ביוכימיה - הרצאה (10.2.08)

שיעור #5

DNA-פולימראז-2 מעורב בתהליכי תיקון DNA.
ככל שהטלומר (הרצף בקצה הDNA) ארוך יותר, כך התאים יכולים להתחלק יותר פעמים.
אצל בני אדם רצף הטלומר נראה כך: TTAGGG. אצל יצורים אחרים הרצף שונה מעט, אך קיים דמיון.

במשך שנים רבות הייתה הנחה שוירוסים מסויימים יכולים לגרום לסרטן ע"י שיבוש חלוקה של תאים.
החומר התורשתי של הוירוסים הללו היה RNA חד-גדילי, והחוקרים לא הבינו איך וירוסים משבשים פעילות DNA בתאים של בני אדם ואיך הגנום שלהם עובר אינטגרציה עם זה שלנו.
חוקר בריטי טען שהצליח לבודד אנזים שמסוגל לבצע פעולה הפוכה בוירוסים אלו - הפיכת RNA לDNA. לאנזים הזה קוראים DNA-Reverse-Transcriptase.
בקצוות הRNA יש רצפים משלימים. בשלב הראשון, אנזים משתמש במולקולת tRNA כפריימר כדי להשלים את הקטע החסר על לקצה של הגנום הלינארי.
בשלב הבא, האמזים RNAse-H מפרק RNA שנמצא בזיווג עם נוקליאוטידים משלימים עם מולקולת DNA. מוצר DNA ללא גדיל משלים, והוא עובר התעגלות. מתקבל מבנה של RNA ויראלי, עם DNA שיוכל לעבור הכפלה.
בעזרת יצירת גדיל נוסף יתקבל DNA משלים, וכך נוצר DNA דו גדילי שיכול לעבור מהוירס לגרעין התא של האורגניזם, ואף יכול לעבור אינטגרציה עם הגנום של הנדבק.
אצל נשא, ביטוי הDNA אינו גורם למחלה באופן ישיר.

פרק 25 בספר הלימוד - ארגון מחדש של האינפורמציה בDNA
אפיגנטיקה - נושא העוסק במידע נוסף, מעבר לזה שנמצע ברצף הנוקליאוטידים.
DNA מסוגל לעבור מתילציה - דבר הגורם לתא להתייחס לאינפורמציה בגן בצורה שונה.
חלבונים של כרומטין גם יכולים לבקר את האינפורמציה שמקודדת ע"י הDNA.

להלן מספר מושגים חשובים:
מודיפיקציה - שינויים אפיגנטים של הDNA.
רקומבינציה - שחלוף. במיוזה המתרחשת בתאי מין יש שחלוף מידע בין שני תאים ליצירת DNA שונה.
אמפליקציה - קטעים של DNA המוכפלים הרבה פעמים.
ארגון מחדש (Rearrangement) - קשור ליכולתו של הגוף ליצור נוגדים נגד כמעט כל פולש.
מתילציה - קישור קביצת מתיל לDNA. יכולה להתרחש רק לאחר שמולקולת DNA נוצרה.
מתילאזות - אנזימים שקושרים מתיל לDNA.


אצל חיידקים, המתילציה מתרחשת על החנקן שקשור לפחמן 6 של מולקולת האדנין. מולקולת המתיל נקשרת רק לאחר שהDNA נוצר. החנקן שקשור לפחמן 4 (מתיל ציטוזין) גם עובר מתילציה.
מתילציות מסוג זה נפוצות\ידועות אצל חיידקים והן נחשבות נורמליות או פיזיולוגיות.
המתילאזות מעורבות בתהליכי תיקון DNA. חלק ממנגנון התיקון של השברים בDNA קשור לתהליך מתילציה, בעיקר על אדנין. המתילציה גם מעורבת בתהליך תיקון DNA ובבקרה על השכפול והשעתוק. אצל חיידקים תהליך זה מגן על חיידק מפני פולשים, כמו וירוסים. במקרים מסויימים, חיידק הסלמונלה למשל, מתילציה גורמת לו להיות אלים יותר.
לגבי תאים אאוקריוטים - הנוקליאוטיד היחיד שעובר מתילציה במצב פיזיולוגי הוא הציטוזין. 5-מתיל-ציטוזין, על פחמן 5. בתאים של יונקים, ציטוזין שעבר מתילציה נמצא 5' לשייר של גואנין (G), כלומר, G נמצא מייד אחריו.

