偉大的雙螺旋watson crick

1、偉大的雙螺旋偉大的雙螺旋 1953年年2月月28日中午，劍橋大學(xué)的兩位年輕的科學(xué)家弗朗日中午，劍橋大學(xué)的兩位年輕的科學(xué)家弗朗 西斯西斯克里克和詹姆斯克里克和詹姆斯沃森步入老鷹酒吧，宣布他們的發(fā)沃森步入老鷹酒吧，宣布他們的發(fā) 現(xiàn)：現(xiàn)：DNA是由兩條核苷酸鏈組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。是由兩條核苷酸鏈組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 這家著名的酒吧位于劍橋大學(xué)國王學(xué)院斜對面，酒吧的標(biāo)這家著名的酒吧位于劍橋大學(xué)國王學(xué)院斜對面，酒吧的標(biāo) 志是一只展開翅膀的老鷹，英文名字就叫志是一只展開翅膀的老鷹，英文名字就叫TheEaglePub。 現(xiàn)在酒吧門口專門有一個(gè)介紹這段歷史的牌子。當(dāng)時(shí)沃森現(xiàn)在酒吧門口專門有一個(gè)介紹這段歷史的牌子。

2、當(dāng)時(shí)沃森 和克里克在劍橋大學(xué)非常普通，甚至有些不得志，沃森才和克里克在劍橋大學(xué)非常普通，甚至有些不得志，沃森才 25歲，克里克也不過歲，克里克也不過37歲。他們甚至連一歲。他們甚至連一 個(gè)正式宣布成果個(gè)正式宣布成果 的場合都很難找到，到酒吧宣布如此偉大的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)總給的場合都很難找到，到酒吧宣布如此偉大的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)總給 人一種滑稽的感覺，幸好劍橋人的素質(zhì)很高，當(dāng)時(shí)并沒有人一種滑稽的感覺，幸好劍橋人的素質(zhì)很高，當(dāng)時(shí)并沒有 人把他們當(dāng)成瘋子轟走。人把他們當(dāng)成瘋子轟走。 科普作家科普作家Freeland和和Judson把發(fā)現(xiàn)把發(fā)現(xiàn)DNA 結(jié)構(gòu)稱結(jié)構(gòu)稱 為為創(chuàng)世紀(jì)的第八天創(chuàng)世紀(jì)的第八天。 Crick和和w

3、atson就是這就是這“第八天第八天”的開創(chuàng)者，是他們的開創(chuàng)者，是他們 打開了分子生物學(xué)的大門，人類社會(huì)為之一變?？茖W(xué)打開了分子生物學(xué)的大門，人類社會(huì)為之一變?？茖W(xué) 界所能提供的最高榮譽(yù)界所能提供的最高榮譽(yù)1962年的諾貝爾獎(jiǎng)年的諾貝爾獎(jiǎng) 否認(rèn)核酸是遺傳物質(zhì)的科學(xué)家的主要論據(jù)是：否認(rèn)核酸是遺傳物質(zhì)的科學(xué)家的主要論據(jù)是：“核酸怎么核酸怎么 能夠用四種核苷酸來包含生物界如此繁復(fù)的基因，既然蛋能夠用四種核苷酸來包含生物界如此繁復(fù)的基因，既然蛋 白質(zhì)是功能的執(zhí)行者，核酸怎么能夠把信息傳遞出去？白質(zhì)是功能的執(zhí)行者，核酸怎么能夠把信息傳遞出去？” 首先需要解決的問題是核酸的結(jié)構(gòu)首先需要解決的問題是核酸的結(jié)

4、構(gòu) 核酸分子量通常很大，比蛋白質(zhì)還要大，那么這條長鏈在核酸分子量通常很大，比蛋白質(zhì)還要大，那么這條長鏈在 空間到底是什么樣的結(jié)構(gòu)呢？空間到底是什么樣的結(jié)構(gòu)呢？ 通常提到通常提到DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，人們通常想到的是兩個(gè)人：的雙螺旋結(jié)構(gòu)，人們通常想到的是兩個(gè)人： Crick和和watson；因發(fā)現(xiàn)；因發(fā)現(xiàn)DNA的構(gòu)象而獲的構(gòu)象而獲1962年諾貝爾生理年諾貝爾生理 醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的有三個(gè)人，醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的有三個(gè)人， Crick、watson和和M. H. F. Wilkins； Watson 在他著名的回憶錄在他著名的回憶錄雙螺旋雙螺旋中這樣說：中這樣說：“雙螺旋雙螺旋 結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)不象報(bào)紙上說得那么簡單，它是五個(gè)

5、人之間的事結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)不象報(bào)紙上說得那么簡單，它是五個(gè)人之間的事 情：情：Wilkins、Franklin 、L.Pauling、Crick和我。和我?！?為什么擁有為什么擁有X衍射照片的衍射照片的R. Franklin沒有發(fā)現(xiàn)，而沒有發(fā)現(xiàn)，而Crick和和 watson在看過她的照片后一鳴驚人？為什么對結(jié)構(gòu)有深刻在看過她的照片后一鳴驚人？為什么對結(jié)構(gòu)有深刻 研究且剛剛闡明蛋白質(zhì)的研究且剛剛闡明蛋白質(zhì)的-螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋結(jié)構(gòu)的L.Pauling在這場競在這場競 爭中會(huì)落到了后面？科學(xué)家們最想知道的是：怎樣才能從爭中會(huì)落到了后面？科學(xué)家們最想知道的是：怎樣才能從 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出隱藏在背后的真理？實(shí)驗(yàn)

