有 絕對 的 幫助 。 這 篇 報告 有 佛蘭克林 測量出來 的 B形 DNA 水 含量 、 磷酸 的 間距 等 數據 、 重複 單位 的 距離 和 角度 等 。 從 這些 數據 ， 克里克 立刻 看出 DNA 結構 的 「 雙向 對稱 」 。 所謂 「 雙向 對稱 」 也 稱為 「 點 對稱 」 ， 意思 是 說 一 樣 東西 翻轉 了 180 度 之後 ， 結構 還是 一樣 。 撲克牌 的 人頭牌 圖案 就 是 雙向 對稱 。 這 表示 DNA 分子 翻轉 180 度 來 看 ， 基本 的 構造 還是 一樣 。 克里克 博士 論文 所 研究 的 血紅素 的 結晶 ， 也 有 這 種 雙向 對稱 ， 所以 他 一 眼 就 看出來 。 克里克 說 ， 這 表示 DNA 的 兩 股 是 平行 、 但 方向 相反 ， 亦即 我們 現在 所謂 「 反 平行 」 。 華生 起初 也 不 懂 ， 他 那 時候 建構 模型 中 DNA 的 雙股 是 同 一 個 走向 （ 見 下文 ） 。 MRC 報告 雖然 不 是 機密 文件 ， 但是 正 如 科學史家 艾爾金 （ Lynne Elkin ） 所 言 ： 「 私下 把 未 發表 的 成果 給 競爭 對手 看 ， 是 引人 質疑 的 行為 ， 怪不得 藍道爾 會 大大 光火 。 」 日後 比魯茲 於 1969年 的 《 科學 》 期刊 中 對 他 自己 的 行為 辯解 說 ： 「 我 在 行政 事務 上 經驗 不足 、 不拘小節 ， 因為 那 報告 並非 機密 ， 我 沒有 理由 扣住 它 。 」 他 提出 MRC 的 宗旨 「 建立 這 個 領域 中 替 委員會 工作 的 不同 團體 的 人 之間 的 聯繫 」 ， 給 自己 辯護 。 鹼基 的 舞蹈 __UNDEF__ __UNDEF__ 這 時候 的 華生 和 克里克 ， 又 再度 修正 他們 的 想法 。 他們 一 開始 本來 排除 DNA 的 二級 結構 有 氫鍵 參與 ， 現在 改變 想法 了 ， 認為 鹼基 和 鹼基 之間 的 連結 應該 牽涉到 氫鍵 ， 就 像 鮑林 的 蛋白質 α 螺旋 一樣 。 華生 讀到 前述 的 古蘭德 和 喬登 DNA 滴定 的 研究 論文 ， 認為 DNA 有 氫鍵 在 支撐 立體 結構 ， 而且 在 DNA 濃度 很 稀 的 時候 ， 這些 氫鍵 仍然 存在 。 濃度 稀 的 時候 分子 之間 的 距離 大 ， 不 互相 接觸 ， 如果 這 情形 下 氫鍵 仍然 存在 ， 表示 這些 氫鍵 是 存在 DNA 分子 內部 ， 不 是 DNA 分子 與 分子 之間 的 。 DNA 分子 內 會 形成 氫鍵 的 地方 ， 大概 就 是 鹼基 與 鹼基 之間 。 仔細 觀察 鹼基 的 化學 結構 ， 可以 看見 每 一 個 鹼基 都 至少 有 三 個 地方 可以 和 別的 鹼基 形成 氫鍵 ， 所以 任何 兩 個 鹼基 之間 能夠 產生 氫鍵 的 組合 不勝枚舉 。 任何 一 個 鹼基 都 可以 和 另 一 種 鹼基 （ 包括 相同 的 鹼基 ） 形成 某 種 形式 的 氫鍵 結合 。 華生 又 讀到 一 篇 兩 年 前 布蘭黑德 （ June Broomhead ） 在 卡文迪什 發表 的 論文 ， 是 關於 鹼基 之間 的 氫鍵 。 