双链断裂是一种紫外照射或辐射因素导致的DNA的严重损伤,需要通过同源修复机制进行修复。RecA是原核生物中参与同源修复过程的一类重要蛋白,但RecA缠绕单链形成的核蛋白丝究竟是如何快速、准确地在完整DNA分子上寻找到同源位点的,长时间以来一直没有形成定论。　　 本论文通过应用荧光示踪方法对RecA在同源识别过程中的工作机理进行研究。研究表明,核蛋白丝通过RecA分子上的双链DNA结合域与模板DNA相结合。核蛋白丝在模板DNA上的整个工作过程是短时(τ=0.2s)和短程(1=1.05μm)的。通过在模板DNA的侧面进行滑行的方式,核蛋白丝在模板DNA上进行布朗运动,搜寻同源位点。在布朗运动过程中,有可能由于局域性的碱基配对,使得随机的布朗运动过程受到调整,在长时间观察下出现定向运动的情况。因此在观察到的数据中,会看到布朗运动与定向运动两种模式。这一结果对深入理解细胞内的同源识别过程具有重要的指导意义。　　 进一步的,由于传统全内反射观察方法能够实时高精度观察荧光信号,但无法同时实现DNA分子的可控拉伸,这在研究与DNA相互作用的蛋白质性质时,会使其空间精度受到很大影响。因此论文在传统横向磁镊及镜头式全内反射荧光显微镜基础上,提出了一种DNA分子可控拉伸下的高精度荧光显微镜方案。该方案的核心在于一种特殊设计的样品池,样品池底部由微加工方法标记的金薄膜可实现DNA分子的定点连接。同时,通过微加工方法刻蚀的沟槽则可以提供磁球的活动空间,使DNA分子在横向磁镊作用下得到可控拉伸并处在表面的隐失波场范围内。从而能够同时实现大量DNA分子的可控拉伸,并观察到高精度的荧光信号。