6、數(shù)據(jù)中找出隱藏在背后的真理？ 無數(shù)科學(xué)家都曾經(jīng)思考過這樣一個(gè)問題：為什么發(fā)現(xiàn)雙螺無數(shù)科學(xué)家都曾經(jīng)思考過這樣一個(gè)問題：為什么發(fā)現(xiàn)雙螺 旋結(jié)構(gòu)的會(huì)是旋結(jié)構(gòu)的會(huì)是Crick和和watson，他們一個(gè)還在為博士論文，他們一個(gè)還在為博士論文 掙扎，另一個(gè)不過剛剛掙扎，另一個(gè)不過剛剛25歲？歲？ Francis Harry Compton Crick 于于1916年出生在英格蘭的年出生在英格蘭的 諾薩姆敦，他的父親是個(gè)商人，專營鞋類。第一次世界大戰(zhàn)諾薩姆敦，他的父親是個(gè)商人，專營鞋類。第一次世界大戰(zhàn) 后英國百夜蕭條，后英國百夜蕭條，Crick 鞋廠是數(shù)千個(gè)破產(chǎn)的公司之一。鞋廠是數(shù)千個(gè)破產(chǎn)的公司之一。 Cr

7、ick 的父親決定舉家遷到倫敦，雖然在那里的生活不能和的父親決定舉家遷到倫敦，雖然在那里的生活不能和 舊時(shí)相比，但父親的另一個(gè)心愿實(shí)現(xiàn)了，家中的男孩都得到舊時(shí)相比，但父親的另一個(gè)心愿實(shí)現(xiàn)了，家中的男孩都得到 了更好的教育。了更好的教育。 Crick 自幼顯示出了對物理和數(shù)學(xué)的熱愛和天分，他的中自幼顯示出了對物理和數(shù)學(xué)的熱愛和天分，他的中 學(xué)校長回憶說，學(xué)校長回憶說，Crick 是一個(gè)：是一個(gè)：“非常能干非常能干”且且“自許甚自許甚 高高”的學(xué)生，他高亢刺耳的笑聲和口若懸河的本事令他對的學(xué)生，他高亢刺耳的笑聲和口若懸河的本事令他對 印象深刻。校長的回憶是準(zhǔn)確的，印象深刻。校長的回憶是準(zhǔn)確的，Cr

8、ick 的笑聲和他的健的笑聲和他的健 談為他日后的工作增添了許多麻煩談為他日后的工作增添了許多麻煩 在在Crick的博士工作即將完成時(shí)，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)了，的博士工作即將完成時(shí)，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)了， Crick 的命運(yùn)也隨之改變。他被迫中斷研究，前往特丁的命運(yùn)也隨之改變。他被迫中斷研究，前往特丁 頓的海軍總部研究實(shí)驗(yàn)室報(bào)道，研究能夠躲過德軍反水頓的海軍總部研究實(shí)驗(yàn)室報(bào)道，研究能夠躲過德軍反水 雷裝置的水雷。只要德國發(fā)現(xiàn)一種可以偵測并摧毀英國雷裝置的水雷。只要德國發(fā)現(xiàn)一種可以偵測并摧毀英國 水雷的方法，該實(shí)驗(yàn)室就需要研究出另一種新式的水雷。水雷的方法，該實(shí)驗(yàn)室就需要研究出另一種新式的水雷。

9、Crick 在大學(xué)學(xué)院獲得理學(xué)學(xué)士后，繼續(xù)學(xué)習(xí)他喜歡在大學(xué)學(xué)院獲得理學(xué)學(xué)士后，繼續(xù)學(xué)習(xí)他喜歡 的物理，他研究的主題是水在高溫時(shí)的凝滯性。的物理，他研究的主題是水在高溫時(shí)的凝滯性。 在研究水雷中，在研究水雷中，Crick的天才便脫穎而出，他具有一種特的天才便脫穎而出，他具有一種特 殊的能力，可以洞悉復(fù)雜而困難的問題，并適時(shí)提出新殊的能力，可以洞悉復(fù)雜而困難的問題，并適時(shí)提出新 穎實(shí)用的方案。穎實(shí)用的方案。 但但Crick在實(shí)驗(yàn)室中并不受歡迎，因?yàn)樗３８嬖V他的同事說，在實(shí)驗(yàn)室中并不受歡迎，因?yàn)樗３８嬖V他的同事說， 他們所討論的內(nèi)容都是沒有用的東西。大戰(zhàn)結(jié)束后，他們所討論的內(nèi)容都是沒有用的東西。

10、大戰(zhàn)結(jié)束后，Crick被派被派 前往倫敦的海軍情報(bào)部，他的研究主題是粒子物理或量子物理在前往倫敦的海軍情報(bào)部，他的研究主題是粒子物理或量子物理在 生物上的應(yīng)用。這是生物上的應(yīng)用。這是Crick第一次正式地與生物學(xué)打交道。第一次正式地與生物學(xué)打交道。 1947年秋，年秋，Crick來到劍橋的來到劍橋的Stramgeways實(shí)驗(yàn)室，從事細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室，從事細(xì)胞 方面的研究。雖然方面的研究。雖然Stramgeways實(shí)驗(yàn)室的研究條件很不錯(cuò)，但實(shí)驗(yàn)室的研究條件很不錯(cuò)，但 它并不合它并不合Crick的意。因?yàn)樗矚g的物理和化學(xué)派不上用場。的意。因?yàn)樗矚g的物理和化學(xué)派不上用場。 年底，在年底，在J. K

