蛋白质在鲍林的头脑中仍然是优先考虑的课题。在他待在英国的一个月时间里,他很少想到DNA,甚至没有费一点心思去走访一下金斯学院,看一看威尔金斯和富兰克林拍摄到的身价日益提高的X光照片。后来他回忆起来说,这有两方面原因:一是他满脑子考虑的都是蛋白质;另一方面是他仍然认为,威尔金斯是不肯让他分享有关资料的。
3月12日,沃森致函德尔布吕克,借助于草图作说明,论述了他们设想的新模型。他再三要求自己这位导师不要把此事向鲍林透露,等到他们对这些结果更有把握时再说。但是,德尔布吕克向来就是嘴巴锁不牢的人,他马上就将此信到处让人传阅了。鲍林一面读着这封信,一面在头脑里进行着紧张的思考。他马上就认识到,在卡文迪什设想出来的这一种结构,不但在化学上是非常合理的,而且在生物学上也是十分迷人的。“两个嘧啶各自与相应的嘌呤在结构上互为补充,对这一简洁的想法我颇感意外——当然,这是令人欣喜的意外,因为它在遗传机理的问题上让人豁然开朗起来了,”他这样说道。鲍林还从中看到,自从他1940年与德尔布吕克一道写的论文发表以来,在他一直在思考和著述的一些问题上,已经有人在仿效他使用互补性概念。
那一年春天,就是克里克和沃森两人受到警告不得搞DNA研究以后几个月,也是在鲍林来访卡文迪什前的几个月,有人介绍他们认识了切加夫。切加夫是一位出牛于奥地利的牛物化学家,为人尖刻,固执已见,他曾经使用色谱分析法研究过核酸的化学成分。他对克里克和沃森两人的印象并不好。“我从来就没有碰到过这么无知而又狂妄的两个人,”他说道。“他们对我说要制作一个螺旋,也就是一个多核苷酸,以便与鲍林的阿尔法螺旋竞争。他们喋喋不休地谈论有关‘螺距’的情况,以至于我还记得我随后写下了这样的话:‘两个小贩寻找着一个螺旋’”①不过,他们这一次交谈对于克里克和沃森来说,还是意义重大的。切加夫告诉他们,在DNA中,不同碱基出现的可能性之间,存在着一个简单的关系,就是腺嘌呤和胸腺嘧啶出现的数量大致上相同,鸟嘌呤和胞嘧啶出现的数量也大致相等。每一对碱基中,较大的一个是嘌呤,较小的一个是嘧啶。切加夫在1947年在大西洋彼岸旅行期间,曾对鲍林讲起过这一种关系,但鲍林并没有在意。
此时,鲍林心里已经明白,真正的收获,或者说,生命的真正奥秘,在于DNA。正是这个问题成了他下一步考虑的焦点。
鲍林尽管还不甘心在这场竞赛中认输,但在思想上受到了很大的触动。在读到沃森的信以后几天,他致函一位同事说:“当然,你应当承认,我们的结构还只是一种设想,它可能是正确的,但我们要有真正的把握,也许还得有两到三年的时间……”。几天以后,他收到了沃森和克里克论文手稿的单行本。文中批评了鲍林的DNA模型,结尾处对多诺胡给予的帮助表示了感谢。鲍林将此文从头至尾读了一遍,然后写信给他的儿子说:“我想,为核酸提出了两种结构,是一件好事,我期待着有一天能作出定论,到底哪一种结构不正确。毫无疑问,金斯学院的资料会在这两种结构中否定掉一种。”
此时,他仍未能看到富兰克林和威尔金斯拍摄的X射线新照片,因此,他一直没有作出最后的判断。他不久就会有机会:他正打算在4月份去布鲁塞尔参加一次关于蛋白质的索尔维会议,顺便想在英国停下,看一看沃森一克里克模型,看一看威尔金斯和富兰克林实验室拍摄的照片。在他申领护照时,他的宿敌露丝·希普利又再次作出了拒发的提议。这一次她的根据是,她认为鲍林在就业资格审查委员会的证词表明,他拒绝接受参阅绝密级资料的资格审查。鲍林解释道,他在以前已经通过了绝密级资格的审查,再说,他也愿意再次受审查,但总得与他的工作有关系——在他再次当着她的面发誓否认自己是共产党员以后——他的护照总算得到了批准。
鲍林从克里克办公室出来,吃中饭时碰到了布拉格。在他们用餐过程中,布拉格怎么也掩饰不了内心万分喜悦的心情。经过这么多年矮人一等的经历,他的研究组终于打败了鲍林!后来,鲍林出席了克里克一家人在葡萄牙广场的自家寓所里举行的一次喜气洋洋的宴会。人们自始至终都可以看到鲍林这个人谈笑风生,举止优雅,他衷心地赞美DNA的新结构,显示出一派绅士的风度。他机智地承认自己的失败,同时气度非凡而又不失幽默地接受这一个事实。又过了一两天,布拉格和鲍林一起去参加了索尔维会议——这是一次难得的世界顶尖科学家聚会,由一位比利时企业家赞助——会上,布拉格首次公开宣布了双螺旋结构。鲍林则在自己的发言中热情洋溢地表示了赞同的意见。“尽管离科里教授和我发表我们为核酸设想的结构只有两个月时间,但是我认为,我们应当承认自己很可能弄错了,”他对大会的参加者这样说。“虽然对沃森一克里克结构还可以作一些精细的修改,但我感到,就本质上而言,这一结构很可能是正确的。”
他们的办公地点成了剑桥和帕萨迪纳之间进行非正式学术交流的一个中心。彼得和多诺胡都与鲍林保持着通讯联系,因此,在办公室里进行的交谈,对于克里克和沃森来说,至少也是一星半点地了解鲍林想做什么事情的一个信息源。比方说,鲍林曾在给儿子的信中谈到,他正在认真地探索天然角蛋白的结构,这种物质也是由一股股缠绕着的螺旋构成的。当彼得将这一点告诉克里克时,克里克头脑中首先想到的是,鲍林剽窃了他与鲍林在一起乘车时自己不经意流露出来的想法。克里克马上又重振旗鼓,开始作出新的努力。经过几个月时间,他终于解决了最后几道数学难关。10月22日,他向《自然》杂志寄去了一篇简短的注记,概括地说明了自己的想法。杂志编辑部收到这篇注记的时间,正好比收到鲍林在同一课题上撰写的一篇较长的手稿迟了几天。