בתאים אנימליים:

DNA String: '3 CpG '5

P מסמן את הפוספט של הגואנין.
בתאים צמחיים הרצף יהיה:

DNA String: '3 CpNpG '5

N מסמן נוקליאוטיד כלשהו (לא משנה איזה נוקליאוטיד)

תבנית המתילציה של DNA נשמרת גם לאחר חלוקת התא. לאחר הכפלת הDNA, מתילאזות מוסיפות את המתיל על הגדיל המשלים במקום בו הייתה מתילציה לפני ההכפלה.
יש גנים שבהתפתחות העוברית מבוטאים ברמה גבוהה, אך לאחר הלידה הם מושתקים עד יומו האחרון של האורגניזם.
המוגלובין עוברי למשל, מפסיק להווצר לאחר הלידה ובמקומו מתחיל להווצר המוגלובין אחר.
5-Azacytozine הוא ציטוזין שלא יכול לעבור מתילציה, אך פרט לעובדה זו הוא זהה לציטוזין רגיל.
אם ההשתקה היא בגלל מתילציה, לאחר מספר חלוקות לא נצטרך יותר להשתמש בו, ואם הגן היה מופעל אז נדע שהמתילציה היא זו שגרמה להשתקה.
באמת ראו שהגנים שחשבו שמעורבים בבקרה של ביטוי החלו להתבטא, וכך אנו יודעים שמתילציה מעורבת בבקרת ביטוי של גנים.

האנזים מתילאז לוקח את קבוצת המתיל מהמולקולה Adomet ומלביש אותה על הציטוזין.
Genetic Imprinting - תהליך שבו אלל שמועבר מאחד ההורים יהיה משותק ע"י מתילציה, והאלל מההורה האחר יהיה פעיל.
בגמטות של זכר, יש מצב של דמטילציה - למרות שהאלל האימהי ממותל, בגמטות יש תהליך של הסרת המתיל, ולכן כל תא זרע שהזכר יתרום יהיה לא ממותל, והאלל הלא ממותל יהיה פעיל בדור הבא. אצל הנקבה המקרה הפוך.
קיים גם תהליך Imprinting הפוך, שבו האלל של האב מושתק, והאלל של האם מבוטא.

אם על גבי צלחת חיידקים נוסיף בקטריופאג'ים בכמות קטנה, כעבור זמן מה נקבל "פלאקים" - אזורים ריקים בתוך מרבד חיידקים. הפלאקים הם למעשה אזורים שבהם החייקים עברו ליזיס (פירוק).
Arber לקח בקטריופאג' וחיידקי E-Coli, ולקח חיידקים מתוך הפלאק והדביק אותם בצלחת חדשה.
חיידקים מזן B ידעו להתגונן מפני הפאג'ים, ואילו חיידקים מזן K הודבקו ע"י הבקטריופאג'.
לפי סוג החיידקים נוצרו פלאקים ברמות שונות, ומכך הסיק Arber שלחיידק יש מנגנון הגנה מפני פולשים חיצוניים.
אנדונוקליאזות (נקראים גם "אנזימי רסטריקציה" - מפרקים DNA) מזהים רצפים ספציפים, למשל, רצף GAATTC יפורק ע"י החיידק.
על הDNA העצמי של החיידק הוא מגן בעזרת מתילציה. אם חלה טעות והחיידק גורם לוירוס מתילציה, הוירוס יהיה עמיד בפני האנדונוקליאזות.
אנזימים אלו, מגבילים את הDNA שיכול להיות בתוך התא. הם יצרו מהפכה במחקר הביולוגי - חלק גדול מההנדסה הגנטית מבוססת על התגלית שלהם.

בעזרת האנזים ECO-R1 אפשר לחתוך פלסמיד האזור מסויים. לפני מספר שנים השתמשו באינסולין של חזירים כדי להזריק לחולי סוכרת, אך זה לא תמיד עבד, ולעתים אף גרם למוות.
בעזרת אנזים זה, ניתן לחתוך גן של אינסולין במקום שמייצר אינסולין וכך להעביר אותו לבני אדם חולי סוכרת.
הטכנולוגיה של שימוש באנזימי רסטריקציה היא הבסיס להנדסה גנטית!
לכל אנזים רסטריקציה יש רצף DNA שהוא מכיר. יש גם אנזימים כאלו שמכירים רצפים המכילים מתיל.

