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DNA双螺旋结构模型与生物医学的发展DNA（脱氧核糖核酸）是一种包含遗传信息的生物分子，其双螺旋结构模型的发现对于生物医学的发展具有重要意义。
DNA的双螺旋结构模型的建立是由James D. Watson和Francis Crick于1953年提出的，他们的研究成果揭示了DNA的结构，并为后来的基因组学和生物医学研究奠定了基础。
DNA的双螺旋结构模型是通过X射线衍射技术和学者对实验结果的分析得出的。
通过对DNA分子进行晶体学研究，科学家们得以观察和测定DNA分子的空间结构。
Watson和Crick根据这些实验结果推断出DNA由两条互补的核苷酸链组成，这两条链缠绕在一起，形成了双螺旋结构。
这个发现引起了生物学界的广泛关注，并为后续的研究提供了重要的参考依据。
DNA双螺旋结构的发现对生物医学领域带来了革命性的影响。
首先，它揭示了DNA作为遗传物质的本质，即DNA是生物遗传信息的携带者。
这一发现在遗传学和进化生物学的研究中起到了重要的作用，为科学家们深入研究生命的起源和进化提供了奠基石。
其次，DNA双螺旋结构的发现为基因组学的研究奠定了基础。
基因组学是研究基因组结构、功能及其在生物过程中的表达和调控的学科。
通过对DNA的双螺旋结构的深入研究，科学家们得以探索基因组的组织、编码和调控，从而深入了解基因的功能和表达方式。
这对于研究遗传疾病的发病机理、基因治疗的研究以及药物开发等方面具有重要的意义。
此外，DNA双螺旋结构的发现也为DNA复制、转录和翻译等重要生物过程的研究提供了理论基础。
DNA复制是指DNA分子在细胞分裂过程中通过复制来保证新细胞的遗传信息的完整性和准确性。
转录和翻译则是指DNA信息转录为RNA，然后进一步翻译为蛋白质的过程。
这些生物过程对细胞的正常功能、发育以及疾病的发生等具有重要的影响。
基于对DNA双螺旋结构的深入研究，科学家们能够揭示这些生物过程的机制，进而有助于开发相关的治疗方法和药物。
DNA双螺旋结构的发现与探索历程DNA（脱氧核糖核酸）是生物体内存储遗传信息的分子，其双螺旋结构的发现与探索历程是生物学领域中的重要里程碑之一。
早在20世纪50年代，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克的研究揭示了DNA的双螺旋结构，这一发现对于我们理解生命的基本原理产生了深远的影响。
DNA的研究历程可以追溯到19世纪末，当时科学家们已经开始意识到基因和遗传的重要性。
研究人员发现染色体内存在一个由DNA和蛋白质组成的物质，他们将其称之为核酸。
然而，直到20世纪40年代初，人们对于DNA的确切结构和功能仍然知之甚少。
1944年，奥斯瓦尔德·奥弗里发现了DNA是遗传物质，而非蛋白质。
随后，阿瑟·康普顿·凯尔斯发现，DNA由核苷酸构成，核苷酸又由磷酸、糖和碱基组成。
这些发现为后来的研究奠定了基础。
1950年代初，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克开始合作，致力于解析DNA的结构。
他们基于早期科学家的研究，提出了一个大胆的假设：DNA是由两条互补的链构成的双螺旋结构。
这一假设是通过对X射线衍射图像和化学分析的研究得出的。
1952年，罗莎琳德·富兰克林和雷蒙德·高斯林使用X射线晶体衍射技术获得了DNA分子的详细信息。
富兰克林的研究结果进一步支持了沃森和克里克的假设，并为他们提供了宝贵的数据。
1953年，沃森和克里克在《自然》杂志上发表了关于DNA的双螺旋结构的论文。
他们详细描述了DNA分子中两条互补链之间的碱基配对规则（即腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的配对，以及鸟嘌呤与胞嘧啶之间的配对），以及磷酸和糖基团的排列方式。
