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DNA是让生物遗传功能相对安稳坚持的重要存在，它带着有组成RNA、蛋白质一切必要的遗传信息。上世纪50年代，科学家初次确认了DNA的双螺旋结构，这是20世纪生物科学范畴中最巨大的发现之一。DNA由两条以脱氧核糖分子和磷酸基组成的链构成的聚合分子，在两条链之间存在着含氮碱基，碱基对之间存在着氢键。
对DNA来说，双螺旋结构的安定是他能够安全地贮存遗传信息的先决条件。一向以来，科学家都在研讨它的各个部分究竟是怎么组合在一起的。关于DNA是怎么将两条链结合在一起的一种干流观念是，氢键是首要用于安稳双螺旋结构的力气。
但是一项新的研讨标明，将DNA的双螺旋结构维系在一起的或许是另一种力气。这项推翻了干流理论的研讨以为，尽管氢键会在必定程度上维系DNA的双螺旋结构，但它更首要的效果好像是对碱基对的排序，使碱基对能以正确的次序衔接在一起，而维系这种结构的一个要害地点是疏水力：DNA分子的内部或许具有疏水性，而它们地点的环境首要由水构成，因而DNA中的疏水含氮碱基会推开周围的水。
这一研讨结果被宣布在了《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，它关于了解DNA与其环境的联系至关重要，也为了解医学和生命科学研讨翻开了新的大门。
当DNA要进行读取、仿制或修正过程时，它有必要先将双螺旋链翻开，这是当细胞用催化蛋白在分子周围发明疏水环境时会呈现的状况。| 图片来历：Yen Strandqvist
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DNA分子中的疏水性相互效果并不是一个全新的概念，早在1997年就有科学家质疑单靠氢键就能使DNA双螺旋结构的两条链坚持在一起的观念。到了2004年，有研讨发现氢键对碱基对的安稳性好像并不那么不可或缺。2017年，一项研讨标明，氢键的缺席并不会真的对细胞构成困扰，只需有疏水性效果力的存在，运用组成的碱基对也能让DNA成功地进行转录和翻译。
Bobo Feng是这次新论文的榜首作者，他说：“细胞想要维护它们的DNA，而不是将其露出在有或许含有有害分子的疏水环境中。”但与此同时，细胞的DNA需求翻开才干运用，因而在大部分的时间内，细胞都会将DNA在水溶液中维护起来，但一旦需求用DNA来进行读取、仿制或修正使命时，细胞就会将它露出在疏水环境中。
例如在仿制过程中，DNA分子中的氢键会在几种酶的效果下断开，然后解开螺旋的两条链就会各自进行仿制以发生新的DNA。但是事实证明，这并不是损坏双螺旋安稳结构的仅有途径。在新的试验中，研讨人员发现在比正常环境更疏水的环境中，疏水性就足以单独解开双螺旋。
换句话说，由于DNA的含氮碱基本身便是疏水的，因而在正常的水溶液（亲水环境）中，这些碱基会集合在一起，以尽量削减露出在水中。他们运用疏水溶液聚乙二醇，一步一步地将DNA的环境从天然亲水改变为疏水环境，意图是想要发现是否存在一个让DNA开端损失其结构的极限，当环境不再亲水时，DNA便不再具有结合的理由。研讨人员观测到，当溶液到达亲水和疏水的鸿沟时，DNA分子特有的螺旋状结构开端分裂。
经过更细心的调查，他们发现当碱基对在外部影响，或许一些随机运动的影响下互相分隔时，结构中就会有能够让水流进去的小孔构成。由于DNA想要坚持其内部的枯燥，所以它会揉捏在一起，让碱基对再次集合在一起将水挤出。在疏水环境中，这些水是缺失的，所以这些洞还会留在原地。
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当需求修正受损的DNA时，受损区域会受疏水环境的影响，需求被替换。催化蛋白能够发明出疏水的环境，它也是一切DNA修正过程的中心地点，这意味着它或许是对立许多严峻疾病的要害。了解这些蛋白质的效果有助于为咱们在对立抗药菌，或许治好癌症方面取得更多新的见地。
比方研讨人员知道，细菌会使用一种名为RecA的蛋白质来修正它们的DNA，而新的研讨结果或许能够经过更好地了解细菌修正DNA的作业原理，发展出能够阻挠这一修正过程的办法，然后彻底将细菌杀死。
在人类细胞中，有一种名为Rad51的蛋白质能够修正能够修正DNA，并修正或许会导致癌症的变异DNA序列。Bobo Feng说：“要了解癌症，咱们有必要要了解DNA是怎么修正本身的。到目前为止，咱们还没有真的了解这个问题，由于咱们一向以为是氢键将DNA结合在一起的。现在，咱们现已证明了在背面发挥效果的其实是它的疏水性。咱们还证明了DNA在疏水环境中的行为彻底不同。这有助于咱们了解DNA以及它是怎么修正的。在此之前还没有人将DNA置于这样的疏水环境中并研讨它们的行为，所以到目前为止都没人发现这一点也就家常便饭了。”
参阅链接：
[1]https:///scientists-discover-a-new-way-to-open-up-dna-s-double-helix-for-replication-and-repair
