双螺旋模型

（double helix model）又称沃森-克里克模型（Watson-Crick Model）， 1953 年美国的沃森（J.D.Watson）和英国科学家克里克（F.H.C.Crick）提出的双链 DNA 结构模型。其要点是：（1）DNA 分子由两条反向平行的多核苷酸链组成。两条链均为右手螺旋并缠绕同一个假想轴。两条链间有一个大沟和一个小沟。（2）两条由脱氧核糖和磷酸基（带负电荷）相?间排列构成的主链在螺旋的外侧，面向周围的水，两条链的疏水嘌呤和嘧啶碱基则堆积在双螺旋的内部。（3）两条链上的碱基原子处在同一平面上，并通过氢键连接互相配对。碱基配对有一定规律：鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）配对（G 和 C 间形成 3 个氢键）；腺嘌 呤（A）和胸腺嘧啶（T）配对（A 和 T 间形成 2 个氢键）。因为总是嘌呤和嘧啶配对，因而 4 种可能的碱基对（A—T，T—A，G

—C 和 C—G）几乎大小相同，无论序列如何，双螺旋 DNA 分子从头到尾的直径相同，为 2 纳米。（4）糖环也接近平面。碱基平面约与糖环平面垂直，糖

环平面约与轴平行。毗邻碱基对平面间的距离是 0.34 纳米。双螺旋每一转含

10 对碱基，每转高度为 34 纳米。双螺旋结构的主要稳定因素是碱基平面间的疏水相互作用（叫做堆积力），碱基间的氢键也有稳定作用。

DNA 双螺旋结构模型最主要的成就是引出碱基配对（或称互补）概念。其两条链互称“互补链”。它们的极性相反，即一条链的走向为从 5＇到 3＇ 而另一条链是从 3＇到 5＇。两条链的碱基序列不一定相同，但只要一条链的碱基序列确定，其互补链的碱基序列就相应确立了。双螺旋模型经许多化学和生物学的研究证实，已公认为天然 DNA 纤维的基本结构，并用以解释复制和转录等重要的生命过程。其主要依据是查加夫（E.Chargaff）碱基组成规律（见脱氧核糖核酸）和天然 DNA 纤维的 X 光衍射研究。沃森、克里克和英国的 X 射线衍射研究者威尔金斯（M.H.F.Wilkins），为这个模型的提出共获1962 年度诺贝尔生理学或医学奖。1989 年，美国科学家用扫描隧道电镜第一次直接观察到 DNA 的双螺旋结构。