哈甚密說：“DNA似乎在它的結構中添加Hoogsteen堿基對的構型，實現在細胞内變形等更多功能。”而RNA分子不會出現Hoogsteen堿基對，一段損傷隻會導緻RNA裂開，這和DNA的表現不同。

該研究的第一作者Zhou解釋，DNA中形成的Hoogsteen堿基對起到修複分子損傷的作用，與之相反，RNA不具備這種能力。

阿爾哈甚密補充道：“我們感到驚訝，對于雙螺旋這樣一個基本結構，竟然這麼晚才發現這些基本性質。我們需要繼續集中深入研究這些基本的生命分子。”

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