核酸结构

沃森-克里克碱基配对(Watson-Crick base pairing)

这里有一条位于分子生物学核心的规则,简单到能写在一张便利贴上:A 配 T,G 配 C。正是从这一条互补碱基配对规则,流淌出细胞复制、阅读和修复自身遗传信息的能力。

在双螺旋的中央,每个碱基都伸过去抓住对面链上一个特定的伙伴,靠微弱的氢键维系。腺嘌呤总是与胸腺嘧啶配对(A-T,由两个氢键连接),鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对(G-C,由三个氢键连接)。在 RNA 里,A 改与尿嘧啶配对(A-U)。配对之所以专一,是因为形状和氢键的图案只有这样才对得上——一个大嘌呤恰好对上一个小嘧啶,于是每一级横档宽度相同、氢键也对得齐。两条序列遵守这条规则的链,被称为互补链。

互补配对正是让 DNA 成为一种可用信息分子的根本。由于一条链的序列决定了另一条,细胞便能把两条链拆开、再各以对方为模板重建——这就是 DNA 如何被复制、RNA 如何被转录的方式。它也是几乎一切识别序列的实验方法的基础,从 PCR 引物找到它的靶点,到探针照亮一个匹配的基因。要注意,带三个氢键的 G-C 对比带两个氢键的 A-T 对抓得更紧——所以富含 GC 的 DNA 更难被拆开。

给定一条链读作 5'-GATTACA-3',它的互补伙伴必定读作 3'-CTAATGT-5'——你能从第一条精确推出第二条,这正是细胞为何能重建一条丢失的链。

A-T、G-C:复制、阅读、修复都从这一条规则流出。

沃森-克里克配对是标准几何方式,但并非唯一一种。碱基还能形成较弱的胡斯坦(Hoogsteen)配对和“摆动”配对(在 tRNA 阅读密码时很重要),所以“A 只会碰 T”是一条好用的初级规则,而非铁律。

又称
complementary base pairingA-T and G-C pairing互补碱基配对鹼基互補