X射線衍射技術研究DNA結構的方法介紹
波可以繞開障礙物繼續傳播，這種現象叫作波的衍射(diffraction )。光是一種電磁波，一定波長的光通過某種光柵也可以發生衍射現象。反過來，根據某個衍射圖像也可以確定相應光柵的結構。在晶體中，原子的排列是有規則的，它們可以充當天然的衍射光柵。然而，原子之間的間隙大概為10-10m，遠小於可見光的波長，因此不能用可見光的衍射來研究分子的結構。波長為0.01-10 nm的X射線卻非常適合。
X射線的波長介於紫外線和γ射線之間，是由德國物理學家倫琴(Wilhelm Rontgen, 1845—1923 )於1895年發現的，因此又稱倫琴射線。物理學家布拉格父子(W. H. Bragg, 1862—1942 ； W. L. Bragg, 1890—1971 )首先研究了晶體對X射線的衍射。衍射圖譜中斑點的強度和位置包含有關晶體的大量信息。後來，英國生物物理學家威爾金斯(M. Wilkins, 1916—2004)和富蘭克林(R. E. Franklin, 1920—1958 )研究了DNA對X射線的衍射，獲得了一系列DNA的X射線衍射圖譜，其中，對沃森和克裡克搭建岀DNA雙螺旋結構模型起關鍵作用的，是 一幅由富蘭克林拍攝的照片(圖3-5 )。圖中的這些斑點是X射線穿過DNA分子時發生的偏轉。那麼，從這幅圖片怎樣推測DNA的結構呢？
X射線衍射的原理是當波通過一個周期性陣列時，如果波長與該陣列的重複單位近似的話, 波之間會發生幹涉(interference )。如果波的振動一致，波之間會相互加強(結構性幹涉)，如果一系列波的波谷與另一系列波的波峰相遇，波之間則相互抵消(破壞性幹涉)。因此，一束束通過含有水平線的陣列的波會產生一行垂直於該水平線的斑點。如果水平線傾斜，會產生一行傾斜的斑點（該斑點仍然垂直於傾斜的線）。對於如圖所示的兩套以「Z」字形連接的傾斜線來說, 如果波通過它們，則會產生由兩條傾斜的斑點組成的十字形（圖3-6）。就DNA來說,假設DNA是一條單鏈螺旋,這條單鏈螺旋投影在一個平面上,就相當於圖3-6所示的「Z」字形（更準確地說，是正弦曲線的形狀）。當X射線通過時，就會留下十字形的斑點,因此，根據圖3-5中的十字形斑點，可以判斷DNA是螺旋形的。
在圖3-5中，從上往下數，上下各有5條沿水平「層次」（layer）線（見數字標註）被均勻隔開，但一邊只有4個斑點，缺少了到第4層線上的斑點。研究表明,這是因為另一條螺旋的幹擾, 科學家由此推測DNA呈雙螺旋。另外，基於X射線的波長（0.15 nm ）,同時測量層次線間隔開的距離,進一步掲示岀螺旋的周期為3.4 nm。10條層次線，說明螺旋的周期（3.4 nm ）為原子周期的10倍，對應於以0.34 nm為間隔的10個重複單元，因此判斷富蘭克林研究的DNA（後來確定為B型DNA ）的每一個螺旋周期由10個鹼基對組成。1.DNA背後的「黑暗女神」，她才是DNA結構的真正發現者，卻被遺忘了半個世紀
2.DNA的雙螺旋結構
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