这一发现不仅解开了DNA的奥秘，还揭示了DNA复制和遗传信息传递的机制。
DNA双螺旋结构的发现和解析使我们对生命的理解发生了革命性的变化。
它为分子生物学的发展奠定了基础，并为基因工程和遗传疾病的研究开辟了新的道路。
此外，DNA的双螺旋结构的发现还引发了科学共同体对于伦理和道德问题的思考，尤其是涉及基因编辑和克隆技术的应用。
三螺旋关系三螺旋关系是指在生物学中一种重要的结构关系，它存在于许多生物体的DNA分子中。
这种关系被认为是DNA分子的基本结构，也是遗传信息传递的基础。
在本文中，我们将探讨三螺旋关系的形成原因、结构特点以及在生物学研究中的重要性。
三螺旋关系的形成是由于DNA分子的结构特点决定的。
DNA分子由两条互补的链构成，它们通过氢键相互结合。
每条链都由一系列的核苷酸单元组成，核苷酸单元包括脱氧核糖、磷酸基团和一种碱基。
在DNA分子中，碱基以特定的方式配对，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对。
这种碱基的互补配对是三螺旋关系形成的基础。
三螺旋关系的结构特点主要包括以下几个方面。
首先，DNA分子的两条链以反平行的方式排列，即它们的方向是相反的。
其次，两条链之间的碱基通过氢键相互连接，形成稳定的结构。
每个碱基与对应的碱基之间有三个氢键相连，这种结构使得DNA分子具有较高的稳定性。
此外，DNA分子的直径较大，约为2纳米，形成了一个螺旋状的结构。
三螺旋关系在生物学研究中具有重要的意义。
首先，它是遗传信息传递的基础。
DNA分子中的碱基配对规则决定了遗传信息的传递方式。
通过DNA的复制和转录过程，遗传信息可以在细胞中传递并被转化为蛋白质。
其次，三螺旋关系的结构特点使得DNA分子能够被紧密地包裹和保护。
在细胞中，DNA分子通常以染色质的形式存在，与蛋白质相互作用形成复杂的结构。
最后，三螺旋关系的发现对基因工程和生物技术的发展具有重要的影响。
通过对DNA分子的研究，科学家可以对基因进行编辑和改造，从而改变生物体的遗传特性。
三螺旋关系是DNA分子的基本结构，也是遗传信息传递的基础。
它的形成是由于DNA分子的特定结构和碱基配对规则决定的。
三螺旋关系的结构特点使得DNA分子具有较高的稳定性，并在生物学研究中发挥着重要的作用。
通过对三螺旋关系的深入研究，我们可以更好地理解DNA的结构和功能，为生物学领域的进一步发展提供重要的基础。
DNA双螺旋结构论文DNA双螺旋结构的人类发现和阐述是一项具有重要科学意义的研究，也是研究生物学和遗传学的重要基础。
这一重大发现是由Watson和Crick在1953年通过研究得出的，为后续的生物学研究提供了重要的理论基础。
本文将详细介绍DNA双螺旋结构的研究背景、实验方法、结果分析及意义等方面。
研究背景：DNA（脱氧核糖核酸）是生物体中负责遗传信息传递的重要分子。
早在1944年，Avery、MacLeod和McCarty通过一系列实验证实了DNA是遗传信息的分子载体。
然而，他们并没有阐明DNA的具体结构以及其如何保存和传递遗传信息。
为了解这些问题，科学家们开始对DNA的结构进行深入研究。
实验方法：Watson和Crick通过合并当前已知的实验数据，比如X射线晶体学分析和碱基组成等，提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
他们依据核酸的化学组成和碱基配对规律，预测磷酸根团是双螺旋结构的支架，糖基和碱基组成着基于支架的螺旋部分。
为了验证这一模型，他们进行了进一步的实验。
结果分析：在实验中，Watson和Crick观察到不同碱基之间形成了特定的氢键，这些氢键使得DNA的两条链能够紧密结合。
通过这种方式，DNA形成了稳定的双螺旋结构。
他们还发现，腺嘌呤和胸腺嘧啶之间形成了三个氢键，而鸟嘌呤和胸腺嘧啶之间形成了两个氢键。
这种碱基之间的特异性配对进一步支持了他们提出的双螺旋结构模型。
