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基因运行第一步:弯曲DNA(二)
生物学家们确信,许多人类的病毒,尤其是导致艾滋病的病毒,采用相似的欺诈术:把DNA弯曲,然后永久性地进驻到染色体里去。他们建议说,通过了解正常的DNA弯曲,可以设计出新的方案,以便在致命的链接或叠加发生之前,挫败病毒。

  另有一些科学家正在试图准确地理解化学治疗药物究竟怎样破坏了肿瘤,他们发现,至少有一种被广泛应用的药物,叫顺氯氨铂,似乎是能够通过把细胞的DNA弯曲到非正常构造,迅速地杀死分裂中的细胞。反过来,这种弯曲还把其他的蛋白质吸引到褶皱区域--一种能终止封闭性DNA复制并结束细胞杀伤的分子集合群。科学家们希望通过了解成功药物的生物化学基础,在将来能开发出更有潜力的抗癌药物。

  总之,生物学家们说,关于DNA弯曲的新发现更强调了DNA动力结构对于它的职能的重要性。

  关于DNA弯曲者以及能扭转、圈套、摇动并刺激双螺旋线的其它蛋白质的日见成效的研究说明,DNA总是处于不断的运动变化之中,并与它周围的分子群保持永久性的联系。这种不停息的变化活动意味着个体基因之内的化学指令密码可以由多种多样的方法来破译。

  斯坦福大学的发展生物学家露西·夏培罗博士说,“在我的职业生涯中,我一直在思考着DNA构造的问题,因为它特别有趣。DNA的超级结构是活动性的,它随时间改变。有了一个动力过程,你就给自己的体系提高了—个控制水平。”

  和基因控制领域的许多伟大的发现一样,科学家们对DNA弯曲的许多理解来源于对细菌的研究。细菌的DNA比哺乳动物的DNA要短,而且简单,它的所有部分和开关都为最佳功能而设计,这就使得这些细菌能以最快的速度复制它们。研究DNA的科学家们很快意识到,当DNA被当作整体来考察时,其中有很多的转弯或曲线,即弯转的螺旋线形状,然而DNA的短小区域却是十分直挺的。

  史蒂文·D·戈德曼博士是和DNA弯曲研究的开拓者、马里兰州国立健康研究所的霍华德·纳什博士一起共事的一位高级研究员,他说,“在本质上,DNA在它达到一个更有可塑性的长度之前,是一种坚硬的棍棒状,想象一下棍子,一根长棍,就像弓箭的弓一样,是可以弯曲的,但是一根小棍子是很难弯曲的。就DNA的规模说来,一根‘小棍’就是几百个次单元或再少一些的次单元构成的序列,而整个人体的DNA分子共有30亿个次单元或碱基对。”

  但是,科学家们知道,既使是小段的DNA,它的紧密性也会松弛。当某些DNA序列恰好同时出现时,染色体上的这个区域就比相同大小DNA的其他部分更柔软,更易弯曲。例如,一种重复的叫做“腺嘌呤”的DNA碱基对链会在那一点上使染色体轻微地弯曲。

  耶鲁大学的另—位研究者唐纳德·克罗索斯博士也曾证实过那些弯曲的区域的位置,这个现象被他称作“有趣的活动”。腺嘌呤链就存在于发生基因改写的染色体的那些部分上:在那里,DNA会被写成另外一种化学形式叫做RNA,这即是蛋白质形成的第一步,在某种程度上,内部的弯曲帮助引发了基因活动。

  另外一些研究者发现,当病毒渗入细菌的DNA时,它就在将它的遗传物质输送入寄主染色体之前成功地把那个区域大幅度弯曲了。这一发现导致了一种叫做“整合寄生素”或“皿”的细菌蛋白质的分离——这种细菌蛋白质可以把DNA弯曲140度或将近180度。细菌通常是利用弯曲环节,在普通的细胞分裂中,把它的遗传物质混合起来或组合起来的。但是,狡猾的噬菌体病毒已经学会利用“IHF”蛋白质,欺骗细菌,使它相信它的DNA只是为了健康重组的目的而弯曲的,而实际上病毒是把自己的遗传垃圾倒进了褶皱区。



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