17 三螺旋结构-2
常漂亮的模型”就是其中的一次尝试,但是,正如多诺胡指出的那样,那个模型是不对的。
多诺胡发表的看法后来证明是一个关键。作为达特默思大学毕业的高材生,多诺胡从40年代开始就曾长期在加州理工学院跟随鲍林工作和学习,因此,他对结构化学可谓是了如指掌。氢键曾是他专门研究的课题,因此他心里很清楚,克里克和沃森在化学上还只能算初出茅庐的新手,他们两人为鸟嘌呤和胸腺嘧啶摆弄出来的结果是错误的。多诺胡帮助他们明确了方向,将中心氢键上的氢原子放置在合适的位置上,推翻了他们原先设想的模型,促使他们走上了正确地解决问题的轨道。
克里克和沃森经过多诺胡的指点,开始认识到各对具体的嘌呤和嘧啶之间是由氢键自由地连接起来的:腺嘌呤连接胸腺嘧啶,鸟嘌呤连接胞嘧啶。这是最后的一道谜底,其结果闪耀着夺目的光彩。将一个大碱基与一个小碱基配对,不但使整个结构的骨架处于平稳的状态,而且为切加夫的发现提供了一种简单的解释。由此得到的结构犹如一架楼梯,各对碱基就是上面的一步步台阶,糖一磷酸骨架是框架,两者结合在一起,就能方便地形成符合X射线资料的螺旋。
这一种结构不但看上去很美观,而且其含意也非常丰富。两条链互为补充,每条链都是另一条链的镜像反射;将两者分开,每条链就可以作为形成一个新螺旋的基础,这个新螺旋与原来的螺旋完全相同。由此可以立即得到有关DNA复杂的思想,这是鲍林的模型无法做到的,因为在他的模型中,碱基都伸向外侧,彼此之间不相干。
3月12日,沃森致函德尔布吕克,借助于草图作说明,论述了他们设想的新模型。他再三要求自己这位导师不要把此事向鲍林透露,等到他们对这些结果更有把握时再说。但是,德尔布吕克向来就是嘴巴锁不牢的人,他马上就将此信到处让人传阅了。鲍林一面读着这封信,一面在头脑里进行着紧张的思考。他马上就认识到,在卡文迪什设想出来的这一种结构,不但在化学上是非常合理的,而且在生物学上也是十分迷人的。“两个嘧啶各自与相应的嘌呤在结构上互为补充,对这一简洁的想法我颇感意外——当然,这是令人欣喜的意外,因为它在遗传机理的问题上让人豁然开朗起来了,”他这样说道。鲍林还从中看到,自从他1940年与德尔布吕克一道写的论文发表以来,在他一直在思考和著述的一些问题上,已经有人在仿效他使用互补性概念。
亚历山大·里奇在第一次听到有关沃森一克里克结构的那一天夜里,他突然醒来,起身下床走进了办公室。他利用原来堆在那里的分子模型的部件,动手为沃森一克里克的双螺旋制作一个粗糙的模型。他了解到的唯一结论是DNA碱基应当穿过分子的中心,不过知道这一点已经足够了。他很快就将碱基配成了对,看来这个模型的确很漂亮,于是,他摇了摇头,又回到床上睡觉了。
鲍林尽管还不甘心在这场竞赛中认输,但在思想上受到了很大的触动。在读到沃森的信以后几天,他致函一位同事说:“当然,你应当承认,我们的结构还只是一种设想,它可能是正确的,但我们要有真正的把握,也许还得有两到三年的时间……”。几天以后,他收到了沃森和克里克论文手稿的单行本。文中批评了鲍林的DNA模型,结尾处对多诺胡给予的帮助表示了感谢。鲍林将此文从头至尾读了一遍,然后写信给他的儿子说:“我想,为核酸提出了两种结构,是一件好事,我期待着有一天能作出定论,到底哪一种结构不正确。毫无疑问,金斯学院的资料会在这两种结构中否定掉一种。”
此时,他仍未能看到富兰克林和威尔金斯拍摄的X射线新照片,因此,他一直没有作出最后的判断。他不久就会有机会:他正打算在4月份去布鲁塞尔参加一次关于蛋白质的