一项新的研究首次表明，RNA——DNA的古老分子表亲——在试图整合变化时会分裂，而DNA可以扭曲自身并改变其形状以补偿任何化学损伤。
这项研究最终可以解释为什么生命的蓝图是由 DNA 而不是 RNA 构成的，而且还可能促使教科书的重写。
“对于像双螺旋这样基本的东西，令人惊讶的是我们这么晚才发现这些基本特性，”首席研究员 Hashim Al-Hashimi 说道来自杜克大学医学院。 “我们需要继续放大，以更深入地了解这些生命的基本分子。”
早在 1953 年，Watson 和 Crick 就首次发表了他们的 DNA 双螺旋模型，并预测了碱基对（A & T 和 G & C）如何组合在一起。
现在你可能已经非常熟悉这种结构了——两条 DNA 链通过碱基对的键合连接起来，形成梯级，将 DNA 的扭曲梯子固定在一起。
但研究人员很难找到证据证明碱基对按照沃森和克里克预测的方式结合——他们称之为沃森-克里克碱基对。然后在 1959 年，生物化学家 Karst Hoogsteen 成功拍摄了一张 A-T 碱基对的照片，显示了稍微倾斜的几何形状，其中一个碱基相对于另一个碱基旋转了 180 度。
从那时起，研究人员观察到沃森克里克和霍斯廷碱基对在 DNA 图像中。
但五年前Al-Hashimi 和杜克大学团队发现了一些以前从未见过的东西：DNA 碱基对在 Watson-Crick 和 Hoogsteen 键合构型之间不断来回变化。这为 DNA 结构增加了一个全新的维度和灵活性水平。
事实证明，当 DNA 位点上有蛋白质键合时（或者任何碱基受到化学损伤），DNA 似乎正在使用 Hoogsteen 键合，一旦损伤修复或蛋白质被释放，DNA 就会返回 Watson -克里克债券。
这一发现本身就是一件大事，但现在该团队首次证明 RNA 不具备这种能力，这可以解释科学家多年来一直困惑的问题：为什么 DNA 而非 RNA 构成了生命的蓝图。
因此，虽然 DNA 会吸收化学损伤并适应它周围的工作，但 RNA 会变得太僵硬并分解，从而使 DNA 成为在代际间传递遗传信息的更好结构。
“在 DNA 中，这种修饰是一种损伤形式，通过翻转碱基并形成 Hoogsteen 碱基对，它可以很容易地被吸收。相比之下，相同的修饰会严重破坏 RNA 的双螺旋结构，”团队成员之一周慧清说道。
杜克大学的一位教授表示：“这一发现可能会改写教科书对 DNA 和 RNA 两种遗传信息提供者之间差异的描述。”新闻稿。
您可以看到左侧的 DNA 执行 Hoogsteen 键合以合并受损的碱基对，而右侧的 RNA 则分崩离析：
Huiqing Zhou
研究人员通过用 RNA 和 DNA 创建双螺旋，并使用先进的成像技术来观察其碱基对如何结合，从而弄清楚了这一点。
他们能够证明，在任何时候，大约 1% 的 DNA 碱基会转变为 Hoogsteen 碱基对。但在 RNA 链中却没有看到同样的现象。
他们在一系列条件下测试了更多这些 RNA 双螺旋，但似乎没有一个改变为 Hoogsteen 碱基对。他们甚至迫使 RNA 形成这些 Hoogsteen 碱基对，只是为了看看它是否会发生，但一旦它们形成，RNA 链就会分裂。
研究小组解释说，这是因为与 DNA 相比，RNA 双螺旋结构更加紧密地堆积在一起，因此，一个 RNA 碱基无法在不撞击另一个碱基或移动原子并撕裂整个结构的情况下改变方向。结构分开。
“这些简单而美丽的结构、全新的层次或维度中蕴含着惊人的复杂性，但我们一直对它们视而不见，因为直到现在我们还没有工具来看到它们，”哈希米说。
需要进一步的研究来检验这一假设，即正是 DNA 的灵活性，而不是 RNA，导致 DNA 成为生命的蓝图，但如果得到证实，它可以帮助我们理解为什么地球上的生命进化成现在的样子。
很酷的是，这么多年过去了，我们仍然在学习有关分子的新知识，这些分子造就了我们。
该研究已发表于自然结构与分子生物学。
