看见了神秘螺旋梯

看见了神秘螺旋梯

一旦决定了研究DNA的结构之后，沃森和克里克就试图设计一种分子模型，这种模型不仅要同X射线衍射资料一致，而且能够翻译生物体内两种叫自催化和异催化功能的现象。

1952年春，克里克请年轻的数学家格里菲思为其研究的DNA进行了计算，表明在DNA的四个碱基中，名叫腺嘌呤（A）的物质趋向与名叫胸腺嘧啶（T）的物质连结，而名叫鸟嘌呤（G）的物质要与名叫胞嘧啶（C）的物质连结。就是说，这种专一的配对可能反映了天然的亲和力，就如同是亲兄弟一样。

1952年，奥地利生物化学家查格夫访问了剑桥大学，会见了沃森和克里克，但对他们的工作并未留下深刻的印象。不过，查格夫告诉他们，他对核苷酸的测量表明，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）。当时沃森和克里克突然强烈地意识到查格夫的核苷酸1∶1比例的意义，于是他们认真对待了。双环结构的A总是和单环结构的T配对，而无法与G、C配对，同样，双环结构的G总是和单环结构的C配对，而无法与A、T配对。配对就是互补，如果把A比作是双相插头，那么T就是双相插座；如果C是三相插头G就是三相插座，他们之间是A与T配对，C与 G相配。这使克里克想到这类配对可能成为分子复制的基础。查格夫的过硬的资料与格里菲思对碱基亲和力的想像是如此吻合，真是太值得庆贺了。1953年2月，克里克偶尔又看到了富兰克林的一些X射线照片，他立刻意识到这些X射线照片明显意味着DNA是双螺旋的。它的两股链是向相反方向走向的。克里克还认为，假使一条链沿某个方向走向，其配对的另一条链必沿相反方向排列。但是它们中间具体配对的形式是什么呢？

1953年2月，沃森的同事多诺告诉他，按照碱基的生物学天然构型，A只和T配对并紧密结合，由一种化学上叫氢键的力量粘连，氢键是一种结合力较弱的键，但在核苷酸的化学基因配对中是非常重要的。当这种氢键的A—T配对和G—C配对重叠在一起时，它们正好占据同等的空间。这时，沃森忽然想到这和查格夫的资料完全吻合：DNA中所有的A和所有的T是等量的。于是，碱基的形状及其氢键亲和性的理论，DNA的碱基组成的事实都非常协调地统一了起来。

在克里克对X射线照片的解释的基础上，克里克向沃森提出，他打算让碱基朝里，骨架在外。虽然他俩知道碱基是垂直伸出于DNA的糖一磷酸骨架上，但差不多直到最后它们究竟是向里，即朝向螺旋的中心轴，还是朝外突出，还不清楚。他们尝试在其模型中让碱基朝里。

1953年2月28日，沃森按多诺的建议用纸板重新做出四个碱基的模型。两个互补对重叠得非常出色。当他们将其粘到两股链的每条骨架上构成螺旋并朝向里面时，它们搭配得非常完美。克里克马上看出，只有当两条链的走向相反时，才能这样配对。于是，现在的模型和X射线资料的要求相一致了。1953年3月初，沃森和克里克开始建立最后模型。每块都很容易地接合了起来。他们越来越激动，相信他们已经找到了正确的模型。他们狂热地把模型赶制出来，并邀请他们的同行来欣赏它、评价它。

1953年3月7日，一批从其它实验室和伦敦来的专家访问了卡文迪许实验室。模型的完美和出色使大家承认了模型的建造者是正确的。

1953年4月，鲍林来访，他观察了这个模型后，高兴地对沃森和克里克说：“太美妙了。DNA的结构像个宝塔中的神秘螺旋梯的梯子。梯子的两边扶手是由名叫磷酸与脱氧核糖的两种物质相互连结而成的。中间的梯级则是由两条链中的二个碱基连接而成的。在A—T碱基对中有两个氢键把它们连起来，在G—C碱基对中有三个氢键把它们连起。这种梯子盘旋而上，每级转36°，每十级转360°。一个DNA分子大约含四千至三亿个碱基对，也就是说，这种神秘的螺旋梯通常有四千级至三亿级。你们太伟大了，你们是最先看见神秘螺旋梯的人。”

是啊，探索遗传物质之谜牵动了多少人的心，现在它们的神秘面纱被揭开了，人们终于看到了它的神秘所在：世界上所有生物的全部遗传信息都被包括在这里边了。