DNA标志性的双螺旋结构是由詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在60年前发现的。双链结构是由两个主要的相互作用稳定的，这两个相互作用指的是，同一条链上的相邻碱基推积起来，以及碱基配对是由相反方向上的碱基通过氢键介导的。碱基配对形成鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)之间和腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)之间的选择性，对于遗传信息的复制和保存来说，是必不可少的。

由慕尼黑大学的Wolfgang Zinth(生物分子光学主席)和托马斯·卡莱尔(生物有机化学主席)领导的一个研究组最近发现，这种碱基配对机制提供另一种功能：它有助于保护DNA免受紫外线的有害影响。相关文章发表于近期的《journal Angewandte Chemie》杂志上。

已知UV辐射可诱导DNA中的光化学反应，导致其结构改变。在编码它的碱基序列中的遗传信息所产生的改变可导致细胞死亡或癌症。在最近的一项研究中，作者已经表明，UV辐射会在合成DNA单链中产生带电的自由基。已知这些反应性基团可以损害DNA。

现在，研究人员已经使用飞秒红外光谱——一种采用红外光的超短脉冲(飞秒持续的第二个十亿的百万分之一)来探测分子激发态动力的技术——和生物化学结合，阐明碱基配对的新功能：它可以保护DNA免受光损伤。

一个简单的散热机制

在新的研究中，作者研究了天然的双链小牛胸腺DNA。该DNA用UV光的短脉冲激光的光激发后，研究人员发现，危险的激发态(其可以形成任意的碱基)，是被一个出乎意料的简单机制失活：每个激发对——无论是CG对或是AT对——以一致的方式衰变为基态。“因此，沃森 - 克里克碱基配对机制本身控制所述吸收UV能量的损耗，这与传统的观点不一致，其认为在同一条链中的碱基序列是负责激发态的失活，” Wolfgang Zinth说。

该研究的第二个重要的发现涉及失活机理的生物后果。沃森 - 克里克碱基配对通过UV光中和在DNA链中产生的具有潜在危险的状态。因此，沃森 - 克里克碱基配对可作为一种天然的“防晒霜”，以及是生物体暴露于UV辐射中的生存关键。

原文摘要：

Watson–Crick Base Pairing Controls Excited-State Decay in Natural DNA

Dominik B. Bucher, Alexander Schlueter, Prof. Dr. Thomas Carell and Prof. Dr. Wolfgang Zinth

Excited-state dynamics are essential to understanding the formation of DNA lesions induced by UV light. By using femtosecond IR spectroscopy, it was possible to determine the Lifetimes of the excited states of all four bases in the double-stranded environment of natural DNA. After UV excitation of the DNA duplex, we detected a concerted decay of base pairs connected by Watson–Crick hydrogen bonds. A comparison of single- and double-stranded DNA showed that the reactive charge-transfer states formed in the single strands are suppressed by base pairing in the duplex. The strong influence of the Watson–Crick hydrogen bonds indicates that proton transfer opens an efficient decay path in the duplex that prohibits the formation or reduces the lifetime of reactive charge-transfer states.

转自生物帮

http://www.bio1000.com/reseach/genetics/501156.html