11、endrew的建議下的建議下Crick發(fā)表了一個(gè)演講，題為發(fā)表了一個(gè)演講，題為 令人瘋狂的探求令人瘋狂的探求。在他。在他20分鐘的演講中，分鐘的演講中，Crick直截了當(dāng)直截了當(dāng) 地告訴地告訴Perutz、Bragg和和Kendrew，他們的方法和結(jié)論是錯(cuò)，他們的方法和結(jié)論是錯(cuò) 誤的，完全沒有顧及三位科學(xué)家的面子（誤的，完全沒有顧及三位科學(xué)家的面子（Bragg于于1905年獲年獲 諾貝爾物理獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人；諾貝爾物理獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人；Perutz和和 Kendrew于于12年后同獲年后同獲1962年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）。年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）。 不久后，他轉(zhuǎn)到卡文迪許實(shí)驗(yàn)

12、室用不久后，他轉(zhuǎn)到卡文迪許實(shí)驗(yàn)室用X射線分析蛋白質(zhì)晶體結(jié)射線分析蛋白質(zhì)晶體結(jié) 構(gòu)的構(gòu)的M. Perutz小組，物理學(xué)和生物學(xué)的結(jié)合部。在卡文迪許小組，物理學(xué)和生物學(xué)的結(jié)合部。在卡文迪許 實(shí)驗(yàn)室的第一年內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室的第一年內(nèi)，Crick全心投入到一個(gè)完全陌生的主題全心投入到一個(gè)完全陌生的主題 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)X射線衍射中。射線衍射中。 Crick之所以沒有被趕走，是因?yàn)槿豢茖W(xué)家很快了解到之所以沒有被趕走，是因?yàn)槿豢茖W(xué)家很快了解到Crick的的 批評是完正確的。但批評是完正確的。但Crick在實(shí)驗(yàn)室并不如意，他健談的毛病和在實(shí)驗(yàn)室并不如意，他健談的毛病和 缺乏應(yīng)有禮貌的特點(diǎn)讓他差點(diǎn)丟掉在卡文迪許實(shí)驗(yàn)

13、室的位置。他缺乏應(yīng)有禮貌的特點(diǎn)讓他差點(diǎn)丟掉在卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的位置。他 沒有遇到一個(gè)能真心聽他宣講的人，直到?jīng)]有遇到一個(gè)能真心聽他宣講的人，直到Watson的出現(xiàn)。的出現(xiàn)。 Watson比比Crick小小12歲，于歲，于1928年出生于美國的芝加哥。少年出生于美國的芝加哥。少 年時(shí)的年時(shí)的Watson才智過人，才智過人，15歲從高中畢業(yè)，隨即進(jìn)入芝加歲從高中畢業(yè)，隨即進(jìn)入芝加 哥大學(xué)學(xué)習(xí)，四年后獲得哲學(xué)及理科兩項(xiàng)學(xué)士學(xué)位。但哥大學(xué)學(xué)習(xí)，四年后獲得哲學(xué)及理科兩項(xiàng)學(xué)士學(xué)位。但 Watson的理想不是從事科學(xué)，他對大自然抱著極為濃厚的的理想不是從事科學(xué)，他對大自然抱著極為濃厚的 興趣，最大的心愿是能成

14、為紐約市的美國自然歷史博物館館興趣，最大的心愿是能成為紐約市的美國自然歷史博物館館 長長 在印第安那大學(xué)攻讀博士時(shí)，在印第安那大學(xué)攻讀博士時(shí)，Watson來到了當(dāng)時(shí)世界上最來到了當(dāng)時(shí)世界上最 偉大的遺傳學(xué)家之一偉大的遺傳學(xué)家之一Hermann J. Muller的身邊，和的身邊，和 Crick一樣，因?yàn)橐粯樱驗(yàn)镸uller研究的果蠅太偏向生物學(xué)的范圍，研究的果蠅太偏向生物學(xué)的范圍， Watson想了解的卻是他感興趣的基因的物理特性，想了解的卻是他感興趣的基因的物理特性，Watson 離開了離開了Muller的實(shí)驗(yàn)室。的實(shí)驗(yàn)室。 他把他的注意力轉(zhuǎn)移到了噬菌體他把他的注意力轉(zhuǎn)移到了噬菌體一種感染

15、細(xì)菌的病毒。一種感染細(xì)菌的病毒。 噬菌體是當(dāng)時(shí)的研究熱門，噬菌體是當(dāng)時(shí)的研究熱門，40年代初，某些科學(xué)家認(rèn)為噬菌年代初，某些科學(xué)家認(rèn)為噬菌 體的研究將能提供基因本質(zhì)及遺傳本質(zhì)的最佳信息。而許多體的研究將能提供基因本質(zhì)及遺傳本質(zhì)的最佳信息。而許多 敏銳的遺傳學(xué)家開始懷疑噬菌體可能就是赤裸的基因。敏銳的遺傳學(xué)家開始懷疑噬菌體可能就是赤裸的基因。 Watson加入了加入了S. Luria 和和M. Dellbruck的的“美國噬菌體美國噬菌體 小組。小組?！?2歲時(shí)，歲時(shí)，Watson順利地取得了他的博士學(xué)位。順利地取得了他的博士學(xué)位。 但不可否認(rèn)對于但不可否認(rèn)對于Watson也不能回避的一個(gè)問題就

