分子生物學(xué)的降臨省公開課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

第四章分子生物學(xué)降臨

公郵:jdswxfzs@163.com

密碼：wuhandaxue1/85生物學(xué)革命三個(gè)階段自1900年起，生物學(xué)進(jìn)步是空前，一場(chǎng)真正生物學(xué)革命突然降臨在20世紀(jì)中葉。德羅斯納將這場(chǎng)革命分為三個(gè)階段：分子生物學(xué)降臨（1955-1965）細(xì)胞生物學(xué)改進(jìn)（1965-1975）生物工程學(xué)出現(xiàn)（1975-1985）2/85基因分子生物學(xué)回顧3/8519世紀(jì)60年代，孟德爾植物雜交試驗(yàn)使他得出了有機(jī)體攜帶遺傳因子并傳遞給子代結(jié)論。1906年英國(guó)生物學(xué)家貝特森首次提出了“遺傳學(xué)”一詞，以稱呼這門研究生物遺傳問(wèn)題新學(xué)科。1909年，丹麥植物學(xué)家約翰遜提議用“基因”一詞代替孟德爾遺傳因子。4/85人們還知道每一個(gè)基因決定一個(gè)性狀，所以有機(jī)體全貌受其全部基因控制，而這些基因都是由其親代傳遞下來(lái)。經(jīng)過(guò)摩爾根努力，生物學(xué)家搞清楚了基因在染色體內(nèi)呈線性排列，確立了基因作為遺傳基本單位概念。從此以后，以處理基因組成和遺傳機(jī)理為主要內(nèi)容分子生物課時(shí)代到來(lái)了……5/85F·米舍爾首次分離DNAF·米舍爾1844年出生于萊茵河畔瑞士西北部城市巴塞爾。1868年正值克里米亞戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，研究所附近有家醫(yī)院照料著受傷士兵。

1869年，米舍爾在士兵傷口膿液白血球細(xì)胞核中找到一個(gè)由大分子組成、含有磷和氮物質(zhì)。起初米舍爾認(rèn)為該物質(zhì)源于細(xì)胞核，便稱它為核素(nuclein)。

1874年，米舍爾將他發(fā)覺物質(zhì)分離成蛋白質(zhì)和酸分子后，改稱其為核酸?，F(xiàn)在，人們稱米舍爾發(fā)覺物質(zhì)為脫氧核糖核酸(DNA)。6/85米舍爾（瑞士）

FriedrichMiescher(1844-1895)

即使很快就了解到核素就是細(xì)胞學(xué)家所說(shuō)染色質(zhì)，不過(guò)米舍爾和當(dāng)初生物學(xué)家從來(lái)不把它看作是遺傳信息載體。作為遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)是更為合理化學(xué)物質(zhì)。

為何呢？

20世紀(jì)初:植物和動(dòng)物細(xì)胞中普遍存在核酸。1869年：發(fā)覺核酸(核素，nuclein)7/85

1920年代：德國(guó)化學(xué)家科賽爾發(fā)覺兩類不一樣核酸

RNA(核糖核酸)

DNA(脫氧核糖核酸,比RNA核糖少一個(gè)氧原子)兩種嘌呤和兩種嘧啶，另外還有：一個(gè)磷酸，一個(gè)糖?？瀑悹?A.Kossel,1853~1927)還發(fā)覺核酸分子含有四種堿基:8/85萊文（美國(guó)）

PhoebusA.T.Levene

(1869-1940)1909年美國(guó)洛克菲勒醫(yī)學(xué)研究所生物化學(xué)家萊文經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)定核酸中核糖是戊糖。9/85

核苷酸:核酸基本構(gòu)件含氮堿基戊糖磷酸10/85

腺嘌呤脫氧核苷酸磷酸糖堿基11/85

鳥嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胞嘧啶尿嘧啶12/85科塞爾和萊文為了取得DNA組分，都采取了有機(jī)化學(xué)中十分猛烈分析方法，而這種方法以后被證實(shí)破壞了實(shí)際上是非常巨大分子。所以，他們都誤認(rèn)為核酸是很小分子，分子量約為1500D。13/851929年，萊文提出了DNA化學(xué)成份和基本結(jié)構(gòu)四核苷酸假說(shuō)：1核酸:四種堿基克分子數(shù)相等。

2多核苷酸:由某種確定、排列次序不變單元組成：ATCGATCGATCGATCG萊文“四核苷酸假說(shuō)”14/85萊文“四核苷酸假說(shuō)”萊文認(rèn)為：一切起源DNA中，四種堿基都是等量。這意味著多核苷酸鏈?zhǔn)怯赡撤N確定、排列次序不變單位所組成，而這些單位本身又是四種核苷酸組成結(jié)合體。于是在這種假說(shuō)之下，DNA是一個(gè)同糖原相類似重復(fù)多聚體。所以，它不可能產(chǎn)生那種對(duì)于遺傳物質(zhì)來(lái)說(shuō)必不可少多樣性。這使得核酸喪失了作為遺傳物質(zhì)所具備復(fù)雜性，所以核酸是遺傳物質(zhì)構(gòu)想被否定了。15/85普通都認(rèn)為基因很可能是由蛋白質(zhì)組成，其依據(jù)則是蛋白質(zhì)多樣性能夠解釋基因多樣性。當(dāng)DNA是一個(gè)相當(dāng)小簡(jiǎn)單分子這種看法流傳開來(lái)時(shí)，認(rèn)為DNA含有控制發(fā)育能力觀點(diǎn)就逐步失去了說(shuō)服力?？紤]到發(fā)育過(guò)程和路徑極端復(fù)雜性，這么一個(gè)簡(jiǎn)單小分子怎么可能在遺傳和發(fā)育過(guò)程控制上含有主要作用？

