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楼梯。楼梯的支撑就是糖和磷酸盐形成的链——糖—磷酸盐—糖—磷酸盐—
糖—磷酸盐……好像一节一节的链一样。然后给它配上碱基，好像给楼梯装
上梯级一样。在制作模型的过程中，沃森和克里克发现，他们无法把碱基放
到模型中他们任意选择的位置上，这些碱基不得不用一种特殊的方式连在一
起。
每一个梯级必须由两个碱基组成。问题在于有一部分的“半梯级”是长
的，而另外一部分“半梯级”是短的。如果把这两个“长”的半梯级连接起
来，那么做出来的梯级就太宽，不适合这个楼梯扶手的两个链之间的空间。
在另一头，如果把两个“短”的连接在一起，其结果是梯级又太狭窄，同样
无法布满两个扶手之间的空间。可是天然形成的结构从来总是十分合理而完
善的。沃森和克里克发现，设计其实也很简单，不管哪个链上的一个“短”
碱基总是和另一个链上的“长”碱基连接，那样，每一个梯级之间的长度和
宽度都彼此完全相等了。所以A（“长”的）必须和T（“短”的）连接，G
（“长”的）必须和C（“短”的）连接，这样便能做成一个结构很牢固很
平衡的螺旋体。
他俩意识到只能由一个人来自如地调整模型。当沃森把一切都调整完
毕，让开身子请克里克过来进行检查时，一连15分钟克里克没有发现一点毛
病。但是好几次，当沃森看到他脸上那怀疑的表情，心不禁怦怦直跳起来。
但每一次，克里克的脸上终于又露出满意的神情，接着朝下看去。
当劳伦斯·布拉格爵士看到这个模型时，激动得和克里克、沃森毫无两
样。后来威尔金斯来看了以后也非常高兴。威尔金斯和富兰克林回到实验室
以后，把这个模型和他们拍摄的X光照片进行比较，结果发现X光照片和模
型完全符合。
不久，这四位科学家便打算公布他们的发现了。没等到消息正式发表，
鲍林已经得悉剑桥大学这两位科学家取得了成功。这位著名的化学家听说这
个问题终于解决，感到由衷的高兴。他立即表示接受双螺旋的观点，并承认
自己的结构是错误的。鲍林的行动同样表明了这位科学家是位了不起的人。
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1953年4月25日，由四位科学家共同撰写的一篇仅仅只有900字的重
要文章，发表在《自然》杂志上。文章的第一句是这样说的：“关于脱氧核
糖核酸盐类（DNA）的结构，我们想提出一个建议。”他们就用这样谦虚的方
式向世界宣布了他们已经揭开了生命的最大秘密之一。
1962年，沃森、克里克及威尔金斯由于成功地建立了DNA双螺旋结构模
型而同获诺贝尔奖金。而英国著名女科学家富兰克林却没有得到这样的荣
誉。然而人们在1953年4月25日的《自然》杂志上却看到了富兰克林的一
篇对DNA双螺旋模型热情洋溢的支持性文章。她高尚的科学道德受到后人的
赞扬。
如果我们给这个DNA双螺旋结构的“楼梯”的“梯级”都标上不同的颜
色，能够有助于我们理解，这四种不同颜色的“梯级”的不同次序的排列或
许就是一切生物之所以有如此惊人差异的原因。
在一个DNA很长的分子里，大概有1万个“梯级”。在一个人体细胞里
的46个染色体内或许有46万个排列不同的“梯级”，而一个人体的细胞总
数大约为一千亿个以上。这些“梯级”排列顺序的不同，决定了生物之间惊
人的差异，就好像千歌万曲也仅仅是只用了8个或12个音符谱成，而英语里
千千万万个单词也只不过由26个字母组成是一样的道理。
所以我们完全有根据说，在DNA螺旋体内，四种“梯级”不同的排列方
式使一株花、一只蝴蝶或一个婴儿产生了他们各自所有的一切复杂部分。也
正由于这四种“梯级”不同的排列方式，决定了全世界50多亿人口中找不到
两个完全一模一样的人。
然而DNA并不只是传递信息而已，这种模型的令人惊异之处还在于它能
够精确地自我模拟，科学家们都管它叫“自我复制”。沃森和克里克接着证
明了自我复制首先是DNA螺旋体自我松开，然后是两个链散开来。现在对于
科学家来说，一个很大的考验就是能否制造 DNA，如果做到了这一点，一切
问题便迎刃而解了。说不定有一天，我们能够利用人体细胞里的DNA来“培
育”出一只新的手、一条新的腿或一个新的胃，用于医学上的移植呢！
沃森和克里克发现了DNA分子模型，加深了人们对生命本质的认识，同
时也标志着在遗传物质的认识史上出现了一个新阶段。生物史学家艾伦是这
