首页百科知识的神秘面纱_生命科学

的神秘面纱_生命科学

时间:2020-02-10百科知识联系我们
的神秘面纱_生命科学

DNA的神秘面纱

生物的性状为什么能稳定地代代相传?DNA是如何管理着数量巨大的生物性状?这一系列问题,直到20世纪50年代初仍然是个谜。看来,不彻底揭开DNA结构之谜,生物的遗传问题就仍然是迷雾重重。于是,一场由生物学家、物理学家等参与的协作攻关战打响了。

最终的胜利者包括年轻的沃森和克里克,但像威尔金斯、富兰克林等杰出科学家的出色工作我们也不应忘记。

到了20世纪50年代初,关于核酸的研究有两个突破性的进展,对人们认识核酸分子结构起了关键作用。

一个是奥地利生物化学家查伽夫通过精密测定,发现核酸的碱基之间存在奇妙的定量关系。任何生物细胞中,碱基A和T数目相等,C和G数目也相等;同一种生物中,无论年老年幼,何种器官,它们的核酸碱基比例都相同,即A+T/C+G永远是恒定的。这种数字关系说明了什么?当时查伽夫并没有搞清楚,众多的生物学家也没有解开这个谜团。

看来,仅仅靠生物学和化学分析的方法是不能看到DNA的真面目的。幸好,从20世纪40年代开始,一大批优秀的物理学家加入了寻找DNA真面目的队伍。他们之中的优秀代小学生日记大全表包括富兰克林、威尔金斯等等,为发现DNA结构作出了重要的贡献。

在这里,我们要特别提到英国著名的女科学家富兰克林。这位剑桥大学毕业的高材生,研究范围相当广泛,30岁的时候就已经是一位很有名气的物理化学家、结晶学专家和X射线研究方面的专家了。富兰克林等首先将DNA分子进行结晶处理,然后利用一种特殊的物理手段,即X射线衍射技术,看到了DNA分子的大致模样。他们推测DNA大分子是多股链、螺旋形,在其内部,碱基的排列是有一定规律的。

img50

(www.anred.net.cn)

DNA分子结构模式图

其实,富兰克林此时离揭开DNA结构之谜只差一步之遥了。

正是富兰克林和威尔金斯的X射线衍射结果,帮助沃森和克里克最终完成了20世纪最重要的发现之一——DNA双螺旋结构。

1953年初的一天,一个头发微微散乱、面容略带倦意小学生日记大全的年轻人一头闯进了实验室,他兴奋地举起手中他刚做好的模型大声喊道:“就是它了。”

这个名叫沃森的美国青年科学家确信自己证实了一个天大的秘密——DNA双螺旋结构。他手中所展示的模型犹如一条凌空翻舞的彩绸,是那么舒展自如、轻松和谐,比起不久前他和英国同伴克里克制得的模型完美多了。

沃森和克里克得到这个合理的、完美的DNA模型喜不自禁,立即着手写成一篇论文发表在1953年英国的《自然》杂志上。这两位年轻、富有开拓精神的科学家经过艰苦的努力,终于在众多的竞争者中捷足先登,揭开了DNA结构之谜,从而完成了20世纪最重要的发现之一。

按照沃森和克里克的假设,小学生日记大全DNA大分子是由两条长长的链组成的,这两条链呈小学生日记大全双螺旋结构存在,就像一座两边有扶手、绕着同一假想的竖轴上升的楼梯。磷酸和核糖构成了楼梯的扶手,扶手之间的阶梯由一对对“手拉手”的碱基组成,碱基一共有4种,代号分别为A、G、C、T。碱基之间的搭配是固定的,A和T配对,C和G配对。这种碱基配对非常专一,但不是死死地缠在一起,而是轻轻地靠氢键连接;也就是我们前面说的“手拉手”。在必要的时候,它们会松开拉着的“手”,重新去选择新朋友,但原则不变,仍然是A和T配对,C和G配对。

DNA双螺旋结构模型的提出,震动了生物学界的科学家们。它既和当时其他科学家得到的有关DNA的研究资料一致,又能解释生物稳定遗传的现象。1962年,沃森、克里克和威尔金斯因此共获诺贝尔生理学或医学奖,而富兰克林却因过早离开人世以及其他一些原因,未能享受这一殊荣。