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第七十回:破密码遗传谜底终揭晓,大溶合科学深处无疆界(2/3)

很灵。他们发现,当噬菌体侵入细菌内部时是将身体外壳留在细胞壁外,而将DNA渗入细胞内,这通过记录到的p-32和S-35就可以分得一清二楚。确实是只有DNA进入大肠杆菌内。但是20分钟后生成的噬菌体仍和原来一模一样,这就再清楚不过地证明只有DNA才是真正的遗传物质,执行遗传任务的并不是蛋白质。

德尔布吕克因这项发明而获得1969年的诺贝尔医学和生理学奖。他半路出家,善借他山之石,终于有此殊勋,被后人尊称为“分子生物学之父”。DNA就是遗传物质,那么它是一个什么样的结构,怎样实现遗传呢?这个生物学中的大难题却又是一个物理学家首先来作答案。

读者还记得,1900年这个年头发生了两件事,一是孟德尔遗传学说被重新发现,二是普朗克创立能量子概念。想不到40多年后这两条各不相干的河流却流到了一起。1944年量子力学家薛定锷写了一本研究生物学的书《生命是什么?

》。他指出遗传物质可能是由基本粒子连接起来的非周期结晶。它就像电报中的电码,通过“•”和“——”组合成一种口令,这种生命的口令被复制,传给后代,这就是遗传。真是无独有偶,薛定锷这本书和玻尔的那篇演讲同样出手不凡,很快成为名着广为流传。

在为这本书所激动的许多读者中也有一位青年物理学家叫克里克(1916-),他本毕业于伦敦大学曾专攻物理,但看到薛定锷的书后就如德尔布吕克一样决心转攻生物,便来到剑桥的卡文迪许实验室。这时克里克又遇到了从美国来的华生(1928-),他本是学动物的,也是受到薛定锷那本小册子的影响来探索遗传之谜。

于是两人合兵一处开始探求DNA的结构。话说当时一起向DNA这个神秘王国进军的共有三支人马。这第一支人马是伦敦大学的威尔金斯领导的一个小组。他也是用物理办法,请X射线来帮忙。因为DNA是生物高分子,普通光学显微镜根本看不到它的分子结构。

X射线波长很短,穿过DNA分子时,射线打在分子的不同位置,造成在一些方向上加强,在另一些方向上减弱,这叫衍射。分析这种衍射图样,就可以确定原子间的距离和排列,这样就可以弄清它的分子结构。威尔金斯就用这种办法拍到了一张DNA晶体结构的照片,这上面是一片云状的圈圈点点,他不敢立即下结论,只猜想DNA的结构大概是螺旋形的。

这第二支人马是美国的结构化学权威波林(1901-)领导的小组。1951年夏天他先用X射线探测蛋白质的结构,顺利地得出阿尔法螺旋模型,眼看离探清DNA的结构也只有一步之遥了。这第三支人马就是半路出家的华生和克里克了。

论实验条件是威尔金斯实验室最好,论知识底子是波林最雄厚,但是论年龄却是华生和克里克最年轻,思想也最少保守。却说这两个年轻人日夜苦干,决心打破这三军鼎立的局面,首先夺魁。也合该他们得胜,机会终于到来。1951年5月华生在一个科学会议上遇见威尔金斯,威尔金斯身边正带着几张DNA的X光衍射照片。

华生为喜异常,立即要了一张。威尔金斯倒不保守,同他们诚恳地谈了自己的猜想。再说华生得了这张照片,回到卡文迪许实验室立即喊克里克快来。两人伏在案头好一阵切磋。DNA的结构是螺旋形,看来确定无疑了。这时华生拿起一个放大镜仔细扫视图面,突然他把目光停在一个十字状的地方说道:“这地方有个交叉,我看这种螺旋很可能是双层的,就像一个扶梯,旋转而上,两边各有一个扶手。

”“对,很有道理。根据我们掌握的资料,威尔金斯小组的弗兰克林也认为它是一种双链同轴排列。现在看来这个问题就只差一层窗户纸没有捅破了。到底在这个双螺旋体里T、C、A、G这四种物质怎样组合排列,弄清这个也就弄清了DNA的模型。

”克里克说着也感到很兴奋。“看来我们现在的主攻方向就是要立即制出一个DNA模型。有了这个模型才能说清遗传机理。”他们找来金属绞合线,又参考了弗兰克林测得的数据,两人在实验室的车间里做成又拆掉,拆了又重做,这样连级十几个月,总是找不到一个理想的模式。

这天他们正在实验室里累得汗流满面,突然助手推门造来说:“有了一个新方案。”“什么方案?”“波林已经宣布,他完成了DNA模型,是三股螺旋!”这个消息可是非同小可,就是说在这场竞赛中,对手已经超过他们冲到了终点。

刚才还是一种迷惘的烦恼,现在更加一种失败的沮丧。克里克一屁股坐在椅子上,顺手将那些乱七八糟的木棒、线头推到一旁。华生病呆呆地站在那里,半天自语道:“三螺旋,这不大可能把?”事实上他们是处惊一场。没有多久各实验室都证明三股螺旋的模型并不能解释DNA的结构。

华生和克里克经这场虚惊之后对自己的想法更有把握,更加紧了制作,卡文迪许实验室的车间也为他们帮了大忙。1953年元旦刚过,华生和克里克就制出了一个新模型,在两股糖与磷酸的螺旋链之间,夹着一一相同的硷基。

A基与A基相对,T基与T基相对。这种模型倒是符合已知的资料,但是构型憋扭,因碳基分子大小不同,使两条外骨架发生了扭曲。华生坐在桌旁。对着这个奇怪的模型陷入沉思。他想神秘的DNA应该是

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