dna双螺旋结构图，螺旋dna结构图（跨学科探索擦出的火花）

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1、dna双螺旋结构图：DNA结构揭秘：跨学科探索擦出的火花

　　◎杨芊羽

　　日前，在孟德尔诞辰200年之际，清华大学科学博物馆举办了“从豌豆到人类基因组计划”线上展览，其中，脱氧核糖核酸(DNA)结构的发现史是展览的一个重要部分。

　　60年前的一个冬日，斯德哥尔摩音乐厅人头攒动，三位年轻的科学家被授予了诺贝尔生理学或医学奖，他们分别是美国的詹姆斯·沃森和英国的弗朗西斯·克里克、莫里斯·威尔金斯。他们共同分享了发现DNA双螺旋结构的成果，为“核酸分子结构及其对生物中信息传递的意义”作出了贡献。如今DNA双螺旋结构的三维模型图已经遍布于中学、大学的生物教材，成为基础教育的常识。

　　其实早在1869年，瑞士生化学家米歇尔便发现了核酸的存在，但当时人们的研究重心放在了蛋白质上，对核酸缺乏关注。主流生物学家到20世纪40年代仍认为蛋白质是研究基因的首要对象，直到1944年，艾弗里、麦克伦德和麦卡蒂发表了关于“转化因子”的重要论文，首次用实验证明了这种转化因子是DNA，才揭开了DNA是遗传物质的序幕。同年，薛定谔《生命是什么？》一书问世，提出生命研究的关键问题在于信息的传递。

　　但在沃森和克里克1953年的DNA双螺旋结构论文问世之前，科学家虽然已经承认DNA是遗传物质，却并不清楚DNA的具体结构以及它是如何传递遗传信息的。

　　1951年，沃森在剑桥大学卡文迪许实验室邂逅了他人生最志同道合的合作伙伴——同样认为DNA比蛋白质重要的克里克。两人一拍即合，并决定借鉴当时已经因发现了蛋白质α螺旋结构而小有成就的结构化学家莱纳斯·鲍林的研究方法，即制作分子模型，并由此探索原子间的关系，解决DNA结构的问题。

　　为了更高效、更精准地解密DNA分子结构，沃森和克里克还需要浏览尽量精确的X射线衍射资料，这能避免他们走很多弯路。当年伦敦国王学院的威尔金斯作为前期“垄断”英国DNA研究的人，也是X射线衍射照片的持有者。他认同了克里克关于DNA结构是螺旋状的观点，并同意给沃森和克里克共享照片。

　　后沃森又在卡文迪许实验室学习了X射线衍射技术和结晶学，以期与伦敦国王学院由威尔金斯和富兰克林组成的研究小组一起证实DNA的螺旋结构。沃森和克里克提出的第一个模型是三核苷酸链模型，然而却被富兰克林的定量测量结果全盘否定。卡文迪许实验室以糖和核酸作为中心的DNA分子模型构建一度陷入低迷。克里克的博士导师布拉格教授甚至勒令二人放弃DNA结构的研究。因此，克里克将他研究DNA结构用的夹具寄给了伦敦国王学院的威尔金斯，并希望他能继续DNA分子结构事业。威尔金斯称这一举动为“加快科学研究进程的合作精神的绝佳范例”。

　　虽然表面上卡文迪许实验室暂停了DNA研究工作，但沃森还在通过研究烟草花叶病毒中的核酸成分为DNA研究寻找灵感，并学会了用X射线照相机拍摄烟草花叶病毒显示螺旋结构的照片。

　　在沃森和克里克提出并不成功的“三核苷酸链模型”后15个月，鲍林也提出了与之类似的“三螺旋模型”，但被沃森敏锐地察觉到其不合理性：这一模型的磷酸集团没有离子化，或者说鲍林的模型中的核酸根本不能构成一种“酸”。这一发现让一直醉心于DNA分子结构研究的处在合作关系中的卡文迪许实验室和伦敦国王学院研究小组松了一口气，但同时在鲍林的竞争压力下，他们也加快了研究步伐。

