沃森克里克論文翻譯

DNA結(jié)構(gòu)對(duì)遺傳的影響毋庸置疑，細(xì)胞里DNA十分重要。在所有分裂的細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)了DNA,絕大部分在細(xì)胞核中，細(xì)胞核中的DNA是染色體的主要成分。大量證據(jù)表明，它攜帶著一部分具有遺傳特異性的染色體，所有也攜帶著基因。然而，現(xiàn)在并沒有證據(jù)顯示出它是如何攜帶基因物質(zhì)在精準(zhǔn)的自我復(fù)制時(shí)所要求的重要生命活動(dòng)。我們最近提出了DNA所含的鹽的結(jié)構(gòu)，如果該結(jié)構(gòu)正確的話，由它可以推斷出自我復(fù)制的機(jī)制。由倫敦國王學(xué)院得出的X射線證據(jù)進(jìn)一步的證實(shí)了我們所提出的DNA結(jié)構(gòu)，并且也表明這與之前被提出過的所有結(jié)構(gòu)都不一樣。在與X射線數(shù)據(jù)進(jìn)行更多大量的對(duì)比驗(yàn)證之前，并不能完全肯定我們提出的結(jié)構(gòu)是對(duì)的，但我們相信整體上來說是正確的，并且可以討論它對(duì)遺傳的影響。在此之前，我們先假設(shè)DNA所含鹽的纖維成分沒有在準(zhǔn)備復(fù)制時(shí)增加，因?yàn)閃ilkins發(fā)現(xiàn)獨(dú)立的纖維與完整的生物物質(zhì)所呈現(xiàn)的X射線是相似的。我們已經(jīng)建立了DNA分子的化學(xué)式°DNA分子呈長(zhǎng)鏈狀，脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成骨架。（見右圖）每個(gè)脫氧核糖連接著一個(gè)含氮堿基，含氮堿基有四種形式。（我們認(rèn)為甲基胞嘧啶相當(dāng)于胞嘧啶，因?yàn)樗鼈兌挤衔覀兊慕Y(jié)構(gòu)。）兩種可能的嘌吟堿基是腺嘌吟和鳥嘌吟，另外兩種嘧啶是胞嘧啶和胸腺嘧啶。目前已知，骨架旁邊的一串堿基排列順序是無規(guī)律的。這個(gè)包含了磷酸、脫氧核糖和堿基的結(jié)構(gòu)叫做核苷酸。我們的結(jié)構(gòu)在生物意義上有優(yōu)勢(shì)的第一個(gè)特點(diǎn)是DNA含有兩條鏈。這兩條鏈以同一條纖維為中心盤旋（如圖2所示）。有人假設(shè)說，因?yàn)樵诨瘜W(xué)式里只有一條鏈，所以在結(jié)構(gòu)單元中也只會(huì)有一條。但是X射線顯示出的密度明顯表明DNA分子有兩條鏈。圖2第二個(gè)特點(diǎn)是DNA分子兩條鏈結(jié)合的規(guī)律，此規(guī)律來自于堿基對(duì)之間的氫鍵（如圖3所示）。堿基是成對(duì)組合在一起的，一條鏈上的一個(gè)堿基通過氫鍵與另一條鏈上的堿基相連。重要的一點(diǎn)是，只有特定的堿基對(duì)才符合DNA分子的結(jié)構(gòu)。為了建立兩條鏈之間的連接，一個(gè)堿基對(duì)一定是由一個(gè)嘌吟和一個(gè)嘧啶組

成，如果一個(gè)堿基對(duì)含有兩個(gè)瞟吟，那么兩條鏈將無法連接。我們相信，堿基對(duì)將幾乎完全按照它們盡可能的互變異構(gòu)體形式存在。如果事實(shí)如此，那么構(gòu)建氫鍵的條件就很有限了，唯一可能的配對(duì)方式是：腺瞟吟一胸腺嘧啶鳥瞟吟一胞嘧啶——沁ER\PHOSPHATE/\pHgum/一5UCAK——沁ER\PHOSPHATE/\pHgum/一5UCAK、/iuCAft—b-Aj-E.■■?■■■■■■■base/Ti'sugar—8A5E/PHOJ^HArt、圖3它們連接的方式見圖4、圖5。一對(duì)堿基可以是任意方向，例如腺瞟吟可以出現(xiàn)在任意一條鏈上，但它出現(xiàn)在一條鏈上時(shí)，另一條鏈的對(duì)應(yīng)位置一定是胸腺嘧啶。