不过,克里克在这篇短文的封面上附上了一个说明,意思是要求迅速发表他这篇文章。在一般情况下,注记比长篇论文发表要快一些,因此,克里克的注记发表的时间比鲍林的论文早得多。在几个星期的时间里,大西洋两边发生了双方都标榜自己是首创者的争吵。后来,还是卡文迪什的研究人员作出了让步,承认鲍林的一整套想法远比克里克的想法更深入。至于鲍林,看到克里克的短文见诸刊物时,并没有感到吃惊,只是有一点恼火,责怪《自然》杂志没有同时刊出这两篇文章。最后,双方达成了君子协定,承认两个人各自独立地得到了相同的结果。
切加夫则认定问题是显而易见的:鲍林“没有利用自己的成果”。威尔金斯认为鲍林“只是没有亲自动手试一试,他本人甚至不愿花上五分钟时间真正研究一下这一个问题”。舒梅克则从理论的角度进行了概括,认为鲍林没有在这个问题上安排足够的人力去搜集充分而过硬的数据。里奇补充说,加州理工学院的同事们在考察鲍林的模型时,还不够挑剔,因而也要承担一部分责任。“在一定程度上,”他说,“他周围的人也不够卖力。”
每个人似乎都有自己的看法。彼得认为,问题在于鲍林严格地限于用化学方法研究DNA,一心迷恋于磷酸的包装,忽视了对其生物功能的思考。“在我父亲的眼里,核酸只不过是令人感兴趣的化学品,正如氯化纳是一种有趣的化合物一样,”彼得写道。不过,严格地说,这并非是事实。鲍林在加州理工学院受到过摩尔根的影响,因此从30年代起就开始对基因感兴趣。他曾在1937年谈到过“对染色体结构作一次化学的研究”,并且在40年代后期有关互补性的一次谈话中,就将基因的复制看作为一个处于中心地位的概念。对于基因是怎样复制自己的,他头脑里有一种非常牢固的看法:基因开始时是两种互补结构的复合体,每一种结构是创造另一种结构的基体,两者在一起就构成了这个复合体。他曾经迷恋过自己这一美妙的结构,甚至达到了不能自己的程度,并且估计以后一定会有生物学事实来证明其正确性。
事实证明,这篇论文写得匆忙了一些。鲍林懂得,DNA是非常重要的,他也知道,威尔金斯和富兰克林正热衷于这一课题的研究,布拉格的研究小组至少在这个问题上作过一次尝试。他还认识到,与蛋白质相比,这是一种较为简单的结构。而且,他非常清楚,无论是谁率先得到一种大致正确的结构——即使在细节上还有些毛病——谁就确立了领先的地位。这正是他梦寐以求的目标。在DNA问题上最早而不是最后说的话,最先发表的文章,将会被后来者引用。这并不要求百分之百准确。他多么想赢得最早发现者的名声啊!
这两个年轻人,如此快就攻克了这一难题,感到非常得意。他们邀请威尔金斯和富兰克林来卡文迪什观看他们的胜利成果。富兰克林随手就将邀请信撕成了碎片。问题不仅在于假定分子呈螺旋状——富兰克林根本就不相信X射线的资料能证明这点一而且还在了他们竟然想得出螺旋中央会有正离子凝聚在一起。她指出,在细胞核中,锰或其他离子无疑被水分子包围着,因而是中性的,不可能将磷酸黏结在一起。况且,水是非常重要的。富兰克林还指出,克里克和沃森一定是将某些数据搞错了。按照她的看法,DNA是一种非常干渴的分子,其中的含水量要比他们两人的模型所允许的数量多10倍。她从这种分子吸水的能力看出,磷酸应位于分子的外侧,积蓄在薄薄的水层中。水容量不台,说明克里克和沃森计算出来的密度不准确。
在访问卡文迪什期间,鲍林又结识了许多年轻的学者,特别是与克里克的会见,使他很高兴。自从被调离DNA的研究课题后,克里克的大部分时间都花在一个研究项目上。这个项目是布拉格的研究组读了鲍林的蛋白质论文后开始立项的,目的是寻找一个数学公式来预测螺旋衍射X光的方式。1952年春天,克里克和两位同事联名发表了一篇论文,提供了进行数学处理应当遵循的具体步骤。这是克里克第一个重要的科研成果,后来被证明是非常有用的。在发表这篇论文前,他就自豪地向鲍林寄去了一份复印件。接下来,他又开始思考怎样用这一公式来解释5.1埃这个反射数据,这也是鲍林的阿尔法螺旋理论中没有触及的一个缺口。
然而,鲍林却转向了一个新项目,那就是开春以来一直在研究的铁磁性理论。与此同时,他还开始筹划秋季在加州理工学院召开一次重要的研究蛋白质问题的国际性会议。只是在彼得2月中旬写信告诉他,英国人对他提出的结构是嘘声一片时,他才不得不回过头来再次考虑DNA。此时,科里最后一次校校了鲍林的原子坐标,其中有些数据仍然表明结构太紧密,不合理。“我对核酸的结构又验算了一次,旨在修饰一下有关的参数,”鲍林回信给彼得道。“我听到有人说,沃森和克里克在早先一些时候就已经构造出这一种结构,但他们没有将这件事做下去,也许这是一次言过其实的误传吧。”2月下旬,他终于采纳了舒梅克的一个意见,将各个磷酸组扭曲了45度,发现结构中存在的应力已有所减小。
然而,麻烦又来了。科里对原子的位置作了认真的计算,表明处于中心位置的氧实际上挨得太近,无法装配在一起。12月初,鲍林重新开始扭曲和挤压这个磷酸八面体。有人向他提了这样一个问题,也就是利用他这个模型,怎样才能创造出一个DNA的钠盐,其中带正电的钠离子像设想的那样依附在带负电的磷酸上。在他这个挤压得严严实实的核中,已经没有钠盐的容身之处,是不是?鲍林不得不承认,他无法找到适当的方式来装入这些离子,不过,他以后会把思路理得更清楚。除了这一点以外,其他结果还是应当肯定的。利用克里克的数学公式对这一设想的结构作计算,可以表明,他这个螺旋模型与大多数X光数据是符合的。当然,并不是所有数据都符合。舒梅克也独立地尝试了一些模型,而且还找到了一种扭曲磷酸多面体的方法,使其中的磷酸不那么拥挤,但是,鲍林一时也找不到理由改变他的想法。处于核心的磷酸天衣无缝地团聚在一起,不可能不正确。
但是,对于克里克和沃森来说,这可大不一样了。富兰克林的批评已经促使他们将磷酸放到了分子的外侧;现在他们又受到启发,得知内侧各对碱基之间存在着一一对应的关系。他们开始设想,在螺旋中,嘌呤和嘧啶以某种方式挨次排列在分子中心的下部。
