鏡像DNA

鏡像DNA

鏡像DNA的存在是分子生物學史上一個重要發現。鏡像作為自然界基本的對稱之一,早已成為化學和生物學領域關注的焦點。它的功能正是反映他人的行為,使人們學會從簡單模仿到更複雜的模仿,由此逐漸發展了語言、音樂、藝術、使用工具等等。這是人類進步的最偉大之處之一。

概述

鏡像DNA的存在是分子生物學史上一個重要發現。鏡像作為自然界基本的對稱之一,早已成為化學和生物學領域關注的焦點。人們通常發現某些左手的化合物是有用的藥物,而右手的異構體卻沒有期望的藥效。大多數化學反應得到的產物是左手分子和右手分子的等量混合物。因此,鏡像分子的存在是化學中的一種常見現象,而化學家碰到的困難則是將這兩種互為鏡像的分子(外消旋化合物)的分離。與此相反,優先選擇的手征性是生命物質的普遍特徵,天然生物分子不存在鏡像形式,合成具有鏡像功能的生物分子是長期以來化學家面臨的挑戰之一。

發現歷史

1953年,DNA雙螺旋結構的發現標誌著生命科學黃金時代的到來,50多年後,另一項被譽為可與DNA相媲美的神經科學新發現--鏡像神經元,正逐漸成為心理學神經科學認知科學等學科的研究熱點。鏡像神經元是存在於靈長類動物及人類大腦中的一種特殊神經元,它們在個體執行動作和觀察相同動作被其他個體執行時均產生放電。

在1991至1993年,鏡像DNA和鏡像蛋白質的人工合成取得了突破性進展。

結構特徵

鏡像DNA的示意圖鏡像DNA的示意圖

1991年,日本學者首次報導了第一個鏡像DNA。這個奇特的雙螺旋是由六個對互補鹼基組成的“迴文結構”;從一條DNA單鏈從下向上讀和從另一條單鏈從上向下讀是完全一樣的。一般而言,“迴文結構”是一種對稱性。

新發現

據科技日報報導,德國柏林NOXXON製藥公司和丹麥奧爾胡斯大學的研究人員合作發現了一種鏡像對稱的DNA分子,它不會被免疫系統識別,也不會被酶分解,可以在體內長期存活。這項成果可為利用基因技術治療癌症等疑難疾病開闢新的途徑。

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