意义：Watson和Crick对DNA双螺旋结构的发现和阐述对人类的科学研究产生了深远的影响。
首先，这一发现揭示了遗传信息保存与传递的基本原理，为遗传学的理论体系奠定了基础。
其次，双螺旋结构的解析使得科学家们能够更深入地研究DNA的复制、转录和翻译等生物学过程。
这对于揭示生命的起源、进化以及疾病的发生机理具有重要意义。
此外，这一发现还为分子生物学的发展奠定了基础，为现代生物技术的发展提供了理论支持。
最后，Watson和Crick的工作为他们赢得了1962年诺贝尔生理学或医学奖，也成为了科学史上的重要里程碑之一综上所述，DNA双螺旋结构的发现和阐述是生物学研究中的一次重大突破。
dna三链结构DNA（脱氧核糖核酸）是构成生物体遗传信息的重要分子。
在我们的身体里，DNA以双螺旋结构存在，但在某些特殊情况下，它也可以形成三链结构。
本文将介绍DNA三链结构的形成原因、特点以及在生物学研究中的应用。
DNA的双螺旋结构是由两条互补的链通过氢键相互连接而成的。
然而，当DNA分子发生复制、重组或修复等过程时，双螺旋结构可能会发生断裂或错配。
这时，DNA分子的一部分可能会形成一个额外的链，与原有的两条链相互交织，形成三链结构。
这种结构被称为DNA三链结构。
DNA三链结构具有一些独特的特点。
首先，它通常是临时性的，只在特定的生物过程中出现。
其次，三链结构的形成通常需要一些特殊的蛋白质或酶的参与，它们能够识别和结合DNA的特定序列，并引导DNA分子的重组。
最后，三链结构的形成可以导致DNA分子的局部结构变化，从而影响DNA的功能和稳定性。
DNA三链结构在生物学研究中具有重要的应用价值。
首先，它可以用作DNA修复的一种机制。
当DNA分子发生损伤或错配时，三链结构的形成可以帮助修复DNA，使其恢复到正常的双螺旋结构。
其次，三链结构还可以用于DNA的重组和基因转移。
通过引导三链结构的形成，科学家可以将外源DNA片段导入到目标DNA中，实现基因的插入或替换。
这在基因工程和生物技术领域具有重要的应用前景。
除了在基础研究中的应用外，DNA三链结构还具有一些潜在的临床应用。
例如，某些药物可以通过干扰DNA三链结构的形成来抑制肿瘤细胞的增殖。
此外，DNA三链结构还可以作为一种新型的药物靶点，用于开发治疗遗传性疾病的新药。
总之，DNA三链结构是DNA分子在特定条件下形成的一种临时性结构。
它具有独特的特点和重要的应用价值。
随着对DNA三链结构的研究不断深入，相信它将在生物学和医学领域发挥越来越重要的作用，为人类健康和生命科学的发展做出更大的贡献。
DNA双螺旋结构解析的重要里程碑DNA（脱氧核糖核酸）的双螺旋结构是生命科学领域中最重要的发现之一。
该结构的解析过程受到科学家们的极高关注，为我们深入了解生物学和遗传学的基本原理奠定了基础。
本文将探讨DNA双螺旋结构解析的重要里程碑，包括发现DNA结构的历史背景以及相关科学家的重要贡献。
20世纪的前半叶，科学家们开始认识到遗传信息的基本单位是由DNA构成的。
早在19世纪末，瑞士科学家弗里德里希·米歇尔（Friedrich Miescher）首次发现了一种从细胞核中分离出的物质，他将其命名为"核素"，这就是现在所熟知的DNA。
然而，在当时，科学家对这种新发现的物质知之甚少。
直到1950年代早期，DNA的结构仍然是一个谜。
然而，几位杰出的科学家的贡献使我们能够逐渐解开这个谜团并揭示出DNA双螺旋结构的模型。
1950年，莫里斯·威尔金斯（Maurice Wilkins）、罗莎琳·富兰克林（Rosalind Franklin）和詹姆斯·华生（James Watson）成为了解析DNA结构的重要科学家。
莫里斯·威尔金斯是英国国家物理实验室的研究员，他对DNA的X射线衍射进行了实验研究。
他发现了DNA分子的X射线衍射图像，这为后来的研究提供了宝贵的线索。
罗莎琳·富兰克林是英国国玛丽·居里基金会的研究员。
