遗传乐章——DNA的故事

　　自古以来，生命的起源就是人们心中的谜团。人们怀着好奇心和无穷的想象力，描绘出一个又一个古老又美丽的神话。1859年英国生物学家达尔文发表了《物种起源》这一伟大著作，第一次用大量的事实和系统的理论论证了生物进化的规律。“进化论”彻底推翻了上帝造物的神话，被誉为19世纪的三大自然科学发现之一。

　　“种瓜得瓜，种豆得豆”，“一龙生九子，九子各不同”，人们对于生命中的遗传和变异现象越来越关注，并且越来越渴望知道藏在这些现象背后的本质。是什么，操控着物种性状的代代相传？是什么，谱写着每个独一无二的生命乐章？

　　1928年，英国细菌学家格里菲斯进行了肺炎双球菌的转化实验。其中，光滑形的菌株有毒，在小鼠体内导致败血症，并使小鼠死亡；粗糙形的菌株无毒，在人或动物体内不会致病。令人惊奇的是，格里菲斯将无毒活细菌与有毒死细菌的混合物注入小鼠体内，小鼠也死亡了。这说明，有毒死细菌内有一种物质能引起无毒活细菌转化产生有毒菌，那么，这种物质是什么呢？1944年美国细菌学家艾弗里等人在格里菲斯实验的基础上进行更深的探究，把有毒菌中的各种化合物提取并分离，单独作用于无毒菌。最终发现只有有毒菌DNA和无毒菌混合培养才会出现有毒菌。由此，科学家们初步得出DNA是遗传物质的重要结论。

　　随后，1952年，德裔美国生物学家、物理学家德尔布鲁克，意大利裔美国生物学家卢里亚，美国遗传学家赫尔希进行了噬菌体侵染细菌实验，他们用放射性同位素分别标记了噬菌体DNA上的磷元素和蛋白质上的硫元素，实验结果发现噬菌体注入细胞体内的是磷元素标记物，从而证明了DNA是遗传物质。这个伟大的结论使长久不被人们重视的DNA变成了生命领域光彩夺目的主角，同时进一步阐明DNA的结构和功能成了科学家们最迫切的任务。

　　这时，美国加州理工学院的鲍林，英国剑桥大学国王学院的富兰克林和威尔金斯，剑桥大学卡文迪什实验室的沃森与克里克同时进行着对DNA的研究。鲍林秉持着错误的观点——DNA分子是由三股螺旋组成的，于是误入歧途。女生物学家富兰克林认定DNA是双螺旋结构，并且运用X射线衍射技术拍摄到了清晰漂亮的DNA晶体的衍射图谱。她和威尔金斯提出“DNA分子中的磷酸根在外侧，碱基在内侧”，计算出了DNA分子内部结构的轴向与距离和螺旋的直径与长度，这些结论为DNA双螺旋结构模型的建立提供了重要依据。一个偶然的机会，富兰克林的DNA衍射照片被沃森与克里克看到了，并大大激发了他们的灵感。沃森、克里克认为，当时的技术并不能得到DNA的具体三维图像，只能依据X射线衍射图上的数据构建出分子模型，再调整原子排列的细节。他们完善了富兰克林和威尔金斯的想法：DNA分子有两条主链，磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架，互相平行而方向相反；碱基在螺旋内侧，两两对应。随后，他们开始在办公室里，尝试用铁皮和铁丝搭建模型。终于，1953年2月28日，第一个DNA双螺旋的模型诞生了！