克里克希望到加州理工学院从事博士后研究。他和鲍林同乘一辆轿车在剑桥兜风时,无意中提起有没有这种可能性。此时此刻,一向是口若悬河的克里克,竟然一下子结结巴巴起来了。他思绪万千,心头充满了复杂的情感,其中一半是敬畏——此时此地,一个普普通通的研究生,坐在他认为是世界上最有名的科学家身边——另一半则是惶恐。DNA不是合适的话题;说穿了,他已被人认为不宜作这一方面的研究,然而,他创造了一种新的理论,这种理论可以用来解释鲍林的阿尔法螺旋为什么得不到5.1埃这个反射数据,这个数据在大多数天然物质中都可以观察到。他知道,鲍林也在思考着这一个问题,因此,他不想对客人透露太多的东西。不过,在另一方面,他又非常希望给客人留下一个好印象。其实,他用不到这么担心,鲍林早就把心思盯在克里克身上了。鲍林主动提出了邀请,希望他去加州理工学院与他一起工作一年。克里克心里一热,对自己更有信心了,他问道:“您有没有想过,各个阿尔法螺旋有可能相互盘绕在一起呢?”鲍林曾经为蛋白质的更高级结构考虑过多种可能的情况,其中有几种情况就涉及到各个螺旋相互缠绕的设想。他记得当时的回答是:“是的,我想到过。”然后就避开了这一话题。他想到,自己差不多已作好准备发表有关的想法,因此,他不打算与一个卡文迪什的学生分享这一成果,尽管这一学生是前途无量的。
对于这两位年轻人来说,这是一个充满喜悦的时刻;但是对鲍林来讲,这是一次不小的挫折。鲍林感到非常惊讶的是,这个井不起眼的研究组,其中一人是资格尚嫩的博士后研究者,另一人是年龄偏大的研究生,竟然为这么重要的一个结构找到了如此漂亮的解决办法。如果他们是正确的话,那么他本人提出的模型将是一个十分荒唐的错误,不但将内外颠倒了,而且连链数都不对。不过,此时他已经认识到,这个卡文迪什研究小组得到的结果几乎可以肯定是正确的。
亚历山大·里奇在第一次听到有关沃森一克里克结构的那一天夜里,他突然醒来,起身下床走进了办公室。他利用原来堆在那里的分子模型的部件,动手为沃森一克里克的双螺旋制作一个粗糙的模型。他了解到的唯一结论是DNA碱基应当穿过分子的中心,不过知道这一点已经足够了。他很快就将碱基配成了对,看来这个模型的确很漂亮,于是,他摇了摇头,又回到床上睡觉了。
盘绕状线圈
1952年11月25日,从英国回来后三个月,鲍林出席了加州理工学院举办的一次生物学讨论班。讲课人是伯克利教授罗勃利·威廉姆,他用电子显微镜干出了一些令人吃惊的事情。举例来说,他运用一种复杂的技术,可以拍摄到极为微小的生物结构。这可使鲍林着了迷。从威廉姆拍摄的一张照片上,可以看到核糖核酸钠的扭结长链的图形。这是具有核酸形式的盐类,其阴影区显示了三维立体的详细情况。引起鲍林特别注意的是,这些链明显地呈现出圆柱的形状:它们并不是平面的带状结构,而是一段段细细的长管。在讨论班这个四面遮光的教室里,鲍林一面观看着这些幻灯片,一面在猜想,DNA很可能也是一个螺旋,因为其他构想不但与阿斯特贝里的分子X射线图不合,而且与他现在看到的照片也不符。更妙的是,威廉姆甚至能够在他的照片上估算出有关结构的尺寸,根据他的计算,每股链的直径约为15埃。鲍林对此非常有兴趣,要求威廉姆重述一下这一个数字。威廉姆确认了这一数据的正确性,同时还说明了他在获得这一精确数字时所碰到的困难。威廉姆显示的分子还不是DNA,而是一个分子的近亲——这就促使鲍林陷入了沉思。
他最终在为寻找一种合理的结果做奠基性工作。可惜,这一切都为时已晚。
第二天,鲍林兴奋地给一位同事写信:“我现在认为,我们已经为核酸分子找到了完整的结构。”在接下来的几周时间里,每天上午他都要从他在克莱林实验室的二楼办公室走到舒梅克的办公室。“他的情绪很激动,”舒梅克回忆道。鲍林迫不及待地向这位年轻人滔滔不绝地介绍了自己的思想,扯着嗓子谈论自己的思路,一面还不断地核对和修改自己的模型。他开始与科里合作,旨在详细地刻画这一精细的结构。
历史学家推测说,向鲍林拒发去英国皇家学会会议的护照,成了鲍林无法发现DNA结构的一个关键性事件。要是他出席了那一次会议,他就会看到富兰克林的工作,因而就能在正确的道路上更有希望再次取得获胜的良机。这一看法有力地印证了这样的结论:官方不应当干涉学者之间正常的学术性交流。不过,真正的问题并不能归咎于有关护照的政策。实际上,有三个因素联合发生了作用,将鲍林引向了错误的方向。第一个因素是他将注意力完全集中在蛋白质结构上,几乎忽视了所有其他方面的问题。第二个因素是他缺乏足够的资料,他一直在运用的X光照片是对DNA的两种形式混合体拍摄的,几乎已没有什么价值。第三个因素是他过于自负了,他根本就没有想到DNA需要他全力以赴去研究。在与佩鲁茨和布拉格交谈后,他好像已经了解到,克里克和沃森在DNA结构问题上显露了一次身手,但是失败了;他也清楚地知道,威尔金斯正在煞费苦心地研究这一个问题。但是,他认为,这些人未必是他竞争的对手。是啊,他们怎么有能力与他竞争呢?许多事实已经证明,他是世界上唯一能解决大生物分子问题的一个人。
每一种说法都有一定的道理,但都只是谈论到问题的外表,并没有触及问题的本质。
正当鲍林为DNA结构一筹莫展的时候,又发生了另一件令人心烦的事情。12月23日,联邦调查局专职密探、国会调查委员会的心腹布登兹,在众议院的一个调查慈善基金会情况的特别委员会会议上公开作证,称鲍林作为古根海姆基金会顾问委员会的一员,是一名未公开身份的共产党员。布登兹还怕人家说他不够卖力,居然抖落出各种不同团体原23名担保人和3名官员的名字。这些人和鲍林一样,与共产主义毫不相干。布登兹的证词自然会激怒许多与一些强大的基金会有密切联系的显要人物,最终将会使人们对麦卡锡主义产生强烈的不满。但是,在短期内,宣布这一消息的时间——圣延节前两天,也就是新闻媒体正苦于没有记者作追踪报道,为找不到轰动的头版标题而发愁的时候——这些被点名的人将很难有机会反驳,所以他们受到的伤害就特别严重了。
