摘要 : 日，国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Structural & Molecular Biology》杂志上在线发表了美国杜克大学医学院Hashim M. Al-Hashimi研究员的一篇研究论文，研究强调了DNA双螺旋结构的动态性，研究解释了“为什么DNA，而不是RNA，是遗传信息的主要储存库”。
日，国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Structural & Molecular
Biology》杂志上在线发表了美国杜克大学医学院Hashim M.
Al-Hashimi研究员的一篇研究论文，研究强调了双螺旋结构的动态性，研究解释了&为什么DNA，而不是RNA，是遗传信息的主要储存库&。研究发现可能会改写教科书关于&遗传信息的两个提供者&&DNA和RNA之间的差异&的报道。
Al-Hashimi指出：&这些简单的美丽结构中，有一种惊人的复杂性，是我们一直不知道的全新层次或维度，因为直到现在我们都没有工具看到它们。&
DNA著名的双螺旋往往被描绘成一个螺旋楼梯，有两个长链彼此盘绕，其他台阶是由四个称为碱基的化学构建模块组成。这些碱基中的每一个都含有碳环，以及各种氮、氧和氢的结构。这些原子的排列可让G与C配对，A与T配对，就像一台精美机器中的联锁齿轮。
Al-Hashimi说：&DNA碱基对，向其结构添加另一个维度，变形成不同的形状，以在细胞内实现更多的功能。&Al-Hashimi和他的团队想知道，当RNA&&DNA和蛋白质之间的&中间人&形成双螺旋结构时，是否也可能发生同样的现象。由于碱基配对的这些变化涉及到在原子水平上的分子运动，通过传统的方法难以检测到它们。因此，Al-Hashimi的研究生Huiqing
Zhou利用一种称为NMR松弛散布的精细成像技术，来显现这些微小的变化。首先，她设计了两个模型的双螺旋&&一个由DNA制成，另一个由RNA制成。然后，她用NMR技术跟踪单个G和A碱基(根据Watson-Crick或Hoogsteen规则配对，组成上升的螺旋阶梯)的翻转。
之前的研究表明，在任何给定的时间，DNA双螺旋中百分之一的碱基，变成Hoogsteen碱基对。但是当Zhou观察相应的RNA双螺旋结构时，她发现，绝对没有检测到的运动;碱基对都冻结在原地，停留在Watson-Crick结构中。
研究人员想知道，他们的RNA模型是一种不寻常的例外或异常，所以他们设计了一系列范围广泛的RNA分子，并在各种各样的条件下测试了它们，但仍没有一个扭曲成Hoogsteen结构。他们担心，RNA事实上可能正在形成Hoogsteen碱基对，但它们发生的很快，因此他们没能捕捉到它们的行为。Zhou将一个被称为甲基的化学结构，添加到碱基上的具体位置，以阻断Watson-Crick碱基配对，所以RNA会被困在Hoogsteen结构中。她惊讶地发现，两股RNA链不是通过Hoogsteen碱基对连接，而是在损伤部位附近裂开。
这项研究的第一作者Zhou说：&在DNA中，这种修饰是一种形式的破坏，它可以很容易地通过翻转碱基并形成Hoogsteen碱基对，而被吸收。与之相反，同样的修饰严重破坏了RNA的双螺旋结构。&
研究小组认为，RNA不形成Hoogsteen碱基对，因为其双螺旋结构(称为A型)比DNA的结构(B型)更紧凑。因此，如果不拉伸一个碱基或者不绕原子移动，RNA就不能翻转另一个碱基，这将把螺旋弄乱。Al-Hashimi说：&对于双螺旋这样一个基本的结构，我们惊讶的发现，这些基本性质出现的太晚了。我们需要继续放大，以更深入地了解这些基本的生命分子。&
原文链接：
原文摘要：
The B-DNA double helix can dynamically accommodate G-C and A-T base pairs in
either Watson&Crick or Hoogsteen configurations. Here, we show that G-C+ (in
which + indicates protonation) and A-U Hoogsteen base pairs are strongly
disfavored in A-RNA. As a result,N1-methyladenosine andN1-methylguanosine, which
occur in DNA as a form of alkylation damage and in RNA as post-transcriptional
modifications, have dramatically different consequences. wheras they create
G-C+and A-T Hoogsteen base pairs in duplex DNA, thereby maintaining the
structural integrity of the double helix, they block base-pairing and induce
local duplex melting in RNA. These observations provide a mechanism for
disrupting RNA structure through post-transcriptional modifications. The
different propensities to form Hoogsteen base pairs in B-DNA and A-RNA may help
cells meet the opposing requirements of maintaining genome stability, on the one
hand, and of dynamically modulating the structure of the epitranscriptome, on
the other.