她利用X射线晶体学技术研究各种有机分子的结构。
富兰克林的工作对解析DNA结构起到了关键的作用。
她通过X射线晶体学测定了DNA的衍射图像，并且凭借出色的实验技术，成功地研究出了DNA的B型结构。
詹姆斯·华生是一位年轻有为的科学家，他与富兰克林一起在英国国玛丽·居里基金会工作。
在威尔金斯的引导下，华生与富兰克林一起继续了DNA结构的研究。
他通过研究威尔金斯提供的DNA衍射图像并借鉴富兰克林的研究结果，发表了一篇具有里程碑意义的文章，提出了DNA双螺旋结构的建议模型。
基于三螺旋核酸的生物传感器的研究进展田晶晶;罗云波;许文涛【摘要】三螺旋核酸是在经典的沃森-克里克(Waston-Crick)氢键形成的双链核酸基础上,第三条寡核苷酸链以非经典的胡斯特(Hoogsteen)氢键嵌入到双链大沟(Major groove)中形成的超分子核酸组装体.在近年来发展的众多生物传感方法中,基于三螺旋核酸的生物传感平台凭借其快速、灵敏、简单、可逆等特点而备受瞩目.从生物传感器的角度,综述了三螺旋核酸生物传感器的类别与性质,分类评述了常见的三螺旋核酸生物传感器与三螺旋核酸传感元件的应用,并对三螺旋核酸生物传感器的发展前景进行了展望.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2018(034)009【总页数】14页(P15-28)【关键词】三螺旋核酸;生物传感器;评述【作者】田晶晶;罗云波;许文涛【作者单位】北京食品营养与人类健康高精尖创新中心中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;北京食品营养与人类健康高精尖创新中心中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;北京食品营养与人类健康高精尖创新中心中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083【正文语种】中文近年来，DNA纳米技术迅猛发展。
核酸的碱基序列不仅能够携带生物遗传信息，而且能够被编辑、设计成各种一维、二维、三维的功能核酸纳米器件进行开关调控［1］、逻辑门操作［2］、电路计算［3］与纳米机器运转［4］，在生物成像、体内调控、传感与检测领域发挥着重要作用。
1957年，科学家Felsenfeld和Davies等［5］发现了多聚嘌呤链通过胡思特键（Hoogsteen bond）嵌入到双链脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid，DNA）的大沟中形成三螺旋核酸。
近10年来，基于三螺旋核酸的生物传感技术日新月异地进步，作为DNA纳米技术工具箱的重要组成部分，三螺旋核酸传感平台在分子成像［6］、配体的携带与释放［7-9］、细胞内表达调控［10］与分析化学［11-16］领域的应用不断突破，取得了令人瞩目的研究进展。
dna三螺旋结构DNA（脱氧核糖核酸）是存在于细胞中的一种生物大分子，它以三螺旋的结构存在，这种结构被称为DNA的三维结构。
DNA的三螺旋结构是由两根互相缠绕的螺旋链组成的，每根螺旋链都由一系列核苷酸单元组成，而核苷酸单元则由磷酸、糖和碱基三个部分组成。
DNA的三螺旋结构是由两根互相缠绕的螺旋链组成的。
这两根螺旋链以螺旋的形式相互缠绕，形成了DNA的经典双螺旋结构。
每根螺旋链都由一系列核苷酸单元组成，而核苷酸单元则由磷酸、糖和碱基三个部分组成。
磷酸和糖交替排列，形成了DNA的骨架，而碱基则连接在糖的部分上。
DNA的三螺旋结构中，两根螺旋链通过碱基间的氢键相互连接。
碱基有四种，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。
腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤类碱基，胸腺嘧啶和胞嘧啶属于嘧啶类碱基。
