研究顯示為什麼我們是由DNA組成,而不是RNA

    加入我們永遠收到最新的消息

large-1464386443-552-19-pieces-of-non-human-dna-found-in-human-genome

DNA和RNA之間最重要的差別是當DNA的主要成分經歷化學破壞時,它可以變形的能力。DNA能夠動態式的適應在Watson-Crick或是Hoogsteen的結構中。RNA則會變硬,然後解體。

DNA的里程碑

1869年,Friedrich Miescher發現DNA。之後大約70年,Oswald Avery和他的同事證明,DNA攜帶基因訊息。10年之後,James Watson和Francis Crick描述DNA結構,並且發表他們的DNA雙股螺旋模型

雖然從DNA第一次被鑑定出來到現在已經超過一世紀,科學家持續學習更多有關這個複雜的分子,以及為什麼我們把它看作是"生命本身的原始碼"。

現在,由來自杜克大學(Duke University)的Hashim Al-Hashimi所領導的研究,在DNA歷史上,提供最新的里程碑,顯示為什麼是DNA,而不是RNA,形成生命的藍圖。但首先,讓我們檢視DNA和RNA之間的基本特性和差異。

1280px-Difference_DNA_RNA-EN.svg_-1024x819-3

了解DNA和RNA

DNA和RNA兩者都是核酸(長的生物大分子,由名為核甘酸(nucleotide)的較小分子所組成)

DNA是一個有兩個核甘酸鏈的雙鏈分子,由一個磷酸鹽骨幹(phosphate backbone)、去氧核糖(deoxyribose sugar)所組成,以及以腺嘌呤(adenine)、鳥嘌呤(guanine)、胞嘧啶(cytosine)和胸腺嘧啶(thymine)為主要成分。而RNA是一個單鏈螺旋,由較短的核甘酸鏈、一個磷酸鹽骨幹、核糖所組成,以及以腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(uracil)為主要成分。

但或許這兩者之間最重要的差異,如同在Al-Hashimi的研究所展示,是DNA能夠以一種方式來變形而RNA不能,造成DNA的適應力更強而且是更好的基因碼儲存處。特別地是,它與胡思町鹼基對(Hoogsteen base pair)有關,胡思町鹼基對是其中一個核酸翻轉180度。最終,這導致整個雙螺旋結構彎曲或者"扭結(kink)",意味著DNA能夠藉由這個旋轉方式來適應傷害。RNA分子無法形成胡思町鹼基對,因此會破裂,當它們遇到研究小組傳入的甲基(methyl group),會完全拆散。

c0sm01171a-f12

Al-Hashimi告訴華盛頓郵報:「如果我們的基因組是由RNA組成的,很有可能它們無法承受一直對它們施加的化學傷害。似乎DNA吸收傷害的能力,是我們演化以DNA為主要成分的基因組的一個原因。」

關於我們的DNA,仍然留下一大堆等待發現。但我們正更加了解為何它是如此有效以及適應力強。

這項成果發表於自然結構與分子生物學(Nature Structural and Molecular Biology)期刊的一篇新研究

來源:Futurism

hssszn register