四链螺旋结构的特点

在詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克确立了DNA为双螺旋结构这一理论60年之后，一种四链螺旋结构DNA出现了。由4条而非两条DNA链盘绕形成的四链螺旋结构 [1]  ，先后在实验室和人类癌细胞中被发现。这种被称作G-四链体的DNA四链螺旋结构由4个碱基相互作用形成。这4个碱基共同形成一个方形结构。它们看似一种短暂存在的结构，在细胞准备分裂时数量最多。它们在染色体中心和端粒区域出现。端粒是染色体末端保护染色体不受破坏的DNA序列。这一发现能对因沃森和克里克1953年发现了双螺旋结构而认为我们真正了解了DNA结构的传统信条形成挑战。

利用一种只与G-四链体结合的抗体物质，科学家在癌细胞中发现了上述四链螺旋结构。为了防止四链螺旋结构解体为普通的DNA结构，研究人员设法将四链螺旋锁定在其形成的位置。这让研究人员能够计算细胞复制的每一步分别形成了多少四链螺旋结构。G-四链体在S期———即细胞就要分裂前的DNA复制阶段———数量最多。这项研究进一步凸显了利用这些不同寻常的DNA结构治疗癌症的潜力。科学家将尝试回答的另一个重要问题是，G-四链体是否会对胚胎发育产生作用，以及这种作用是否在癌细胞中被错误地重新激活；计划找出四链螺旋结构是否是一种自然损害，抑或是一种故意行为。

通过折叠含有大量鸟嘌呤碱基的合成DNA链，可以在实验室里获得一种与双螺旋结构非常不同的方形DNA结构。一个G-四链体由4个位于富含鸟嘌呤碱基的DNA链不同位置的鸟嘌呤碱基通过一种特殊类型的氢键结合在一起，形成一个打破DNA双螺旋结构的紧凑方形结构。G-四链体确实会在细胞中形成以及这些非同寻常的结构可能拥有重要的生物功能。