这四种碱基按照特定的配对规则连接在一起，腺嘌呤和胸腺嘧啶之间形成两个氢键，鸟嘌呤和胞嘧啶之间形成三个氢键。
这种特殊的碱基配对规则使得DNA的两根螺旋链保持了一定的稳定性。
DNA的三螺旋结构不仅仅是一种形态上的特点，它还具有重要的生物功能。
首先，DNA是遗传信息的载体，它通过碱基序列的不同来携带不同的遗传信息。
这种遗传信息的传递是通过DNA的复制和转录来实现的。
在DNA的复制过程中，两根螺旋链被解开，形成两条新的螺旋链。
在转录过程中，DNA的一部分被转录成RNA，从而进一步实现遗传信息的传递。
DNA的三螺旋结构还决定了DNA的稳定性和抗损伤能力。
由于DNA的碱基配对规则，一旦某个碱基受到损伤，就会引起碱基配对的错配。
为了保证DNA的稳定性，细胞中存在一系列修复机制，可以修复DNA中的损伤。
这些修复机制的存在，保证了DNA的稳定性和完整性，从而维护了细胞的正常功能。
DNA的三螺旋结构是DNA分子的重要特点之一。
这种结构不仅决定了DNA的形态和稳定性，还决定了DNA的功能和遗传信息的传递。
对于理解DNA的结构和功能，以及相关的生物学过程和疾病发生机制，都具有重要的意义。
第32卷2004年9月 分析化学(FE NXI H UAX UE ) 评述与进展Chinese Journal of Analytical Chemistry 第9期1252～1255三螺旋脱氧核糖核酸的研究进展凌连生1 汪 俊1 方晓红1 陈东敏2 白春礼311(中国科学院化学研究所分子科学中心,北京100080) 2(美国哈佛大学R owland 研究院,M A 02142)摘 要 阐述了三螺旋DNA 的发展和最新动态,并从3个方面展开评述:(1)三螺旋DNA 稳定性的研究。
三螺旋DNA 的稳定性不仅取决于寡聚核苷酸的内在结构,还受外界环境如溶液的pH 值、阳离子的种类和价态、DNA 分子嵌入试剂和共聚物等的影响;(2)三螺旋DNA 的应用。
三螺旋DNA 的形成为基因操纵和基因疗法提供了新方法,它在抑制DNA 转录、复制、基因定点诱变、定点切割和诱导基因重组等方面有重要的应用前景;(3)三螺旋DNA 的检测方法,包括紫外2可见吸收光谱法、荧光分析法、原子力显微术和顺磁共振谱等。
关键词 三螺旋脱氧核糖核酸,双螺旋脱氧核糖核酸,评述 2002212215收稿;2003209209接受本文系国家杰出青年基金(N o.10028408)、中国博士后基金和中国科学院王宽诚博士后工作奖励基金资助课题1 引 言1953年Wats on 等提出了脱氧核糖核酸(DNA )双螺旋(二级结构)模型,两条互补配对的多聚核苷酸链通过碱基对之间的Wats on 2Crick 氢键维系,组成有规则双螺旋结构,并认为DNA 结构与核苷酸的组成和序列无关。
但是,在双螺旋DNA 的大沟中存在多余的氢键给体和受体,这些氢键给体和受体可以和专一的结合分子(如蛋白质)发生相互作用,形成专一的复合物,也可以与单链DNA 分子结合形成三螺旋DNA 。
1957年Davis 等1首次报道了这种结构,由于当时被认为是一种没有生物学意义的结构而没有引起重视。
直到1987年Mirkin 等2在酸性溶液的质粒中发现一种H 2型三螺旋DNA ,同年Dervan 等3证实可通过将第三股DNA 粘接到含有真实基因的天然DNA 上,引起了人们的广泛关注。
研究结果表明,三螺旋DNA 的形成可能伴随于DNA 转录、复制和重组等细胞过程4。
三螺旋DNA 的研究有助于深入理解细胞过程,揭示某些基因疾病的形成机理,为建立基因疾病新疗法提供全新的思路。
2 三螺旋DNA 的稳定性由于三螺旋DNA 并不是DNA 的正常存在状态,因而三螺旋DNA 受环境影响比较大。
对三螺旋DNA 稳定性的研究是揭示三螺旋DNA 的形成机理和进一步开展在基因治疗方面应用的前提。
影响三螺旋DNA 稳定性的主要因素有核苷酸结构和溶液条件。
