DNA的稳定性

　　在1953年，Watson 和Crick 在《Nature》171期上发表了题为Molecular structure of the nucleic acids: A structure for deoxyriboses nucleic acid 和Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid 的两篇文章，介绍了DNA的结构和DNA 互补，这两篇文章揭开了DNA的结构之谜，于是引发了一系列的DNA结构的研究。　　其实，Watson 和Crick发现的是B型DNA，生物体内99%的DNA属于右旋的B型DNA，少量DNA也表现为多种右旋的其他结构如A型,C型,D型等。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近。1979年美国麻省理工学院Rich教授发现DNA中存在左旋的螺旋结构，命名为Z型DNA。Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕，其主链呈锯齿（Z）形，故名Z型DNA，这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。　　研究发现DNA的双链结构主要以链间氢键相维系，GC碱基对间形成三个氢键，而AT碱基对间形成两个氢键。因此在DNA双螺旋链间，GC含量高意味着解链温度高，即DNA稳定性强。　　刘桂强等人发现不同摩尔浓度的Zn2+也会影响DNA结构稳定性.研究发现,低浓度的Zn2+与DNA磷酸基团上的氧原子结合,形成螯合物,此种螯合作用增强GC 碱基对之间的氢键能量,使得GC碱基对更加稳定;当Zn2+/PO2->2.0时,大量的Zn2+开始与胞嘧啶C上的某些元素螯合打断了GC碱基对之间的氢键;与A 上的N1结合时,AT碱基对之间的氢键也被打断，因此高浓 度的Zn2+则破坏了DNA构象的稳定性.　　四川大学吴媚等人发现DNA聚合酶beta属于复制过程中碱基切除修复系统，对DNA修复损伤和维持基因组的稳定性也具有十分重要的作用。　　生物体内DNA一般是双链结构，但也有一些生物DNA是单链的，大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。还有一些DNA，可以相互缠绕从而形成DNA的三级结构，如单链DNA和一条双链DNA结合形成三链DNA，又称H-DNA,双链和双链DNA间结合形成四链DNA，即R-环　　中科院李清等人研究了三螺旋ＤＮＡ中胞嘧啶被５－溴胞嘧啶取代后的稳定性问题。研究发现用５－溴胞嘧啶取代三螺旋ＤＮＡ分子中的胞嘧啶后，整个分子的稳定性有所降低。同时，当用５－溴胞嘧啶取代三螺旋ＤＮＡ不同链上的胞嘧啶时，被取代链的碱基堆积能显著增高，导致分子链内稳定性降低，但被取代链和相邻链间相互作用能有所降低，使得链间作用趋向稳定。　　韩国科学家在Natrue上发表文章公布他们的研究成果，他们采用X射线晶体结构分析法研究B型DNA和Z型DNA究竟如何结合，首次获得了这两种DNA结合处的三维结构，并由此阐明了两种不同结构DNA如何能够结合的机理，在这二者之间存在着一种结合蛋白质。　　据英国邮报报道，英国科学家在地球土壤中发现了距今四十万年前的已灭绝生物的DNA，有望实现现实版的侏罗纪公园，这说明DNA具有十分强的稳定性。　　（作者单位：河南省长葛市第二高级中学）