二、不朽的螺旋圈

沃森和克里克搭建的 DNA 模型就像两边有扶手沿着同一垂直轴向右绕转的楼梯，两边的扶手是糖和磷酸连接成的.主链，每条链（扶手）朝着对面的链伸出嘌呤和嘧啶，两条链之间的嘧啶连着嘌呤，犹如扶手间的阶梯。在这个双螺旋模型中，腺嘌呤（A）一定与另一条链上胸腺嘧啶（T）相接，而乌嘌呤（G）必然和另一条主链上的胞嘧啶（C）相连，这样，查尔加夫发现的A=T，G=C 的事实在这个模型中既得到了合理的解释，也得到了具体体现。

这个双螺旋模型凝聚着许多科学家长期探索所付出的心血，这个螺旋圈能够解释子女为什么像父母，为什么子女又会与父母发现差异等一系列遗传学和生物学难题。因此，这个模型的公布，引起了全球的轰动，推动着生物学的飞速发展。美国的鲍林在 1953 年就指出：“我相信 DNA 双螺旋的发现以及将要取得的进展，必将成为近一百多年来生命科学以及所有我们对生命认识的最大进步。”另一位美国学者德尔布吕克给沃森、克里克的信中倾吐了自己的感想，他说：“我有一种感觉，如果你们的模型是正确的话，如果所建议的有关复制的本质有一点正确性的话，那么地狱之门就会打开，理论生物学将进入一个最为激动人心的时期。”

粗看起来，DNA 的结构似乎十分简单，在每个核苷酸的组成中，磷酸和脱氧核糖都是相同的，不同部分只是嘌呤和嘧啶这样的碱基，而在 DNA 中， 碱基总共也不过四种。可是，每个 DNA 分子包含着许多核苷酸，双螺旋间的核苷酸配对虽然十分严格，但相邻两对核苷酸的排列并无任何限制。这好像拍电报所有的电码，虽然电码符号只有“·”和“一”两种，但当把“·” 和“一”按不同顺序排列起来时，就可以表达各种不同的内容了。在 DNA 分子中，至少有 100 对核苷酸，因此，四种不同的核苷酸在 DNA 中的排列方式至少就有 4100 种。我们知道， 4100 表示的是用 4 自乘 100 次方，想想看这个数字该有多么庞大！这样庞大的数字说明 DNA 分子的多样性几乎是无限的， 最起码超过蛋白质。

DNA 分子中的核苷酸排列顺序，实际上是生物体遗传的“电报”，包含着大量的信息。信息的就是生物体表现出的性状。

毫无疑问，生物种类不同，DNA 分子的大小也不相同。越是复杂的生物体，DNA 分子就越大。不同的 DNA 分子在合适的条件下还可能互相连接成更

大的分子。

沃森和克里克在《自然杂志》发表了第一篇创世纪的文章后，不多久又给《自然杂志》撰写了第二篇文章，文中提出了 DNA 分子一个变成二个的复制假说。按照他们的看法，每个 DNA 分子双螺旋，先分成两个单螺旋，每个单螺旋再利用细胞中现成的嘌呤、嘧啶及酶重建失去的那一半。单链上腺嘌呤处接上胸腺嘧啶，单链上的胞嘧啶处就将配上一个乌嘌呤。实际上，每个单螺旋好象翻砂工用的“模子”，按照固有的形式，浇注出一个个与“模子” 相匹配的产品。所以，DNA 的一个单螺旋在形成一个完整分子中起主导作用， 新形成的 DNA 分子中，有一半是原有分子保留下来的。因此，人们将 DNA 分子由一个变二个的复制特称为半保留复制。

1957 年，美国哈佛大学生物学教授梅塞尔森和他的学生斯塔尔用原子量大的重氮标记 DNA，然后追踪重氮在细胞分裂过程中的行迹，终于证实了 DNA 的半保留复制假说。

美国斯坦福大学医学院的科恩伯格与梅塞尔森差不多在同一时刻，在大肠杆菌中分离出高纯度的 DNA 复制酶，在这种酶液中，如果加入一点镁盐、现成的 DNA 和 4 种脱氧核苷酸，那么就能形成新的 DNA，而形成的新 DNA 与加入酶液中的现成 DNA 完全一样。科恩伯与梅塞尔森的工作同样也支持半保留复制假说。

本世纪 60 年代，日本的冈崎指出，DNA 复制时，先是双螺旋拆成二个单螺旋，每个单螺旋都作为“模板”，在 DNA 复制酶（也叫聚合酶）的参与下， 先分头形成一个一个片段（称冈崎片段），然后由 DNA 的连接酶把许多冈崎片段连接成一个长链。

沃森和克里克搭建起来的螺旋圈既能说明生物的多样性，也能说明性状的遗传和变异。这样的螺旋圈在生物的生生不息中永垂不朽。

由于双螺旋结构模型的提出，克里克、沃森和威尔金斯，三人于 1962 年同获诺贝尔医学和生理学奖。