ביוכימיה - הרצאה (5.2.08)

שיעור #4

האנזים DNA-פולימראז מאריך את הפריימר. הגדיל שמתחיל מקצה 5' מוארך, והוא הגדיל המוביל.
הגדיל השני (ה Lagging Strand) משוכפל מקטעים-מקטעים (ע"י פריימרים של RNA) והאנזים הליקאז ממשיך לפתוח אותו וכך גם הוא מוארך.
קיים תהליך של סילוק פריימר הRNA, החלפתו בפריימר DNA והשלמת הרווחים בין הפריימירים שהוחלפו.
השעתוק והשכפול של שני הגדילי מבוצעים ע"י האנזים DNA-פולימראז-3.
DNA-פולימראז-1 מבצע את סילוק הפריימרים של הRNA והשלמת הרווחים.
בתהליך זה, באה לידי ביטוי פעילותו של DNA-פולימראז-1: קצה ה 5'-אקסונוקליאז משמש כ Nick-Translation.
הDomain הC-טרמינלי הוא בעל יכולת הProof-Reading, כלומר בודק אם הוכנס הנוקליאוטיד הנכון (הDNA נכנס לחריץ בחלבון רק אם הנוקליאוטיד האחרון שהוכנס שגוי, והוא מתוקן).
האנזים מסלק בעזרת ה5'-אקסונוקליאז את ה5' של הRNA ובמקומו קושר מקטע DNA לשרשרת במקום 3'.
בסופו של דבר, DNA-פולימראז-1 מחליף את כל הRNA בDNA.

לDNA-פולימראז-3 אין ממש פעילות של 3'-אקסונוקליאז. הוא מכיל 10 פוליפפטידים שונים.
תת היחידה ε (אפסילון) היא זו שמקנה לאנזים את יכולת הק'-אקסונוקליאז.
תת היחידה θ (טטה) - לא ברור בדיוק מה תפקידה.
תת היחידה ρ (רהו) משמשת כDomain ומקשרת בין שתי תתי יחידות פונקציונליות, ומאפשרת שכפול בקצב אחיד עבור שני הגדילים.
תת היחידה β (בטא) אחראית לכך שהProcessivity של הDNA-פולימראז-3 גבוה כל כך. היא מקיפה את הDNA בטבעת, וכך גם מונעת ממנו תזוזה בלתי רצויה. כל האזורים שפונים כלפי פנים הטבעת הם הידרופוביים, ומכיוון שהDNA גם הוא הידרופובי, הוא נשאר בטבעת.
תת היחידה χ (חי) בעלת מס' תפקידים - אחד מהם הוא לבצע התאמה בין חומצות האמינו.
שלוש תת יחידות נוספות, γ (גמא), δ (דלתא) ו- ψ (פסי) "טוענות" את הטבעת על הDNA.
כשמולקולת ATP נקשרת לאחת מהן היא גורמת לשינוי קונפורמטיבי בקומפלקס הזה. הפתיחה של הטבעת מתבצעת ע"י הקישור של תת היחידה γ לקומפלקס β. כאשר מולקולת DNA נכנסת לטבעת, מתבצעת הידרוליזה של ATP לADP, נגרם שינוי קונפורמטיבי, הקומפלקס עוזב את תת-היחידה β, והיא עוזבת. האנזים הכולל עכשיו קשור למולקולת הDNA בעזרת הטבעת ותהליך השכפול יכול לצאת לפועל.

על הגדיל המוביל (Leading Strand) מספיק לטעון את הטבעת פעם אחת בלבד בכדי לאפשר סינתוז שלו באופן רציף.
על הגדיל המשלים (Lagging Strand) יש צורך לטעון את הטבעת על כל מקטע אוקזקי שנוסף.
המסקנה העולה מכך היא, שגם לאנזים DNA-פולימראז-3 יש יכולת Proof-Reading.
השלב האחרון הוא חיבור מקטעי האוקזקי (כלומר לאחר שכל מקטעי הRNA הוחלפו בDNA).
האנזים DNA-ליגאז הוא זה שמבצע את חיבור מקטעי הDNA בתנאי שבקצה הק3' יש הידרוקסיל על-גבי פחמן מס' 3 של המולקולה, וקיים פוספט על קצה ה5'.
אם לפוספט-α לא הייתה אפשרות של מעבר האלקטרון, הקשר לא יכול לצאת לפועל.
ה DNA-ליגאז עובר אקטיבציה ע"י קישור של אדנין-מונופוספט. כשהליגאז נקשר לאזור השבר מתבצעת התקפה נוקליאופילית ומתקבל קשר פוספודיאסתרי.

