核酸結構
沃森-克里克鹼基配對(Watson-Crick base pairing)
這裡有一條位於分子生物學核心的規則,簡單到能寫在一張便利貼上:A 配 T,G 配 C。正是從這一條互補鹼基配對規則,流淌出細胞複製、閱讀和修復自身遺傳資訊的能力。
在雙螺旋的中央,每個鹼基都伸過去抓住對面鏈上一個特定的夥伴,靠微弱的氫鍵維繫。腺嘌呤總是與胸腺嘧啶配對(A-T,由兩個氫鍵連接),鳥嘌呤總是與胞嘧啶配對(G-C,由三個氫鍵連接)。在 RNA 裡,A 改與尿嘧啶配對(A-U)。配對之所以專一,是因為形狀和氫鍵的圖案只有這樣才對得上——一個大嘌呤恰好對上一個小嘧啶,於是每一級橫檔寬度相同、氫鍵也對得齊。兩條序列遵守這條規則的鏈,被稱為互補鏈。
互補配對正是讓 DNA 成為一種可用資訊分子的根本。由於一條鏈的序列決定了另一條,細胞便能把兩條鏈拆開、再各以對方為模板重建——這就是 DNA 如何被複製、RNA 如何被轉錄的方式。它也是幾乎一切識別序列的實驗方法的基礎,從 PCR 引物找到它的靶點,到探針照亮一個匹配的基因。要注意,帶三個氫鍵的 G-C 對比帶兩個氫鍵的 A-T 對抓得更緊——所以富含 GC 的 DNA 更難被拆開。
給定一條鏈讀作 5'-GATTACA-3',它的互補夥伴必定讀作 3'-CTAATGT-5'——你能從第一條精確推出第二條,這正是細胞為何能重建一條丟失的鏈。
A-T、G-C:複製、閱讀、修復都從這一條規則流出。
沃森-克里克配對是標準幾何方式,但並非唯一一種。鹼基還能形成較弱的胡斯坦(Hoogsteen)配對和「擺動」配對(在 tRNA 閱讀密碼時很重要),所以「A 只會碰 T」是一條好用的初級規則,而非鐵律。
又稱
另見