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有A=T和G=C，这被称为DNA化学组成的“查伽夫法则”。1952年7月，查伽夫访问卡文迪什实验室时，向克里克详细解释了A:T=G:C=1:1的法则。1952年春，克里克的朋友，理论化学家格里菲斯（J·Griffith，他是发现肺炎球菌遗传转化现象的F·Griffith的侄子）通过计算表明，DNA的4种核苷酸中，A必须与T成键，G必须与C成键。这与查伽夫法则完成一致，以上这些工作，就成了沃森和克里克DNA分子模型中A—T配对、G—C配对结构的基础。
1953年2月，威尔金斯将富兰克林1952年5月拍的一张非常精美的DNA的X光衍射照片拿给沃森和克里克看，克里克立即发现，DNA是双螺旋的，而且构成双螺旋的两条单链走向相反。至此，DNA骨架已经浮现。随后，泡林以前的同事多诺（J·Donohue）告诉沃森，A-T和G-C配对是靠氢键维系的。克里克提出，与糖-磷酸骨架垂直的碱基只有朝向骨架中心（而不是离开中心向外），才能保持稳定的氢键联系。2月28日，沃森用纸板做成4种碱基的模型，将纸板粘到骨架上朝向中心配对，克里克马上指出，只有两条单链的走向相反才能使碱基完善配对，这正好与X光衍射资料一致。完整的DNA分子结构模型完成于1953年3月7日，星期六。根据这个模型，DNA分子是一个双螺旋结构，每一个螺旋单位包含10对碱基，长度为34埃（1埃=10-10米）。螺旋直径为20埃。4月15日，沃森和克里克关于该模型的第一篇论文在《自然》（Nature）杂志上发表。同时在这期Nature杂志上发表的有关论文还有：威尔金斯、斯托克（A·R·Stokes）和威尔逊（H·R·Wilson）合署的文章，介绍了X光衍射数据的总体证据支持DNA的双螺旋结构模型，以及富兰克林和戈斯林（R·Gosling）合署的文章，文中展示一幅重要的、精美的DNA的X光衍射照片，并确认了沃森-克里克模型的合理性。
  
DNA分子双螺旋结构模型的发现，是生物学史上的一座里程碑，它为DNA复制提供了构型上的解释，使人们对DNA作为基因的物质基础不再怀疑，并且奠定了分子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学上的影响是深远的。2003年是DNA双螺旋模型发现50周年，科学界举行了隆重的纪念活动。
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