对单个DNA分子在拉伸力下熔化现象研究取得进展

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【字体：大中小】 时间：2004年08月31日 来源：物理研究所

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　　物理所软物质物理实验室王鹏业研究组与法国国家科学研究中心奚绪光博士合作研究了单个DNA分子在拉伸力作用下的熔化现象。在DNA分子两端施加一定的拉伸力，常温下即可使碱基对的氢键打开，使DNA双链分离。王鹏业研究组利用分子梳技术将λ-噬菌体DNA分子展开到疏水表面上，并拉伸到其伸直长度(contour length, 16.2微米)的大约1.6倍。利用荧光分子只有与双链DNA结合才发射出较强荧光这一特点，通过荧光显微方法直接观察到了拉伸力导致的DNA单分子熔化现象。并发现钠离子、镁离子及pH值对DNA分子的拉伸有明显影响。有关结果发表于2004年9月1日出版的 JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, VOLUME 121, 4302 (2004)上。这项工作得到了国家自然科学基金和中国科学院知识创新工程重要方向项目的资助。

DNA(脱氧核糖核酸)是生命的核心物质，是遗传信息的携带者。生命的蓝图—基因即存在于这一大分子中。从结构上看它是一个较简单的长丝状分子，由两条螺旋状的脱氧核糖核苷酸长链组成，即众所周知的双螺旋。双螺旋外侧是带有负电的戊糖-磷酸骨架，双螺旋内部共有四种碱基(分别用A、T、G、C表示)，这四种碱基以氢键相互作用组成碱基对(A和T配对，2个氢键；G和C配对，3个氢键)，组成互补链。

在生命活动中，DNA的复制和转录等过程均须将碱基对的氢键打开。在生物体内(in vivo)这一过程是靠酶反应实现的。而在体外(in vitro),可用加热的方法将氢键打开，使双链分离，导致DNA分子的熔化(melting)或称为变性(denature)。这是目前已被广泛应用的PCR(聚合酶链式反应)技术的一个重要环节。利用这一技术可以大量、快速地在体外复制DNA。

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