4月初,就在克里克和沃森将论文送出发表后的几天,鲍林来到了剑桥。当天在彼得处过了一夜,第二天就走进了克里克的办公室,第一次看到了他们冲压出来的金属板搭接而成的三维模型。在鲍林仔细地察看模型的过程中,克里克精神紧张地述说着双螺旋模型的特点。鲍林看来又察看了富兰克林为扩张形式分子拍摄的照片。沃森和克里克急切地等待着鲍林的表态。此时,“他表现出一副洒脱的样子,”沃森回忆道,“发表意见说,我们找到了答案。”
12月2日,鲍林再次对这一课题发起了冲击。满满九页纸上全是图形和算式。他苦苦地思考着,得到了某种似乎是可能的想法。“我让磷酸尽可能地挤压在一起,又尽量让它们变形,”他在草稿纸上记下了这样的话。尽管有些磷酸中的氧在分子中央挨得非常近,彼此之间不那么宽松,但是它们装配起来的方式还是无懈可击的。此外,鲍林还看到,最中间的氧挤压在一起,构成了几乎是完美无缺的八面体形状,这是晶体学中最基本的形态之一。其构造极为紧密,各个零件都排列得井井有条,因此,这种结构必定是正确的。这离开他第一次坐下来研究这一问题还不到一周。
问题在于说明如何将磷酸安置在中央,而一般认为正常的pH带有负电荷。这些位于核心的负电荷相互排斥,结构就会爆裂。他们设想的三螺旋尽管看上去非常精美,而且又与有关数据那么吻合,克里克和沃森想到,在核心部分一定有一个地方存在正离子来抵消这些负电荷。他们找来了一本《化学键的本质》,查看有没有无机离子满足他们的需要。他们发现锰和钙都满足要求。没有证据表明存在着这两种元素的正离子,然而也没有证据表明它们不存在。他们毕竟是仿照鲍林认真思考的,鲍林在这种情况下肯定也会这样做:首先设想出结构,然后再考虑一些次要的细节。
“我一直在想,我迟早会找到DNA的结构的,”鲍林说。“这只不过是一个时间问题而已。”
鲍林对这一次受到政治攻击,颇感意外,情绪非常沮丧。他采取了不同寻常的步骤,邀请几位同事在圣诞节那天到他的实验室看一看他研究DNA的情况。他对自己的模型所碰到的细微末节的问题,已感到十分厌倦,他只想听到人们的好话。听取鲍林介绍情况的来客不多,他们都热情地赞扬了他的想法,他的精神也为之一振。这一年最后一个星期,他与科里一起,对论文手稿作了最后的加工和润色。
但是,阿尔法螺旋此时已不再是人们一度认为的那种惊人的发现。这是方法论上的一个突破,是对鲍林所采用的随机研究的方法进行的一次检验,也是一系列重大成果的重要组成部分。不过,正如鲍林所说,归根到底,阿尔法螺旋不过是“一种结构的形态”。看来,这是一种稳定的排序方式,借助于这一方式,就可设想多肽链具有怎样的结构。分子生物学家冈瑟·斯登特后来说道:“不管鲍林的成果是多么巨大,阿尔法螺旋的发现并不会马上使人想到关于蛋白质的许多新的概念,比方说,蛋白质是怎样发挥作用的,它到底是由哪些成分组成的,等等。这一发现似乎没有引导人们去做许许多多颇有新意的实验,也没有为人们的想象留下广阔的空间。”
鲍林还责备自己对DNA的成分缺乏有关的知识。“如果我们对嘌呤和嘧啶进行过一些研究的话,那么我就会具备必要的基础知识,从而就可保证研究工作不会偏离正确的方向。然而我们对嘌呤和嘧啶根本就没有作任何研究。
随后,他又马上迷上了这样一种想法:三条链相互缠绕在一起,磷酸处于中央的位置。他一面画草图,一面作计算,很快就发现,这样做,沿着纤维的方向,将无法像阿尔法螺旋那样形成氢键将缠绕的链固定下来。要是没有氢键,那么是什么东西维系着分子的形状呢?他看到,有一个地方可形成氢键,那就是穿过分子的中央,从磷酸到磷酸。这是一种出人意料的想法,不过还有其他事情似乎需要想清楚。鲍林在作了整整六页计算后,写道:“注意,每条链每转过一圈,大约有3个残基,一共有3条链互相紧密地缠绕着,在各个Po4之间是用若干氢键连接起来的。”唯一的问题在于,分子的中央好像没有足够的空间,因为在那里各个磷酸是紧挨在一起的。当夜,他只好放下手中的铅笔了。
但是,这两个人,尤其是沃森,并没有停止对核酸的思考。在鲍林的记忆中,沃森热衷于DNA“简直到了疯狂的地步”,在这个问题上是决不会就此罢休的。他和克里克两人开始在暗地里作秘密研究,选择在办公室或者一家当地的酒巴里悄悄地交谈。他们得到的模型可能不正确,但他们确信自己的研究方法没有错。也许,他们需要的只是更多一些化学方面的知识。1951年圣诞节,克里克将一本《化学键的本质》作为给沃森的礼物。“在鲍林这本经典著作中的某一个地方,”沃森回忆道,“我希望能找到真正秘密之所在。”
三天以后,他又回到了这一个问题。根据阿斯特贝里的数据,DNA相对来说是一种比较紧密的分子,因此中央部分是包裹得严严实实的。试图将三条链中的磷酸全部挤压到阿斯特贝里确定的狭小空间里,就像是把童话中灰姑娘后母所生妹妹的双脚硬要伸到灰姑娘的一只玻璃舞鞋里一样,无论如何是办不到的。“排列成柱状的Po4为什么相互挤压得这么紧密呢?”他绝望地写道。要是阿斯特贝里对距离的估计值能放大一点,那就万事大吉了。但是,鲍林不能这么干,因为他不能偏离阿斯特贝里的数据太厉害。随后,鲍林又尝试着让磷酸四面体作一点变形,让几条边变得短一些,另外几条边加长些,再来看一看是否装得下。看上去情况要好一点,但仍然办不到。鲍林只得又一次停了下来。
