DNA千姿百态并非仅仅双螺旋

　　
２００４年７月２８日，ＤＮＡ双螺旋结构的发现者之一弗朗西斯·克里克在美国加州溘然长逝。在科学巨匠逝去之时，人们对双螺旋结构再次给予极高的评价。

固然，ＤＮＡ双螺旋以其优雅和纯美的结构，成为人们心目中分子生物学的完美标志，甚至代表和体现了“科学即美”的原理，但迄今是不是所有生物和人类的遗传物质——ＤＮＡ，只有双螺旋这一种结构？
　
还有更多的ＤＮＡ结构
　
很多研究证明，ＤＮＡ不仅可以是双螺旋，也可以是三螺旋，还可以是千奇百怪的折叠弯曲。过去人们以为双螺旋以外的ＤＮＡ，只是实验室中制造出的“怪胎”，不会存在于活体生物中。但实际上，各种各样的ＤＮＡ结构不仅存在于活体细胞中，而且具有特殊意义。并且，人体ＤＮＡ还以多种多样的三螺旋结构重叠起来，形成结节ＤＮＡ。因为当双螺旋体的一部分解开时，其中一条ＤＮＡ链可以折叠回去，以特殊的碱基配对形式与没有解开螺旋的部分配对，这样就形成了三螺旋。两条或两条以上的三螺旋就形成了结节ＤＮＡ。

研究人员已经发现，目前ＤＮＡ至少有９种特殊结构，而且随着研究的深入，发现ＤＮＡ的结构还会增多。相对于现有的经典双螺旋ＤＮＡ结构，其他ＤＮＡ结构也许处于非主流地位，但这并不意味着它们不重要。

ＤＮＡ结构的多样性对人类认识人和生物的多样性，以及生命现象的多样性具有关键作用，至少有助于人类治疗疾病、开发新药以及理解生命的本质。
　
特殊ＤＮＡ结构的意义
　
１９９１年，不止一个国家的研究人员发现，一种名为“脆性Ｘ综合征”的神经疾病，是因为一条ＤＮＡ链上的Ｃ、Ｇ、Ｇ这３个碱基多次重复所致。由于这样的多次重复阻止了人体内ＦＭＲ１基因的复制，因而造成“脆性Ｘ综合征”（ＤＮＡ的碱基对中包含４个碱基，分别为腺嘌呤Ａ、鸟嘌呤Ｇ、胞嘧啶Ｃ和胸腺嘧啶Ｔ，而且碱基配对的原则是Ａ与Ｔ，Ｃ与Ｇ）。

在正常情况下，健康人体内也有这样的碱基重复，但通常低于４０次，最多不超过２００次。不过，如果这种碱基重复上升至２３０～１０００次之间，就会产生“脆性Ｘ综合征”。而碱基的大量重复，首先导致ＤＮＡ结构的变化，从而造成其功能的变化，形成疾病。所以，ＤＮＡ链上的碱基排序是决定ＤＮＡ结构的关键，结构变化了，功能也就不同了。

２００４年３月，美国南加州大学的迈克尔·利伯发现，人类１８号染色体（即ＤＮＡ），有一个部位总是发生断裂。在试管中对此染色体检测发现，断裂部位有几段单链ＤＮＡ。随后，他对活体细胞中的这些染色体部位进行检测，也发现了单链ＤＮＡ的存在。而这些部位的非配对碱基表明，存在特殊的ＤＮＡ结构。当然利伯认为还要做更多的研究，才能确定特殊的ＤＮＡ结构是什么样子，但可以推论这种结构的ＤＮＡ与癌症有关。

那么，迄今发现的非双螺旋ＤＮＡ结构是不是就一定是非主流的异常ＤＮＡ结构？目前尚不可知。但是，不同的人和生物中，除了双螺旋ＤＮＡ结构外，很有可能存在非致病的其他ＤＮＡ结构。也就是说，双螺旋并不是ＤＮＡ的惟一结构，而且非双螺旋的ＤＮＡ结构也并非仅仅意味着疾病，同样可能是一种自然状态。
　
双螺旋与非双螺旋同样重要
　
那么，应当如何看待这些形形色色的非双螺旋ＤＮＡ结构？承认并在研究中加深对非双螺旋ＤＮＡ结构和功能的认识，给予它们双螺旋结构同样的地位，是专业人员和公众应当具有的态度。正如美国得克萨斯农业和机械化大学的罗伯特·韦尔斯所说，“各种ＤＮＡ结构都很重要，我不认为它们出现在这个世界上只是为了搏分子生物学家一笑。我认为它们的存在必然有其理由。而我们面临的挑战就是发现这个理由。”

可以说，对ＤＮＡ非双螺旋结构的发现，必将开辟分子生物学的新天地，至少让人们加深对癌症、精神分裂症和孤独症等疾病机理的了解。人们要同时把双螺旋和非双螺旋的各种ＤＮＡ结构，看成是组成这个世界必不可少的多元要素，这样我们的世界才会丰富多彩、充满生机。