紫外趣谈 | DNA双螺旋结构的发现（文末福利）

来源：梅特勒托利多科技（中国）有限公司分类：商机 2021-05-15 16:46:35 850阅读次数

早在19世纪，现代基因学之父孟德尔推断遗传是微粒式的，即每个亲本将颗粒或者遗传单位传给子代，我们现在称这些颗粒为基因。

20世纪初，染色体携带基因的观点，即遗传的染色体理论被科学家广泛接受。染色体主要由脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）和蛋白质组成。一开始，人们认为DNA是单调的分子，从而倾向于认为蛋白质是遗传物质。

1944年，美国微生物学家Oswald Avery及其同事在1928年Frederick Griffith肺炎链球菌转化实验的基础上，进一步证明了DNA就是携带遗传物质的多聚物，使DNA作为遗传物质，处于生命研究Z核心的位置。

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那么，DNA的三维结构究竟是怎样的呢？许多研究者致力于揭示DNA的结构，开启了一场科学界的赛跑：加州理工学院的理论化学家莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）是众多对DNA结构感兴趣的科学家之一。另一个研究小组是伦敦国王学院的莫里斯·威尔金斯（Maurice Wilkins）和女科学家罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）的团队，他们利用X射线衍射技术分析DNA的三维结构。1951年，年仅23岁的詹姆斯·沃森（James Watson）博士毕业后前往英国剑桥大学进修，在这里遇到了正在准备博士论文的弗朗西斯·克里克（Francis Crick），两人一拍即合，从1951年10月也开始转向DNA结构方向。

1952年5月，富兰克林拍到了一张B型DNA的X射线晶体衍射照片，也就是著名的“照片51号”。这或许是解释DNA结构之谜Z关键的一幕。

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1953年1月30日，威尔金斯将富兰克林于1952年拍摄所得的这张照片分享给了沃森。沃森与克里克深受富兰克林这张“51号照片”的启发，结合之前所作的理论研究，抢先一步于69年前的今天，也就是1953年4月25日，在《自然》杂志上发表了一篇论文《Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid》（核酸的分子结构——DNA的结构），S次揭示了脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋结构。至此，关于遗传物质的争论便彻底结束。

沃森和克里克提出DNA是一种双螺旋（double helix）——两条DNA链互相缠绕。更重要的是，每条链的碱基都位于螺旋的内部，一条链上的碱基以一种非常专一的方式与另一条链上的碱基配对。DNA中只有4种不同的碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。无论在哪一条链的任何地方发现一个A，在另一条链上总会有一个T；无论在哪一条链的任何地方发现一个G，在另一条链上就总会有一个C。也就是说，这两条链是互补的，如果我们知道一条链的碱基顺序，就自然会知道另一条链的碱基顺序。这种互补性使DNA能够被忠实地复制。