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3种RNA,为什么只有mRNA携带遗传信息呢?我是这样想-：在转录过程中,3种RNA都会合成,那就会以DNA的一条链为模版,发生碱基配对,那碱基配对的顺序不就是遗传信息吗?可是为什么又说只有信使RNA携带遗传信息呢?或者说我理解有误吧.
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mRNA： 　　mRNA的功能就是把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来,然后再由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序,完成基因表达过程中的遗传信息传递过程.在真核生物中,转录形成的前体RNA中含有大量非编码序列,大约只有25%序列经加工成为mRNA,最后翻译为蛋白质.因为这种未经加工的前体mRNA(pre-mRNA)在分子大小上差别很大,所以通常称为不均一核RNA（heterogeneousnuclearRNA,hnRNA）. 　　如果说mRNA是合成蛋白质的蓝图,则核糖体是合成蛋白质的工厂.但是,合成蛋白质的原材料——20种氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力.因此,必须用一种特殊的RNA——转移RNA（transferRNA,tRNA）把氨基酸搬运到核糖体上,tRNA能根据mRNA的遗传密码依次准确地将它携带的氨基酸连结起来形成多肽链.每种氨基酸可与1-4种tRNA相结合,现在已知的tRNA的种类在40种以上. 　　tRNA： 　　tRNA是分子最小的RNA,其分子量平均约为2-30000）,由70到90个核苷酸组成.而且具有稀有碱基的特点,稀有碱基除假尿嘧啶核苷与次黄嘌呤核苷外,主要是甲基化了的嘌呤和嘧啶.这类稀有碱基一般是在转录后,经过特殊的修饰而成的. 　　1969年以来,研究了来自各种不同生物,:如酵母、大肠杆菌、小麦、鼠等十几种tRNA的结构,证明它们的碱基序列都能折叠成三叶草形二级结构（图3-23）,而且都具有如下的共性： 　　①5’末端具有G（大部分）或C. 　　②3’末端都以ACC的顺序终结. 　　③有一个富有鸟嘌呤的环. 　　④有一个反密码子环,在这一环的顶端有三个暴露的碱基,称为反密码子（anticodon）.反密码子可以与mRNA链上互补的密码子配对. 　　⑤有一个胸腺嘧啶环. 　　rRNA： 　　核糖体RNA(ribosomalRNA,rRNA)是组成核糖体的主要成分.核糖体是合成蛋白质的工厂.在大肠杆菌中,rRNA量占细胞总RNA量的75%-85%,而tRNA占15%,mRNA仅占3-5%. 　　rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起,形成核糖体（ribosome）,如果把rRNA从核糖体上除掉,核糖体的结构就会发生塌陷.原核生物的核糖体所含的rRNA有5S、16S及23S三种. 　　核糖核酸 　　S为沉降系数（sedimentationcoefficient）,当用超速离心测定一个粒子的沉淀速度时,此速度与粒子的大小直径成比例.5S含有120个核苷酸,16S含有1540个核苷酸,而23S含有2900个核苷酸.而真核生物有4种rRNA,它们分子大小分别是5S、5.8S、18S和28S,分别具有大约120、160、个核苷酸. rRNA是单链,它包含不等量的A与U、G与C,但是有广泛的双链区域.在双链区,碱基因氢键相连,表现为发夹式螺旋. 　　rRNA在蛋白质合成中的功能尚未完全明了.但16S的rRNA3’端有一段核苷酸序列与mRNA的前导序列是互补的,这可能有助于mRNA与核糖体的结合. 　　miRNA： 　　MicroRNAs（miRNAs）是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,其大小长约20~25个核苷酸.成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的,随后组装进RNA诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译.最近的研究表miRNA参与各种各样的调节途径,包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等. 　　snRNA： 　　除了上述几种主要的RNA外,细胞内还有小核RNA(smallnuclearRNA,snRNA).它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体（spilceosome）的主要成分.现在发现有五种snRNA,其长度在哺乳动物中约为100-215个核苷酸.snRNA一直存在于细胞核中,与40种左右的核内蛋白质共同组成RNA剪接体,在RNA转录后加工中起重要作用.另外,还有端体酶RNA(telomeraseRNA),它与染色体末端的复制有关；以及反义RNA(antisenseRNA),它参与基因表达的调控. 　　上述各种RNA分子均为转录的产物,mRNA最后翻译为蛋白质,而rRNA、tRNA及snRNA等并不携带翻译为蛋白质的信息,其终产物就是RNA.
