dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程

《dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程　　DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在增進(jìn)人類認(rèn)知與智慧的同時，也極大地改變了我們的生活，推動著社會的進(jìn)步。自1901年以來，一年一度頒發(fā)的諾貝爾科學(xué)獎廣受矚目，它們授予的自然科學(xué)之重大發(fā)現(xiàn)和科學(xué)方法之重大發(fā)明，當(dāng)屬最高層次的創(chuàng)造性智慧，其獲獎?wù)咭嗫胺Q人中翹楚、科學(xué)精英。從本期開始，“探索發(fā)現(xiàn)”欄目將陸續(xù)登載諾貝爾科學(xué)獎得主的人生故事，敬請讀者朋友垂注?！　【嘟裾?3年前的那個春天，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克這兩個初出茅廬的年輕科學(xué)家構(gòu)建出DNA結(jié)構(gòu)模型，轟動世界。這是20世紀(jì)下半葉最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，也是生物學(xué)

2、自達(dá)爾文提出物種起源理論以來最重要的進(jìn)展。圍繞這一事件，有許許多多讓人意想不到的曲曲折折，也有頗多耐人尋味之處。　“突破”前夜的困惑　　當(dāng)?shù)诙问澜绱髴?zhàn)臨近結(jié)束的時候，一門把生物學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)融合在一起，從分子水平上研究生命現(xiàn)象物質(zhì)基礎(chǔ)的學(xué)科—分子生物學(xué)，漸漸地有了一個雛形?！　?944年，奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤在《生命是什么?—活細(xì)胞的物理學(xué)觀》一書中，非常清楚地表達(dá)了一個信念：生命的基本特征就是能夠儲存和傳遞信息，亦即遺傳密碼能夠代代相傳。基因是活細(xì)胞的關(guān)鍵組成部分，要懂得什么是生命，就必須知道基因是如何發(fā)揮作用的?！　∩飳W(xué)家將“承載遺傳

3、信息的最小單位”稱為“基因”，可當(dāng)時沒人知道基因到底什么樣，它“寄存”在哪里?當(dāng)時，細(xì)胞核中的染色體已被證實(shí)在遺傳過程中起到關(guān)鍵作用，它主要由脫氧核糖核酸(DNA)和蛋白質(zhì)組成，而染色體中蛋白質(zhì)要比DNA多一些?！　〈送猓淹ㄟ^細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)：遠(yuǎn)不如蛋白質(zhì)來得復(fù)雜的DNA，實(shí)際上竟然是細(xì)胞中的一種遺傳物質(zhì)，它在決定遺傳性狀上扮演著主要角色。進(jìn)一步的研究表明：所有的生物都包含DNA分子，即儲存制造蛋白質(zhì)的遺傳指令分子?！　∵@意味著，要解開基因本質(zhì)之謎—基因是由什么組成的?它們怎樣精確地復(fù)制?又如何控制(至少是影響)蛋白質(zhì)的合成?—就必須對DNA的化學(xué)及

4、物理構(gòu)造有更多的了解。　　兩個天才的相遇　　1950年秋，22歲的“神童”詹姆斯·沃森從美國印第安納大學(xué)取得遺傳學(xué)博士學(xué)位后，拿到一筆研究獎學(xué)金，去往哥本哈根大學(xué)，從事生物化學(xué)方面的研究工作。1951年春，他受邀到意大利那不勒斯參加一個有關(guān)生物大分子結(jié)構(gòu)的學(xué)術(shù)會議。在這次會議上，倫敦國王學(xué)院的物理學(xué)家莫里斯·威爾金斯展示了DNA的X射線衍射圖片。沃森看后深受啟發(fā)，意識到：假使基因能像一般化學(xué)物質(zhì)一樣被結(jié)晶出來，那就一定可以用通常的化學(xué)、物理方法測定其結(jié)構(gòu)。　　那一瞬間，沃森突然對化學(xué)產(chǎn)生了很大的興趣，并且萌生了與威爾金斯進(jìn)行合作研究的念頭。幾個月后，沃

5、森設(shè)法變更了自己的學(xué)習(xí)計劃，來到英國劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，并在那里遇到了剛從物理學(xué)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型、雖起步較晚但一心想在交叉學(xué)科上有所作為的生物學(xué)研究生弗朗西斯·克里克。　　這兩個知識背景不同、相差12歲的年輕人一見如故，發(fā)現(xiàn)彼此的興趣、思維方式和行為做派都驚人的相似。他們很快就擦出了智慧的火花，決計攜手合作，以建模方式確定DNA結(jié)構(gòu)。　　起初，這兩個名不見經(jīng)傳、專業(yè)基礎(chǔ)也不甚牢靠的“闖關(guān)者”，對于能否斬獲成功并沒有什么把握。不過，他們愿意“賭”一把，拼一拼。　　不錯，像許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)一樣，DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)也有多種可能的途徑。即便有些科學(xué)家有著相同的想法，但他

6、們解決問題的辦法卻可能各不相同，不同的方法決定了誰將最先實(shí)現(xiàn)目標(biāo);而且，往往是誰先發(fā)表了論文，誰才能最終贏取發(fā)明、發(fā)現(xiàn)權(quán)。　　一對冤家的糾結(jié)專才合作的溝通問題（僅是例子）：莫里斯·威爾金斯是分子生物學(xué)家，羅薩琳·富蘭克林是物理化學(xué)家　　這一時期，就在同一個倫敦城里，沃森與克里克最大的競爭對手、同處倫敦國王學(xué)院同一個研究小組的威爾金斯與羅沙琳德·富蘭克林，也在緊鑼密鼓地尋思、鼓搗DNA結(jié)構(gòu)，而且他們手中握有與之密切相關(guān)的獨(dú)門“利器”—X射線衍射裝置?！　〉?，與沃森與克里克這對心靈相通的“黃金搭檔”形成極大反差的是，威爾金斯與富蘭克林之間的關(guān)系勢同水火，

7、幾乎到了不理不睬、惡語相向的地步。　　DNA對富蘭克林而言，只是一種實(shí)驗(yàn)材料。1952年前后，她已通過實(shí)驗(yàn)證明，DNA根據(jù)水分含量的差別分A型和B型兩種形式存在。謹(jǐn)慎的天性使富蘭克林的工作進(jìn)展緩慢，她在不斷地完善DNA的X射線衍射圖譜，并獨(dú)自進(jìn)行數(shù)學(xué)解析。1952年5月，她終于獲取了一張極其重要的圖譜。遺憾的是，當(dāng)時她并沒有認(rèn)識到這張圖譜的重要性。她始終也不敢相信DNA在任何情況下都會呈螺旋形，而是以為這種形狀只是特殊條件下出現(xiàn)的一種特殊情況?！　≡诖笱蟊税兜拿绹瘜W(xué)界聲名顯赫的大人物、化學(xué)鍵理論的奠基人萊納斯·鮑林，是沃森與克里克更為強(qiáng)勁的一個對手

8、。在人們心中，他是最有可能率先做出正確選擇、解決DNA結(jié)構(gòu)問題的“大拿”。1953年1月中旬，