她 的 研究 顯示 ， A 和 A 之間 以及 G 和 G 之間 都 可以 形成 氫鍵 。 華生 用 模型 嘗試 ， 發現 T 與 T 之間 以及 C 與 C 之間 好像 也 可以 用 氫鍵 連結 。 他 開始 著迷 於 同 類 配對 的 模型 ， 因為 它 可以 解釋 複製 的 問題 。 如果 DNA 是 雙股 的 ， 兩 股 之間 相同 的 鹼基 互相 以 氫鍵 連結 配對 ， 也 就 是 一 股 的 A 配 另 一 股 的 A ， T 配 T 、 C 配 C 、 G 配 G 。 這樣 的 DNA 在 複製 的 時候 先 是 兩 股 分開 ， 然後 每 一 股 都 當做 範本 製作出 一 個 複製品 ， 還是 A 和 A 配對 、 T 和 T 配對 。 這樣子 做出來 的 新 DNA 分子 就 和 舊 的 一模一樣 。 這 個 念頭 令 華生 非常 興奮 ， 他 在 自傳 中 說 ， 當天 （ 2月 19日 ） 晚上 他 上床 睡覺 的 時候 ， 配對 的 鹼基 的 影像 一直 在 他 的 腦袋 裡 跳舞 。 於是 ， 華生 建構 了 第二 個 分子 模型 。 這 是 一 個 雙股 的 DNA ， 鹼基 在 裡頭 ， 相同 的 鹼基 互相 用 氫鍵 配對 著 。 這樣 的 模型 有 個 問題 ， 就 是 DNA 分子 的 形狀 很 不 規則 。 嘧啶 （ C 和 T ） 比較 小 ， 嘌呤 （ A 和 G ） 比較 大 ， 所以 前者 配對 的 地方 就 會 比較 瘦 ， 後者 配對 的 地方 就 比較 胖 ， 整 個 結構 就 會 彆扭 不 均勻 。 此外 ， 這 個 模型 中 的 兩 股 是 同 方向 ， 不 符合 克里克 的 反 平行 推測 。 還 有 ， 這 個 模型 也 無法 解釋 查加夫 的 鹼基 比例 。 克里克 不 喜歡 ， 但是 華生 很 興奮 。 2月 20日 華生 寫 一 封 信 給 戴爾布魯克 ， 信 中 說 ： 「 我 有 一 個 很 漂亮 的 模型 ， 真 漂亮 ， 我 很 奇怪 居然 都 沒有 人 想到 過 。 」 這些 過渡 時期 的 觀念 ， 即使 日後 要 修正 ， 還是 扮演 非常 重要 的 樞紐 角色 ， 因為 它們 突破 舊 框架 ， 指出 新 的 途徑 。 孟德爾 指出 遺傳 基因 的 傳遞 可以 在 世代 相傳 中 以 量化 分析 ， 比德爾 和 塔特姆 的 結果 顯示 了 基因 在 生理 代謝 中 扮演 的 角色 。 氫鍵 的 關鍵 __UNDEF__ __UNDEF__ 化學 在 「 一 個 基因 一 個 酶 」 的 研究 扮演 很 重要 的 角色 。 這 段 時期 的 化學 和 生物 化學 進展 很 快 ， 其中 有 一 項 與 我們 這 段 科學史 很 有 關係 ， 要 特別 提出來 的 是 「 氫鍵 」 （ hydrogen bond ） 這 個 新 觀念 。 它 是 1912年 溫米爾 （ Tom Winmill ） 和 摩爾 （ Thomas Moore ） 在 研究 四甲胺 （ tetramethy lammonium ） 的 時候 首先 提出來 的 ， 但是 一直 沒有 受到 重視 ； 要 等到 1920年 賴提默 （ Wendell __UNDEF__ Latimer ） 與 羅德布西 （ Worth __UNDEF__ Rodebush ） 發表 的 論文 ， 才 建立 氫鍵 的 地位 。 