2.4　后米歇尔时代——核酸的化学性质研究

在以后的半个世纪里，探索DNA的化学本质完全是化学家的事了。他们要证实核素确实是一种与蛋白质完全不同的物质，并且和生物有机体中已知的其他含磷丰富的卵磷脂完全不相干。米歇尔对这些问题却束手无策。

核酸的早期研究历史表明，生物化学与遗传学是两个不同的学科。生物化学家当初并不关心遗传问题，他们只是由于接受了某项任务，才会鉴定一个完整细胞内所有能见到的一切化学成分，他们也没有能力去破解这些化学组分的生物学功能，但他们必须和这些已知是遗传物质的化合物打交道。1872年，核酸首次被当作蛋白质的聚合物从白血球（现称白细胞）和精子细胞中离析出来。直到1889年，米歇尔的学生阿尔特曼（Altmann，R.）才成功获得了无蛋白质的核素，并首次将它命名为含磷的酸性化合物，亦即核酸。这说明化学家比生物学家更了解核酸与蛋白质的不同。

1900年以后，遗传学研究活动迅速增多，于是有必要为那种被认为具有独立遗传性状的物质制定一个术语，丹麦遗传学家约翰逊发现孟德尔的因子作用与德弗里斯所提出来的泛子（pangen）很相似，因而在1909年建议将泛子这个词简化为基因（gene），表示遗传性状的物质基础。不久，DNA和RNA也先后被证实，但当时认为DNA只存在于动物体内，RNA只存在于植物体内。他们的研究表明，核酸最理想的动物性来源之一是胸腺，将这种核酸水解，得到腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，一种戊糖（D-2-脱氧核糖）和磷酸。而从酵母菌中得到的核酸，经水解后，则生成腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶，一种戊糖（D-核糖）和磷酸，它是以尿嘧啶代替了胸腺嘧啶，核糖代替了脱氧核糖。20世纪40年代初，随着细胞化学和细胞分步分离新技术的应用，证实DNA和RNA是动植物一切细胞的正常组分，DNA只存在于细胞核内，RNA在细胞质内也有^[15]。

因为脱氧戊糖核酸一般是从小牛胸腺制备出来的，所以人们有时也称它们为胸腺核酸。由于不知道是否各种来源的脱氧戊糖核酸都是一样的，因而人们愿意在名字前加个来源的字头。同时人们还不能肯定从各种来源所获得的这类核酸的糖都是脱氧核糖，因而只能用“脱氧戊糖”这个词，因此便有了“胸腺脱氧核糖多核苷酸”或“肝脱氧戊糖多核苷酸”这样的名称。但这个名称太啰唆，后来人们又知道其中的戊糖都是脱氧核糖，而且所有器官中的这种化合物都是相同的，所以以后便简化为脱氧核糖核酸（DNA），而不再注明来自哪个器官。

同样情况也适用于戊糖核酸，当时正确的说法应当是“酵母核糖多核苷酸”或“脾戊糖多核苷酸”。因为只有酵母菌、肝脏和某些有限的几种其他来源的多核苷酸中的戊糖被证明是D-核糖，所以称为核糖核酸（RNA）。

任何来源的脱氧核糖核苷酸，即DNA分子，都含有4种不同的碱基，这就是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。组成核糖核酸的碱基也是4种，其中腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）与脱氧核糖核苷酸相同，不同的是尿嘧啶（U）代替了胸腺嘧啶。

研究纯化后的DNA，理论上有两条路线可走：一是将DNA分子分解并研究其组分，另外一种则是研究DNA整个分子。20世纪20年代斯陶丁格（Staudinger，H.）创立聚合物化学理论之后，就是按第一种方式进行研究的。19世纪和20世纪交替时，由于有机化学中关于分子结构的概念还深受胶体化学的影响，后一条路线单靠有机化学概念是走不通的。

20世纪头30年，人们对DNA的化学组分了解得很少，而且将DNA分子作为一个整体，以了解其生物学功能的进展也不大。并且人们始终错误地认为，这4种碱基在核酸中等量存在，并成为DNA分子结构的四核苷酸学说的依据，将核酸看作是小的分子，分子量1500左右。而实际上，它们是大的分子，只不过科塞尔和列文采用了有机化学中十分剧烈的分析方法，将本来非常大的分子破碎成小的分子。他们采用各种不同方法得到的分子量小的分子，符合当时流行的胶体化学概念。DNA分子量后来被证实为500000，紫外线吸收峰为260nm，具有核酸特有的特征。直到1953年，人们这才确认这些组分是如何连接的。