DNA碱基序列决定其光敏性假设获证实

【字体: 时间:2008年10月23日 来源:中国科技网

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利用激光识别某些遗传序列的新方法有望出现

 DNA分子在所有生命形态中扮演着遗传信息载体的角色,对紫外光的修改具有高度的抵抗性,但要理解其光稳定性的机制还存在一些令人费解的问题。一个重要方面是,构成DNA分子的4种碱基之间的相互作用。德国基尔大学的研究人员成功地证明,DNA链因其碱基序列而有不同的光敏感性。相关研究结果发刊登在最近出版的《科学》杂志上。

  科学家们早就了解到,对包含在DNA中的遗传信息进行编码的个别碱基具有高度光稳定性,当它们吸收了来自紫外光辐射的能量时,这些能量会立刻再次释放。但令人惊讶的是,科学家们发现在包含有众多碱基的DNA中,这些机制变得失效或只是部分有效。因此,科学家们推断,紫外光激发的DNA分子的失活,必定由某种完全不同的、DNA特有的机制所取代。通过以各种方法测量具有不同碱基序列的DNA分子,德国基尔大学理化研究所弗里德里希?泰姆普斯教授所领导的研究小组终于证实并阐明了该种假设。

  泰姆普斯教授表示,DNA通过其复杂的双螺旋结构达成其高度的光稳定性。在单股DNA链中,碱基之间的相互作用是一个堆叠在另一个之上,而且在双螺旋中,两个互补单股的碱基对之间的氢键发挥了关键作用。通过观察到的不同交互作用,DNA在某种程度上自己达成了“太阳防护”。

  论文作者尼娜?施瓦尔博在合成DNA分子中的过程中研究了各种不同的碱基组合。利用飞秒脉冲激光光谱学,她测量了每种组合所释放出来的特征能量。她发现,对某些碱基组合而言,这些荧光发射的“寿命”只有约100飞秒,但对其他组合而言,时间可长达数千倍。

  对于该研究结果,尼娜评论道:“我们研究了光物理特性,发现不同的碱基组合具有广泛的荧光发射寿命差异,这将导致开发出一种利用激光直接识别某些遗传序列的新诊断方法,而无须像现有方法那样以染料标记DNA。”

  泰姆普斯解释说,在纳米电子学领域中,合成DNA已被证明能当作“纳米线”使用。基于这些分子不同的反应时间,有朝一日或许能使用激光脉冲来“开关”特定分子。在某些情况下,甚至有可能用DNA制造出通过氢键的键合来工作的晶体管。 (记者冯卫东)

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