沃森(3)〈發現DNA雙螺旋〉江銘輝 五夢網
七、發現DNA雙螺旋其他重要人物
衍射是指波遇到障礙物時偏離原來直線傳播的物理現象。
X射線波長與固體中的原子間距大致相同。X射線衍射圖像,是研究分析物質內部結構的有力工具性質。
大部分的科學家常用X射線的衍射來找出原子是如何連結在一起組成分子。
DNA是脫氧核醣核酸(deoxyribose nucleic acid)的縮寫,它由兩股螺旋長鏈構成。這長鏈上有種鹼基,即:A(adenine:腺嘌呤),T(thymine:胸腺嘧啶),C(cytosine:胞嘧啶)和G(guanine:鳥嘌呤),兩股長鏈之間以A和T成對,G和C成對的方式牽住。也就是說,如果單股螺旋上的排列順序是ACGT,相對的另外一股的排列順序一定是TGCA。DNA就以這4個「密碼」的排列順序來傳遞遺傳的資訊。(圖3)
圖3:DNA模型示意圖
沃森和克里克找了第三位伙伴,莫里斯‧威爾金斯(Maurice Wilkins,圖4)來幫忙他們的研究。威爾金斯任職於倫敦大學,用X射線研究DNA已有一段時間;他認為DNA的原子應該是以螺旋形排列,但他並不能正確地指出原子是如何組合的。
圖4:威爾金斯(摘自維基百科)
莫里斯·威爾金斯 (Maurice Hugh Frederick Wilkins),出生於紐西蘭是一位英國分子生物學家,專注於磷光、雷達、同位素分離與X光繞射等領域。其在倫敦國王學院期間解開了DNA分子結構,以及一些相關研究,使其與克里克、沃森共同獲得了1962年的諾貝爾生理學或醫學獎。他在國王大學的同事羅莎琳·富蘭克林,也是這項研究的主要貢獻者之一,但因病逝世,無緣得獎。
羅莎琳‧愛爾西‧富蘭克林只活38歲(Rosalind Elsie Franklin,圖5),是一位英國物理化學家與晶體學家。1951年1月,羅莎琳開始在國王學院進行研究工作,她所任職的部門是醫學研究委員會(Medical Research Council,簡寫為MRC)中,由物理學家約翰‧藍道爾主持的生物物理研究單位。原本羅莎琳的研究主題應該是蛋白質的X射線晶體繞射,不過到了國王學院之後,藍道爾重新指派她投入DNA化學結構的研究。這所實驗室還有另外兩位成員正在進行這項研究工作,分別是莫里斯·威爾金斯與他的學生雷蒙·葛斯林。她所做的研究,專注於DNA、病毒、煤炭與石墨等物質的結構。1952年5月她所拍攝的DNA晶體繞射圖片「照片51號」,以及關於此物質的相關數據, 1953年1月,威爾金斯將照片51號拿給華生過目,並且詳細的解釋相關的研究結果。這是沃森與克里克解出DNA結構的關鍵線索。在2003年,國王學院將新大樓命名為富蘭克林—威爾金斯館(Franklin-Wilkins Building)時,華生在命名演說中說道:「羅莎琳的貢獻是我們能夠有這項重大發現的關鍵。」
圖5:羅莎琳‧愛爾西‧富蘭克林(摘字維基百科)
當羅莎琳進入實驗室時,威爾金斯正好前去度假。雖然藍道爾曾在一封信中指派富蘭克林獨立研究DNA,並且從威爾金斯手中接收研究。但是威爾金斯並未看過,當威爾金斯回到國王學院之後,便與羅莎琳產生誤會。羅莎琳認為她是自己的助手,而羅莎琳則認為威爾金斯不應干涉她的工作。