但是,在此之前,克里克已经通过鲍林的儿子彼得了解到这些想法。彼得是在1952年秋天到达剑桥的,身份是肯德鲁实验室的研究生。那年他才21岁,生性活泼,爱玩。他很快就爱上了佩鲁茨的“互稗”姑娘厄娜,对肌红蛋白结构的研究却不那么放在心上——“性子有点野,”这是克里克对他的评价。彼得不久就同克里克和沃森,还有他们办公室的新伙伴杰里·多诺胡混得很熟了。多诺胡也是从加州理工学院移居此地的,曾为鲍林工作了好几年,后来争取到了古根海姆奖学金而于秋天来到了这里。
在鲍林的头脑中,其中心问题在本质上可以归结为涉及到磷酸结构化学特性的问题。他想,DNA的生物学意义以后一定会搞清楚;要是结构是正确的,那么生物学上的重要性自然会通过某种方式体现出来。在这一点上,他的任务是弄清楚结构,而不是明确其功能。因此,他没有考虑在分子附近的较大范围内具体的情况,而把全部心思集中在一件事情上:寻求一种方法将那些磷酸放置到分子的中心部位,并且要保证由此得到的螺旋能符合现有的数据。
12月底,克里克和沃森从彼得口中得知,鲍林已经解决了DNA问题,心里感到很不是滋味。说不清楚到底是绝望,还是不服气——两个人一会儿估摸着鲍林是怎样打败他们的,一会儿又确信,鲍林没有看到过威尔金斯和富兰克林的X光照片,他不可能超过他们。当然,他们又想到,他毕竟是鲍林,因此没有什么事一定办不到——两个人又继续研究自己的问题了。要是他们能够在鲍林发表论文之前就能独立地搞出点名堂,也许他们至少可以分享一部分荣誉。
1953年2月初,他们通过彼得看到了鲍林寄来的关于DNA的论文手稿,这是两位学者求之不得的东西。使他们大吃一惊的是,鲍林的模型看上去与他们早先舍弃的三链结构很相似,只是各个部件装配得更加紧密一些罢了。只要将手稿读上几分钟,就不难明白,在分子中心并没有地方可以放置用来维系带负电的磷酸所需的正离子。克里克和沃森两人几乎惊呆了。鲍林的结构离不开磷酸之间的氢键,但是,DNA中的磷在正常的洲中失去氢时,怎能再会有氢呢?“没有氢原子,整个链就会马上散飞掉,”沃森说道。虽然他们以前用自己的模型说明了这一点,但他们还是重新核对了一遍。没有错,在他们十分珍视的教科书上,白纸黑字,写得明明白白:磷酸必定处于离子的状态。他们参阅的就是鲍林编着的《普通化学》教科书。
文献中,在阐述DNA发现的历史时,学者之间的明争暗斗无形中带上了种种传奇的色彩。沃森和克里克将位于舞台的中央,而鲍林只能充当幕后人物中一个较小的角色。这是一个远方传奇大力士被两个无名小卒砍倒的故事。1953年以后的一年里,任何人碰到鲍林,不管是科学家还是作家,都要问他是在什么地方失误的。
为了弄清楚这篇匆忙拼凑出来的有关核酸的论文,我们最好将其与鲍林在蛋白质问题上所作的研究作一下比较。鲍林的阿尔法螺旋是他十多年里翻来覆去进行分析的成果,其中凝结了他在成千上万小时中艰苦细致地进行晶体衍射研究的心血。在他正式发表他的模型前,他的实验室将氨基酸的各个成分精确地测定到了几分之一度或百分之一埃。在蛋白质这一课题上,存在着用X射线拍摄到的大量清晰的资料,可以让鲍林作仔细的研究,使他有可能将几十种不同的结构剔除掉。从他头脑中出现阿尔法螺旋的粗略概念到他实际发表这一种结构,一共经历了整整两年的时间。在这段时间里,许多时光是他与科里在一起度过的,两人一道制作了一系列精巧的三维模型,并且翻来覆去地进行了察看和修改。
鲍林这次明显的失误也使布拉格很得意,他同意让克里克和沃森全部身心地重新投入DNA的研究,在这里,一扇机遇的窗口打开了,布拉格想让卡文迪什赶在鲍林卷土重来前抢占这一个高地。
多诺胡发表的看法后来证明是一个关键。作为达特默思大学毕业的高材生,多诺胡从40年代开始就曾长期在加州理工学院跟随鲍林工作和学习,因此,他对结构化学可谓是了如指掌。氢键曾是他专门研究的课题,因此他心里很清楚,克里克和沃森在化学上还只能算初出茅庐的新手,他们两人为鸟嘌呤和胸腺嘧啶摆弄出来的结果是错误的。多诺胡帮助他们明确了方向,将中心氢键上的氢原子放置在合适的位置上,推翻了他们原先设想的模型,促使他们走上了正确地解决问题的轨道。
鲍林在法国参加了几次会议以后,就急急忙忙地前往英国,希望把由于护照风波损失的时间补回来。1952年吕月,他先后访问了英国的几个蛋白质研究的中心,和批评他的一些人交换意见,并且回答他们提出的问题。此时,人们又找到了一些新的证据,进一步表明阿尔法螺旋是许多种天然蛋白质的重要构件,其中也包括球蛋白。此外,片层结构也得到证实。鲍林认为,阿尔法螺旋的理论已得到证明,因此,他开始把注意力转到一些新的想法上,思考着他的结构怎样才能弯过转角并折叠到自身,使球蛋白变成了包装紧密的球形。他发现英国人也乐于接受他的阿尔法螺旋,因为他们从自己的研究中也得到了有关的证据。“我想,通过这一途径,我总算弥补了5月份自己不能出席皇家学会会议造成的后果——不管怎么说,对于我本人来说,这些人中已有一些人当着我的面,明确地表示,他们对我们设想的蛋白质结构的正确性持怀疑的态度,”鲍林在给阿尼·泰赛列斯的信中这样写道。明确地表示出来的怀疑,就可以给予明确的答复。鲍林在一些问题上,尽力向英国人作了进一步论证;而在另一些问题上,他也修改和完善了自己的想法。
这是一个历史性错误。富兰克林那时已经在DNA湿润纯净的伸展状态下拍到了层次分明的照片。一方面,这些图形清楚地显示了双重对称性——这就排除了三链结构的可能性;另一方面,从图形中可以看到一个螺旋交叉状反射的条纹。要是鲍林能看到这些照片就好了——他并没有理由认为富兰克林一定不让他看这些照片;事实上,在5月份科里来访时,她已经向科里介绍了她在这一方面的工作——要是鲍林能找到富兰克林谈一次,她是决不会羞羞答答的,一定会谈到在水含量及其对分子形式的影响这一个问题上她本人坚信不移的看法。要是鲍林能听到她在推翻克里克一沃森模型时所持的想法,他无疑会在实质上改变一下他后来所用的研究方法。退一万步说,要是鲍林去拜访富兰克林,他至少可以得到这样的印象:阿斯特贝里早先拍摄的照片,也就是他正在使用的照片,显示了两种分子形式混杂在一起的情况。
