编者按:每周中科院之声会手绘一张“科学史小画”,再由中国科学院自然科学史研究所给大家介绍小画背后的故事。
20世纪生物学最重要的成就是DNA双螺旋结构的发现。1953年4月2日,美国分子生物学家沃森与英国分子生物学家克里克向《自然》投去了一篇900多单词的论文《核酸的分子结构》(4月25日发表),由此揭开了分子生物学的序幕。俩人也因这一发现获得1962年诺贝尔生理学或医学奖。
克里克早年在伦敦大学学习物理,二战期间在海军实验室研究水雷。战后,他阅读了薛定谔写的《生命是什么!》一书,书中提出的“可以用精确的物理概念,即物理学和化学的概念来考虑生物学的本质问题”,使他大受启发,从而他转学生物学并在卡文迪许实验室攻读博士学位。
沃森原本是动物学专业,大学毕业那会也阅读了薛定谔写的《生命是什么!》,从此对分子生物学心生向往,他在《双螺旋》中曾说:“这本书非常清楚地提出了一个信念, 即基因是活细胞的组成部分以及要懂得什么是生命, 必须知道基因是如何发挥作用的”。后来他前往卡文迪许实验室进修。
于是两人在卡文迪许实验室相遇相知,开始了他们一生中最为辉煌的科研合作——探求DNA的结构。
当时主要有三个实验室在研究DNA结构,第一个是伦敦国王学院的威尔金斯、富兰克林实验室,他们用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。第二个是加州理工学院的莱纳斯·鲍林实验室。在此之前,鲍林通过搭建分子模型已发现了蛋白质的a螺旋结构。最后一个才是沃森和克里克,他俩结合两者之长,一边分析DNA晶体X射线衍射照片,确认DNA结构为螺旋形结构,并经分析得到了螺旋的相关参数;一边用铁皮盒与铁丝在办公室搭建模型。随后他俩提出了DNA三螺旋模型的假设,但很快就被否认了。可两人并未放弃研究。1953年,他俩看到富兰克林拍到了一张B型DNA的X射线晶体衍射照片,深受启发,再次搭建模型,终于确定了DNA双螺旋结构。
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来源:中国科学院自然科学史研究所