ביצורים פרוקריוטים (חיידקים למשל):

טופואיזומראז - (מקבוצה TYPE-1) אנזים זה משחרר את המתח שנוצר על הסליל וסוגר את הגדיל שוב.
קבוצת TYPE-2 פותחת את הלולאה ומפרידה ממנה את מולקולת הDNA. לאחר מכן היא סוגרת את שני הגדילים בחזרה. משפחה זו של אנזימים פועלת גם על DNA מעגלי - האנזימים האלו אחראיים על שחרור קשרים מסובכים יותר כדי לשחרר לחץ.

ביצורים אאוקריוטים:

DNA-פולימראז-α אחראי על יצירת מקטעי אוקזקי.
DNA-פולימראז-1 מקושר עם הפרימאז. הפרימאז מייצר עבורו את הפריימר וכך הוא יכול להמשיך לשעתק.
DNA-פולימראז-β מעורב בתהליכי תיקון DNA. אצל חיידקים, DNA-פולימראז-2 מעורב גם כן בתהליכי תיקון.
DNA-פולימראז-γ אחראי על הכפלה של DNA-מיטוכונדריאלי. בחיידק אין מיטוכונדריאה ולכן אין לו אנזים מקביל.
DNA-פולימראז-δ אחראי על שכפול הגדיל המשלים.
DNA-פולימראז-ε הוא בעל תפקיד לא ברור...

לDNA-פולימראז-δ יש Processivity נמוך, אולם כאשר מחברים לו את הטבעת עם תת-היחידה β היעילות שלו עולה הצורה ניכרת.
ה ( PCNA - (Proliferating Cell Nuclear Antigen משמש כסמן לתאים מתחלקים במקרים רבים, כי רק תאים מתחלקים מכפילים את הDNA שלהם. הוא מגדיל את היעילות ומשמש כProcessivity-Promoting Factor.

האזור האחרון של הפריימר בDNA לינארי מהווה בעיה להשלמה מכיוון שאין עוד חלק לפניו.
בDNA של בקטריופאג', בקצוות 3' וגם 5' יש רצפים שחוזרים על עצמם והם משלימים. שני הקטעים נצמדים ומושלמים ע"י רצף משלים. בזמן השכפול כל וירוס מקבל עותק של כל הגנים.

במודל אחר, השייך לאדנו-וירוס נעשה שימוש בחלבון Terminal-Protein המשמש כפריימר מחוץ לDNA עצמו.
הוא משכפל גודל אחד בשלמותו ומורחק מהDNA. הגדיל הזה, בעל קצוות משלימים, עובר לצורה טבעתית, ובעזרת אנזים פריימר הוא עובר השלמה לגדיל משלים.

קיים מנגנון שמגביל את מספר הפעמים שניתן לחלק תאים. אצל בני האדם, בכל כרומוזום יש קומפלקס שנקרא "טלומר". בטלומר יש רצף DNA שחוזר על עצמו הרבה פעמים. האנזים טלומראז (סוג של DNA-פולימראז) מכיל בתוכו נוקליאוטידים ומוסיף בקצה 3' רצף שחוזר על עצמו פעמים רבות. רצף הטלומר שנוסף אינו מקודד ולכן אינו חשוב, כך שניתן "לקצץ" אותו.
אם לאחר מספר כלשהו של חלוקות תאים התקצר כל רצף הטלומר, מידע מקצה הDNA יאבד, מה שייגרום בסופו של דבר לאיבוד חלק מהגנים ולמוות של התאים. לכן, אורך החיים של התא, תלוי ברצף הטלומר.
קיימת השערה שלפיה הארכת רצף הטלומר יכולה להאריך חיי אדם.
הטלומראז פועל בשלב העוברי או בתאי גזע במוח העצם. לאחר השלב העוברי הוא מושתק.
הוספה בלתי מבוקרת של טלומראז עלולה לגרם לסרטן מכיוון שהוא ממשיך להאריך את רצף הטלומר, מה שגורם לחלוקה כמעט אינסופית של תאים.

ביוכימיה - הרצאה (29.1.08)

שיעור #2

כידוע, הDNA מורכב מבסיסים ומשני גדילים. מבנה הDNA הוא מסולסל, בצורה כזו שהנוקליאוטידים בולטים החוצה ויוצרים "שקע" בDNA. ייתכנו שני סוגי שקעים כאלו:
שקע צר, הנקרא Minor Groove,
ושקע רחב, הנקרא Major Groove.
בכל עליה של שלב בסליל הDNA יש 10 בסיסים.
ההפרש בין כל עליה לעליה הוא הוא 3.4 ננומטר.
חלבונים שיוצרים אינטראקציה עם הDNA יכולים להקשר ל Major/Minor Groove בהתאם למרווח.

