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第一章 寻找基因
互吸引力,这表明“腺瞟哈和胸腺噙牌的平面应该粘在一起的”(同前书第79页),这种情况也适用于鸟瞟吟和胸腺喷院的互补。这个计算结果给查哥夫提出的不同类碱基配对互补的规则提供了有力佐证。

    1952年,富兰克林用X射线拍下了DNA分子结构的B型照片,经威尔金斯鉴定,证明只有螺旋结构才能出现交叉形的反射线条,这张照片还可精确确定DNA分子多核音酸链数目。沃森根据B型照片就DNA应是单链、双链、三链或三条以上的核音酸链形成螺旋的事进行苦心推敲。B型照片给他的启示和测得的数据使沃森联想起生物界繁衍配对的现象,预示DNA分子结构也可能是配对成双链的构型。所以他决定要做一个双链的模型。

    现在需要解决三个问题:第一,DNA碱基是怎样排列的?是有规则排列还是无规则排列?从X衍射图谱来看,螺旋每隔34A重复一次,表示了碱基沿螺旋轴方向完全旋转一周的距离,这个距离表示了螺旋角度最合适的键角角度,它预示着碱基应是有规则的排列。还有,富兰克林曾推测DNA磷酸和糖骨架在外部,碱基在骨架中心。如果碱基是有规则的排列,那么它应该表明每个核音酸糖—磷酸基团都有完全相同的三维结构。但是,碱基是不相同的,连接的多核音酸的碱基顺序也不可能有规则,若把大大小小的碱基拼在一起,外部的糖一磷酸骨架就会变形。这是一个难题,如果不能解决,螺旋模型就建立不起来。

    第二,多孩着酸又是如何联结在一起的?靠什么力把碱基连接起来?沃森和克里克长久以来未曾考虑过氢键的作用,他们过多地考虑金属离子盐键的作用,在鲍林建立蛋白质a螺旋结构模型和明确指出氢键的连接力作用时,他们仍然在离子键上打转转。然而根据X衍射图,双链碱基间的连接是靠很多不规则的氢键完成的,在理论上,戈兰德和约尔丹提出碱基间能形成相连氢键的理论。这样,才使他们明白碱基上一个或几个氢原子可以移位形成相连的氢键,而正是这种氢键才能把同一个分子中的碱基连接起来。

    第三,要解决碱基间的键合问题,哪个碱基与哪个碱基键合?这个问题一度把沃森5队歧途,沃森经过长期思索得不到答案。有一次他无意中画出腺源吟结构时,突然想到同类碱基间可能形成两个氢键,并实现键合。更重要的是他也曾设想过在瞟吟碱与呼唤碱之间可能也形成氢键,并把二者连接起来。这个推测是构成双螺旋结构模型关键的一步。但是,当时他更热衷于设想DNA分子都是由相同碱基的双链构成,每个DNA分子都可能是同类碱基配对的双链,而两条链则是由同类碱基对的氢键将它们连接起来,互相缠绕在一起形成螺旋结构。这个构型按沃森的想法可能说明复制问题,他设想两条链的其中一条可能是合成时另一条的模板,这个模型虽然可解释生物遗传上的若干问题,但是同类配对的方法解决不了不规则的碱基顺序问题。这样做,整个模型由于碱基大小不一,就会显得凹凸不平,而且完全不符合查哥夫的等量规则。由此看来,同类配对的双螺旋结构模型的设想也是行不通的。

    在此情况下,沃森用纸板制成碱基模型,来回拼凑,移来移去突然发现通过二个氢键维系的一个腺瞟吟同一个胸腺喷晚的形状,竟然同一个鸟漂岭和一个跑呼峻联系的形状相同。这个发现无疑是一个重大突破,但当时他错误选择了碱基的互变异构体(酿醇式),这种结构的碱基间不能形成氢键。美国晶体学家多纳休及时指出了这种错误,并指出通常情况下四种碱基都以酮式结构存在而不是酿醇式结构,后者却因两个碱基间距离过远而无法形成氢键。

    沃森和克里克吸取了失败教训后,就改进了他们的方法。沃森用硬纸剪成的碱基模型作了多种配对的可能尝试,采用碱基的酮式结构后,发现由二个氢键联系
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