賴提默 和 羅德布西 認為 氫鍵 是 一 個 普遍 現象 ， 是 一 個 正電 的 氫原子核 存在 於 兩 個 負電 的 原子 之間 產生 的 鍵結 ； 它 存在 很多 有機 和 無機 化合物 中 ， 包括 水 分子 。 氫鍵 的 觀念 很 快 被 大家 接受 並 應用 。 1939年 鮑林 在 他 著名 的 《 化學鍵 的 性質 》 （ The __UNDEF__ Nature __UNDEF__ of the __UNDEF__ Chemical __UNDEF__ Bond ） 書 中 還 用 了 50 頁 的 篇幅 討論 氫鍵 。 他 說 ： 「 我 相信 ， 當 結構 化學 的 方法 進一步 應用 在 生理學 問題 ， 我們 會 發現 氫鍵 在 生理學 上 的 意義 ， 比 任何 其他 結構 特徵 還要 重要 。 」 他 的 預言 非常 有 遠見 。 氫鍵 最 好 的 例子 是 水 分子 之間 的 氫鍵 。 水 分子 （ H2O ） 是 一 個 氧原子 結合 兩 個 氫原子 ， 左右 各 一 個 。 氧原子 連接 氫原子 的 兩 個 共價鍵 （ H-O-H ） 不 在 一 條 直線 上 （ 180 ˚ ） ， 而是 有 個 104 ˚ 的 角度 ， 讓 水分子 呈現 不 對稱 ， 氫原子 （ 帶 微 正電 ） 偏 靠 的 那 面 會 微 帶 正電 ， 氫原子 偏離 的 那 面 氧原子 （ 帶 微 負電 ） 暴露 較多 ， 所以 微 帶 負電 。 於是 ， 水 分子 帶有 極性 的 電場 會 互相 產生 微弱 的 正負 電相吸力 ， 一 個 水 分子 的 氧 會 被 另 一 個 分子 的 氫 吸引 ， 就 好像 兩 個 水 分子 的 氧原子 共享 一 個 氫原子 。 這 種 相當 微弱 的 鍵結 就 是 「 氫鍵 」 。 氫鍵 雖然 微弱 ， 但是 非常 重要 ， 它 解釋 了 一些 水 的 特性 ， 例如 為什麼 水 的 沸點 很 高 （ 因為 氫鍵 讓 水分子 互相 吸引 ， 不易 分開 ） 。 它 也 說明 為什麼 有 些 物質 溶 於 水 ， 有些 卻 不會 。 簡單 而言 ， 和 水 分子 一樣 電荷 不 平均 分佈 的 分子 （ 亦即 「 極性 分子 」 ） ， 容易 和 水 分子 形成 氫鍵 或 離子鍵 ， 它們 就 相當 受 水 的 「 歡迎 」 ， 在 水 中 溶解度 高 。 這樣 的 化合物 ， 像 鹽 和 糖 ， 我們 說 它 「 親水 」 。 反之 ， 非 極性 分子 不能 和 水 分子 形成 氫鍵 或 離子鍵 的 ， 就 「 不 受 歡迎 」 ， 因為 它 會 打斷 水 分子 之間 的 氫鍵 ， 這樣 的 分子 ， 像 油脂類 ， 我們 稱為 「 疏水 」 。 後來 化學家 發現 氫鍵 真的 在 自然界 到處 可 見 ， 尤其 是 在 細胞 中 。 細胞 中 大大小小 的 分子 大多 溶 於 水 中 ， 都 必須 和 水 分子 交互作用 。 一些 生物 巨 分子 （ 例如 蛋白質 、 脂肪 和 核酸 ） 的 三維 結構 也 有 眾多 氫鍵 參與 。 分子 和 分子 之間 的 交互作用 ， 也 常常 牽涉到 氫鍵 的 形成 。 事實 上 ， 細胞 裡 的