16、是他的化學(xué)也不能回避的一個(gè)問題就是他的化學(xué) 水平和他想從事的研究不符。因此指導(dǎo)教授水平和他想從事的研究不符。因此指導(dǎo)教授S. Luria建議建議 Watson去丹麥生化學(xué)家去丹麥生化學(xué)家H. Kalckar門下做博士后工作。但在門下做博士后工作。但在 丹麥的時(shí)光，沒有給丹麥的時(shí)光，沒有給Watson一絲他想要的東西，一絲他想要的東西，H. Kalckar 對核酸根本不感興趣，他正陷在婚姻危機(jī)中，無暇對對核酸根本不感興趣，他正陷在婚姻危機(jī)中，無暇對Watson 做什么指導(dǎo)。做什么指導(dǎo)。 無聊中的無聊中的Watson在那不勒斯的一次科學(xué)會(huì)議上遇到了日后在那不勒斯的一次科學(xué)會(huì)議上遇到了日后 和他一起

17、分享諾貝爾獎(jiǎng)的和他一起分享諾貝爾獎(jiǎng)的 M. Wilkins，Watson的人生道路的人生道路 再次改變。在這次會(huì)議上，再次改變。在這次會(huì)議上，M. Wilkins展示了一些展示了一些DNA分分 子的晶體衍射照片打動(dòng)了子的晶體衍射照片打動(dòng)了Watson，他回憶說：，他回憶說：“剎那間，剎那間， 化學(xué)令我有一種莫名的興奮。化學(xué)令我有一種莫名的興奮。”如果說如果說M. Wilkins的展示的展示 打動(dòng)了打動(dòng)了Watson，那么幾天后，那么幾天后L. Pauling研究出研究出-螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu) 的新聞堅(jiān)定了的新聞堅(jiān)定了Watson的決心，他準(zhǔn)備從事晶體結(jié)構(gòu)分析的的決心，他準(zhǔn)備從事晶體結(jié)構(gòu)分析的 研究

18、了。研究了。1951年，年，Watson來到劍橋卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，遇到來到劍橋卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，遇到 了了Francis Harry Compton Crick。 他們已經(jīng)記不起第一次會(huì)面的細(xì)節(jié)，但兩人都記得，那次會(huì)面他們已經(jīng)記不起第一次會(huì)面的細(xì)節(jié)，但兩人都記得，那次會(huì)面 的確有些不尋常的事情發(fā)生了，他們同時(shí)發(fā)現(xiàn)對方對的確有些不尋常的事情發(fā)生了，他們同時(shí)發(fā)現(xiàn)對方對DNA、基、基 因、遺傳物質(zhì)的看法如此地一致，如此地與眾不同。有人形容因、遺傳物質(zhì)的看法如此地一致，如此地與眾不同。有人形容 說，他們之間甚至不需要言語，即可了解對方的想法。說，他們之間甚至不需要言語，即可了解對方的想法。 在劍橋，他們被

19、分到一間遠(yuǎn)離其他研究人員的辦公室工作，因在劍橋，他們被分到一間遠(yuǎn)離其他研究人員的辦公室工作，因 為如此一來，他們便能在為如此一來，他們便能在“不干擾其他科學(xué)家的情況下討論事不干擾其他科學(xué)家的情況下討論事 情。情。”很快地他們話題的重點(diǎn)便集中在彼此最關(guān)心的事情上，很快地他們話題的重點(diǎn)便集中在彼此最關(guān)心的事情上， 他們必須盡快找出他們必須盡快找出DNA分子的組成方式。分子的組成方式。 在劍橋，他們被分到一間遠(yuǎn)離其他研究人員的辦公室工作，在劍橋，他們被分到一間遠(yuǎn)離其他研究人員的辦公室工作， 因?yàn)槿绱艘粊?，他們便能在因?yàn)槿绱艘粊?，他們便能在“不干擾其他科學(xué)家的情況下討不干擾其他科學(xué)家的情況下討 論事情

20、。論事情。”很快地他們話題的重點(diǎn)便集中在彼此最關(guān)心的事很快地他們話題的重點(diǎn)便集中在彼此最關(guān)心的事 情上，他們必須盡快找出情上，他們必須盡快找出DNA分子的組成方式。分子的組成方式。 Crick和和Watson面前的第二個(gè)困難是沒有面前的第二個(gè)困難是沒有DNA結(jié)構(gòu)的優(yōu)先研結(jié)構(gòu)的優(yōu)先研 究權(quán)。研究究權(quán)。研究DNA結(jié)構(gòu)的工作在國王學(xué)院已經(jīng)有人在著手進(jìn)行，結(jié)構(gòu)的工作在國王學(xué)院已經(jīng)有人在著手進(jìn)行， 此人正是此人正是Watson在那不勒斯遇到的在那不勒斯遇到的M. Wilkins，他也是，他也是Crick 的好朋友。英國科學(xué)界崇尚一種紳士風(fēng)度，講求的好朋友。英國科學(xué)界崇尚一種紳士風(fēng)度，講求“公平游戲公平游