N一HThymme(T)圖4圖5N一HThymme(T)圖4圖5KGuw"GJ我們的模型中，磷酸一脫氧核糖骨架是完全規(guī)律的，但堿基對(duì)的排列是沒有規(guī)律的。在一個(gè)分子中可以有很多種不同的堿基對(duì)排列方式，所以堿基對(duì)的排列組合方式可能正是攜帶著遺傳信息的密碼。只要給出雙鏈中一條鏈上的堿基排列，就可以準(zhǔn)確得出另一條鏈上堿基的順序，因?yàn)榕鋵?duì)方式是唯一的。所以DNA的兩條鏈相互對(duì)應(yīng)，正是這個(gè)特點(diǎn)使得DNA分子可以自我復(fù)制。以前人們討論自我復(fù)制時(shí)提到“模板”這個(gè)概念。模板并不能直接對(duì)自己進(jìn)行復(fù)制，也不能產(chǎn)生一個(gè)一條相反的鏈，再讓這條相反的鏈成為模板產(chǎn)生一條與原鏈相同的鏈。在分子原子層面無法解釋以上過程是如何實(shí)現(xiàn)的。事實(shí)上，我們的DNA模型有一對(duì)模板，它們是相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系。在復(fù)制之前氫鍵斷裂，兩條母鏈松開并分離，然后每條母鏈一自己為模板形成一條子鏈，這樣就形成了兩對(duì)雙鏈。同時(shí)DNA上的堿基對(duì)也被完整的復(fù)制了下來。我們的研究表明，如果DAN單鏈?zhǔn)浅事菪蔚?，完成這種復(fù)制就會(huì)最簡(jiǎn)單。我們假設(shè)在細(xì)胞生命的這個(gè)階段，細(xì)胞有大量游離的核苷酸（多核苷酸的原料），有時(shí)游離的核苷酸上的堿基會(huì)于單鏈上的堿基通過氫鍵連接。假設(shè)只在形成的鏈可以構(gòu)成DNA結(jié)構(gòu)時(shí)，這些單體才會(huì)形成聚合物。以上說法是可信的，由于原子排列的原因，已經(jīng)結(jié)晶在第一條鏈上的核苷酸不會(huì)以可以結(jié)合成一條新鏈的方式相互靠近，除非是那些構(gòu)成DNA結(jié)構(gòu)必不可少的核苷酸。我們?nèi)尾磺宄欠裼幸环N特定的酶作用于DNA，以及已經(jīng)形成的螺旋形的單鏈?zhǔn)欠窨梢云鸬矫傅淖饔谩＜热晃覀兊哪Ｐ椭蠨NA的兩條鏈?zhǔn)抢p在一起的，那么當(dāng)它們分開時(shí)，解螺旋是一個(gè)重要步驟。兩條鏈在一個(gè)螺旋周期內(nèi)做一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)，就需要轉(zhuǎn)150圈，所以無論染色體的哪個(gè)精確的結(jié)構(gòu)都會(huì)很大程度的展開。通過顯微鏡下的觀察，我們都知道有絲分裂的過程中有很多盤旋和解開的過程，雖然這是在一個(gè)更宏觀的角度看到的現(xiàn)象，但這也許反映出在分子層面也存在類似的現(xiàn)象。雖然現(xiàn)在還很難解釋這個(gè)過程是如何實(shí)現(xiàn)的，但我們相信這并不會(huì)成為不可跨越的障礙。一對(duì)多核苷酸長(zhǎng)鏈之間有一條多肽纏繞在同一根軸上。相鄰磷原子之間的距離是完全展開的多肽鏈的兩倍，有可能在精子頭部和人造核蛋白中多肽鏈就在這個(gè)位置上，X射線圖像顯示出相關(guān)的平面結(jié)構(gòu)圖證實(shí)了這個(gè)觀點(diǎn)。這部分蛋白質(zhì)的功能是控制DNA的盤旋和解螺旋、保持DNA單鏈的螺旋化以及其他一些附帶的功能。我們的DNA模型還為其他很多現(xiàn)象提供解釋。例如，性狀自發(fā)性的突變可能是由于一個(gè)堿基偶然發(fā)生的變化；同源染色體之間的對(duì)應(yīng)可能是由于特定的堿基。我們將在其他地方詳細(xì)討論這些?，F(xiàn)在，我們對(duì)DNA繁殖的解釋還只能視為假說。就算我們的解釋是正確的，在基因復(fù)制的全部過程任有許多謎底沒有解開。多核苷酸的初期形式是什么？是什么讓雙鏈解旋、分離？蛋白質(zhì)究竟有哪些功能？染色體是一對(duì)長(zhǎng)的DNA雙鏈