關于雙鏈DNA，我們熟悉的結構是一種右手螺旋結構，也就是B-DNA，還有一種A-DNA和Z-DNA，另外2006年來自斯坦福大學的研究人員確定出了xDNA的結構，這是一種膨脹的DNA，具有奇怪的雙螺旋分子。那么DNA結構還有其它形式嗎？

近期來自新加坡國立大學的研究人員發(fā)表了題為“Two distinct overstretched DNA structures revealed by single-molecule thermodynamics measurements”的文章，報道了一種新型的雙鏈DNA結構：S-DNA，這項研究不僅證明了S-DNA的存在，而且也提出了S-DNA的一些應用，相關成果公布在《美國國家*院刊》（PNAS）雜志上。
領導這一研究的是新加坡國立大學嚴潔教授，曾在Nucleic Acids Research上發(fā)表文章，通過拉伸B-DNA得到S-DNA，研究組發(fā)現(xiàn)DNA的過度牽張涉及了兩個躍遷，這在躍遷動力學上非常顯著，然而是否這種未知的DNA結構由非滯后的躍遷產(chǎn)生目前仍然不清楚。
 

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雙鏈DNA為了執(zhí)行多種功能，出現(xiàn)了多種結構，Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結構屬于B型雙螺旋，它是以在生理鹽溶液中抽出的DNA纖維在92%相對濕度下進行X－射線衍射圖譜為依據(jù)進行推測的，這是DNA分子在水性環(huán)境和生理條件下zui穩(wěn)定的結構。

但是研究表明DNA的結構是動態(tài)的。當DNA處于轉錄狀態(tài)時，DNA模板鏈與由它轉錄所得的RNA鏈間形成的雙鏈就是A-DNA。由此可見A-DNA構象對基因表達有重要意義。此外，B-DNA雙鏈都被RNA鏈所取代而得到由兩條RNA鏈組成的雙螺旋結構也是A-DNA。
為了解析S-DNA結構，研究人員驗證了和兩種躍遷相關的熱力學，發(fā)現(xiàn)非滯后的躍遷在滯后剝離躍遷中發(fā)現(xiàn)的大正向熵變相反。這表明DNA重排是一種高度有序狀態(tài)，而兩種躍遷之間的選擇依賴于DNA堿基對的穩(wěn)定性，可以在多維圖像中觀察到。

這項研究不僅解答了關于S-DNA這種神秘的結構是否存在的質疑，而且也為研究S-DNA的新功能提供了新的思路，這種結構具有拉長的特點，因此可能可以用做DNA插入劑的一種結合底物，比如*過程中，抑制癌細胞過度繁殖的DNA復制。還有DNA結合蛋白也能利用利用加入側鏈來破壞DNA的主鏈，這時S-DNA或許可以作為有機體中研究的潛在的結合靶點。
多年來，DNA結構的研究手段主要是X射線衍射技術，其結果是通過間接觀測多個DNA分子有關結構參數(shù)的平均值而獲得的。但這項技術的樣品分析條件使被測DNA分子與天然狀態(tài)相差甚遠。因此，在反映DNA結構真實性方面這種方法存在著缺陷。
這項研究采用的是單分子熱力學技術（Single-molecule thermodynamics），這是一種能用于分析DNA過度延伸轉換的新技術。研究表明利用這種技術，能揭示兩種不同結構的轉換，比如從B-to-S DNA的轉換。

來源：生物通