21、戲” （fair play）。一個(gè)課題如果已被研究，則其他小組不宜再從）。一個(gè)課題如果已被研究，則其他小組不宜再從 事此項(xiàng)研究。事此項(xiàng)研究。 但從某種角度上說，但從某種角度上說，Crick和和Watson的工作是建立的工作是建立 在在M. Wilkins和和R. Franklin的工作之上的。的工作之上的。Crick 和和Watson所用的晶體衍射照片都來自于國王學(xué)院所用的晶體衍射照片都來自于國王學(xué)院 M. Wilkins的實(shí)驗(yàn)室。的實(shí)驗(yàn)室。 Watson和和Crick已經(jīng)知道世界上最偉大的化學(xué)家已經(jīng)知道世界上最偉大的化學(xué)家L. Pauling 也在研究也在研究DNA結(jié)構(gòu)，他們都是結(jié)構(gòu)，他們都

22、是L. Pauling的崇拜者，對的崇拜者，對 Pauling用建立模型分析出蛋白質(zhì)用建立模型分析出蛋白質(zhì)-螺旋結(jié)構(gòu)的方法更是無比螺旋結(jié)構(gòu)的方法更是無比 敬服。他們幾乎從開始就覺得只有用敬服。他們幾乎從開始就覺得只有用Pauling的方法的方法先建先建 立可能的模型，再與立可能的模型，再與X射線衍射照片的結(jié)果比較射線衍射照片的結(jié)果比較才能分析才能分析 出出DNA結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 國王學(xué)院的研究者國王學(xué)院的研究者M(jìn). Wilkins和和R. Franklin采用的方法和采用的方法和 Watson和和Crick 的不同，他們的宗旨是讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說話。的不同，他們的宗旨是讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說話。 在搜集到足夠多的

23、數(shù)據(jù)前討論在搜集到足夠多的數(shù)據(jù)前討論DNA分子結(jié)構(gòu)是愚蠢的分子結(jié)構(gòu)是愚蠢的 對于結(jié)構(gòu)簡單、有規(guī)則的大分子，先根據(jù)鍵角、鍵長等一系對于結(jié)構(gòu)簡單、有規(guī)則的大分子，先根據(jù)鍵角、鍵長等一系 列數(shù)據(jù)有可能建立起模型，頓時(shí)可以排除許多種不可能的結(jié)列數(shù)據(jù)有可能建立起模型，頓時(shí)可以排除許多種不可能的結(jié) 構(gòu)，再和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，工作量要減輕很多構(gòu)，再和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，工作量要減輕很多 R. Franklin是位杰出的女性，她所拍是位杰出的女性，她所拍X射線衍射照片效果極佳。射線衍射照片效果極佳。 但遺憾的是，她和但遺憾的是，她和Wilkins，她的上司，合作并不愉快，幾乎到，她的上司，合作并不愉快，幾乎到 了分裂的

24、邊緣。如果說他們之間有一絲相同，那就是對待實(shí)驗(yàn)了分裂的邊緣。如果說他們之間有一絲相同，那就是對待實(shí)驗(yàn) 的態(tài)度。他們把實(shí)驗(yàn)放在第一位，把精力放在獲得高質(zhì)量的衍的態(tài)度。他們把實(shí)驗(yàn)放在第一位，把精力放在獲得高質(zhì)量的衍 射照片上。射照片上。R. Franklin作為女性更是一絲不茍，她將所得到的作為女性更是一絲不茍，她將所得到的 衍射照片根據(jù)衍射照片根據(jù)DNA晶體類型分門別類，依次研究晶體類型分門別類，依次研究 雖然雖然R. Franklin發(fā)現(xiàn)第發(fā)現(xiàn)第51號影象圖譜，號影象圖譜，B型型DNA的一張衍射照的一張衍射照 片，效果非常好，是當(dāng)時(shí)最清楚的照片。她仍然決定先完成手片，效果非常好，是當(dāng)時(shí)最清楚的

25、照片。她仍然決定先完成手 上正在做的上正在做的A型型DNA影象圖譜的分析工作。這張影象圖譜的分析工作。這張“第第51號影象號影象 圖譜圖譜”如今已經(jīng)成為了歷史文件，如今已經(jīng)成為了歷史文件，Watson和和Crick就是憑此照就是憑此照 片發(fā)現(xiàn)了片發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 DNA分子在不同的濕度條件和不同的鹽離子濃度下的空間結(jié)構(gòu)分子在不同的濕度條件和不同的鹽離子濃度下的空間結(jié)構(gòu) 不同，其中最著名的不同，其中最著名的A型、型、B型是型是R. Franklin發(fā)現(xiàn)并命名的。發(fā)現(xiàn)并命名的。 Watson和和Crick提出第一個(gè)提出第一個(gè)DNA結(jié)構(gòu)模型是在結(jié)構(gòu)模型是在1951年年 經(jīng)過一

26、系列數(shù)學(xué)運(yùn)算，他們發(fā)現(xiàn)只有幾種可能的結(jié)構(gòu)滿足這經(jīng)過一系列數(shù)學(xué)運(yùn)算，他們發(fā)現(xiàn)只有幾種可能的結(jié)構(gòu)滿足這 些數(shù)據(jù)和些數(shù)據(jù)和Cochran-Crick理論（預(yù)測晶體中的螺旋結(jié)構(gòu)），理論（預(yù)測晶體中的螺旋結(jié)構(gòu)）， 一個(gè)一個(gè)DNA分子中可能包括分子中可能包括24條鏈，這取決于條鏈，這取決于DNA鏈繞軸的鏈繞軸的 角度和半徑角度和半徑 在在Watson和和Crick的模型中幾條糖的模型中幾條糖-磷酸鏈居中，堿基指向磷酸鏈居中，堿基指向 外面。剩下來的問題是高負(fù)電荷的糖外面。剩下來的問題是高負(fù)電荷的糖-磷酸鏈如何能湊到一磷酸鏈如何能湊到一 起，起，Watson和和Crick把兩價(jià)陽離子引了進(jìn)來。把兩價(jià)陽離子引

