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1953年2月28日:DNA双螺旋发现

时间:2023-12-03 百科知识 版权反馈
【摘要】:1953年2月28日中午时分,在剑桥大学对面的The Eagle Pub中,两个年轻人怀着喜悦而忐忑的心情,向众人宣布了他们的研究成果——DNA是由两条核苷酸链组成的双螺旋结构。通过X射线的衍射,DNA晶体产生了特定的明暗交替的图样。1953年2月,沃森偶然得到了去那不勒斯参加学术会议的机会。1953年2月28日,第一个DNA双螺旋结构的分子模型诞生。1953年4月25日,《自然》杂志发表了沃森和克里克的文章,阐述了DNA的双螺旋结构。

1953年2月28日:DNA双螺旋发现

1953年2月28日中午时分,在剑桥大学对面的The Eagle Pub(天使酒吧)中,两个年轻人怀着喜悦而忐忑的心情,向众人宣布了他们的研究成果——DNA(脱氧核糖核酸)是由两条核苷酸链组成的双螺旋结构。

在今天,这一几乎妇孺皆知的结论,在当时却如同在万众瞩目之下喷薄而出的朝阳,照亮了生命科学前进的道路。

这两个年轻人就是剑桥大学卡文迪许实验室中当时年仅25岁的沃森和年仅37岁的克里克

从古至今,人类对“生命之谜”的探索,从来就没有停止过。直到今天,人类基因组的测序工作还在进行着。然而,如果没有对DNA双螺旋结构的确定,就没有我们今天的分子生物学,没有我们熟知的克隆羊多利,而高产、抗病虫害能力强的转基因植物就更加无从谈起。

在20世纪50年代初,人们就已经知道了DNA可能是遗传物质,但是对于DNA的结构以及它如何在生命活动中发挥作用的研究却还基本上是一片空白。这时,第一位关键人物出现了,她就是英国女科学家——罗莎琳德·富兰克林

富兰克林在1951年加入了研究DNA的行列,在科学家威尔金斯的研究小组中,她利用自己在法国学习的X射线衍射技术,在11月成功拍摄出了清晰的DNA晶体的X射线衍射照片。通过X射线的衍射,DNA晶体产生了特定的明暗交替的图样。这种衍射图样能够帮助人们分析组成晶体的原子的排列方式。其实,这距离揭秘DNA晶体的结构只剩下一步之遥了。然而,富兰克林与威尔金斯性格不合,加上当时社会对女性科学家处处歧视,二人终于分道扬镳,各立门户。于是,二人向DNA真实面目迈进的步伐都慢了下来。

此时,名不见经传的沃森和克里克都在剑桥大学卡文迪许实验室中从事有关DNA的研究。沃森原本在美国从事噬菌体遗传学的研究,希望以此来揭示基因与生物遗传的关系。他被派往国外进行学习,从一个国家到另一个国家,一个实验室到另一个实验室,最后选择了卡文迪许实验室。而克里克,则是个37岁还没有取得博士学位的不拘小节的年轻人。两个人虽然年轻,但却有着灵活的头脑和敢想敢干的精神,最重要的是,他们秉承了卡文迪许实验室的一贯作风——善于思考。(www.xing528.com)

剑桥大学的卡文迪许实验室有个与众不同的规定:每天下午6点整,每个人都必须停止工作。“谁未能完成六点前必须完成的工作,也就没有必要拖延下去,倒是希望各位马上回家,好好想想今天做的工作,好好思考明天要做的工作。”努力工作固然重要,但如果一味地埋头苦干,却可能错失了总结经验的良机。所谓创新,其实并不是凭空想象,而正是像沃森和克里克这样善于总结前人的经验,善于站在巨人的肩膀上。

1952年,美国生物化学家查伽夫测定了DNA中四种碱基的含量,发现了其中腺嘌呤胸腺嘧啶的数量相等,鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森和克里克立刻联想到了四种碱基可能存在两两配对的关系,即腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对。

1953年2月,沃森偶然得到了去那不勒斯参加学术会议的机会。在会议期间,他从威尔金斯那里,看到了富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射照片。这张照片使沃森和克里克立刻确定了DNA的双螺旋结构。事不宜迟,二人立刻在实验室中制作出了世界上第一个DNA双螺旋结构的模型——磷酸根在螺旋的外侧构成两条方向相反的骨架,碱基在螺旋的内侧两两对应。

1953年2月28日,第一个DNA双螺旋结构的分子模型诞生。双螺旋结构的问世解开了“生命之谜”,分子生物学时代从此开启了,一个又一个分支学科,犹如雨后春笋般诞生,一个又一个科学设想变成现实。

1953年4月25日,《自然》杂志发表了沃森和克里克的文章,阐述了DNA的双螺旋结构。不久,该杂志又发表了克里克的另一篇论文,阐明了DNA的半保留复制机制。自此,基因科学的大门彻底向人类敞开。此后的几十年,科学家们在基因科学的海洋中汲取着越来越多的信息,按照人类的需要,破译着一个又一个生命的秘密。我们很难想象,如果我们不了解基因的秘密,我们的生活将会是怎样的情景,没有基因治疗,没有基因筛选,没有基因重组,没有克隆技术……

在沃森、克里克、威尔金斯获得诺贝尔奖的时候,我们不能忘记,在37岁就因受到过多辐射,罹患卵巢癌而英年早逝的女科学家富兰克林。没有她的贡献,我们今天也许还活在不了解DNA的世界里。诺贝尔奖只能颁发给健在的人,且同一课题的获奖人员不得超过三人,富兰克林的离世既是遗憾,也是成全。不管怎样,我们永远都不会忘怀这位伟大的女科学家,她用自己的生命为全人类的生命科学事业做出了卓越贡献。

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