בניסוי של מזלסון וסטהל לקחו שני איזוטופים של חנקנים עבור שני מקרים.
DNA שהכיל חנקן N15 שקע בגראדיינט, ואילו הDNA הקל יותר צף למעלה.
ידעו שחיידקים מכפילים את עצמם כל 8 שעות, ומכיוון שהDNA שלהם היה צבוע, ראו שדם הDNA משתכפל בצורה כלשהי.

ישנן צורות שונות להסתלסלות הDNA, אך 3 הצורות העיקריות הן:

• BDNA - יש 10 בסיסים לכל סיבוב. הכיווניות היא ימין.
• ADNA - יש 11 בסיסים לכל סיבוב. הכיווניות היא ימין.
  
• ZDNA - הכיווניות היא שמאל. (Left hand helix).

בתאים לא קיימות מולקולות בצורת ZDNA. למרות זאת, יש אזורים בDNA שהם עשירים בבסיסים G ו-C, וייתכן שאזורים אלו הם בצורת ZDNA או דומה לה. נקודות אלו חלשות יותר, ופחות יציבות.

טופואיזומראז - אנזים שתפקידו (או אחד התפקידים שלו) הוא לשחרר לחץ מסליל הDNA. הוא חותך (Nip) גדיל אחד, משחרר את הסלסול, ומחבר בחזרה. פעולה זו חוזרת על עצמה עד שמתקבלת מולקולת DNA עגולה.
טופואיזומראז 2 (נקרא גם DNA-Girase) - אנזים שחותך את שני הגדילים, ומעביר אחד דרך השני, בניגוד לטופואיזומראז שחותך רק גדיל אחד.
תהליך פתיחת הDNA כך שהDNA יהיה בסדר אקראי נקרא "דנטורינג" (Denaturing?)

מושגים נוספים:
Hoogsteen Base pair - צורה של זיווג בסיסים, המאפשרת זיווג של 3 בסיסים (3 גדילים), T-A-T, לדוגמא.

Supercoiled - מצב בו סליל הDNA מסולסל (מצב טבעי) ודחוס יותר.
Relaxed - מצב בו סליל הDNA בצורה מעגל, כאשר הוא אינו מסולסל (לאחר שאנזים שחרר בו לחץ ושינה את צורתו)
L-Linking Number - מס' הפעמים שבו סליל אחד של DNA מקיף\עוטף את הסליל השני.
T-Twist - מס' הפעמים שפולינוקליאוטיד מסתלסל סביב ציר הדופלקס.
W-Writhing Number - מס' הפעמים ששני הגדילים מסתלסלים סביב ציר הדופלקס ("סלסול שניוני").

ביוכימיה הרצאה - (27.01.08)

שיעור #1

ספרי הלימוד עבור הקורס "ביוכימיה א'" הם:

1) Biolchemistry 3rd Edition - Mathews. Van Holde & Ahern

2) Fundamentals of Biochemistry - Voet. Voet & Pratt

עיקר ההבדלים בין תא פרוקריוטי לתא אאוקריוטי הם בגרעין, צורת ההעתקה, התרגום והשעתוק של ה-DNA, הגודל ועוד מס' הבדלים (לחזור על החומר משנה א').
סכימה של תהליך שכפול ה-DNA:

דנ"א --> רנ"א --> חלבון --> פעילות בתאים (Function)

קשרי מימן הם קשרים חלשים יותר מקשרים קוולנטים. הם מקשרים בין חומצות הגרעין בDNA וגם בין מולקולות מים.
אלו קשרים די חזקים, אך ניתן להפריד אותם והם מבוססים על מטען חשמלי.
יש כיווניות כלשהי בקשרים מסוג זה (Donor מול Acceptor) שבאה לידי חשיבות בעת פתיחת הקשרים בין הבסיסים.

