DNA双螺旋结构发现:解锁生命奥秘的钥匙



DNA双螺旋结构发现:解锁生命奥秘的钥匙

文章图片

DNA双螺旋结构发现:解锁生命奥秘的钥匙

文章图片

DNA双螺旋结构发现:解锁生命奥秘的钥匙

文章图片

DNA双螺旋结构发现:解锁生命奥秘的钥匙
1953年 , 美国科学家沃森和英国科学家克里克发现DNA双螺旋结构 。 DNA是分子结构复杂的有机化合物 , 作为染色体的一个成分 , 存在于细胞核内 , 功能是储藏遗传信息 。
DNA分子较大 , 由核苷酸组成 。 沃森和克里克的发现指出 , DNA的结构是一对多核苷酸链 , 围绕一个共同的中心轴盘绕而成 。
DNA双螺旋结构的发现 , 让人们清晰的了解到遗传信息的构成、复制和传递途径 , 使遗传学的研究水平提高到了分子层面 , 开启了分子生物学时代 。
此后几十年的时间里 , 以此为基础的科研持续推进 , 成果被应用到法医鉴定、基因工程等各个领域 , 取得了深远影响 。 DNA双螺旋结构的发现 , 也因此与相对论和量子力学一起 , 被誉为20世纪自然科学的三大发现 。
▲DNA双螺旋结构

那么 , DNA双螺旋结构是如何被发现的呢?
一、早期DNA研究 , 提供了DNA分子结构的研究基础
有关DNA的相关研究 , 开始的非常早 。 早在1869年 , 科学家就从鱼的精子细胞核中 , 分离出了DNA 。 此后 , 围绕DNA的科学研究不断推进 , 1950年代前后 , DNA分子结构的研究已经提上日程 。 许多科学家将研究聚焦在DNA的分子结构上 。
当时有个英国科学家叫艾弗里 , 他通过实验结果断言 , 所有的基因 , 都是由DNA组成的 。 这让DNA成了解锁生命之谜的钥匙 , 吸引了大量科学家投入该领域的研究 , 沃森和克里克就属于此类 。
正如沃森所言 , 他对DNA分子结构问题产生兴趣的时候 , 克里克的科研理论和兴趣 , 也正在发生转移 , 任何重要的事情 , 都能够对克里克产生吸引 。
▲艾弗里
二、年轻科学家沃森和克里克 , 对基因科学的痴迷和努力
发现DNA双螺旋结构的沃森和克里克 , 是两个年轻的科学家 , 在当时名不见经传 。 DNA的双螺旋分子结构 , 最终能被他们发现 , 得益于二人在科学领域的不断努力和尝试 。 沃森对基因的研究十分痴迷 , 按他自己的说法 , 他几乎是白日梦似的想着发现基因的秘密 。
克里克同样对于科学有执着精神 , 他常常因为自己的新发现 , 变得异常激动 。 当他的理论站不住脚时 , 他就会再次回到实验室中 , 直到新想法产生 。 两人对基因科学的痴迷 , 最终帮助他们在研究上 , 取得了突出的成绩 。
▲英国科学家威尔金斯

DNA双螺旋结构的发现 , 经历了怎样的科学研究过程?
一、合作分歧导致研究停滞(20世纪40年代)
沃森和克里克着手研究DNA分子结构之前 , 从事该研究项目的科学家 , 是英国人威尔金斯和他的助手女科学家罗萨林·富兰克林 。
不过 , 两人在工作上 , 并不能互相配合 。 威尔金斯希望富兰克林作为自己的研究助手 , 充当一个晶体学家的角色 。 但富兰克林对威尔金斯的安排并不满意 , 希望自己对DNA开展独立的课题研究 。 最终 , 二人分道扬镳 , 研究停滞 。
不过 , 由于沃森、克里克等和威尔金斯经常发生学术接触 , 受到对方的启发 , 沃森开始关注DNA的X射线工作 。 这对后来沃森走上DNA的研究之路 , 起了重要作用 。
此后 , 威尔金斯也为沃森和克里克的后续研究 , 提供了很多帮助 , 1962年 , 威尔金斯与沃森、克里克一起 , 被被授予了诺贝尔医学和生理学奖 。
▲DNA双螺旋结构
二、从失败到DNA双螺旋结构模型的发现(1949年-1953年)
美国科学家沃森和英国科学家克里克 , 是DNA双螺旋结构发现的关键人物 。 1949年 , 沃森和克里克相识 , 相同的学术志向和见解 , 让二人成为朋友 。 他们达成了学术共识 , 认为解开遗传之谜的关键 , 是解决DNA的分子结构问题 。
1951年11月 , 沃森和克里克听取了英国女科学家罗萨林·富兰克林的报告 。 富兰克林也致力于研究DNA的结构模型 , 沃森和克里克在讲座中受到启发 , 提出了三股螺旋的DNA结构设想 。 但该项研究结论 , 后来被富兰克林指出计算失误 , 该模型宣告失败 。

推荐阅读