生物学史上的历史性发现

1928年4月6日，沃森出生于美国芝加哥。1951年，他来到英国剑桥长文迪什实验室，在这里，他遇到了英国科学家克里克，从此开始了他们特殊的结合。由于两人相互补充，相互启发以至互相批评，从而导致两年后 DNA结构之谜的被揭开。1944年，艾弗里通过转化实验证明DNA是遗传物质，在此之前，人们一直认为蛋白质是遗传的物质基础。艾弗里的实验是将S型（光滑型）肺炎球菌分成蛋白质、DNA和荚膜三部分，让不同组分分别与活的R 型（粗糙型）菌混合，结果只有DNA才能使R型转成S型。如用DNA酶处理DNA，则不出现转化现象。既然DNA是遗传物质，那么其结构是怎样的呢？它又是怎样来实现其遗传传递作用的？这些问题随即就成为人们关注的焦点。通过研究已经知道，DNA 是由四种核苷酸组成的，即腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶与胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。由X射线衍射的图片分析可知，DNA 分子是细长的，由两条链组成，且互相平行。查伽夫对不同生物DNA分子研究的结果表明，DNA分子中T（胸腺嘧啶）+C（胞嘧啶）含量总是等于A（腺嘌呤）+G（鸟嘌呤）的含量，A量总是等于 T 量，C量总是等于 G 量，而 A+T不一定与G+C量相等。在查伽夫等研究结果及威尔金斯小组提供的一些DNA分子X射线衍射照片基础上，沃森与克里克开始组建DNA分子的结构模型。他们试建了好多种方式，但总有些地方与已知数据不符。1953年2月，沃森得到威尔金斯小组提供的一张极出色的X射线衍射图片，经仔细分析，他们终于得出结论，DNA分子为一右旋双螺旋结构，螺旋的直径约20A（埃），沿着螺旋角34A（埃），完成一个螺距，每个螺距由十个核苷酸组成。两条链之间，A只能与T配对，G总是与C配对，其中A与T由两条氢键相连，G与C有三条氢键相连（如图）。1953年4月25日，他们的这一重大发现发表在英国《自然》杂志上，同期发表的还有由富兰克林女士所提供的出色的DNA分子X射线衍射照片。DNA 双螺旋结构的发现，是二十世纪人类最重大的发现之一，它促进了整个生命科学研究的迅猛发展。1962年，沃森与其合作者克里克及威尔金斯一道获得了诺贝尔生理及医学奖。