1953年4月25日，沃森和克里克在《自然》雜志發(fā)表文章，提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，這開啟了分子生物學(xué)的輝煌時(shí)代。這篇簡短的文章可能是《自然》有史以來發(fā)表的最著名的文章。
編者按
這篇簡短的文章可能是《自然》有史以來發(fā)表的最著名的文章。在20 世紀(jì)50 年代初期，人們越來越清楚地認(rèn)識(shí)到，具有遺傳特征的基因存在于生化多聚體DNA 上。沃森和克里克利用X 射線晶體學(xué)的測量結(jié)果和化學(xué)推理，提出了DNA 的一種分子結(jié)構(gòu)模型，即DNA 分子是由兩條聚合鏈纏繞而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。這一結(jié)果之所以令人震驚，不只是因?yàn)殡p螺旋結(jié)構(gòu)的優(yōu)雅和美麗，而且正如研究者所指出的，“我們提出的這種特定配對原則立即揭示了遺傳物質(zhì)一種可能的復(fù)制機(jī)制?！薄簿褪钦f，DNA 復(fù)制的一種方式。它標(biāo)志著現(xiàn)代基因組學(xué)的開端。
以下是沃森和克里克這篇經(jīng)典文章的中文譯文：
我們希望提出脫氧核糖核酸（DNA）鹽的一種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的新特性具有重要的生物學(xué)意義。
鮑林和科里已經(jīng)提出了核酸的一種結(jié)構(gòu)。他們在原稿發(fā)表之前慷慨地將其提供給我們。他們的模型由三條彼此纏繞的鏈組成，磷酸基團(tuán)位于長鏈的中心軸附近，而堿基則位于外側(cè)。在我們看來，該結(jié)構(gòu)不太令人滿意，理由有兩點(diǎn)：（1）我們認(rèn)為，給出X 射線圖的物質(zhì)是鹽而不是游離酸。在沒有酸性氫原子的情況下，使該結(jié)構(gòu)維系在一起的力并不明確，尤其是中心軸附近帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)會(huì)彼此排斥。（2）某些范德華距離顯得過小。
弗雷澤提出了另外一種三鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)（即將發(fā)表）。在他的模型中，磷酸基團(tuán)位于外側(cè)而堿基位于內(nèi)側(cè)，通過氫鍵連接在一起。他對這種結(jié)構(gòu)的描述非常不清楚，因此我們不會(huì)對其作任何評(píng)論。
我們要提出的是一種完全不同的脫氧核糖核酸鹽的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有兩條螺旋鏈，圍繞同一中心軸相互纏繞（見示意圖）。我們采用了一般的化學(xué)假設(shè)，即每條鏈由磷酸二酯基團(tuán)組成，這些基團(tuán)通過3′、5′連接與β–D– 脫氧呋喃核糖殘基連接起來。兩條鏈（而不是它們的堿基）通過一個(gè)與中心軸垂直的二分體相連接。兩條鏈都是右手螺旋，不過由于成對出現(xiàn)，兩條鏈上的原子順序方向相反。各條鏈大致類似于富爾貝里 的一號(hào)模型，也就是說，堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，而磷酸基團(tuán)位于外側(cè)。糖及其鄰近原子的構(gòu)型類似于富爾貝里的“標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型”，糖分子大致上垂直于與之相連的堿基。每條鏈在z 軸方向上，每隔3.4 ？ 就有一個(gè)殘基。我們假定同一鏈上的181脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)相鄰殘基間的夾角為36°，因此每條鏈上每10 個(gè)殘基，即34 ？，就出現(xiàn)一次螺旋結(jié)構(gòu)重復(fù)。磷原子與中心軸之間的距離為10 ？。由于磷酸基團(tuán)位于外側(cè)，陽離子很容易接近它們。
