2.4　后米歇爾時代——核酸的化學性質研究

在以后的半個世紀里，探索DNA的化學本質完全是化學家的事了。他們要證實核素確實是一種與蛋白質完全不同的物質，并且和生物有機體中已知的其他含磷豐富的卵磷脂完全不相干。米歇爾對這些問題卻束手無策。

核酸的早期研究歷史表明，生物化學與遺傳學是兩個不同的學科。生物化學家當初并不關心遺傳問題，他們只是由于接受了某項任務，才會鑒定一個完整細胞內所有能見到的一切化學成分，他們也沒有能力去破解這些化學組分的生物學功能，但他們必須和這些已知是遺傳物質的化合物打交道。1872年，核酸首次被當作蛋白質的聚合物從白血球（現稱白細胞）和精子細胞中離析出來。直到1889年，米歇爾的學生阿爾特曼（Altmann，R.）才成功獲得了無蛋白質的核素，并首次將它命名為含磷的酸性化合物，亦即核酸。這說明化學家比生物學家更了解核酸與蛋白質的不同。

1900年以后，遺傳學研究活動迅速增多，于是有必要為那種被認為具有獨立遺傳性狀的物質制定一個術語，丹麥遺傳學家約翰遜發現孟德爾的因子作用與德弗里斯所提出來的泛子（pangen）很相似，因而在1909年建議將泛子這個詞簡化為基因（gene），表示遺傳性狀的物質基礎。不久，DNA和RNA也先后被證實，但當時認為DNA只存在于動物體內，RNA只存在于植物體內。他們的研究表明，核酸最理想的動物性來源之一是胸腺，將這種核酸水解，得到腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，一種戊糖（D-2-脫氧核糖）和磷酸。而從酵母菌中得到的核酸，經水解后，則生成腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶，一種戊糖（D-核糖）和磷酸，它是以尿嘧啶代替了胸腺嘧啶，核糖代替了脫氧核糖。20世紀40年代初，隨著細胞化學和細胞分步分離新技術的應用，證實DNA和RNA是動植物一切細胞的正常組分，DNA只存在于細胞核內，RNA在細胞質內也有^[15]。

因為脫氧戊糖核酸一般是從小牛胸腺制備出來的，所以人們有時也稱它們為胸腺核酸。由于不知道是否各種來源的脫氧戊糖核酸都是一樣的，因而人們愿意在名字前加個來源的字頭。同時人們還不能肯定從各種來源所獲得的這類核酸的糖都是脫氧核糖，因而只能用“脫氧戊糖”這個詞，因此便有了“胸腺脫氧核糖多核苷酸”或“肝脫氧戊糖多核苷酸”這樣的名稱。但這個名稱太啰唆，后來人們又知道其中的戊糖都是脫氧核糖，而且所有器官中的這種化合物都是相同的，所以以后便簡化為脫氧核糖核酸（DNA），而不再注明來自哪個器官。

同樣情況也適用于戊糖核酸，當時正確的說法應當是“酵母核糖多核苷酸”或“脾戊糖多核苷酸”。因為只有酵母菌、肝臟和某些有限的幾種其他來源的多核苷酸中的戊糖被證明是D-核糖，所以稱為核糖核酸（RNA）。

任何來源的脫氧核糖核苷酸，即DNA分子，都含有4種不同的堿基，這就是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。組成核糖核酸的堿基也是4種，其中腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）與脫氧核糖核苷酸相同，不同的是尿嘧啶（U）代替了胸腺嘧啶。

研究純化后的DNA，理論上有兩條路線可走：一是將DNA分子分解并研究其組分，另外一種則是研究DNA整個分子。20世紀20年代斯陶丁格（Staudinger，H.）創立聚合物化學理論之后，就是按第一種方式進行研究的。19世紀和20世紀交替時，由于有機化學中關于分子結構的概念還深受膠體化學的影響，后一條路線單靠有機化學概念是走不通的。

20世紀頭30年，人們對DNA的化學組分了解得很少，而且將DNA分子作為一個整體，以了解其生物學功能的進展也不大。并且人們始終錯誤地認為，這4種堿基在核酸中等量存在，并成為DNA分子結構的四核苷酸學說的依據，將核酸看作是小的分子，分子量1500左右。而實際上，它們是大的分子，只不過科塞爾和列文采用了有機化學中十分劇烈的分析方法，將本來非常大的分子破碎成小的分子。他們采用各種不同方法得到的分子量小的分子，符合當時流行的膠體化學概念。DNA分子量后來被證實為500000，紫外線吸收峰為260nm，具有核酸特有的特征。直到1953年，人們這才確認這些組分是如何連接的。