小百科
DNA 是 deoxyribose nucleic acid（去氧核醣核酸）的縮寫，它由兩股螺旋長鏈構成。這長鏈上有 4 種鹼基：A（adenine），T（thymine），C（cytosine）和 G（guanine），兩股長鏈之間以Ａ和Ｔ成對，Ｇ和Ｃ成對的方式牽住，就像樓梯的階梯，這就是鹼基對。也就是說，如果單股螺旋上的排列順序是 ACGT，相對的另外一股的排列順序一定是 TGCA。DNA 就以這 4 個「密碼」的排列順序來傳遞遺傳的資訊。
雖然 DNA 是一條相當長的雙股螺旋鏈狀的分子，但是肉眼無法看到，得由電子顯微鏡才能看到。一般細菌的 DNA 分子大約有 0.1 毫米長，照理是可以看得見的，但它的寬度約只有長度的一百萬分之一，長而相當微細，因此無法用肉眼看到。
發現者
華生（James Watson, 1928－）和克里克（Francis Crick, 1916－2004）兩位於 1953 年提出 DNA 的雙股螺旋結構圖，1962 年獲得諾貝爾生理醫學獎。華生是位天才兒童，22 歲（1950 年）就拿到美國印地安那大學的生物博士學位，他到英國劍橋大學做博士後研究生，當時克里克是在劍橋攻讀物理博士學位的學生。他們是根據一位女科學家弗蘭克林（Rosalind Franklin, 1920－1958）做出來的Ｘ光晶體實驗結果而提出 DNA 結構的，但因為她早逝，沒能享受到諾貝爾獎的榮耀。
靈機一動
大家對 DNA 的結構和它的重要性都不會陌生，但你不一定知道當初華生和克里克發現 DNA 結構的來龍去脈。本文參考的是華生的 The Double Helix 一書和 2003 年（DNA 五十周年）英國 BBC 和《自然》（Nature）的專輯報導。
化學家用Ｘ光晶體學來決定分子的結構，1952 年倫敦大學國王學院（King College）的Ｘ光晶體專家魏爾金斯（Marice Wilkins）和弗蘭克林，初步測量出 DNA 是一種聚合物，它含有許多重複的去氧核醣（deoxyribose）、磷酸、4 個有機鹼基等。在一個偶然的機會，華生和克里克看到弗蘭克林實驗室做出的 DNA 的Ｘ光底片，於是開始推敲 DNA 的結構。
按照Ｘ光的晶體分析數據，他們的第１個結構模型是雙股螺旋狀：去氧核醣和磷酸在螺旋的外邊，4 個鹼基在螺旋的內邊；4 個鹼基排列是同樣的鹼基相連，即 A－A，C－C 等，以符合Ｘ光的晶體分析數據。但在這時候，美國哥倫比亞大學的查加弗（Erwin Chargaff）報導一個發現：生物體的4個鹼基有配對現象，Ａ和Ｔ成一對，而Ｇ和Ｃ成對。於是華生和克里克就把原來的結構模型改成 A－T 和 C－G 配對，但是 DNA 鹼基能有不同的互變異構物（tautomers）。
這時候，另外有一位來自加州理工學院的年輕物理化學家唐諾休（Jerry Donohue）和華生同一個辦公室。唐諾休的專長是Ｘ光晶體學，華生把他的 DNA 結構模型給唐諾休看，唐諾休馬上給華生潑冷水，說他用的鹼基是錯誤的異構物，但是華生說那些是課本上的標準鹼基結構。華生改用唐諾休建議的異構物，但是拼出來的結構模型仍然不符合Ｘ光的晶體實驗數據。
第二天一大早，華生把他紛亂的桌面清理乾淨，重新排列他的雙股螺旋 DNA，把鹼基換來換去，而用氫鍵把配對的鹼基連接起來。突然間，他發現當使用 2 個氫鍵連接Ａ和Ｔ鹼基時，和用 2 個氫鍵連接Ｃ和Ｇ鹼基時，有相同的形狀，他馬上請唐諾休鑑定新結構。一有了唐諾休的肯定，華生和克里克再討論一些細節，很快就寫好一篇短文寄到《自然》，報告他們提出的 DNA 結構。
掌聲回響
《自然》報告的頭二句是這樣寫的：「我們希望提出一個 DNA 鹽的結構圖，這結構具有一些新穎的特色，會有相當重要的生物關聯。」（We wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (DNA). This structure has novel features which are of considerable biological interest.）非常謙遜，但也可能他們並沒有想到 DNA 結構的發現會引起 50 年來的生物科技大革命。華生和克里克是根據弗蘭克林的Ｘ光晶體數據推理出 DNA 的結構，如果不是弗蘭克林因癌於 1958 年去世（37 歲），3 個人就該分享諾貝爾獎，而不是華生、克里克和弗蘭克林的同僚魏爾金斯 3 人分享。
DNA 的結構奠定了基因、醫學和分子生物的基礎，所有的生物包括細菌、花草、蜜蜂、人等，都利用同樣的 4 個鹼基「密碼」語言來營造生機。人類的細胞裡含有大約 3 萬個基因，一個基因只是 DNA 的一小段，每一基因含有幾萬到幾十萬的鹼基對。基因會發出指令製造蛋白質，進而推行生命機制。人的生機是依賴基因的表現去合成蛋白質，每一個基因負責製造一種蛋白質。
三十幾年後，美國莫理斯（Kary B. Mullis）於 1986 年發明聚合?鏈鎖反應（polymerase chain reaction, PCR）而獲得 1993 年諾貝爾化學獎。PCR 能無限量地複製 DNA，開拓了生物科技、基因工程的新領域。人類的基因圖譜就靠 PCR 和一些新科技才能於 2002 年完全解讀出來，解讀基因組合密碼就像在字典找到新字，後續工作是要找出基因製出來的這些蛋白質的結構和功能。PCR 的發明也促進基因、遺傳、疾病的關聯研究，得以探索生老病死的奧。
如果沒有華生和克里克的 DNA 結構發現在先，莫理斯的 PCR 發明在後，許多遺傳疾病的醫療大概會仍然束手無策，生物科技也不會有近年來一日千里的進展。
深度閱讀資料
Watson,? J.D. (1968) The Double Helix. New York, Atheneum.Watson, J.D. and Crick, F.H. (1953) A structure for deoxyribose nucleic acid, Nature, 171, 737-738.Nature, 50th Anniversary of DNA special edition, April, 2003.http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1962/index.html