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为什么 DNA 比 RNA 更适合承载遗传信息？
为什么 DNA 比RNA 更适合成为遗传信息的承载者呢？一项新的研究就此提出了解释：双螺旋DNA是一种很灵活的结构模式，它可以通过扭曲成不同的形状来适应碱基的分子损伤；而RNA形成的双螺旋结构过于僵硬，无法在结构上适应碱基损伤而面临解链。
图1.DNA 双螺旋（左图）可以自我扭曲成不同形状来适应碱基的损伤（以黑点表示），而RNA双螺旋（右图）结构过于刚硬，弯曲性差，不能适应碱基损伤并发生解链。HG，Hoogsteen碱基对模式。
这一研究发表于2016年8月1日的《自然-结构和分子生物学》杂志上。这项研究主要关注DNA双螺旋结构的动态性，因为这一特性在维持基因稳定以及对抗疾病和衰老中起到极为重要的作用。
DNA双螺旋结构通常被描述成一个螺旋梯，两条长线相互缠绕，而中间的阶梯由A、T、C、G四种碱基通过化学键构成，这些碱基可以像咬合齿轮一样相互配对。1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型时，就准确预测了这些碱基的配对方式。1959年，生物化学家Karst Hoogsteen拍摄到了新的A-T碱基对图像，与经典的Watson-Crick碱基对(WC)相比，图像中的碱基对有轻微的扭曲，一个碱基相对于另一碱基扭转了180&。自此，Watson-Crick碱基对和Hoogsteen碱基对(HG)都有了其在DNA中的静态图像。
2011年，Hashimi团队证实，在DNA双螺旋中，碱基对在WC和HG模式之间不断变换：HG模式代表性地出现在DNA与蛋白质结合或受到化学损伤时；当与蛋白质解离或损伤修复后，DNA就回到原来的WC模式。
该团队进一步考察了RNA形成双螺旋时这一情况是否也会发生。首先，他们构建了两个双螺旋模型：一个为 DNA双螺旋，另一个为 RNA双螺旋；然后，使用 NMR 技术来追踪单个G和A碱基的翻转情况，并判断其遵守的是WC模式还是HG模式。结果显示，在任何特定时间点，DNA双螺旋中都有百分之一的碱基对处于HG模式；但观察RNA双螺旋时，完全没有可检测到的碱基对相对位移，所有碱基对都固定在相应位置，完全符合WC结构模式。为了确认研究中使用的RNA模型是否是异常的特例，研究者还构建了一系列不同种RNA分子模型并在多种不同条件下对这些模型进行分析，但是依然没有检测到HG结构模式。研究人员还怀疑，是否RNA分子中的HG配对产生和消失得过快，以至于在形成期间不能被检测到。因此，该团队在碱基中特定位置加入了一个甲基来阻碍WC配对形成，使RNA被迫保持HG结构模式。令人惊奇的是，RNA双链在接近修饰位点的位置解链，但无法以HG配对形式保持聚合。
该团队认为RNA不形成HG碱基对，是由于RNA的双螺旋结构（A-型）比DNA 的双螺旋结构（B-型）更加扁平，于是RNA无法在不影响另一碱基或不移动周围原子的情况下旋转单个碱基。
图2. RNA的双螺旋结构（A-型，紫色）与DNA 的双螺旋结构（B-型，蓝色）的结构比较。BP，base pair，碱基对。
（来源：科研圈）
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那人体中有RNA吗？要是有为什么不携带遗传信息呢
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有，RNA携带遗传信息，但自身不是遗传物质，是含有遗传信息的媒介物质！人只有DNA是遗传物质！
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基因是遗传的物质基础，是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列，而DNA则指的是去氧核糖核
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基因是遗传的物质基础，是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列，而DNA则指的是去氧核糖核酸。 （）请帮忙给出正确答案和分析，谢谢！
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