bioRxiv preprint Score 85

DNA弯曲极限:扭力作用下的弹性新解

研究发现,DNA在高度弯曲时可承受扭力而不产生扭结,揭示了螺旋重复长度与弯曲半径的耦合关系,挑战了现有模型。

DNA在生物体内常承受高度弯曲和扭转应变,但对其在同时扭转变形下的弹性极限仍不完全了解。本研究通过合成半径从约2.7至5.7纳米、增量0.05纳米的DNA环,并定义螺旋重复长度为每圈约10至13个碱基对,精确分析了DNA的力学行为。

核酶消化实验表明,DNA可被弯曲至半径约3.0纳米而不断裂,但仅当螺旋重复长度小于11个碱基对每圈时成立。这种弯扭耦合并非由连接前扭结引起,而是DNA固有的弹性特性。

此发现要求我们重新评估涉及DNA机械应力的分子机制模型,对理解基因调控、DNA包装等过程具有重要意义。未来的研究可进一步探索类似应力在细胞内的作用。

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