点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科学家观察到DNA开始解旋瞬间
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

科学家观察到DNA开始解旋瞬间

来源:科技日报2025-03-21 10:09

  科技日报北京3月20日电 阿卜杜拉国王科技大学的一项开创性研究首次直接观察到了DNA开始解旋的瞬间,揭示了使细胞能够准确复制其遗传物质的基本机制。这项研究使用冷冻电子显微镜和深度学习技术,捕捉到解旋酶与DNA相互作用的精微细节,提供了迄今为止最详尽的DNA解旋过程。相关论文发表在最新一期《自然》杂志上。

  尽管科学家早已知道,解旋酶在DNA复制过程中起着关键作用,但对其如何与DNA和ATP(三磷酸腺苷)协同工作,驱动DNA解旋的具体机制一直不清楚。此次研究表明,解旋酶通过15个原子状态,逐步解开DNA双螺旋结构。这一过程不仅标志着解旋酶研究的里程碑,也是在原子分辨率下观察酶动态行为的重大突破。

  DNA复制的第一步,是解旋酶将双链DNA拆分为两条单链,这一步骤对于后续复制至关重要。解旋酶作为“纳米机器”,利用ATP作为能量来源,沿着DNA移动并解开双螺旋。随着ATP被消耗,解旋酶克服物理限制向前推进,逐渐增加系统的熵(无序度),从而实现DNA的分离。

  特别值得注意的是,解旋酶并非一次性完全解开DNA,而是通过一系列构象变化逐步破坏和分离DNA链。这种机制类似于捕鼠器中的弹簧,每当ATP被水解时,解旋酶就被推向前进,拉开DNA链。研究还发现,两个解旋酶可以在DNA上的不同位置同时工作,协调地在两个方向上解开DNA,提高了能量效率。

  这些发现不仅增进了人们对生命基本科学问题的理解,也为开发新型纳米技术提供了灵感。基于解旋酶设计的节能机械系统,可以模仿其高效能机制,用于执行复杂的驱动任务。(记者张梦然)

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平同俄罗斯总统普京茶叙

  • 美英达成贸易协议 但细节尚待敲定

独家策划

推荐阅读
虽然名字中有熊又有猫,但是大熊猫的生活习性、身体特征、食性等方面都与猫科动物相差甚远;随着分子生物学发展,研究者认为大熊猫应属于熊科成员。
2025-05-09 09:48
糖在激活味蕾的同时,给公众健康带来了负面影响。而糖究竟是如何“诱惑”人类味觉的一直是个谜。
2025-05-09 09:46
香港中文大学教授张立团队联合深圳大学副教授王奔、中国科学院深圳先进技术研究院研究员徐天添等科研人员,成功研发全球首个磁控血液凝胶纤维机械人,有效实现颅内肿瘤精准治疗。
2025-05-09 09:45
近年来,《流浪地球》《独行月球》《问天》等国产影视作品受到观众喜爱,这正是航天科普与文艺跨界融合的结果。
2025-05-09 09:38
从进入隐生状态,到覆盖上冰膜,再到电子束攻击,其中的每个步骤,实验人员都需要保护好水熊虫。
2025-05-09 09:35
美国哈佛大学肯尼迪政府学院7日发表公报说,该院前院长、美国知名政治学者、“软实力”概念提出者约瑟夫·奈6日去世,享年88岁。
2025-05-08 12:55
量子计算测控系统是量子计算机的“神经中枢”,承担着量子芯片精密信号生成、采集与控制的核心职能。
2025-05-08 10:42
在火星地貌研究方面,地质地球所研究员秦小光和国家天文台研究员刘建军组成了黄金搭档。这些系统性突破不仅刷新了人类对火星环境演化的认知,更在行星科学领域镌刻下鲜明的“中国印记”。
2025-05-08 10:40
记者7日从中国科学院金属研究所获悉,来自该所等单位的科研人员成功研制出可漂浮的二氧化钛材料。二氧化钛是一种常用的半导体光催化材料,在光照下能产生具有塑料分解能力的羟基自由基。
2025-05-08 10:37
从总体架构看,现代化生态环境智能治理体系可以概括为“一大脑、两支撑、多场景”的结构布局。
2025-05-08 10:31
这条特高压输送的电能超一半是风能、光伏、储能等纯绿色电能。
2025-05-08 14:01
最近,不少北京移动和联通用户发现手机上出现了5G-A信号。5G-A是什么?对我们普通人来说又有什么用呢?
2025-05-08 09:34
历时6年采集沉积物样本,利用计算生物学研究技术,揭示真核生物祖先可能在海姆达尔纲古菌分化之前就已经形成。
2025-05-08 12:52
生命的力量,远比想象中更强大。
2025-05-08 10:59
党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视我国新一代人工智能发展,推动我国人工智能综合实力整体性、系统性跃升。
2025-05-08 10:28
光明智库以“当具身智能走出实验室——距离人手一台机器人,我们还有多远?”为主题举办新一期青年论坛
2025-05-08 12:01
助力拓宽科技创新企业融资渠道,引导债券市场资金投早、投小、投长期、投硬科技。
2025-05-07 16:07
英国《新科学家》网站近期报道,正在或即将于月球上部署的大型科学实验装置与天文设备,的确有望解开诸多宇宙之谜。
2025-05-07 10:05
6日,记者从中国华能获悉,我国具有自主知识产权的9FA型燃机透平第一级动叶片首次实现“72+24”小时连续高负荷服役运行。
2025-05-07 10:03
近日,该所桃资源与育种创新团队构建了首个桃的基因完整变异组图谱,新发现70.6%的变异和3289个基因,揭示了全球桃的亲缘关系和进化路线,
2025-05-07 04:20
加载更多