27、了進(jìn)來。Watson開始開始 用實(shí)驗(yàn)室已有的原子模型拼湊用實(shí)驗(yàn)室已有的原子模型拼湊DNA分子，結(jié)果不令人滿意，分子，結(jié)果不令人滿意， 連接兩個(gè)核苷酸的磷酸二酯鍵可以采取各種各樣的形狀，缺連接兩個(gè)核苷酸的磷酸二酯鍵可以采取各種各樣的形狀，缺 乏晶體分子所必備的規(guī)則性乏晶體分子所必備的規(guī)則性 3條條DNA鏈互相纏繞，可以形成沿螺旋軸形成一個(gè)以鏈互相纏繞，可以形成沿螺旋軸形成一個(gè)以28埃埃 為一單元的重復(fù)結(jié)構(gòu)。為一單元的重復(fù)結(jié)構(gòu)。Watson和和Crick沉浸在歡樂之中。沉浸在歡樂之中。 接下來的事情是把國王學(xué)院的同行們請來，共同研究這個(gè)接下來的事情是把國王學(xué)院的同行們請來，共同研究這個(gè) 模型。但模

28、型。但M. Wilkins和和R. Franklin看到模型后迎面給他們看到模型后迎面給他們 潑了一盆涼水。潑了一盆涼水。R. Franklin尖銳地指出帶負(fù)電荷的磷酸基尖銳地指出帶負(fù)電荷的磷酸基 團(tuán)肯定是被一群水分子包圍，不可能有兩價(jià)陽離子立足的團(tuán)肯定是被一群水分子包圍，不可能有兩價(jià)陽離子立足的 地方地方 對于對于Watson和和Crick最不幸的不是他們的失敗，而是他最不幸的不是他們的失敗，而是他 們老板們老板Bragg的反應(yīng)。在與的反應(yīng)。在與M. Wilkins的老板談過以后，的老板談過以后， Bragg嚴(yán)重警告嚴(yán)重警告Watson和和Crick，讓他們遠(yuǎn)離，讓他們遠(yuǎn)離DNA。 接下來的

29、日子對兩位接下來的日子對兩位DNA愛好者的確難熬。他們不能公開地愛好者的確難熬。他們不能公開地 談?wù)凞NA，甚至連，甚至連M. Wilkins的名字都不能提，否則就有人懷疑的名字都不能提，否則就有人懷疑 他們還在他們還在“不務(wù)正業(yè)不務(wù)正業(yè)”。 Crick繼續(xù)做他的博士論文，否則他繼續(xù)做他的博士論文，否則他 不可能畢業(yè)；不可能畢業(yè)；Watson埋頭研究病毒，這是美國方面派他來劍埋頭研究病毒，這是美國方面派他來劍 橋的理由橋的理由 但隨著時(shí)間的推移，二位科學(xué)家的熱情再次浮出水面。他們但隨著時(shí)間的推移，二位科學(xué)家的熱情再次浮出水面。他們 沒有沒有X射線衍射數(shù)據(jù)，只有從理論上研究射線衍射數(shù)據(jù)，只有從理

30、論上研究DNA的生物功能和生的生物功能和生 物體內(nèi)信息流動(dòng)的路線。當(dāng)時(shí)物體內(nèi)信息流動(dòng)的路線。當(dāng)時(shí)DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)越來作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)越來 越多，許多其他方向的科學(xué)家也對越多，許多其他方向的科學(xué)家也對DNA發(fā)生了興趣。其中之發(fā)生了興趣。其中之 一是劍橋的理論化學(xué)家一是劍橋的理論化學(xué)家J. Grifith 與與Crick討論討論DNA作為遺傳物質(zhì)復(fù)制機(jī)理時(shí)，他們發(fā)生了爭論。作為遺傳物質(zhì)復(fù)制機(jī)理時(shí)，他們發(fā)生了爭論。 Crick認(rèn)為認(rèn)為DNA一定是自我復(fù)制，而一定是自我復(fù)制，而J. Grifith相信互補(bǔ)復(fù)制，相信互補(bǔ)復(fù)制， 即以基因作為模板產(chǎn)生一個(gè)與之互補(bǔ)的分子，就象鑰匙和鎖；即以基因作為

31、模板產(chǎn)生一個(gè)與之互補(bǔ)的分子，就象鑰匙和鎖； 接下來再以那個(gè)互補(bǔ)的分子作為模板互補(bǔ)產(chǎn)生一個(gè)與最初相接下來再以那個(gè)互補(bǔ)的分子作為模板互補(bǔ)產(chǎn)生一個(gè)與最初相 等的基因等的基因 由于由于Bragg的禁令，的禁令，Watson和和Crick不能接觸國王學(xué)不能接觸國王學(xué) 院的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)院的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 他們唯一能做的是專研化學(xué)理論，他們唯一能做的是專研化學(xué)理論，Watson當(dāng)時(shí)看得最多當(dāng)時(shí)看得最多 的就是的就是L. Pauling的的化學(xué)鍵的本質(zhì)化學(xué)鍵的本質(zhì)。在焦慮和思考中，。在焦慮和思考中， 美國傳來一個(gè)消息：美國傳來一個(gè)消息：L. Pauling已經(jīng)分析出一個(gè)已經(jīng)分析出一個(gè)DNA模型模型 卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的反應(yīng)

