Science：DNA双螺旋的特殊意义

　　

生物通报道，来自德Kiel大学的科学家近期研究DNA动力学取得新成果。研究人员通过试验发现，DNA序列对光的敏感性取决于DNA碱基的排列顺序。相关的研究成果公布在10月10日的《Science》杂志上。

 

众所周知，DNA是细胞核中的遗传物质，DNA 碱基排列的序列就是遗传密码的序列，每个人独特的遗传信息都包含在各自的DNA序列里。多年来，科学家们都清楚DNA具有良好的耐光性，当有光能辐射到DNA上时，DNA碱基序列会迅速地将光能释放掉，确保DNA不受光能损伤。

 

DNA的碱基排列顺序是DNA具有耐光性的主要原因。在新的研究中，令科学家们惊讶的是，并不是所有的序列都具有耐光性，有些DNA碱基序列不具备耐光性，它们对光敏感。但是，这些DNA序列又是如何抵御光能的侵害呢？研究者发现，存在另一种机制保护DNA不受光能损害。

 

据Kiel大学物理化学系教授Friedrich Temps介绍，DNA序列主要依靠双螺旋结构来释放侵入的光能，其中两个碱基间的相互作用尤其是连接两个碱基的氢键在其中起关键作用。

 

研究者通过人造DNA序列来研究不同的碱基序列对光的耐受作用。研究者希望新的成果将能革新DNA检测技术，通过激光而非通过染料来观察DNA。也许，有一天能通过激光的光能来修复受损的DNA。

 

原文摘要：Base Sequence and Higher-Order Structure Induce the Complex Excited-State Dynamics in DNA

 

【Abstract】

The high photostability of DNA is commonly attributed to efficient radiationless electronic relaxation processes. We used femtosecond time-resolved fluorescence spectroscopy to reveal that the ensuing dynamics are strongly dependent on base sequence and are also affected by higher-order structure. Excited electronic state lifetimes in dG-doped d(A)20 single-stranded DNA and dG·dC-doped d(A)20·d(T)20 double-stranded DNA decrease sharply with the substitution of only a few bases. In duplexes containing d(AGA)·d(TCT) or d(AG)·d(TC) repeats, deactivation of the fluorescing states occurs on the subpicosecond time scale, but the excited-state lifetimes increase again in extended d(G) runs. The results point at more complex and molecule-specific photodynamics in native DNA than may be evident in simpler model systems.

 

（生物通 张欢）