這僅僅是個(gè)示意圖。兩條絲帶代表兩條磷酸–糖鏈，而橫線代表將鏈連接起來的堿基對。垂直線標(biāo)示出中心軸。
這種結(jié)構(gòu)尚未完全確定，其含水量相當(dāng)高。在含水量低時(shí)，我們預(yù)計(jì)堿基會(huì)發(fā)生傾斜從而結(jié)構(gòu)變得更加緊湊。
這種結(jié)構(gòu)的新穎之處在于兩條鏈通過嘌呤與嘧啶堿基連接在一起。堿基平面垂直于中心軸。堿基成對連接在一起，一條鏈上的一個(gè)堿基與另一條鏈上的一個(gè)堿基通過氫鍵結(jié)合，因此兩個(gè)并排的堿基具有相同的z 軸坐標(biāo)。要產(chǎn)生這種氫鍵，其中一個(gè)堿基必須是嘌呤，另一個(gè)則必須是嘧啶。嘌呤的1 位和嘧啶的1 位之間以及嘌呤的6 位和嘧啶的6 位之間形成氫鍵。
如果假定堿基處于互變異構(gòu)結(jié)構(gòu)中最可能的構(gòu)型（也就是說，處于酮式而不是烯醇式構(gòu)型），可以發(fā)現(xiàn)，只有特定的堿基對可以結(jié)合在一起。這些堿基對是：腺嘌呤（嘌呤）與胸腺嘧啶（嘧啶），鳥嘌呤（嘌呤）與胞嘧啶（嘧啶）。
換句話說，根據(jù)上述假定，如果一個(gè)堿基對中某一鏈上是一個(gè)腺嘌呤，那么另一鏈上與之對應(yīng)的必定是一個(gè)胸腺嘧啶；鳥嘌呤和胞嘧啶也是類似情況。一條單鏈上的堿基順序看來是不受任何限制的，但是，如果只有特定的堿基之間能夠形成堿基對，那么如果給定某條鏈上堿基的順序，另一條鏈的堿基順序就自然確定了。
已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于脫氧核糖核酸而言，腺嘌呤與胸腺嘧啶數(shù)量的比值以及鳥嘌呤和胞嘧啶數(shù)量的比值總是非常接近1 的。
如果用核糖代替脫氧核糖，很可能無法建立這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)槎喑鰜淼难踉訉?dǎo)致范德華接觸過于緊密。
以前發(fā)表的關(guān)于脫氧核糖核酸的X 射線數(shù)據(jù) 還不足以對我們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。就我們所知，我們的結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)粗略吻合，不過在更多精確的結(jié)果這僅僅是個(gè)示意圖。兩條絲帶代表兩條磷酸–糖鏈，而橫線代表將鏈連接起來的堿基對。垂直線標(biāo)示出中心軸。183脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)核查之前，我們還必須把它視為未經(jīng)證實(shí)的。一些核查工作將在后面的通訊文章中給出。在我們設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，我們還不清楚該工作結(jié)果的細(xì)節(jié)，我們的結(jié)構(gòu)主要（但不是完全）依賴于已發(fā)表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和立體化學(xué)證據(jù)。
我們還注意到，我們提出的這種特定配對原則立即揭示了遺傳物質(zhì)一種可能的復(fù)制機(jī)制。
該結(jié)構(gòu)的完整細(xì)節(jié)，包括建立此結(jié)構(gòu)所用的假設(shè)條件以及一套原子坐標(biāo)，將在其他地方發(fā)表。
我們非常感謝杰里·多諾霍博士長期以來的建議和批評(píng)，尤其是關(guān)于原子間距離的問題。我們還從倫敦國王學(xué)院的威爾金斯博士、富蘭克林博士及其同事們未發(fā)表的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與觀點(diǎn)所包含的一般屬性的知識(shí)中獲得了啟發(fā)。我們中的一員（沃森）由國家小兒麻痹癥基金會(huì)資助。
（王耀楊翻譯，王曉晨審稿），摘自《<自然>百年科學(xué)經(jīng)典》第四卷，外語教學(xué)與研究出版社 出版
英文原文：
