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专栏•生命沉思
DNA积木
2004年08月25日 02:06:42

张田勘

  2004年7月28日,DNA双螺旋结构的发现者之一弗朗西斯?克里克在美国加州溘然长逝。不过双螺旋结构在世界各地的存在,却正如一夜春风来,千树万树梨花开,而且越来越美。

  没有什么比双螺旋作为分子生物学的象征和标志更好,因为它表现了科学与美、形式与内容的和谐结合。

  当初詹姆斯?沃森与弗朗西斯?克里克发现双螺旋结构时,并没有通过复杂的数学计算或动用什么精密仪器,相反,他们是用极其简单的方法,就像幼儿园的孩子搭积木一样做出这个模型的。

  如同微波炉的发明,并没有运用复杂的数学,而是靠在微波炉中放上食物一次次地试验,从而找到了食物均匀受热的位置。张五常先生说过,经济学有时并不需要复杂的数学模式,很多时候,简单就是最实用的方法,也是发现真理的最好途径。

  DNA双螺旋结构从当初不为人知、不为人重视甚至不为人承认,到今天几乎人人言必称之,其至尊的地位已经确立,那么,除了双螺旋之外,DNA还有没有其他结构?

  回答是肯定的。正如人类社会的参差多态、生物的多样性和自然的千姿百态一样,贮藏人类遗传信息并决定人和生物遗传特征的DNA也是多样的。

  研究已经发现,至少DNA目前有9种特殊结构,而且随着研究的深入,发现的DNA结构还会增多。很多研究证明,DNA不仅可以是双螺旋,也可以是三螺旋,还可以是各种各样甚至千奇百怪的折叠弯曲。过去人们以为双螺旋以外的DNA只是实验室中制造出来的怪胎,不会存在于活体生物中。但实际上,各种各样的DNA结构不仅存在于活体细胞中,而且具有特殊的意义,能深刻地解释我们还知之不多的疾病,如癌症、精神分裂症和孤独症等。甚至连DNA双螺旋的旋转也存在右旋和左旋之别,尽管大多数情况下DNA是右旋的。

  而且,人体DNA还可以以多种多样的三螺旋结构重叠起来,形成结节DNA,因为当双螺旋体的一部分解开时,其中一条DNA链可以折叠回去,以特殊的碱基配对形式与没有解开螺旋的部分配对,也就形成了三螺旋。两条或两条以上的三螺旋就形成了结节DNA。顺便说一句,当初沃森和克里克在搭DNA的积木时,一开始也是把DNA当作三螺旋来构建的。

  那么,迄今发现的非双螺旋DNA结构是否就一定是非主流的、异常的DNA结构呢?目前,这还是一个难以回答的问题。但是,根据参差多态的原理,自然界甚至不同的人和生物中,除了双螺旋DNA结构外,很有可能存在其他正常的而非异常致病的DNA结构。也就是说,双螺旋并不是惟一的DNA结构,而且非双螺旋的DNA结构也并非只意味着疾病,同样可能是一种自然状态。

  这些非双螺旋结构DNA的存在必然有其理由,科学家现在面临的挑战就是发现它们存在的理由。

 

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