本文系生物谷原創(chuàng)編譯，歡迎分享，轉(zhuǎn)載須授權(quán)！

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自從James Watson和Francis Crick在Nature期刊上發(fā)表標(biāo)題為“Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid”的論文以來，時間已過去了65年?；蛘撸唵蔚卣f，這篇論文首次描述了我們今天所知道的DNA結(jié)構(gòu)。

在1953年之前，發(fā)現(xiàn)DNA的實(shí)際形狀是一群意志堅定的不存在密切關(guān)聯(lián)的科學(xué)家的最高目標(biāo)，他們的努力最終以Watson和Crick在Nature期刊上發(fā)表這篇論文而告終。他們的成功之路簡直就是一段顛簸的旅程，涉及難堪、誤解和一定的藝術(shù)才能。

圖片來自Zephyris/wikipedia。

到1944年時，人們已知遺傳信息儲存在DNA中，我們當(dāng)時也知道RNA的存在，盡管我們并不真正了解它們的功能。實(shí)際上，1954年，在Watson和Crick描述了DNA的結(jié)構(gòu)之后，Watson與物理學(xué)家George Gamow組建了一個旨在破譯它的小組。 這個小組是“Gamow的各種各樣的朋友組成的”，它的成員人數(shù)達(dá)到了20人---就像氨基酸一樣，是的，每個人都是一個特定的氨基酸：Watson是脯氨酸，Crick是酪氨酸和物理學(xué)家Richard Feynman是甘氨酸。

第一張DNA X射線衍射圖由Florence Bell和William Astbury在1938年獲得，他們將相應(yīng)的形狀描述為“一連串扁平的與DNA分子的長軸垂直地向外伸出的核苷酸緊密地排列在一起而形成的一種相對剛性的結(jié)構(gòu)”。大致來說，就是梳子的形狀。

1951年事情發(fā)生了巨大變化，當(dāng)時一直在研究越來越精確的X射線衍射圖的Rosalind Franklin在英國倫敦國王學(xué)院展示了DNA的衍射圖片。當(dāng)時與劍橋卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的Francis Crick一起工作的Jim Watson出席了那次演講，并向Crick匯報了這一點(diǎn)。他們很快構(gòu)建出一種DNA結(jié)構(gòu)模型。它的形狀類似于螺旋形，但是三條鏈緊密地纏繞在一起，堿基向外伸出。

Crick和Watson對他們自己的結(jié)構(gòu)模型感到非常興奮而沒有認(rèn)識到它是錯誤的：Watson記錯了那次演講的內(nèi)容，而且他們對含水量的猜測是錯誤的，這導(dǎo)致他們構(gòu)建出的DNA形狀是錯誤的。當(dāng)他們邀請包括Rosalind Franklin在內(nèi)的一小群人來觀看他們提出的嶄新的結(jié)構(gòu)模型時，他們最終感到難堪并被他們的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人William Bragg禁止從事DNA研究。

1952年，Linus Pauling和Robert Corey構(gòu)建出一種競爭性的結(jié)構(gòu)模型，它的形狀與Crick和Watson提出的結(jié)構(gòu)模型相相似，但同樣也是錯誤的。Bragg格因?qū)λ母偁帉κ秩〉玫某晒Ω械骄趩?，便允許Crick和Watson重新開始研究DNA。

1953年，Crick和Watson通過分子生物學(xué)家Max Perutz獲得了Rosalind Franklin收集的新數(shù)據(jù)。盡管這些數(shù)據(jù)清楚地提示著堿基旋轉(zhuǎn)角應(yīng)該是36°，但是Watson再一次錯誤理解了這些數(shù)據(jù)，并試圖構(gòu)建一條具有18°堿基旋轉(zhuǎn)角的可形成半雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA鏈。多虧當(dāng)時的博士生Jerry Donohue的評論，F(xiàn)rancis開始構(gòu)建一種具有36°堿基旋轉(zhuǎn)角的DNA結(jié)構(gòu)模型，將堿基分配在DNA雙螺旋的兩條鏈之間。沃森在他的早先的嘗試中已發(fā)現(xiàn)成對的堿基AT和GC具有相同的形狀。Crick從中推斷出這些DNA鏈必須是反平行的。DNA的現(xiàn)代形狀就此誕生了。

于是他們準(zhǔn)備好第二次也是更為成功的觀看邀請：除了Franklin之外，Wilkins、Dorothy Hodgkin和Linus Pauling也在場觀看了。這些結(jié)果此后不久就發(fā)表在Nature期刊上。

這篇Nature論文包含了Francis Crick的妻子Odile（她是一位藝術(shù)家）繪制的第一幅DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)圖。最后，一幅金色的雙螺旋結(jié)構(gòu)圖裝飾在Cricks家的入口處來歡迎他們的經(jīng)常到訪的客人。

如今，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)不僅僅是一種微觀有機(jī)結(jié)構(gòu)模型：它象征著我們當(dāng)前對我們自己的理解的支柱。它是進(jìn)化的主要支柱：它代表我們的歷史，影響我們的行為并為我們的未來提供線索。在當(dāng)前的使用中，它也意味著我們可以優(yōu)雅地稱之為“本質(zhì)（essence）”的東西：我們說性狀存在于某個人的DNA中就像是說它是這個人的一個不可逃避的部分。這種基本性質(zhì)也在它的比喻用法中展現(xiàn)出來：DNA就好比是于物體、公司、政治運(yùn)動和藝術(shù)運(yùn)動。DNA的這種符號，即優(yōu)雅地纏繞在一起的梯子，使得世界各地的科學(xué)出版物變得優(yōu)雅，已成為知識的強(qiáng)大象征。

原始出處：

The convoluted history of the double-helix

J. D. WATSON & F. H. C. CRICK. Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature, 25 April 1953, 171:737–738, doi:10.1038/171737a0

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