化学家们对DNA为何能经受住每日阳光照射给出了一个简洁的解释：一个快速的分子步骤就能在任何化学键重排之前释放吸收的能量。
那幅图从来没有错——只是不完整。
一项新的研究利用原子尺度的模拟揭示了逃逸途径并非单一途径，而是一个由多种途径组成的网络，所有这些途径都在紫外线照射后的最初几千万亿分之一秒内激活。
遭受攻击的分子
阳光中含有一束我们肉眼看不见的能量。这就是紫外线辐射，这种看不见的物质会使皮肤发红，并且日积月累，是大多数皮肤癌的诱因。
当紫外线照射到DNA上时，DNA分子会吸收紫外线——这使其具有危险性。
如果不加以控制，它会重组连接遗传密码的键，扰乱指令并引发突变。然而，DNA很少允许这种情况发生。
化学家称这种特性为光稳定性——吸收光线并无损伤地散发光线。
萨里大学的一个团队与法国的合作者一起，着手捕捉这一过程。
这项研究由萨里大学研究生研究员朱莉安娜·贡萨尔维斯·德·阿布兰特斯领导。
必须消失的能量
DNA很少因阳光照射而断裂的原因在于阳光照射的速度。
一个碱基——遗传字母表中的一个化学字母——可以吸收一包紫外线能量，并几乎立即将其释放出来。
实验室实验已经证实，单个碱基在不到万亿分之一秒的时间内就能释放能量。分子会在发生任何意外之前恢复到平静的静止状态。
那个时钟以飞秒为单位运行。一飞秒是万亿分之一秒，时间如此短暂，以至于在分子键重新排列断裂之前，能量就已经耗尽了。
两个基地，多个出口
DNA通过四种碱基以固定的方式配对来表达其序列指令。
研究团队重点研究了其中的两种氨基酸：鸟嘌呤和胞嘧啶，它们通过几个化学键结合在一起。
多年来，这幅画面一直描绘着一对兴奋的情侣，他们只有一扇通往安全出口的主门。而新作则讲述了一个更为热闹的故事。
在模拟中，吸收紫外光会导致电子从鸟嘌呤转移到胞嘧啶。
这种不平衡的带电状态本身就不稳定，能量不会通过单一途径返回，而是会通过一系列相互竞争的反应扩散开来。这种多样性正是这项发现的核心所在。
观察原子运动
在活细胞中观察到这种现象是不可能的。它的速度太快，体积也太小，任何相机都无法捕捉到。研究团队转而在计算机中重建了碱基对。
在那里，计算机方程式逐个原子地追踪运动，追踪闪光后每个电子和质子的运动轨迹。
这种方法用清晰、可控的视图取代了真实细胞的混乱。
为了测试布局是否重要，他们以略微不同的顺序构建了两组这样的对状物短栈。
两者都产生了相同的主要逃逸途径，这表明这种行为是化学本身固有的，而不是某种排列方式的怪癖。
质子的快速跳跃
主要的逃逸事件归根结底是一个质子（氢核）从鸟嘌呤跃迁到胞嘧啶，穿过中心键。
早前的一篇论文就指出，这种跃迁是DNA防御机制的一部分。在模拟实验中，这一次跃迁就完成了大部分工作。
在一种堆栈版本中，它处理了超过五分之四的逃脱；在另一种版本中，大约十分之七。同样的招式，无论哪种版本都占据主导地位。
一条不太常见的途径是将质子从鸟嘌呤的不同区域转移到胞嘧啶上的氧原子上。
这条路线在其中一个监狱中约占逃脱总数的四分之一，在另一个监狱中约占六分之一。反方向的转移很少见。
已连接但未锁定
观察这一过程，研究团队注意到电子和质子的运动方式有一些特殊之处。
在模拟中，两人一起移动，互相轻推，但并没有固定成一个单一的刚性步骤。
最令研究人员感到惊讶的是，正是这个松散的联系。如果这两个部分紧密相连，DNA就只有一种逃脱机制，几乎没有其他途径。
由于它们行动一致且没有被锁链束缚，所以它们找到了许多略有不同的回家路线。
鸟嘌呤-胞嘧啶配对几十年来一直备受关注。在此项研究之前，没有人绘制出所有同时运行的路径的完整图谱。
超越单个细胞
DNA自我保护机制早已为人所知。这项新发现对此的描述更为精确。
这种保护是通过相互竞争的超快反应网络来实现的，而不是通过一个简洁的机制，电子和质子的运动相互关联，但又可以自由变化。
Marco Sacchi 博士是萨里大学物理与计算化学系的副教授，也是该研究的资深作者。
萨基博士说：“我们现在可以看到令人难以置信的快速分子过程，这些过程能够安全地将能量排出，防止损害扩散。”
了解确切的分子步骤可以让科学家更清楚地了解突变是如何产生的、细胞是如何衰老的以及辐射如何影响活体组织。
DNA 的自我保护机制并非只有一种，而是多种多样，它会在光线照射后的最初万亿分之一秒内启动防御。