他渴望着抢头功,他投下了赌注,结果却输掉了。
接下来,鲍林吩咐一名助手去化学系资料室查一查有关的文献,只要是核酸的X光晶体衍射的资料就全部收集起来。除了阿斯特贝里和挪威晶体学家斯文·弗伯格的工作外,并没有多少资料可参考。斯文·弗伯格曾在伯纳尔的指导下工作过,他曾发现DNA中碱基的方向是与糖的方向垂直的。任何资料都没有详细说到嘌呤或嘧啶的结构,更不要说是核酸的结构了。
1952年12月的最后一天,鲍林和科里向《国家科学院学报》投寄了他们的论文:“为核酸设想的一种结构”。他们在文中强调指出,这是“至今为止研究人员提出的第一个精确地描述的核酸结构”——这样,就将他们对核酸的研究与对阿尔法螺旋的研究相提并论了。论文详细地阐述了分子核心部位的结构,并用大部分篇幅论述了如何精确地构筑磷酸多面体,当然也介绍了一些生物学机理。在鲍林的这一模型中,碱基是核酸中负载信息的部分,它们是伸向外侧的,就像树上的枝叶一样,彼此之间留有足够的空隙,可作任意方式的排序,从而保证分子可以有多种多样的变化,所含信息也会有多种具体的内容。在此之前,阿斯特贝里已经注意到,核酸螺距为3.4埃,几乎等于多肽链在伸展方向上每一个氨基酸相隔的距离。这就启发我们作这样的考虑:新的蛋白质也许可以直接从一个核酸酶上切下来。鲍林看到,他的模型中也容许发生同样的事情,在链的方向上四个相邻碱基的侧面所形成的空隙正好能装进一个氨基酸。
后来,他又更加强调是因为把DNA的密度搞错了,这一错误导致了三链结构的设想。“我误入三链结构的陷阱,原因在于我不清楚这些化合物中水的含量到底是多少,”他这样说道。“这种化合物中三分之一以上的物质是水,核酸则不到三分之二,因此,我在计算过程中忽视了水的含量,从而得出了三链的结论。要是水含量计算得正确的话——我没有意识到水的作用这么大——那就会得到双链结构了。
仍然有不妥的地方。鲍林在加州理工学院的一次讨论班上介绍了他的DNA结构,听众的反应很冷淡;此后,德尔布吕克对舒梅克说,他认为鲍林的摸型是不能令人信服的。他还提到了沃森给他写来的一封信,信中称,鲍林的结构包含了“某些非常严重的错误”。沃森在信中补充说,“我已找到了一个非常漂亮的模型,其精美的程度使我很吃惊,这是以前谁也没有想到过的事。”鲍林希望了解更多的情况,他很快就写信给沃森,邀请他来参加定于秋天举行的蛋白质研讨会。鲍林在信中提到,他已从德尔布吕克处得知他正在研究DNA,因此鼓励他把这一课题做下去。“科里教授和我都认为,我们的结构尚未证明是正确的,”他写道,“不过,我们倾向于认为它是正确的。”3月初,他与爱娃·海伦一起驱车前往加州大学里弗赛德分校,目的是检验一下那里收集到的一组有机磷酸,结果找到了一些可以用于结构分析的材料。这些材料与DNA中的磷酸相似。他还要寻找一些模型,从中了解他那些多面体到底可以变到怎样的程度。克里克讽刺他怎样去维系分子时所用的尖刻语言,促使他收集了一些化学研究的先例,说明在同一分子中相邻离子同带负电荷的现象是存在的。此外,他自己也得找一些理由,说明DNA中心也许有一种特殊的环境,容许磷酸像他提议的那样存在着。对鲍林来说,这仍然关系到磷酸的化学特性。与此同时有人给他寄来了所需要的核苷酸样本。鲍林开始对其作X射线分析。
后来的事实证明,富兰克林是正确的。两个年轻人试图说服威尔金斯和富兰克林与他们合作,再进行一次试验,但这一要求被他们顶了回来。这一失败的消息传到布拉格的耳朵里,他很快就将克里克调回到蛋白质课题组,沃森则被调到了与他的知识基础更加相称的地方,也就是对烟草花叶病病毒进行晶体衍射图研究。
他们感到莫大的安慰。“要是一名学生犯了一个类似的错误,他一定会被人认为不配在加州理工学院化学系读书,”沃森后来这样说。他和克里克毫不迟疑地向剑桥大学的化学家反映了他们批评的意见。当天傍晚,鲍林的错误就在全校沸沸扬扬地传开了:莱纳斯的化学出了毛病。
克里克得谢谢鲍林的论文,他终于得到指示重返DNA的研究工作。克里克和沃森两个人各自都拼命地设想了各种各样不同的模型,不过,此时的注意力已集中在双链模型上,因为切加夫曾经提醒他们考虑碱基双双成对的情况。沃森在给德尔布吕克的信中提到的“非常漂亮的模型”就是其中的一次尝试,但是,正如多诺胡指出的那样,那个模型是不对的。
阿尔法螺旋给他套上了成功的光环,同时也让他染上了自负的恶习。在解决了阿尔法螺旋问题后,他以为自己不再需要做别人需要做的那些研究的准备工作了。很清楚,他是世界上解决巨分子结构——甚至包括其他各种分子结构——的最佳人选。他知道,自己曾用两年的时间将阿尔法螺旋的基本结构正确地装配起来,然后才发表有关的结果。在这长长的两年中,布拉格随时都可能找到其答案,将自己甩在后面。那时,鲍林曾一再迟疑不决,因为他吃不准5.1埃这个X光反射的数据,经过试验才观察到,这个数据根本与结果无关。他一定要相信自己的直觉,相信自己对结构正确性所具的敏感。他知道自己的三链DNA结构实在太紧密,知道带有负电荷的磷酸存在着互相排斥的问题,但是他相信这些问题以后必定会得到解决,正如在阿尔法螺旋问题上,那个迟迟无法说明的反射现象最终还是作为盘绕螺圈的特性得到了解决。在他的模型中心部位装磷酸,看上去是那么漂亮,那么巧妙,不可能是错误的。
“我仅有的疑点是……”
爱娃·海伦终于对此感到厌倦了。她听到这类疑问和解释后,总会用一个简单的问题来打断丈夫的话:“要是这个问题是那么重要的话,”她质问丈夫道,“你为什么在以前不更加卖力一点呢?”