32、可想而知，他們沒有忘記當(dāng)他們聽卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的反應(yīng)可想而知，他們沒有忘記當(dāng)他們聽 說說L. Pauling發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)-螺旋時(shí)他們的失望和沮喪，難螺旋時(shí)他們的失望和沮喪，難 道道DNA方面方面L. Pauling又超過了英國人又超過了英國人 Pauling寄來的論文讓寄來的論文讓W(xué)atson和和Crick松了口氣，同時(shí)他們松了口氣，同時(shí)他們 也對也對L. Pauling所犯的錯(cuò)誤感到驚訝。因?yàn)樵谒傅腻e(cuò)誤感到驚訝。因?yàn)樵贚. Pauling的的 DNA模型中，也是三條模型中，也是三條DNA鏈扭纏在一起，堿基暴露在外，鏈扭纏在一起，堿基暴露在外， 和和Watson和和Crick的第一個(gè)模

33、型很相似；唯一的不同是解的第一個(gè)模型很相似；唯一的不同是解 決磷酸基團(tuán)負(fù)電荷的方法。決磷酸基團(tuán)負(fù)電荷的方法。L. Pauling的的DNA模型中磷酸模型中磷酸 基團(tuán)竟然不帶負(fù)電荷，這在生理?xiàng)l件下是根本不可能的，基團(tuán)竟然不帶負(fù)電荷，這在生理?xiàng)l件下是根本不可能的， 而且是連化學(xué)系大學(xué)本科生都知道的事實(shí)。為什么而且是連化學(xué)系大學(xué)本科生都知道的事實(shí)。為什么L. Pauling會(huì)犯如此低級的錯(cuò)誤，現(xiàn)在已不得而知會(huì)犯如此低級的錯(cuò)誤，現(xiàn)在已不得而知 L. Pauling的確沒有太把的確沒有太把DNA放在心上，而且他手頭根放在心上，而且他手頭根 本沒有分辨率清晰的本沒有分辨率清晰的X射線照片。雖然他曾向國王學(xué)

34、院索射線照片。雖然他曾向國王學(xué)院索 取，但好勝的英國人根本不讓他接近這些數(shù)據(jù)。所以取，但好勝的英國人根本不讓他接近這些數(shù)據(jù)。所以L. Pauling在這場競爭中的失敗是必然的在這場競爭中的失敗是必然的 Watson和和Crick稍稍松了口氣，但他們隨即想到的是這個(gè)稍稍松了口氣，但他們隨即想到的是這個(gè) 錯(cuò)誤不會(huì)蒙蔽錯(cuò)誤不會(huì)蒙蔽L. Pauling多久，一旦他發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤后，多久，一旦他發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤后， Pauling肯定會(huì)繼續(xù)坐在桌旁直到得到理想的肯定會(huì)繼續(xù)坐在桌旁直到得到理想的DNA模型。時(shí)模型。時(shí) 間萬分緊迫間萬分緊迫 Watson再也按捺不住自己的激動(dòng)，他沖到了倫敦的國王學(xué)再也按捺不住

35、自己的激動(dòng)，他沖到了倫敦的國王學(xué) 院，想想看看院，想想看看M. Wilkins和和R. Franklin對對L. Pauling文章的文章的 反應(yīng)。但反應(yīng)。但R. Franklin的反應(yīng)是冷淡的，她一聽說的反應(yīng)是冷淡的，她一聽說Pauling的的 模型是螺旋，就不想再聽下去了。模型是螺旋，就不想再聽下去了。Watson忍不住說：忍不住說：“一一 條長鏈多分子在空間最簡單的構(gòu)象就是螺旋形條長鏈多分子在空間最簡單的構(gòu)象就是螺旋形 Franklin只是驕傲地告訴只是驕傲地告訴Watson，讓他放棄憑空構(gòu)建模，讓他放棄憑空構(gòu)建模 型的蠢事，看看她的型的蠢事，看看她的X射線衍射照片再說。射線衍射照片再說

36、。Franklin有理有理 由驕傲，她新近結(jié)晶出一種新的由驕傲，她新近結(jié)晶出一種新的DNA晶體，拍出的照片相晶體，拍出的照片相 當(dāng)清晰，遠(yuǎn)勝于以往的那些照片。她命名這種新的當(dāng)清晰，遠(yuǎn)勝于以往的那些照片。她命名這種新的DNA晶晶 體為體為B型型DNA，而以前的，而以前的DNA晶體為晶體為A型型DNA。這張照片。這張照片 就是著名的就是著名的“第第51號影象圖譜號影象圖譜”。 是雙鏈螺旋呢，還是三鏈螺旋？生物學(xué)的直覺告訴是雙鏈螺旋呢，還是三鏈螺旋？生物學(xué)的直覺告訴 Watson認(rèn)為是雙螺旋，但認(rèn)為是雙螺旋，但Crick不接受任何不是來自核酸不接受任何不是來自核酸 鏈結(jié)構(gòu)化學(xué)以外的建議。既然現(xiàn)有的數(shù)

