DNA双螺旋结构发现过程

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1、DNA双螺旋结构的发现过程　　DNA双螺旋结构的发现过程：科学技术的发展在增进人类认知与智慧的同时，也极大地改变了我们的生活，推动着社会的进步。自1901年以来，一年一度颁发的诺贝尔科学奖广受瞩目，它们授予的自然科学之重大发现和科学方法之重大发明，当属最高层次的创造性智慧，其获奖者亦堪称人中翘楚、科学精英。从本期开始，“探索发现”栏目将陆续登载诺贝尔科学奖得主的人生故事，敬请读者朋友垂注。　　距今整整63年前的那个春天，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克这两个初出茅庐的年轻科学家构建出DNA结构模型，轰动世界。这是20世纪下半叶最重

2、要的科学发现，也是生物学自达尔文提出物种起源理论以来最重要的进展。围绕这一事件，有许许多多让人意想不到的曲曲折折，也有颇多耐人寻味之处。　“突破”前夜的困惑　　当第二次世界大战临近结束的时候，一门把生物学、化学和物理学融合在一起，从分子水平上研究生命现象物质基础的学科—分子生物学，渐渐地有了一个雏形。　　1944年，奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在《生命是什么?—活细胞的物理学观》一书中，非常清楚地表达了一个信念：生命的基本特征就是能够储存和传递信息，亦即遗传密码能够代代相传。基因是活细胞的关键组成部分，要懂得什么是生命，就必须知

3、道基因是如何发挥作用的。　　生物学家将“承载遗传信息的最小单位”称为“基因”，可当时没人知道基因到底什么样，它“寄存”在哪里?当时，细胞核中的染色体已被证实在遗传过程中起到关键作用，它主要由脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质组成，而染色体中蛋白质要比DNA多一些。　　此外，已通过细菌转化实验证实：远不如蛋白质来得复杂的DNA，实际上竟然是细胞中的一种遗传物质，它在决定遗传性状上扮演着主要角色。进一步的研究表明：所有的生物都包含DNA分子，即储存制造蛋白质的遗传指令分子。　　这意味着，要解开基因本质之谜—基因是由什么组成的?它们怎样精

4、确地复制?又如何控制(至少是影响)蛋白质的合成?—就必须对DNA的化学及物理构造有更多的了解。　　两个天才的相遇　　1950年秋，22岁的“神童”詹姆斯·沃森从美国印第安纳大学取得遗传学博士学位后，拿到一笔研究奖学金，去往哥本哈根大学，从事生物化学方面的研究工作。1951年春，他受邀到意大利那不勒斯参加一个有关生物大分子结构的学术会议。在这次会议上，伦敦国王学院的物理学家莫里斯·威尔金斯展示了DNA的X射线衍射图片。沃森看后深受启发，意识到：假使基因能像一般化学物质一样被结晶出来，那就一定可以用通常的化学、物理方法测定其结构。　

5、　那一瞬间，沃森突然对化学产生了很大的兴趣，并且萌生了与威尔金斯进行合作研究的念头。几个月后，沃森设法变更了自己的学习计划，来到英国剑桥大学卡文迪什实验室，并在那里遇到了刚从物理学领域转型、虽起步较晚但一心想在交叉学科上有所作为的生物学研究生弗朗西斯·克里克。　　这两个知识背景不同、相差12岁的年轻人一见如故，发现彼此的兴趣、思维方式和行为做派都惊人的相似。他们很快就擦出了智慧的火花，决计携手合作，以建模方式确定DNA资料结构。　　起初，这两个名不见经传、专业基础也不甚牢靠的“闯关者”，对于能否斩获成功并没有什么把握。不过，他们

6、愿意“赌”一把，拼一拼。　　不错，像许多科学发现一样，DNA结构的发现也有多种可能的途径。即便有些科学家有着相同的想法，但他们解决问题的办法却可能各不相同，不同的方法决定了谁将最先实现目标;而且，往往是谁先发表了论文，谁才能最终赢取发明、发现权。　　一对冤家的纠结专才合作的沟通问题（仅是例子）：莫里斯·威尔金斯是分子生物学家，罗萨琳·富兰克林是物理化学家　　这一时期，就在同一个伦敦城里，沃森与克里克最大的竞争对手、同处伦敦国王学院同一个研究小组的威尔金斯与罗沙琳德·富兰克林，也在紧锣密鼓地寻思、鼓捣DNA结构，而且他们手中握有与

7、之密切相关的独门“利器”—X射线衍射装置。　　但是，与沃森与克里克这对心灵相通的“黄金搭档”形成极大反差的是，威尔金斯与富兰克林之间的关系势同水火，几乎到了不理不睬、恶语相向的地步。　　DNA对富兰克林而言，只是一种实验材料。1952年前后，她已通过实验证明，DNA根据水分含量的差别分A型和B型两种形式存在。谨慎的天性使富兰克林的工作进展缓慢，她在不断地完善DNA的X射线衍射图谱，并独自进行数学解析。1952年5月，她终于获取了一张极其重要的图谱。遗憾的是，当时她并没有认识到这张图谱的重要性。她始终也不敢相信DNA在任何情况下都

8、会呈螺旋形，而是以为这种形状只是特殊条件下出现的一种特殊情况。　　在大洋彼岸的美国，化学界声名显赫的大人物、化学键理论的奠基人莱纳斯·鲍林，是沃森与克里克更为强劲的一个对手。在人们心中，他是最有可能率先做出正确选择、解决DNA结构问题的“大拿”。1953年1月中