基因組與染色質

鹼基配對(A-T、G-C)

/ BAYS PAIR-ing /

想像拉鏈的兩半:每一側的每一顆齒都只與正對面那顆相配的齒吻合,於是拉鏈能乾淨又可預測地合攏。DNA 的資訊也建立在同一個想法上。這裡的「齒」是四個化學字母——腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)——它們按一條嚴格的規則成對:A 只與 T 攥在一起,G 只與 C 攥在一起。正是這種配對把雙螺旋的兩條鏈拴在了一起。

為什麼偏偏是這幾對搭檔?每個鹼基都有特定的形狀和一組能形成微弱氫鍵的位點。A 與 T 靠兩個氫鍵吻合;G 與 C 靠三個氫鍵吻合。一個嘌呤(較大的 A 或 G)總是與一個嘧啶(較小的 T 或 C)配對,於是梯子的每一根橫檔寬度都相同,螺旋因而保持平滑。錯配的鹼基對(比如 A 配 G)在幾何上不吻合、也形成不了恰當的氫鍵,所以很不穩定,會被細胞的機器拒絕或修復。

這條單一規則,是 DNA 能作為一種資訊分子運作的最深層原因。因為每個鹼基都指定了自己的搭檔,兩條鏈就互為互補的副本:把它們拉開,每一條都是重建另一條的完美模板。這是 DNA 複製的基礎,也是細胞把 DNA 讀成 RNA 的方式。同樣的邏輯——靠形狀配對的字母——驅動著從 PCR 到 DNA 定序的各種實驗室工具。

由於 G-C 對共享三個氫鍵、而 A-T 對只共享兩個,富含 G 和 C 的 DNA 片段更難被拉開——這就是為什麼這些區域在實驗室裡要在更高溫度下才會分開。

三個鍵對兩個鍵:為什麼 G-C 對比 A-T 抓得更牢。

在 RNA 中規則幾乎相同,只是尿嘧啶(U)取代了胸腺嘧啶,所以 A 與 U 配對,而不是與 T 配對。

又稱
complementary base pairingWatson-Crick pairing互补配对互補配對