新发现：越大DNA，越不易突变

　　生物通报道：斯坦福大学的研究人员研制出一种比常规的DNA大的DNA分子，其与天然条件下的DNA复制效率几乎一致。这项发表在10月25日PNAS电子版的研究结果可能揭示了遗传突变—DNA复制过程中微小的错误，是如何发生的。这项发现是在斯坦福大学的化学教授Eric Kool--该文的合作者实验室里完成的。
    DNA--生命的遗传密码，以形成双螺旋的两条平行链的形式存在。DNA 就象一架长的，扭曲的梯子，其“梯级”由形成碱基对的两个分子组成。DNA有四种碱基，A，T，C，G。A和T配对，而C和G配对。复制时，DNA分子要解旋，裂开。这样每一链就成为新DNA分子的模板。一种蛋白酶能加快这种反应，在大肠杆菌中DNA聚合酶I，其是沿着模板并选择相应的碱基形成新的碱基对。
DNA的碱基在其与模板结合前是连接在酶上的特定位置。 Kool想知道如果碱基不是通常的大小，酶如何起作用。 Kool说，这种想法主要是想看DNA复制怎样依赖于其大小。
    研究人员通过提供不同大小的碱基给DNA聚合酶I，以及检测酶复制新DNA的精确程度来研究两者的关系。酶大约以每一万到十万次的概率加错碱基，选择G而不是T，和A配对。酶的精确复制率就是酶的效率。
    这些稀有和随机的错误能引起遗传突变。如果我们忽略这些负面作用，有些突变赋予机体新的有利的性质或者不产生影响。这些小规模的变化，加起来就叫遗传漂变，像自然选择一样，在进化过程中起重要作用。
    为了得到他们所要的DNA分子，Kool以T的类似物开始，通过不断增加原子的大小制备了五种不同大小的分子。第一种T的类似物比通常的T小，第二种与通常大小相近，其他三种大小依次增大。最小和最大的类似物相差只有十分之一纳米。
越大越好
    当研究人员给DNA聚合酶I加入类似物，酶不仅象识别天然DNA一样识别合成的分子，而且大的类似物以22倍效率于天然大小的类似物的速度复制。事实上，DNA聚合酶I同稍微大一点的类似物，以及天然的T的结合效率一致，不管是体外还是在大肠杆菌体内。与此相反，酶和大肠杆菌排斥最小的和最大的类似物。
    根据Kool的研究，这些结果表明大小是决定酶效率，允许DNA分子突变的强大的因素。
    Kool说，也许这就是机体进化之所在，如果复制DNA的蛋白趋向于比天然的DNA稍微大一点的分子，它就更可能允许错误。例如，尽管T和A配对，它也可倾向和G配对，因为G的结构更大点。
    另外Kool表示到“活体内利用人工制备的碱基/核苷这件事情本身就具有开创性意义。我想，我们是第一次在活细胞内有效使用人工设计合成的核苷。”
    Kool及其合作者在探索虫类更趋向于选择利用通过制造大的核苷酸来得到的比天然的大的DNA这项有趣的发现。Kool补充道，大小和形状相关，所以，他们现在关注把大小固定，而改变形状的研究（生物通记者 谢菲）。