碱基配对与双螺旋

两条链，一条规则

DNA 几乎从不是一条孤立的链。它是两条链相互扣合，扭成著名的双螺旋——形似一架螺旋阶梯。维系两条链的是碱基配对，它遵循一条严格的规则：A 总是与 T 配对，G 总是与 C 配对。没有别的组合能形成稳定的横档。

为什么恰好是这些配对？部分原因是上一篇的大小规则：一个大嘌呤（A 或 G）必须与一个小嘧啶（T 或 C）配对，这样每根横档宽度相同。在此约束下，A 与 T 形成两个稳定的氢键，而 G 与 C 形成三个。每个碱基对是一根横档；两条糖-磷酸骨架则是阶梯的两侧栏杆。

互补链

因为配对规则严格，两条链并非各自独立：每一条都是另一条的镜像伙伴，称为互补链。只要你知道一条链，就自动知道了另一条。一条链上凡是 A 的地方，伙伴必为 T；凡是 G 的地方，伙伴必为 C。这是碱基配对最重要的一个推论。

Given one strand, write its complement by the rule A-T, G-C:

  Strand 1 (given):   5'- A T G C G T A C -3'
                          | | | | | | | |
  Strand 2 (built):   3'- T A C G C A T G -5'

Check each rung:
  A:T   T:A   G:C   C:G   G:C   T:A   A:T   C:G   ->  all valid

Notice: knowing strand 1 was enough to write all of strand 2.

用配对规则从已知链推出互补链。

查戈夫的线索

在螺旋被发现之前，化学家埃尔温·查戈夫测量了许多物种 DNA 中的碱基，发现了一件令人费解的事：A 的含量总等于 T 的含量，G 的含量总等于 C 的含量。这些查戈夫规则在当时是个谜，但它们正是碱基配对的直接结果——如果每个 A 都对着一个 T，总数自然相等。