样评论他们的成就的：“沃森、克里克的功绩在于将信息、结构与生物化学
揉在一起研究遗传的问题。这个认识对于获得遗传的精细结构，直到每个键
角和不同原子及原子群之间的距离都是本质的。”
在生物学史上，一般把1953年沃森、克里克建成的DNA分子双螺旋结构
模型看作为分子生物学的开端。科学发展的实践也证明，他们这一创造性的
发现大大地促进了生物科学在分子水平上的研究，使生物学的面貌焕然一
新。这个模型也成为20世纪生物科学的最重要发现。
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基因结构的惊人复杂性
——罗伯茨、夏普发现隔裂基因
美国纽约长岛北岸的冷泉港是一处避暑胜地。每年夏季，来自全美各地
以及相当一部分来自世界各地的生物学家会聚集于此，把夏日休假的愉快闲
适和促进科学的交流讨论结合起来。从 1933年起，一年一度的冷泉港定量生
物学讨论会更吸引了全世界生物学家乃至全世界科学家的注意。比德尔的“一
基因一酶”假说、沃森和克里克的DNA双螺旋结构模型、麦克林托克的“可
移动遗传因子”等等，其正式研究论文都是首先在冷泉港定量生物学讨论会
上报告的，从而极大地推动了生命科学的发展，并获得诺贝尔奖。
1977年的冷泉港定量生物学讨论会又开始了。当时与会者虽然都想到会
议可能会传出惊人的消息，但当他们听到两项关于腺病毒2基因组的研究报
告后，仍然个个目瞪口呆。这两项报告分别是由罗伯茨领导的研究小组和夏
普领导的研究小组提出的。
这两个研究小组发现了什么？为什么它会出乎所有人的意料之外？
原来，分子生物学发展到70年代末，关于DNA通过转录把遗传信息传递
至mRNA，然后按照遗传密码翻译成蛋白质，从而决定代谢、性状等这样的基
因表达途径早已弄清。基因的转录产物，即mRNA分子，从5′端到3′端是
个连续不断的分子，当然是从DNA上相应的一段连续不断的序列转录下来
的。这似乎成了天经地义的事，从来没有任何人对此有任何怀疑。1976年测
定了大肠杆菌MS2噬菌体（一种RNA噬菌体）的全核苷酸序列，1977年测定
了大肠杆菌ΦΧ174噬菌体（一种DNA噬菌体）的全核苷酸序列，同时也确
定了这2种噬菌体各个基因在核酸分子上的起讫点，发现在基因和基因之间
是可能有不编码的间隔区的，但是，基因内部是不是也有间隔区，是任何人
想都不会去想的问题。
罗伯茨小组和夏普小组选择的研究对象都是腺病毒2。这是一种感染人
呼吸系统细胞的病毒。当时人们对病毒感染真核细胞的过程已经基本弄清。
像腺病毒2这类DNA病毒感染真核细胞后，在病毒DNA复制之前，已经有mRNA
的转录，这部分转录产物称为早期mRNA；在病毒DNA复制之后的转录产物则
称为晚期mRNA。罗伯茨小组的工作是先用特定的限制性核酸内切酶把腺病毒
2基因组DNA切割成一定长度和一定序列的“限制性片段”，然后以早期mRNA
和晚期mRNA分别同这些限制性片段作DNA…RNA分子杂交，以此来测定各个
mRNA分子也就是各个基因在病毒DNA上的起讫点。出乎他们意料的是腺病毒
2的晚期mRNA其5′端竟与两个不相邻的限制性片段都能杂交。这就是说，
腺病毒2晚期基因的转录产物即晚期mRNA，从5′端到3′端是个连续不断
的分子，却是从DNA上不相连续的片段转录下来的。
换句话说，基因内部也有间隔区，基因的编码序列是被不编码的间插序
列隔成一段一段的。夏普小组的研究报告与此类似。后来把具有这种结构特
色的基因称为隔裂基因。一段DNA片段所构成的一个基因竟是被隔成一段一
段的，这太出乎所有人的意料之外了，但却是事实。罗伯茨小组和夏普小组
正是出于尊重事实，把他们的研究结果一五一十地在冷泉港讨论会上作了报
告，一下子震惊了整个冷泉港，震惊了全世界。
参加冷泉港定量生物学讨论会的生物学家们立即联想到，病毒感染真核
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细胞后，其基本的生命过程即病毒基因组的复制、转录、翻译所用的酶系都
是利用宿主细胞即真核细胞的酶系，那么，既然病毒的基因是隔裂基因，真
核基因会不会也是隔裂基因呢？
冷泉港的冲击波促使法国斯特拉斯堡的全国科学研究中心真核生物分子
遗传学研究室主任、著名的香邦教授和正在该研究室从事博士后研究工作的
布雷思纳克重新考虑他们早先的一项实验。那