DNA受傷不用怕，咱有“裝修工程隊”

易白

我們知道，DNA是生命的遺傳物質(zhì)，如果DNA不斷出錯，那么生命將會被各種怪病所困擾，地球上的生命將難以延續(xù)下去。2015年3位諾貝爾化學獎得主卻告訴我們，不必過于擔心，生命是頑強的，細胞內(nèi)自有一套修復DNA損傷的特殊法寶。這3位科學家分別是瑞典生物化學家托馬斯·林達爾，美國生物化學家保羅·莫德里奇，擁有美國、土耳其雙重國籍的生物化學家阿齊茲·桑賈爾。

30多年前，科學界曾認為DNA是非常穩(wěn)定的分子，在生物的一生中不會發(fā)生變化。然而，科學家很快發(fā)現(xiàn)，DNA其實很容易受傷。就拿我們?nèi)梭w來說吧，我們細胞內(nèi)的DNA可能因受紫外線輻射而受損，可能因受自由基和致癌物影響而受損，也可能在復制時出現(xiàn)缺陷。盡管如此，人類的遺傳物質(zhì)卻沒有解體，這是因為細胞內(nèi)有一個能監(jiān)控并修復DNA的“工程隊”在時刻發(fā)揮作用。

細胞用來修復DNA的“工程隊”由不同的蛋白質(zhì)組成，它們始終監(jiān)控著DNA中的基因，一旦出現(xiàn)損傷就立即進行修復。細胞對受傷的DNA進行修復有很多種方法，3位獲獎科學家發(fā)現(xiàn)了其中3種不同的方法。

就在科學界普遍認為DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的時候，林達爾在實驗中對此產(chǎn)生了懷疑。他把DNA單獨提取出來后，發(fā)現(xiàn)它根本沒有那么穩(wěn)定。此后，他發(fā)現(xiàn)細胞里有一種蛋白質(zhì)，專門尋找一種特定的堿基錯誤，找到錯誤后，就簡單粗暴地把它從DNA的鏈子上切掉。這種修復叫“堿基切除修復”。

我們都知道，DNA是雙鏈結(jié)構(gòu)，它在復制的過程中會拆成兩條，各自作為模板形成新鏈條。但是，復制的過程中難免會出錯，這樣兩邊的堿基就對不上號了，相當于給鎖配錯了鑰匙。細胞是如何處理這種DNA錯配的呢？莫德里奇發(fā)現(xiàn)，細胞會對DNA的鏈進行標記，一些特定的蛋白質(zhì)可以憑借這個標記來判斷哪條是舊有的、哪條是新加的，從而知道該去修復誰。這種修復叫“DNA錯配修復”。

桑賈爾對DNA的興趣是被一個特別現(xiàn)象所激發(fā)的：細菌的DNA在致命的紫外線照射之后，如果再用可見藍光照射，它們就能死里逃生。隨后，他發(fā)現(xiàn)把細菌的DNA從損傷中解救出來的“功臣”是光解酶，這個過程被稱為“核苷酸切除修復”。

那么，這些科學家的研究究竟有什么用呢？

研究DNA修復也是探索生命奧秘的一個重要方面，而且與軍事醫(yī)學、腫瘤學等密切相關。有了DNA修復的相關知識，我們可以主動有效地避免致癌物，如各種防曬措施，同時還可以通過基因檢測篩查診斷遺傳性腫瘤，早診斷早預防早治療，還可以通過產(chǎn)前診斷阻斷基因缺陷傳給后代。