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 探索DNA双螺旋结构的竞赛(四)

沃森、克里克成功的重要原因之一是他们选择了正确的研究途径——以类似于儿童搭积木的方法构建DNA结构的模型  在三组DNA结构研究人员中,沃森和克里克资历最浅,知识与经验最缺乏,也没有进行过相关的实验,而且DNA结构不是他们的本职研究课题,但他们却在这场科学竞赛中赢得了胜利。美国化学家鲍林与他所建立的蛋白质多肽链α螺旋结构模型。

  克里克与沃森认为:当时的X射线晶体衍射技术水平尚不足以清晰显示生物大分子较为复杂的三维图像,仅靠数学计算,难以确定大分子中所有原子的准确位置。如果设想DNA分子呈螺旋状,则不妨依据X射线衍射图上的几组数据,先构建出分子模型的大模样,再不断调整其中原子排列的细节,直到其与真实分子的衍射图十分接近为止,此时得到的即应是DNA的实际立体结构。

  不久,克里克、沃森得知美国化学家鲍林正是依据结构化学的简单原理,通过构建分子模型的途径,发现了蛋白质多肽链的α螺旋结构。这更使他们确信:解决DNA分子结构之路在于构建模型。

沃森在实验室  1951年11月,沃森听了富兰克琳关于DNA结构的学术报告。沃森和克里克认识到他们要从事DNA的结构分析研究,由于并非他们份内的工作,没有研究经费,也没有从实验中直接得到数据的条件,只能利用别人的数据进行分析,从而建立自己分子结构模型。他们很快就提出了一个三股螺旋的DNA 结构的设想。

  但当他们请威尔金斯和富兰克琳来讨论这个模型时,富兰克琳当即指出DNA结构应是双螺旋,而且他们把DNA的含水量少算了一半。剑桥大学卡文迪什实验室新楼。这里先后诞生了26位诺贝尔科学奖获得者,是世界著名的研究机构。这是由于沃森在听富兰克琳的报告时没有做记录,富兰克琳估算出DNA分子中每个核苷酸是由8个水分子环绕着的,而沃森却用脑子记成了每一段的DNA分子含有8个水分子。于是第一个模型宣告失败。

  1952年12月,鲍林宣布建立了DNA分子的结构模型。但他也犯了与沃森、克里克同样的错误,是一个三螺旋模型。

 

克里克(左二)与肯德鲁(左四)、富兰克琳(右三)、肯德鲁(右一)等人在一次学术会议上的合影。

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