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我们脆弱基因的防晒霜

了解DNA分子的脆弱性如何被其抵抗紫外线的天然防晒特性所抵消。

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DNA是一个脆弱的分子,当受到太阳紫外线照射时,容易发生导致突变的变化。然而,生命的历史证明,基因在一代又一代中保持着惊人的安全性。俄亥俄州立大学的生物物理化学家伯恩·科勒说,DNA能够很好地存活的原因之一是,它充当了自己的防晒霜。科勒和他的同事通过向DNA的碱基(其螺旋梯子的横档)发射一系列短激光脉冲,确定该分子能够高效地将潜在的破坏性辐射转化为无害的热量。DNA中的电子吸收紫外能量,并迅速将其转移到它们的原子核中。反过来,原子核开始振动并加热到大约2400华氏度。但科勒说,热量会在万亿分之一秒内消散到周围的水分子中。

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如今,臭氧层吸收了大部分严重有害的紫外线。但在大约20亿年前,地球才形成了一个相当大的臭氧层,这比第一个单细胞生物出现的时间晚了10多亿年。“一个长期存在的问题是,‘生命是如何起源的?’来自太阳的能量具有巨大的破坏能力,”科勒说。他认为,今天的生物体使用DNA是因为其他分子无法在严酷的辐射中生存。“这种将能量转化为热量的特性可能就是为什么选择这些特定化合物来储存遗传密码的原因。DNA是一种原始的防晒霜。”

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