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RNA也有双螺旋结构
点击次数:371 发布时间:2013-09-16
 

1953年,弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森发现了脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构。自此,科学界掀起了一场对这个生命体zui基本构建模块进行图绘、研究和测序的革命。

DNA对代代相传的遗传物质进行编码。要将DNA中编码的信息制成生命所必需的蛋白质和酶,核糖核酸(RNA)发挥着中介作用。RNA是一种可在细胞核糖体内发现的单链遗传物质。虽然其在通常情况下是单链的,但是某些RNA序列也能像DNA一样形成双螺旋结构。

1961年,亚历山大·里奇、大卫·戴维斯、沃森以及克里克提出假说,被称为poly(rA)的RNA可形成一种平行链的双螺旋结构。

50多年后,加拿大麦吉尔大学的科学家成功结晶出一个RNA短序列——poly(rA)11,并利用加拿大光源(CLS)和康奈尔高能同步加速器收集到的数据证实了poly(rA)双螺旋假说。

poly(rA)的详细三维结构图已由麦吉尔大学生物化学教授卡勒·格林、德国哥廷根大学乔治·赛尔德雷克以及加拿大康考迪亚大学克里斯多夫·万兹共同发表。万兹和格林均是魁北克结构生物学协会GRASP的成员。他们的研究成果发表在德国《应用化学》国际版上。

负责指导麦吉尔大学生物纳米机械培训计划的格林博士称:“经过50多年的研究,能确认出一种新的核酸结构是非常罕见的,所以当我们偶然发现这种不寻常的poly(rA)结晶时,我们兴奋得跳了起来。”

格林说,RNA双螺旋结构的确认,将在生物纳米材料和超分子化学的研究上具有十分有趣的应用。核酸具有惊人的自我识别特性,将其作为基础材料或可构建出生物纳米机械——利用合成生物学制成的纳米级器件。

格林补充说,生物纳米机械的优势在于体积非常小、生产成本低、便于修改。许多生物纳米机械已经影响到我们的日常生活,如酶、传感器、生物材料和医学疗法。RNA双螺旋结构的确认,可能会产生各种下游效益,如治疗和治愈艾滋病,或是帮助生物组织再生。

研究人员表示,poly(rA)结构的发现,凸显了基础研究的重要性。他们目前正在寻找细胞如何将mRNA(信使核糖核酸)转化成蛋白质的信息。

在此项实验中,研究人员使用从加拿大光源的高分子结晶设施(CMCF)获取的数据,成功地解决了poly(rA)11 RNA结构问题。

CMCF科学家米歇尔·佛杰说,实验在确认RNA结构上是非常成功的,也许会对探寻遗传信息如何在细胞内存储产生影响。虽然DNA和RNA都携带有遗传信息,但它们之间也存在不少差异。mRNA分子带有poly(rA)的踪迹,其化学特性与结晶中的分子相同。poly(rA)是一个重要的生理学结构,尤其是在mRNA高局部浓度的条件下,细胞受到压力,mRNA在细胞内以颗粒形式聚集时就会发生这种情况。有了这些信息后,研究人员将继续描绘RNA的各种结构,并揭示其在新型生物纳米机械设计中扮演的角色。

Poly(rA)结构研究得到了加拿大自然科学和工程研究理事会、加拿大创新基金、魁北克政府、康考迪亚大学和麦吉尔大学的资金支持。

 
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