沃森(3)〈发现DNA双螺旋〉江铭辉 五梦网
七、发现DNA双螺旋其他重要人物
衍射是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。
X射线波长与固体中的原子间距大致相同。X射线衍射图像,是研究分析物质内部结构的有力工具性质。
大部分的科学家常用X射线的衍射来找出原子是如何连结在一起组成分子。
DNA是脱氧核醣核酸(deoxyribose nucleic acid)的缩写,它由两股螺旋长链构成。这长链上有种碱基,即:A(adenine:腺嘌呤),T(thymine:胸腺嘧啶),C(cytosine:胞嘧啶)和G(guanine:鸟嘌呤),两股长链之间以A和T成对,G和C成对的方式牵住。也就是说,如果单股螺旋上的排列顺序是ACGT,相对的另外一股的排列顺序一定是TGCA。DNA就以这4个「密码」的排列顺序来传递遗传的信息。(图3)
图3:DNA模型示意图
沃森和克里克找了第三位伙伴,莫里斯‧威尔金斯(Maurice Wilkins,图4)来帮忙他们的研究。威尔金斯任职于伦敦大学,用X射线研究DNA已有一段时间;他认为DNA的原子应该是以螺旋形排列,但他并不能正确地指出原子是如何组合的。
图4:威尔金斯(摘自维基百科)
莫里斯·威尔金斯 (Maurice Hugh Frederick Wilkins),出生于新西兰是一位英国分子生物学家,专注于磷光、雷达、同位素分离与X光绕射等领域。其在伦敦国王学院期间解开了DNA分子结构,以及一些相关研究,使其与克里克、沃森共同获得了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。他在国王大学的同事罗莎琳·富兰克林,也是这项研究的主要贡献者之一,但因病逝世,无缘得奖。
罗莎琳‧爱尔西‧富兰克林只活38岁(Rosalind Elsie Franklin,图5),是一位英国物理化学家与晶体学家。1951年1月,罗莎琳开始在国王学院进行研究工作,她所任职的部门是医学研究委员会(Medical Research Council,简写为MRC)中,由物理学家约翰‧蓝道尔主持的生物物理研究单位。原本罗莎琳的研究主题应该是蛋白质的X射线晶体绕射,不过到了国王学院之后,蓝道尔重新指派她投入DNA化学结构的研究。这所实验室还有另外两位成员正在进行这项研究工作,分别是莫里斯·威尔金斯与他的学生雷蒙·葛斯林。她所做的研究,专注于DNA、病毒、煤炭与石墨等物质的结构。1952年5月她所拍摄的DNA晶体绕射图片「照片51号」,以及关于此物质的相关数据, 1953年1月,威尔金斯将照片51号拿给华生过目,并且详细的解释相关的研究结果。这是沃森与克里克解出DNA结构的关键线索。在2003年,国王学院将新大楼命名为富兰克林—威尔金斯馆(Franklin-Wilkins Building)时,华生在命名演说中说道:「罗莎琳的贡献是我们能够有这项重大发现的关键。」
图5:罗莎琳‧爱尔西‧富兰克林(摘字维基百科)
当罗莎琳进入实验室时,威尔金斯正好前去度假。虽然蓝道尔曾在一封信中指派富兰克林独立研究DNA,并且从威尔金斯手中接收研究。但是威尔金斯并未看过,当威尔金斯回到国王学院之后,便与罗莎琳产生误会。罗莎琳认为她是自己的助手,而罗莎琳则认为威尔金斯不应干涉她的工作。