　　DNA分子结构研究的转折点是著名的“51号照片”的问世。这是一张B型DNA的X射线衍射照片，由富兰克林拍摄，送给威尔金斯使用。这张照片证实了DNA的螺旋结构。沃森根据这张B型结构图，在双螺旋和三螺旋两个方向中毅然选择了双螺旋。于是1953年，沃森和克里克开始制作DNA双螺旋模型。沃森是噬菌体遗传学方面的专家，而克里克擅长物理学和数学；两人在不同科学的交叉结合下协同攻关，妥善解决了DNA分子碱基配对和氢键结合的谜题，提出了著名的DNA分子碱基互补配对原则。

　　伦敦国王学院的威尔金斯和富兰克林很快也发现他们的X射线数据可以为双螺旋结构提供强有力的证据。经过整理，沃森和克里克的论文于1953年在《自然》杂志上发表，DNA分子结构终于尘埃落定。

　　沃森、克里克和威尔金斯被授予了1962年的诺贝尔生理学或医学奖，本应共享这一成果的富兰克林因病逝世而无缘奖项，但其为DNA分子结构研究所作的贡献也当被永远铭记。这些科学家并非都来自生化领域，但都运用自己的专长推动了DNA双螺旋结构模型的诞生。可以说，DNA分子结构是物理、化学、生物、数学多学科一起擦出的智慧火花。

来源：科技日报

2、dna双螺旋结构图，螺旋dna结构图

螺旋dna结构图?1962年10月，瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔生理学或医学奖评选委员会宣布，当年的诺贝尔生理学或医学奖授予英国的莫里斯·威尔金斯、英国的弗朗西斯·克里克和美国的杰姆斯·沃森，理由是他们发现并证明了细胞核DNA的双螺旋结构，这对于研究和认识生命现象与本质具有重要的意义在基因时代，人们自然不会忘记在生命科学史上具有划时代意义的DNA双螺旋结构的发现，以及这一发现对人类了解自身，了解我们从哪里来，将要到哪里去的这些本质问题的重大意义，下面我们就来聊聊关于螺旋dna结构图?接下来我们就一起去了解一下吧!

螺旋dna结构图

1962年10月，瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔生理学或医学奖评选委员会宣布，当年的诺贝尔生理学或医学奖授予英国的莫里斯·威尔金斯、英国的弗朗西斯·克里克和美国的杰姆斯·沃森，理由是他们发现并证明了细胞核DNA的双螺旋结构，这对于研究和认识生命现象与本质具有重要的意义。在基因时代，人们自然不会忘记在生命科学史上具有划时代意义的DNA双螺旋结构的发现，以及这一发现对人类了解自身，了解我们从哪里来，将要到哪里去的这些本质问题的重大意义。

追根溯源，DNA的结构起源可能要上溯到英国物理学家阿斯特伯里。他在20世纪40年代通过X射线结晶衍射图认为，DNA分子是多聚核苷酸分子的长链排列。然而阿斯特伯里所发现的DNA图片极其不清楚，并不能真实反映DNA清晰的图像。

40年代末，英国的威尔金斯研究小组就测定了DNA在较高温度下的X射线衍射，纠正了阿斯特伯里发现的缺陷，而且初步认识到DNA是一个螺旋形的结构。但后来随着研究的发展，威尔金斯似乎再也无法深入到更深层面了解DNA的真实结构。这时罗莎琳德·弗兰克林这位具有非凡才能的物理化学家加盟到威尔金斯小组。她凭着独特的思维，设计了更能从多方面了解物质不同现象的实验方法，如获取在不同温度下的DNA的X射线衍射图。把这些各种局部的结构形状汇总，DNA的衍射图片越来越清晰，越来越全面。本来，如果弗兰克林与威尔金斯继续合作下去，成功就不会遥远，但是偏偏弗兰克林由于与威尔金斯性格不合而时常发生矛盾，最终弗兰克林退出了威尔金斯小组，开始另立门户。两强的分离使得研究的实力大大减弱，研究速度也大大减慢。

就在威尔金斯和弗兰克林对DNA结构进行研究时，一位名声更大的人物——美国化学家鲍林从1951年起就在用同样的X射线晶体衍射方法研究蛋白质的氨基酸和多肽链，最后发现了红蛋白多肽链为α螺旋链，为此他获得1954年的诺贝尔化学奖，并因此而成为全球的X射线晶体衍射权威。对科研极其感的鲍林随即将注意力转到了DNA上来，并获得了一些DNA的x射线晶体衍射图片。也许是由于实验的问题，也许是由于指导思想的问题，鲍林一直认为DNA是三螺旋结构。这让他进入了一个误区，从此再也没有走出这个死胡同，否则他会三次获诺贝尔奖（第二次是获1962年的诺贝尔和平奖）。