寡聚核苷酸的构成直接决定三螺旋DNA 能否形成。
因此,寡聚核苷酸的修饰是增强三螺旋DNA 稳定性的重要方法。
人们一方面致力于研究碱基类似物以提高三螺旋DNA 稳定性和识别能力,另一方面则着重研究寡聚核苷酸的主链修饰。
核酸胞嘧啶的甲基化可使三螺旋DNA 的稳定性显著增强5。
近年有人利用计算机分析DNA 结构,提出采用多肽骨架结构替换核苷酸中的糖2磷酸骨架的设想。
这种以多肽为骨架的核酸模拟物被称为肽核酸(peptidenucleic acids ,PNAs )。
在一定条件下,肽核酸(PNA )可与靶基因形成极为稳定的(PNAs )22DNA 分子,10个碱基长度的肽核酸与DNA 形成的三螺旋的T m 值可达60℃～90℃6～8。
以[NH C (N +H 2)NH ]胍盐为主链代替磷酸二酯键[O (PO 2)O ]的脱氧核胍(DNG )也是寡聚核酸(ODN )的类似物,它和PNA 一样带正电荷,与互补DNA 作用形成三螺旋时,对Wats on 2Crick 碱基对的相互作用没有影响,且由于静电吸引,与互补DNA 作用后有利于三螺旋DNA 的稳定,脂溶性较好,在基因疗法中具有广阔的应用前景9。
三螺旋DNA 的稳定性取决于寡聚核苷酸序列的组成和长度,而且与溶液环境有关。
溶液pH 的改变、抗衡离子、分子嵌入试剂和共聚物的存在都会影响三螺旋DNA 的稳定。
一般来说,T ・A 3T 三碱基体的含量越高,三螺旋DNA 越稳定。
富含C ・G 3C 三碱基体的三螺旋DNA 的稳定性强烈地依赖于环境的pH 值,低pH 环境有利于三螺旋DNA 的稳定。
由于三螺旋DNA 磷酸骨架的负电荷密度高,相应的抗衡离子,如金属阳离子和聚多胺的存在是十分重要的10。
溴化乙锭11、吖啶12和亚甲基蓝13等分子嵌入试剂能使双螺旋DNA 的融链温度升高,也能与三螺旋DNA 发生嵌入作用而增强其稳定性,使三螺旋DNA 在生理环境下稳定存在。
某些共聚物也能增强三螺旋DNA 的稳定性。
如在梳型共聚物存在时,嘧啶型三螺旋DNA 在生理pH 时的结合常数比无稳定剂存在时提高约100倍14～17。
3 三螺旋DNA 的应用三螺旋DNA 在分子生物学,疾病诊断和治疗等方面具有潜在的巨大应用前景18,19。
随着三链DNA 稳定性的提高,三螺旋DNA 在选择性抑制基因的转录和基因调控等方面的研究取得了较大的进展。
分子间三螺旋DNA 的形成能在转录阶段抑制基因的表达,因而在基因组定位,基因克隆,序列分辨药物的传输,以及基因的选择性表达等方面起重要作用20。
体外实验表明,三螺旋DNA 的形成阻碍了由DNA 聚合酶催化的DNA 的合成,抑制了基因的表达21。
寡聚核苷酸诱导产生三螺旋DNA 是进行双螺旋DNA 的序列分辨识别的一种强有力的手段。
嘧啶型寡聚核苷酸与Wats on 2Crick 双螺旋的大沟中的嘌呤片段通过专一性的H oogsteen 氢键键合而形成三螺旋DNA ,这种识别作用可用于DNA 基因定位分裂的调控22。
如研究发现c 2fos 原癌基因的转录可以通过与寡聚核苷酸形成三螺旋而进行调控23。
在反义核酸中,寡聚核苷酸以双螺旋DNA 的专一性序列作为靶物,通过与该序列形成三螺旋DNA ,从而阻止基因转录。
双螺旋DNA 与寡聚核苷酸作用形成三螺旋DNA 后,受到保护而不能被限制性内切酶H pa Ⅱ、甲基化酶和Dnase I 酶所作用24,或者在寡聚核苷酸片段的一端共价连接上引起DNA 断裂的小分子配基,如Fe (Ⅱ)2E DT A 、1,102二氮杂菲2Cu α、Cu (Ⅱ)2硫醇、Cu (Ⅱ)2甲基肼和抗生素等,可实现在三螺旋和双螺旋的衔接处进行定点切割25。
4 三螺旋DNA 的检测4.1 紫外2可见分光光度法紫外2可见分光光度法以获得DNA 的融链温度作为判定DNA 稳定性的重要参数。
三螺旋DNA 的形成会在低于双螺旋DNA 的融链温度的地方产生一个新的融链温度,这个融链温度的高低则反映了三螺旋DNA 的稳定性。