到底在哪里出了毛病?
美丽的结构
尽管他不久又像平常一样,兴高采烈地回到了实验室,但是,在他后半辈子生涯中,他当然会感到很后悔。在几个月时间里,他还在这个问题上与里奇开玩笑,问起他关于DNA的一种特殊形式课题有什么进展,最后会加上一句:“亚历山大,在这个课题上,你一定要加油,因为我希望大多数重要的发现都是在帕萨迪纳作出的。”
更为重要的是,他急急匆匆地行事,原因还在于,他认为自己有办法补上留下的漏洞。他在阿尔法螺旋上取得了成功,因而变得很自信,认为自己完全能跳跃着前进。他在30年代后期作出的基本假设全是正确的;在15年中所作的深入研究全都证明了这一点。他关于氢键、平面肽键和非整数循环等所作的探索都得到了正确的结果。只要他坚持在他所熟悉的化学领域里驰骋,他就无往而不胜。
但是,这一种结构仍然是不够正确的。科里又重新作了一系列计算,发现磷酸相互挤压得太厉害,相应的原子之间换得太近,因而是不合情理的。鲍林打算对这种结构再作些调整和修补,有些地方要变一变,另一些地方则要压一压,争取离答案近一些,不过仍然无法达到完美无缺的地步。
大部分时间里,鲍林一直遵守着自己在一年以前作出的决定,没有进行积极的政治活动。此时,他感到自己像被毒蛇咬了一口那样难受。他用自己典型的方式作出了直截了当的反应。“那是彻头彻尾的谎言,”他对新闻媒体这么说。“要是不以伪证罪判决布登兹,那么我们一定可以得出这样的结论:法庭和国会的许多调查委员会无意了解并公开事实的真相。”后来,鲍林发现布登兹不可能因作伪证而受到法律的制裁,因为他的证词受到国会特权的保护。于是,他设法采用另一种手段将他的告发者送上法庭,就是在报纸上骂布登兹是一个“扯谎的老手”,希望布登兹会反过来告发他。但是,布登兹并没有上钩。
不过,在这篇论文中,一反往常的情况,作者使用了一种少见的试探性语言。“这是一种大有希望的结构,”鲍林写道,然而也是“一种异乎寻常地紧密的结构”;它只能在“大体上”符合有关X射线的数据,与通过克里克公式算出的理论值比较,也只能算是“差强人意的结果”,他继续写道,各个原子的位置“大概还可以作更为精细的描述”。
对于自己是怎样迷失方向的,鲍林有他自己的想法。开始时,他埋怨自己使用的X光照片。鲍林在访问卡文迪什后一星期左右,就致函德尔布吕克,说这些糟糕的衍射资料使他抓不住要领。“我们手头的X光照片是里奇博士拍摄的,本质上与若干年以前阿斯特贝里和贝尔拍得的照片并没有两样,实际上这是两种类型的分子重叠一起的结果。……科里和我曾想找到一种结构,它既能解释一种类型的主要特点之一,又能解释第二种类型的一个主要的特点。
①英语中,“pitch”一词兼有“螺距”和“摊位”之意,但“pitchman”却只能作“小贩”或“推销员”解。在此,说话人故意用pitchman一词来嘲弄克里克和沃森。
但是,按照克里克的说法,鲍林那时并没有让人得到这样的印象,也即他曾经花了一点功夫研究过这一个问题。
这一种结构不但看上去很美观,而且其含意也非常丰富。两条链互为补充,每条链都是另一条链的镜像反射;将两者分开,每条链就可以作为形成一个新螺旋的基础,这个新螺旋与原来的螺旋完全相同。由此可以立即得到有关DNA复杂的思想,这是鲍林的模型无法做到的,因为在他的模型中,碱基都伸向外侧,彼此之间不相干。
然而,在情感深处,鲍林却心急如焚。在英国,他可以毫无保留地称赞沃森和克里克的工作,但他在私下里仍认为,也许能找到意外的机会,可以证明他本人的想法在经过若干修改后仍有正确的地方。在他4月中旬回国后不久,他关照里奇赶快拍摄DNA的X光新照片,他本人也重新开始对自己模型中各个原子的位置作更加精细的测定。
对于DNA,这些事都没有做。
第二天,鲍林坐在办公桌旁,手持一支铅笔和一把计算尺,桌上是一札书写纸。根据那年夏天从亚历山大·托德的实验室获得的新数据,可以确定DNA中糖和磷酸之间连接点的位置;另外一些研究工作则表明了它们是在什么地方与碱基连接的。鲍林根据自己先前的研究,确信不同大小的碱基必定位于分子的外侧,磷酸则处在分子的内侧。现在,他已经知道,分子很可能呈螺旋状。这些结论就是他对DNA进行初步观察的出发点。这是他研究DNA结构的第一次尝试,还没有把握自己到底能走出多远,其中有一个特别的原因,就是他对DNA碱基一糖一磷酸结构的精确尺寸和铸角大小仍缺乏明确无误的数据,不过,观察一下还是值得的。
他在阿尔法螺旋问题上取得了成功,因此他深信自己的研究方法是正确的。他曾经用严格的化学原理建造了蛋白质螺旋结构,并且面对矛盾的数据发表了这一个结果,只是在后来才找到需要的事实来回答批评他的人。现在,他也相信自己有能力冲到这类人的前面,运用他在化学方面的深厚功力,挑选一种直观上一看就是正确的结构。如果你想耐心地等待,直到每一个疑团都解开,那么你永远也别想人家会承认你作出的任何发现。况且,他感到自己设想的三螺旋结构是正确的。
现在,只剩下一件事他可以做一做:向全世界表明,他是怎样潇洒地对待自己的失败的。
