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*，地球上幾乎所有生命的DNA遺傳編碼都由四種具有不同堿基的核苷酸組成，它們連接在一起通過排列和扭曲形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。zui近，來自美國印第安納州和佛羅里達州的一個科學家團隊在《JACS》上報告了兩種新的核苷酸也可以與其它核苷酸連接排列形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，這個新發(fā)現(xiàn)為可用于醫(yī)療用途的全新蛋白質(zhì)的合成提供了可能性。
合成生物學家多年以來一直試圖擴大自然界的遺傳“字母"序列。其組成的核苷酸堿基-胞嘧啶、鳥嘌呤、腺嘌呤和胸腺嘧啶-分別由字母“C"、“G"、“A"和“T"表示。但到目前為止，這一努力收效甚微。例如，有的新堿基可以成對但不能形成螺旋結(jié)構(gòu)，這就限制了其融入天然DNA結(jié)構(gòu)的可能性。Millie M. Georgiadis所在的這支研究團隊想嘗試看看另一種潛在的字母“Z"（6-amino-5-nitro-2(1H)-pyridone）和“P"（2-amino-imidazo[1,2-a]-1,3,5-triazin-4(8H)one），是否會形成一個螺旋結(jié)構(gòu)并進行演化。
擴展生命的密碼，DNA新堿基的發(fā)現(xiàn)
研究人員發(fā)現(xiàn)，多個ZP對可以構(gòu)成一個雙螺旋結(jié)構(gòu)，就像CG對和AT對一樣，而且還具備天然DNA完成生物功能所需的相同的彈性和剛性組合。ZP對形成的大溝寬度比GC對增加了1埃，除此之外其它性質(zhì)與GC對非常相似。該團隊還表明，ZP對能夠與傳統(tǒng)的堿基對整合得很好，而形成的擁有六個“字母"GACTZP的DNA也可以進化。
這些結(jié)果對合成生物學有深遠影響，為標準DNA增加了兩個核苷酸。這樣創(chuàng)建的擴展的DNA也可以用于聚合酶、連接酶、激酶和其它酶的反應(yīng)。它們還可以通過體外進化的平臺來創(chuàng)建新的功能分子，zui終在活細胞內(nèi)運作。也許作為“通用的"結(jié)合部分，硝基可以被引入多個位點而不影響DNA的幾何形狀。這使得天然聚合酶可以有效地搜索DNA的“字母"序列空間。zui后，這些結(jié)果表明，含ZP核苷酸的DNA具有天然DNA的構(gòu)象可塑性，這種可塑性可能對其在活細胞中完成生物功能至關(guān)重要。
原文檢索：Structural Basis for a Six Nucleotide Genetic Alphabet
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