融链温度越高,DNA 越稳定。
是否存在分别对应于三螺旋解链和双螺旋解链的两个转变温度可作为三螺旋形成的标准之一26。
4.2 荧光分析法许多荧光染料不仅可用于检测双螺旋DNA ,也可用于检测三螺旋DNA 。
由于三螺旋的形成伴随着DNA 结构的变化,如其沟槽的大小、疏水性和数目发生变化,使其与染料的结合比改变,对染料荧光的增强程度不同。
溴化乙锭与三螺旋DNA 的相互作用研究较多,它与双螺旋DNA 和三螺旋DNA 结合后的荧光量子产率不同,与三螺旋DNA 结合后的荧光量子产率相对较低,DNA 从双螺旋向三螺旋转变的过程会诱导荧光强度下降,可用于检测三链DNA 的形成27,28.而对于Ru (Ⅱ)2DPPZ 类配合物来说,DNA 从双螺旋向三螺旋的转化过程使荧光探针的结合位点增多,从而使荧光强度增强29。
研究结果表明,双螺旋DNA 与Ru (Ⅱ)2DPPZ 类配合物的结合比是4∶1,三螺旋DNA 与Ru (Ⅱ)2DPPZ 类配合物的结合比是2∶130。
将同聚嘌呤链共价连接在光纤上,采用溴化乙锭作探针,可构筑检测三螺旋DNA 的传感器31。
分别在两条同聚嘌呤链的3′和5′端接上荧光能量给体和供体,采用荧光共振能量转移技术可建立三螺旋DNA 的检测方法32。
利用DNA 分子信标可简单、灵敏地检测三螺旋DNA 33。
4.3 原子力显微技术原子力显微镜可以直接观察吸附在云母和金表面上的DNA ,根据DNA 的宽度和高度来判定三螺旋DNA 是否形成。
如将一端连接链霉抗生物素的双肽核酸链(PNA )与寡聚核苷酸形成三螺旋DNA (PNA )2,采用电镜和原子力显微镜观察吸附在云母表面上的三螺旋DNA ,发现三螺旋DNA 的厚度比双螺旋DNA 厚0.4nm 34。
采用原子力显微镜可直接观察到分子内三螺旋DNA 的结构(H 2DNA )。
尽管存在着针尖的展宽效应,H 2DNA 的宽度仍是B 2DNA 的1.5倍;另一方面,H 2DNA 的高度是1.1nm ,而B 23521第9期凌连生等:三螺旋脱氧核糖核酸的研究进展 DNA 的高度只有0.69nm ,这些数据间接证明了三螺旋DNA 的形成35。
分别将同聚嘧啶单链和同聚嘧啶・同聚嘌呤双链固定在AFM 针尖上和硅基底上,通过力曲线的变化来检测三链DNA 的形成。
观察到只有当针尖和基底间形成三螺旋DNA 时,才会有较大的断裂力反映在力曲线上,并可进一步得到针尖上的单链与基底上双链之间的单链力36。
4.4 圆二色谱圆二色谱不仅可用于研究DNA 不同构型的转化,而且可用于区分由T 2A ・T 和A 2T 构成的三螺旋和双螺旋DNA 。
T152A15・T15三螺旋的圆二色谱在5℃时在230、260和284nm 处有最大峰,在210、248和267nm 处有最小峰。
当温度升高到40℃时,三螺旋解链,典型的双螺旋DNA 谱出现,与5℃时光谱相比,发生了很明显的变化:短的吸收峰发生蓝移(由230nm 移到218nm ),260nm 处的谱峰消失,尽管282nm 和248nm 处的谱峰依然存在,但是强度已大大降低37。
4.5 电子顺磁共振谱将寡聚核苷酸用电子自旋标记后,电子的顺磁共振谱随寡聚核苷酸结构的灵活性(m obility )的变化而发生很大变化。
自旋探针灵活性的标志,平均相关时间,可通过模拟电子顺磁共振谱获得。
据报道,5sp T 15单链在0℃时的相关时间是3ns ,与互补的寡聚核苷酸杂交后的相关时间达到163ns 。
形成三螺旋后,相关时间则增加至303ns 。
由此测得三螺旋DNA 形成的结果与圆二色谱和紫外吸收光谱法一致37。
4.6 其他方法在三螺旋DNA 的研究中,红外光谱38、核磁共振39和表面等离子体共振40等技术和手段也起着非常重要的作用,利用它们可从另一个侧面获得三螺旋DNA 形成的间接证据。
5 结论与展望三螺旋DNA 的发现,为从基因水平上治疗病毒性疾病提供了新的思路。