37、據(jù)不能說明是雙螺鏈結(jié)構(gòu)化學(xué)以外的建議。既然現(xiàn)有的數(shù)據(jù)不能說明是雙螺 旋還是三螺旋，旋還是三螺旋，Watson同意對雙螺旋和三螺旋模型給予同意對雙螺旋和三螺旋模型給予 同等的重視，當(dāng)然他要先從雙螺旋模型做起同等的重視，當(dāng)然他要先從雙螺旋模型做起 在他們緊張工作的時(shí)候，國王學(xué)院的在他們緊張工作的時(shí)候，國王學(xué)院的M. Wilkins來訪，來訪，Wilkins 表示在表示在Franklin離開前，他不會(huì)構(gòu)建離開前，他不會(huì)構(gòu)建DNA模型，因?yàn)樗麄冎g模型，因?yàn)樗麄冎g 的關(guān)系已經(jīng)惡化到不能合作的程度。盡管的關(guān)系已經(jīng)惡化到不能合作的程度。盡管Watson和和Crick 告訴告訴 他，他，Pauling可能

38、馬上就會(huì)行動(dòng)，但仍然不能改變他的決定?？赡荞R上就會(huì)行動(dòng)，但仍然不能改變他的決定。 最后最后Watson和和Crick 問問Wilkins是否介意他們利用國王學(xué)院的是否介意他們利用國王學(xué)院的 照片構(gòu)建照片構(gòu)建DNA模型，讓模型，讓W(xué)atson和和Crick激動(dòng)的是激動(dòng)的是Wilkins說：說： “不，我不介意。不，我不介意。” 建立建立“堿基中心堿基中心”的模型的關(guān)鍵是如何使安排擺在中間的堿基，的模型的關(guān)鍵是如何使安排擺在中間的堿基， 使外面的糖使外面的糖-磷酸骨架規(guī)則。磷酸骨架規(guī)則。 在一次舞會(huì)上，在一次舞會(huì)上，Watson沒有心儀的對象。他的腦筋又回到?jīng)]有心儀的對象。他的腦筋又回到 DNA上

39、，突然靈光一閃，他發(fā)現(xiàn)腺嘌呤（上，突然靈光一閃，他發(fā)現(xiàn)腺嘌呤（A）和腺嘌呤（）和腺嘌呤（A） 可以通過旋轉(zhuǎn)可以通過旋轉(zhuǎn)18度，形成度，形成2個(gè)氫鍵，同樣個(gè)氫鍵，同樣T與與T、G與與G、C與與 C之間都能形成之間都能形成2個(gè)氫鍵。那么個(gè)氫鍵。那么DNA分子是由分子是由2條完全一致的條完全一致的 DNA鏈用氫鍵連起來的，這樣鏈用氫鍵連起來的，這樣DNA分子肯定會(huì)自我復(fù)制分子肯定會(huì)自我復(fù)制 他們只要分裂開，各自的堿基吸引一個(gè)相同的堿基，就會(huì)最他們只要分裂開，各自的堿基吸引一個(gè)相同的堿基，就會(huì)最 終產(chǎn)生兩個(gè)終產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子。但這個(gè)模型也有不足，因?yàn)猷堰室确肿?。但這個(gè)模型也有不足，因?yàn)猷堰室?嘧

40、啶大得多，嘌呤對比嘧啶對要大得更多。這樣在外側(cè)的磷嘧啶大得多，嘌呤對比嘧啶對要大得更多。這樣在外側(cè)的磷 酸骨架將會(huì)在嘌呤對處向外凸，在嘧啶對處向里凹，這是個(gè)酸骨架將會(huì)在嘌呤對處向外凸，在嘧啶對處向里凹，這是個(gè) 不規(guī)則的分子。解釋自我復(fù)制的魅力讓不規(guī)則的分子。解釋自我復(fù)制的魅力讓W(xué)atson忘掉了這個(gè)不忘掉了這個(gè)不 足，他越想越鐘情于他構(gòu)建的足，他越想越鐘情于他構(gòu)建的DNA模型。他興奮地通知模型。他興奮地通知Max Perutz，他已經(jīng)找到了一個(gè)與，他已經(jīng)找到了一個(gè)與Pauling不同不同DNA模型。模型。 信發(fā)出去后不到一個(gè)小時(shí)，他就知道自己的模型是一文不值。信發(fā)出去后不到一個(gè)小時(shí)，他就知道自

41、己的模型是一文不值。 這源于與美國晶體學(xué)家這源于與美國晶體學(xué)家J. Donohue 的對話。嘌呤和嘧啶都有的對話。嘌呤和嘧啶都有 1種以上的拓?fù)洚悩?gòu)形式，種以上的拓?fù)洚悩?gòu)形式，Donohue的化學(xué)直覺告訴他的化學(xué)直覺告訴他 Watson在模型中采用的嘧啶在模型中采用的嘧啶C和和T是錯(cuò)誤的拓?fù)湫问?，所以是錯(cuò)誤的拓?fù)湫问?，所?Watson所構(gòu)想的氫鍵不成立。雖然很部情愿，但所構(gòu)想的氫鍵不成立。雖然很部情愿，但Watson不不 能對能對Donohue的意見置之不理。因?yàn)槌说囊庖娭弥焕?。因?yàn)槌薖auling， Donohue對氫鍵的了解比任何人都要多對氫鍵的了解比任何人都要多 Watson 馬上想到了馬上想到了Chargaff規(guī)則：腺嘌呤（規(guī)則：腺嘌呤（A）和胸腺）和胸腺 嘧啶（嘧啶（T）等量，而胞嘧啶（）等量，而胞嘧啶（C）與鳥嘌呤（）與鳥嘌呤（G）之間也）之間也 是等量的。更令人興奮的是是等量的。更令人興奮的是C與與G配對后的大小和配對后的大小和A-T