由于弗兰克林、威尔金斯和鲍林在当时都没能获得较大的进展，于是天降大任于克里克和沃森。但是承担这一大任的克里克和沃森在后来都承认，他们是站在了巨人的肩上。这巨人就是威尔金斯和弗兰克林。

在获得大多数诺贝尔科学奖的英美科学界流传着这样一种说法，诺贝尔奖得主的创意 许多是来自喝下午茶。也许这是一个事实，但是还有相当多的例外，比如，DNA 双螺旋结构的创意就是另一种方式。

1951年，美国的沃森代表导师卢里亚前往意大利参加生物大分子结构会议。就在这个时候，威尔金斯和弗兰克林关于DNA的X射线晶体衍射图分析报告吸引了沃森，可以说这是对沃森研究DNA结构的启蒙。博士毕业，沃森被导师推荐到欧洲。在英国的卡文迪什实验室，他与克里克相遇并共同研究DNA的结构。虽然受到自威尔金斯和弗兰克林的报告的启发，但DNA具体是一个什么样的螺旋结构，是双链、三链还是四链的，沃森和克里克心中并没有谱。

沃森在芝加哥大学动物系毕业以后，他年轻有为，被派到英国剑桥大学卡文迪实验室深造。克里克是剑桥大学“结构派”成员，他在研究X射线衍射照片方面有很高水平。沃森和克里克都读过薛定谔的《生命是什么》这本书，因此在研究DNA结构的过程中，曾经设想过几种可能的模型，但是缺少好照片做实验根据。在不得要领的情况下，沃森与克里克认为DNA的螺旋结构应该是三螺旋，并由此展开了“搭积木”游戏式的研究。这种研究方式也许从鲍林那里获得启示，因为鲍林发现血红蛋白的α螺旋链就是靠“搭积木”摆弄出来的。这也不足为怪，化学分子的许多结构模型都是这样被人们认识的。

最初，沃森与克里克千辛万苦地按照他们的理解把糖和磷酸置于中间，4个碱基位于外侧，搭出了DNA三螺旋的结构。他们认为，这个模型与威尔金斯和弗兰克林提供的X衍射图 比较吻合。沃森和克里克理所当然地向威尔金斯和弗兰克林透露了他们的最新重大成果。但是，在见到他们的所谓成果时，弗兰克林当头对这两位的成果泼了一盆凉水。弗兰克林一针见血地指出了这一成果的缺陷，这个模型过分模仿水分子。也就是说，DNA的螺旋结构并不是三螺旋。

正在沃森和克里克沮丧和对碱基的互补原理进一步理解之时，另一个竞争对手鲍林宣布发现了DNA螺旋结构。然而鲍林也错了，他也是把DNA结构搞成了三螺旋。沃森与克里克既惊且喜。喜的是鲍林也搞错了，惊的是时不我待。如果再不抓紧时间和找准方向，DNA的重大发现必然会落入他人之手。

于是，他们又分别找威尔金斯和弗兰克林讨论，究竟DNA螺旋应该是一个什么样的具体结构。结果讨论都是不欢而散，因为威尔金斯和弗兰克林都否定了沃森和克里克的设想。然而，正是在1953年2月14日与威尔金斯的讨论中，威尔金斯出示了一幅弗兰克林于1951年11月在研究时获得的非常清晰的DNA晶体衍射照片。威尔金斯出具照片是为了证明沃森与克里克思路的错误，反过来，这张照片像一簇电石火花突然点燃了沃森头脑中蓄势已久的思维干柴，思维之火蓬勃燃烧。沃森不禁要叫出来：上帝！DNA链只能是双链的才会显示出这样漂亮而清晰的图！

果然，在把核酸和糖放在外侧，把碱基置于中间后，1953年2月28日沃森和克里克重新摆弄出了正确的DNA双螺旋结构。这距他看到弗兰克林那张清晰的照片只有两周的时间。1953年4月25日《自然》杂志发表了沃森与克里克的DNA双螺旋结构假说的短文，并配有威尔金斯和弗兰克林的两篇文章，以支持沃森和克里克的假说。后来鲍林和其他科学家的研究也从不同方面证明了DNA双螺旋结构。

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