核酸结构

DNA 双螺旋(double helix)

/ DOUBLE HEE-lix /

双螺旋是整个生物学中最著名的形状——一架扭曲的梯子,或一道旋转楼梯,它已成为生命与遗传的标志本身。但在这个图标背后,是一个真实而确切的分子结构,它的细节解释了 DNA 为何能工作。

双螺旋是两条 DNA 链绕着共同的轴缠绕在一起,像一架轻轻扭转的绳梯。两条糖磷酸骨架构成外侧的边梁,在外面盘旋;碱基朝里指、在中间横向配成对,形成横档,A 配 T、G 配 C。两条链是反向平行的——沿相反的 5'-到-3' 方向走——而碱基对彼此平贴、像硬币一样堆叠起来,整个结构大约每十个碱基对转完一整圈。两种力把它锁在一起:横档处配对碱基之间的氢键,以及相邻碱基对扁平面之间的碱基堆叠。

这个结构之所以美,是因为它自己就解释了自己的功能。两条链以互补的形式携带同样的信息,于是每一条都能充当模板去重建另一条——这正是复制基因的分子基础。碱基被安全地塞在里面,与水隔开,而惰性的骨架朝外,保护着信息。詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在 1953 年提出了这个模型,其中关键地借助了罗莎琳·富兰克林的 X 射线图像和埃尔温·查戈夫的碱基比例。

当沃森和克里克看出 A-T 与 G-C 对宽度相同时,他们意识到无论序列如何,螺旋都能保持完美均匀——并留下了那句名言:这个结构本身就暗示了“一种可能的遗传物质复制机制”。

生命的图标,同时也是复制生命的工作蓝图。

双螺旋并不是一根僵直、冻结的棒子。真实的 DNA 会弯曲、会“呼吸”、会解开;经典的右手 B 型是细胞条件下的平均形状,但这分子是动态的,还存在其他构象。

又称
double helixWatson-Crick helix双螺旋雙螺旋