核糖核酸鹽
簡介
核糖核酸鹽具有繞同一軸心鏇轉的兩條螺鏇鏈（見圖）。根據化學常識我們假定，每條鏈包括聯結β-D-脫氧呋喃核糖的3',5'磷酸二酯鍵。兩條鏈（不是它們的鹼基）與纖維軸鏇轉對稱垂直，並呈右手螺鏇。由於鏇轉對稱性，兩條鏈的原子順序方向相反。每條鏈都與弗爾伯格的第一號模型粗略地相似；即鹼基在螺鏇內部，磷酸在外邊。糖的構型及其附近的原子與弗爾伯格“標準構型”相似，即糖和與其相聯的鹼基大致相垂直。每條鏈在z向每隔3.4埃有一個核苷酸。我們假定，同一條鏈中相鄰核苷酸之間呈36度角，因此，一條鏈每10個核苷酸，即34埃出現一次螺鏇重複。磷原子與纖維軸之間的距離為10埃。因為磷酸基團在螺鏇的外部，正離子則易於接近它們。
相關資料
最近，我們提出了一個脫氧核糖核酸鹽的結構模型。這個模型如果正確的話，就直接地解釋了遺傳物質自我複製的機制。與我們的前文同時發表的倫敦金氏學院學者們的X射線資料，定性地支持我們的結構模型而與以前提出的所有結構模型都是矛盾的。雖然這一結構模型尚需更多的X射線資料加以證實，我們充滿信心地認為，現在就討論它的遺傳學意義是正確的。為此，我們假定脫氧核搪核酸鹽的纖維並非由於製備方法而產生的矯作物。威爾金斯及其同事們曾經指出，由分離出的DNA纖維和某些完整的生物材料，如精子頭部和噬菌體顆粒等，同樣可以得到類似的X射線圖譜。
脫氧核糖核酸的化學結構現在已經完全確立了。如圖1所示，它是一個很長的分子，以有規律地交替出現的糖和磷酸構成其骨架。每一個糖聯結一個含氮鹼基，而鹼基又有四種不同的類型（我們認為5-甲基胞嘧啶與胞嘧啶等同，因為兩者在DNA結構中皆能很好地參與鹼基配對）。兩種可能出現的鹼基——腺嘌呤和鳥嘌呤為嘌呤；另外兩種——胸腺嘧啶和胞嘧啶為嘧啶。迄今所知，多核苷酸鏈中鹼基順序是無規律的。由磷酸、糖和鹼基構成的單體稱核苷酸。
我們這個具有生物學意義的結構模型的第一個特點，在於它不是由一條而是由兩條（多核苷酸）鏈所構成。這兩條鏈皆繞一個共同的纖維軸鏇轉，如圖2所示。一般認為DNA漢有一種化學結構形式，因此螺鏇結構中只應有一條鏈。但是，X射線所得密度圖強有力地證明螺鏇結構中有兩條鏈。
另一個有生物學重要意義的特點是這兩條鏈維繫在一起的方式。這種方式表現為鹼基間形成的氫鍵，如圖3所示。鹼基以配對方式聯結在一起，即一條鏈上一個鹼基與另一條鏈上上個鹼基通過氫鍵聯結在一起。關鍵問題在於螺鏇結構中僅能形成某些專一的鹼基對，為了維繫兩條鏈，鹼基對中一個鹼基是嘌呤，另一個則必定是嘧啶。否則，如果一個鹼基對包含兩個嘌呤，兩條鏈之間則容納不下。
我們相信，鹼基幾乎完全以常見的互變異構形式存在。果真如此的話，形成氫鍵的條件則是非常嚴格的。僅能形成的鹼基對為：
腺嘌呤與胸腺嘧啶
鳥嘌呤與胞嘧啶
鹼基間形成氫鍵的方式如圖4和圖5所示。鹼基對能以兩種方式形成。例如，兩條鏈上都可能出現腺嘌呤。一條鏈上出現腺嘌呤，則另一條鏈上和它配對的鹼基必是胸腺嘧啶。反之亦然。
最近的分析結果指出，在測定過的各種來源的DNA樣品中，腺嘌呤的數量接近胸腺嘧啶的數量，鳥嘌呤的數量接近胞嘧啶數量。但是，腺嘌呤與鳥嘌呤的比值則因來源不同而不同。這些分析結果強有力地支持鹼基配對法則。事實上，多核苷酸鏈的鹼基順序如果是無規律的話，除了求助於我們的配對法則外，要解釋這些分析結果是很困難的。