בניסוי של Avery, Mcloeod & McCarty בשנת 1944 הצליחו לקבוע עובדה חשובה. הם העבירו חומרים מתוך גרעין התא, מתא פתוגני לתא שאינו פתוגני. מלבד הDNA הם העבירו גם חלבונים וחומרים אחרים, אך רק לאחר בדיקות מעמיקות, הם ראו שהתא שאינו פתוגני הופך לפתוגני רק אם הDNA מועבר אליו. מתוך כך הסיקו שהחלבונים אינם אלו שאחראיים על העברת הגנים, אלא החומר התורשתי, הDNA הוא שאחראי לכך.
כמה שנים מאוחר יותר, בשנת 1952 ערכו הרשי וקייס ניסוי משלהם (Hersy-Case Experiment) שקבע כי הDNA הוא החומר התורשתי של הפאג', ומעבר לכך, של כל האורגניזמים. לפני הניסוי, חשבו שהחלבונים הם החומר התורשתי של הוירוסים, ולא הDNA.
באקטריופאג' הוא וירוס קטן שמדביק באקטריה. הוא מכיל מעטפת חלבונים ובתוכה החומר הגנטי. בתהליך ההדבקה, הפאג' מחדיר את החומר הגנטי לתוך הבאקטריה, אך מעטפת החלבונים נשארת בחוץ.
נערכו שני ניסויים. בניסוי הראשון לקחו פאג' (מסוג T2) גידלו אותו על מצע של פוספט P32 כך שכל הDNA שלו היה מסומן רדיואקטיבית.
בניסוי השני גידלו פאג' על מצע של גופרית S35 שמסמן את החלבון בתא.
לאחר שראו שהחומר שעובר מהפאג' לבאקטריה הוא הDNA הסיקו מכך שזהו החומר הגנטי.

הDNA\RNA בנוי משלושה חלקים:
1) קבוצת הסוכר: בDNA לריבוז (הסוכר) חסר חמצן אחד שקשור לפחמן מס' 2, וכן גם הוא נקרא DNA - Deoxyribonucleic Acid.
2) בסיסים: פורינים הם A ו-G, והם מורכבים מ2 טבעות ארומטיות.
פירמידינים הם T ו-C (קטנים יותר בנפח) ובנויים כ"א מטבעת יחידה.
במולקולות הRNA הבסיס T מוחלף בU.
3) פוספט: שלד הDNA בנוי מקבוצות של סוכר-פוספט הקשורות אחת לשניה בשרשרת ארוכה.
קבוצה זומחברת את קבוצות הריבוז בעזרת קשרים פוספודיאסטרים בין פחמן '3 לפחמן '5. המבנה של הRNA זהה לזה של הDNA, אך הRNA מורכב מסליל אחד (חד-גדילי).

לכל מולקולת RNA או DNA יש 2 קצוות הנקראים '3 ו-'5 (3 פריים, ו-5 פריים)
חיבור של נוקליאוטיד לשרשרת DNA קיימת, נוצר בזכות אנרגיה הנוצרת כתוצאה משחרור של 3 מולקולות P מקבוצת הפוספט. מולקולות עתירות אנרגיה דוחפות את הריאקציה ליצירת DNA.

סיכום ביניים:

ריאקציה של DNA + נוקליאוטידים מתבצעת בעזרת אנזימים ואנרגיה.
ניתן לפרק DNA בעזרת חומצה חזקה או בסיס חזק, אך מדובר במולקולה יציבה מאוד שיכולה להחזיק מעמד שנים רבות.
RNA לעומתה היא מולקולה הרבה פחות יציבה. כיוון שתי המולקולות הוא מ'5 ל-'3.
חשוב לדעת כיצד אנזימים "קוראים" את הגן (בשיעורים הבאים).

המבנה השניוני של הDNA

המדענים המהוללים ווטסון וקריק, הם שהגיעו למסקנה שצורתו של הDNA היא מסולסלת ושהוא בנוי משני סלילים (דו-גדילי). יש הטוענים שעותק מיומנה של המדענית רוזלין פרנקלין, שהגיעה למסקנה זו שבועיים קודם לכן, מצא את דרכו לידיהם בצורה לא ברורה...
ווטסון וקריק גילו שכמות הבסיסים A ו-T שוות, וגם כמות הC וה-G שוות באותו הסליל, וכך הגיעו למסקנה שאלו בסיסים שמשלימים אחד את השני בהתאמה.
הם גיבשו מבנה של מולקולת DNA, וע"י שימוש בקרני X הם קיבלו את מבנה הDNA. תחילה הם בנו מודל המורכב מ-3 סלילים, אך מאוחר יותר הבינו שהDNA הוא מבנה דו-גדילי.
אורך הקשר בין A ל-T זהה לאורך הקשר בין C ל-G. אלו קשרי מימן. בין A ל-T יש 2 קשרים, ובין C ל-G יש 3 קשרים, ולכן קשה יותר להפריד מולקולה המכילה יותר קשרי C-G מאשר קשרי A-T. אורך הקשר הוא 1.08 ננומטר.