化学家们对DNA为何能经受住每日阳光照射给出了一个简洁的解释：一个快速的分子步骤就能在任何化学键重排之前释放吸收的能量。
那幅图从来没有错——只是不完整。
一项新的研究利用原子尺度的模拟揭示了逃逸途径并非单一途径，而是一个由多种途径组成的网络，所有这些途径都在紫外线照射后的最初几千万亿分之一秒内激活。
遭受攻击的分子
阳光中含有一束我们肉眼看不见的能量。这就是紫外线辐射，这种看不见的物质会使皮肤发红，并且日积月累，是大多数皮肤癌的诱因。
当紫外线照射到DNA上时，DNA分子会吸收紫外线——这使其具有危险性。
如果不加以控制，它会重组连接遗传密码的键，扰乱指令并引发突变。然而，DNA很少允许这种情况发生。
化学家称这种特性为光稳定性——吸收光线并无损伤地散发光线。
萨里大学的一个团队与法国的合作者一起，着手捕捉这一过程。
这项研究由萨里大学研究生研究员朱莉安娜·贡萨尔维斯·德·阿布兰特斯领导。
必须消失的能量
DNA很少因阳光照射而断裂的原因在于阳光照射的速度。
一个碱基——遗传字母表中的一个化学字母——可以吸收一包紫外线能量，并几乎立即将其释放出来。
实验室实验已经证实，单个碱基在不到万亿分之一秒的时间内就能释放能量。分子会在发生任何意外之前恢复到平静的静止状态。
那个时钟以飞秒为单位运行。一飞秒是万亿分之一秒，时间如此短暂，以至于在分子键重新排列断裂之前，能量就已经耗尽了。
两个基地，多个出口
DNA通过四种碱基以固定的方式配对来表达其序列指令。
研究团队重点研究了其中的两种氨基酸：鸟嘌呤和胞嘧啶，它们通过几个化学键结合在一起。
多年来，这幅画面一直描绘着一对兴奋的情侣，他们只有一扇通往安全出口的主门。而新作则讲述了一个更为热闹的故事。
在模拟中，吸收紫外光会导致电子从鸟嘌呤转移到胞嘧啶。
这种不平衡的带电状态本身就不稳定，能量不会通过单一途径返回，而是会通过一系列相互竞争的反应扩散开来。这种多样性正是这项发现的核心所在。
观察原子运动
在活细胞中观察到这种现象是不可能的。它的速度太快，体积也太小，任何相机都无法捕捉到。研究团队转而在计算机中重建了碱基对。
在那里，计算机方程式逐个原子地追踪运动，追踪闪光后每个电子和质子的运动轨迹。
这种方法用清晰、可控的视图取代了真实细胞的混乱。
为了测试布局是否重要，他们以略微不同的顺序构建了两组这样的对状物短栈。
两者都产生了相同的主要逃逸途径，这表明这种行为是化学本身固有的，而不是某种排列方式的怪癖。
质子的快速跳跃
主要的逃逸事件归根结底是一个质子（氢核）从鸟嘌呤跃迁到胞嘧啶，穿过中心键。
早前的一篇论文就指出，这种跃迁是DNA防御机制的一部分。在模拟实验中，这一次跃迁就完成了大部分工作。
在一种堆栈版本中，它处理了超过五分之四的逃脱；在另一种版本中，大约十分之七。同样的招式，无论哪种版本都占据主导地位。
一条不太常见的途径是将质子从鸟嘌呤的不同区域转移到胞嘧啶上的氧原子上。
这条路线在其中一个监狱中约占逃脱总数的四分之一，在另一个监狱中约占六分之一。反方向的转移很少见。
已连接但未锁定
观察这一过程，研究团队注意到电子和质子的运动方式有一些特殊之处。
在模拟中，两人一起移动，互相轻推，但并没有固定成一个单一的刚性步骤。
最令研究人员感到惊讶的是，正是这个松散的联系。如果这两个部分紧密相连，DNA就只有一种逃脱机制，几乎没有其他途径。
由于它们行动一致且没有被锁链束缚，所以它们找到了许多略有不同的回家路线。
鸟嘌呤-胞嘧啶配对几十年来一直备受关注。在此项研究之前，没有人绘制出所有同时运行的路径的完整图谱。
超越单个细胞
DNA自我保护机制早已为人所知。这项新发现对此的描述更为精确。
这种保护是通过相互竞争的超快反应网络来实现的，而不是通过一个简洁的机制，电子和质子的运动相互关联，但又可以自由变化。
Marco Sacchi 博士是萨里大学物理与计算化学系的副教授，也是该研究的资深作者。
萨基博士说：“我们现在可以看到令人难以置信的快速分子过程，这些过程能够安全地将能量排出，防止损害扩散。”
了解确切的分子步骤可以让科学家更清楚地了解突变是如何产生的、细胞是如何衰老的以及辐射如何影响活体组织。
DNA 的自我保护机制并非只有一种，而是多种多样，它会在光线照射后的最初万亿分之一秒内启动防御。
