dna双螺旋结构特点(发明创造的故事(204)——DNA双螺旋结构的发现)

自从孟德尔的遗传定律被重新发现以来,人们不断探寻基因的本质。为了解答基因是什么的问题,核酸和蛋白质的研究成为了焦点。
早在1868年,核酸这一物质就已经被人们发现。在德国的化学家霍佩赛勒的实验室里,一位名叫米歇尔的研究生对带脓血的绷带产生了浓厚的兴趣。他了解到脓血是白细胞与病菌交战后的遗留物,并从中分离出了一种富含磷和氮的物质,即核酸。霍佩赛勒通过实验证实了米歇尔的发现。
到了20世纪初,科赛尔和他的两个学生琼斯和列文进一步研究了核酸的基本化学结构,认为它是由许多核苷酸组成的大分子。其中,核苷酸由碱基、核糖和磷酸构成。基于碱基的种类,核酸被分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。列文曾错误地认为四种碱基在核酸中的比例相等,从而推导出了四核苷酸假说,这一错误观点在一定程度上阻碍了人们对核酸功能的正确认识。
与此蛋白质的研究也在蓬展。进入20世纪时,构成蛋白质的20种氨基酸中已有12种被发现。科学家们设想蛋白质可能在遗传过程中起主要作用,而核酸的作用则与蛋白质紧密相连,以白的形式参与遗传。
格里菲斯通过肺炎双球菌的实验,打破了这一传统观念。他证明了死菌中的核酸具有转化活性,并将其命名为“转化因子”。艾弗里进一步验证了这一发现,并证明这种转化因子是DNA。尽管这一发现没有得到广泛承认,但德尔布吕克等科学家坚信艾弗里的发现是正确的。他们通过观察噬菌体的形态和生长过程,提供了强有力的证据支持这一观点。此后,赫尔希和蔡斯通过同位素标记技术进一步证实了DNA具有传递遗传信息的功能。与此查加夫对核酸中碱基含量的重新测定取得了重要成果,为探索DNA分子结构提供了线索。
最终,在1953年,沃森和克里克揭示了DNA双螺旋结构的分子模型,这一发现被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的成就之一。这一结构揭示了DNA作为遗传物质的基础:碱基配对原则。随后,遗传密码被完全,基因被看作是DNA大分子中的一个片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。这一认识开启了分子生物学的发展,催生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等技术,为利用生物规律造福人类铺平了道路。