鲍林之所以在DNA的研究中跌了跤,可以归之于两方面原因:浮躁和自负。他急于求成,因为DNA是当时最大的研究课题,要是他不去攻克,就会有别人——很可能是某个英国人——很快去抢占这一个高地。尽管他否认自己在DNA结构问题上在与英国的学者竞争,——“我并未感到自己在与沃森和克里克竞赛,”他说道。“倒是他们认为在与我竞争”——实际情况是,他确实在竞赛,对手不是沃森和克里克,而是威尔金斯和富兰克林,特别是还有他的老对手劳伦斯·布拉格爵士。鲍林之所以希望很快就公开自己的DNA结构,目的就是要打败布拉格的课题组,打败威尔金斯的课题组。但是,他还没有把研究的准备工作做好就想碰碰自己的运气了。
圣诞节前一个星期,他致函剑桥的托德说:“我们相信,我们已经发现了核酸的结构。实际上,我已确信无疑……这是一种非常美丽的结构。”鲍林知道,托德是对一种经过提纯的核酸进行研究的,因此他请求托德寄一些样品给他作X射线分析。一科里博士和我本人都深感不安,至今尚无一篇报道,说明已有人精确测定过任何一种核苷酸的结构。我们已经认识到,有必要在我们的实验室里进行一些结构测定的工作。我知道,卡文迪什的学者们正在进行这一方面的研究,不过,这是一个十分庞大的领域,我们不能指望他们把一切事情全都包下来。”然后,鲍林又写信给儿子彼得,写信给多诺胡,称他希望不久就能完成一篇有关核酸的简短论文。
这不过是一个小小的插曲而已。具有重大意义的是,承认阿尔法螺旋的最后一个重要障碍终于被清除了。时值深秋,鲍林已经确信,他的结构及其各种各样盘绕线圈的排列方式,同样适用于头发、兽角和指甲中的基本物质。他对羽毛结构也有了新的认识。许多球蛋白存在阿尔法螺旋的证据也与日俱增。到了11月下旬,鲍林感到,他对阿尔法螺旋的信念已得到完全的证实,阿尔法螺旋已被证明是血红蛋白、血清白蛋白、胰岛素、胃蛋白酶、溶菌酶和十多种其他球蛋白结构的主要形态,他在给一位同事的信中高兴地写道:“事实上,现在已发现,所有研究过的球蛋白都以阿尔法螺旋作为其结构的主要形态。”
为了确定分子量和每一循环段轴向距离的期望值,鲍林很快就进行了一些有关的计算。阿斯特贝里的照片表明,每隔3.4埃就有一次强烈的反射——根据鲍林的计算,这大约等于他对纤维方向上一个核酸片段所估计尺度的三倍。三条不同的核酸构成循环组,这种可能性很小;三链结构似乎更容易解释不断循环的现象。他计算了密度,表明如果有三条链,那么它们就一定要紧密地捆绑在一起,因为只有这样才能符合观测到的分子量数据。不过,这还是可能的。在鲍林研究DNA时所用的第一页纸上,他一共作了五行简单的计算,他写道:“也许我们得到的是三链结构。”
对于沃森来说,这倒是一个重要的时刻。他向威尔金斯讲述了鲍林的错误,同时也介绍了自己关于DNA呈螺旋状的想法。他得到了回报:他第一次被给予机会察看富兰克林拍摄到的有关DNA分子的最新照片。富兰克林已经发现,DNA存在着两种形式:一种处于缩合干燥的状态,另一种处于扩张湿润的状态。鲍林先前使用的阿斯特贝里拍到的照片,显示出来的是这两种形式的混合品;而富兰克林的新照片则要清晰得多,而且纯粹是其扩张的形式。沃森由此马上认定,这种分子是一个螺旋,他还从中得到了解决问题所需的几个主要的参数。
鲍林错过了查看富兰克林所摄照片的机会,于9月回到加州理工学院。他又马上投入了研究工作,以期最后完成对更高层次螺旋结构的研究。“现在,蛋白质结构的研究工作已经进入非常令人振奋的阶段,”他写道。“我很难不把自己的全部时间花在这个问题上,别的事情也就顾不过来了。”他找到了一种方式,使阿尔法螺旋本身就可以扭曲,就像一股纱线缠绕在一个手指上那样,形成克里克提到过的那样一种呈盘绕状的线圈,而且,这种形式可以显示阿尔法螺旋本身无法看到的X光反射现象。接下去,他又向前迈出一步,为这些盘绕状的线圈设想了相互缠绕的方式,因而可以形成股数各不相同的索带。他在10月份发表了这些新的想法。
克里克尽管仍耿耿于怀那次盘绕螺旋的事,此时心情却显得格外舒畅。他致函鲍林,谢谢他事先就给了他关于核酸的这篇论文的单印本。“我们为其结构之巧妙折服了,”他写道。“我仅有的疑点是,我还想不出怎样把它装配好。”
这是一件毫无希望的事。事实很快就表明,他这样做,实际上是在世界科学的舞台上给人留下了笑柄。在沃森一克里克的论文发表以后,他们立即受到了来自世界各地的称赞和喝彩,而鲍林的模型最终落到了被人抛弃和遗忘的命运。在此之前,鲍林也曾经出过错——特别是在人造抗生素和相对来说不那么重要的几个问题上,还有小分子结构——但是,在这样一个众所周知而又如此重要的课题上,他可从来就未闪失过。况且,作为世界上首席结构化学家,他竟被两个初出茅庐的新手打败了,这一切难道还不是奇耻大辱吗?
克里克和沃森经过多诺胡的指点,开始认识到各对具体的嘌呤和嘧啶之间是由氢键自由地连接起来的:腺嘌呤连接胸腺嘧啶,鸟嘌呤连接胞嘧啶。这是最后的一道谜底,其结果闪耀着夺目的光彩。将一个大碱基与一个小碱基配对,不但使整个结构的骨架处于平稳的状态,而且为切加夫的发现提供了一种简单的解释。由此得到的结构犹如一架楼梯,各对碱基就是上面的一步步台阶,糖一磷酸骨架是框架,两者结合在一起,就能方便地形成符合X射线资料的螺旋。