基因究意是什么物質(zhì)組成？對(duì)于當(dāng)初整個(gè)遺傳界來(lái)說(shuō)，一直是個(gè)謎。16/85

1868年：赫胥黎(T.H.Huxley,1825~1895)

蛋白質(zhì)是“生命物質(zhì)基礎(chǔ)”。主流意見：基因是由蛋白質(zhì)組成，DNA只不過(guò)在遺傳過(guò)程中發(fā)揮一些輔助生理作用“生命物質(zhì)基礎(chǔ)”——蛋白質(zhì)還是DNA？17/8520世紀(jì)60年代，人們已經(jīng)接收了蛋白質(zhì)是生命物質(zhì)基礎(chǔ)觀點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一系列研究人們也知道蛋白質(zhì)是由氨基酸組成，組成蛋白質(zhì)氨基酸有20種。對(duì)比來(lái)說(shuō)，含有20種不一樣氨基酸蛋白質(zhì)大分子似乎能夠提供無(wú)限數(shù)量排列與組合來(lái)解釋基因遺傳多樣性。

18/85當(dāng)1930年代和1940年代科學(xué)家采取新研究方法（超速離心，過(guò)濾，光吸收等等）后，出乎每個(gè)人意外是DNA分子分子量是50萬(wàn)到100萬(wàn)，比以前測(cè)得（1500D）大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)際上它們比蛋白質(zhì)分子還要大。這些新發(fā)覺使人們又開始重新審閱核酸和蛋白質(zhì)研究，并希望澄清這么問(wèn)題：DNA與蛋白質(zhì)，終究誰(shuí)是遺傳信息載體？

重新審閱核酸和蛋白質(zhì)研究19/85

1928年，發(fā)表了著名肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)。格里菲斯(英國(guó)）

FredrickGriffith,1877~1941肺炎雙球菌是一個(gè)病原菌，存在著光滑型(Smooth簡(jiǎn)稱S型)和粗糙型(Rough簡(jiǎn)稱R型)兩種不一樣類型。光滑型菌株有莢膜，有毒，在人體內(nèi)造成肺炎，在小鼠體中造成敗血癥，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑；粗糙型菌株無(wú)莢膜，無(wú)毒，在人或動(dòng)物體內(nèi)不會(huì)造成病害，其菌落是粗糙。20/8521/85試驗(yàn)表明：S型死菌體內(nèi)有一個(gè)物質(zhì)能引發(fā)R型活菌轉(zhuǎn)化產(chǎn)生S型菌。這種轉(zhuǎn)化物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子）是什么?格里菲斯對(duì)此并未做出回答。22/85OswaldT.Avery1877~1955

ColinMacLeod1909~1972MaclynMcCarty1911~1944年美國(guó)埃弗里(O．Avery)、麥克利奧特(C.Macleod)及麥克卡蒂(M．Mccarty)等人在格里菲斯工作基礎(chǔ)上，對(duì)轉(zhuǎn)化本質(zhì)進(jìn)行了深入研究（體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)）。23/85他們從S型活菌體內(nèi)提取DNA、RNA、蛋白質(zhì)和莢膜多糖，將它們分別和R型活菌混合均勻后注射人小白鼠體內(nèi)。結(jié)果只有注射S型菌DNA和R型活菌混合液小白鼠才死亡。這是因?yàn)橐徊糠諶型菌轉(zhuǎn)化產(chǎn)生有毒、有莢膜S型菌所致，而且它們后代都是有毒、有莢膜。由此說(shuō)明RNA、蛋白質(zhì)和莢膜多糖均不引發(fā)轉(zhuǎn)化，而只有DNA能引發(fā)轉(zhuǎn)化！24/851928年，英國(guó)微生物學(xué)家F.Griffith發(fā)表了著名肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)1944年，美國(guó)人O.Avery，C.Macleod和M.McCarthy等人經(jīng)過(guò)微生物轉(zhuǎn)化試驗(yàn)證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì),必定了核酸與遺傳關(guān)系。試驗(yàn)意義：

該項(xiàng)試驗(yàn)徹底糾正了蛋白質(zhì)攜帶遺傳信息這一錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，確立了核酸是遺傳物質(zhì)主要地位。25/85奧斯瓦德·埃弗里OswaldAvery歷史貢獻(xiàn)

1948.retired,TheNobelcommitteehasbeencriticizedfornotrecognizingAvery’sachievementbeforehisdeath(1877-1955)分子生物學(xué)領(lǐng)域里孟德爾永遠(yuǎn)遺憾。。。。。。DNA遺傳本性發(fā)覺者未獲諾貝爾獎(jiǎng)26/851928-1944進(jìn)行16年肺炎鏈球菌遺傳轉(zhuǎn)化研究證實(shí)DNA是轉(zhuǎn)化因子

Thelifelongpitywasdueto…..

科學(xué)家對(duì)核酸了解還知之甚少

DNA分子功效也就更不為人知蛋白質(zhì)可能是遺傳專一性決定分子第一個(gè)動(dòng)搖了“蛋白質(zhì)是基因”理念奠定了“DNA是遺傳物質(zhì)”理論基礎(chǔ)27/85艾弗里工作當(dāng)初沒有馬上得到公認(rèn)，人們甚至懷疑艾弗里提取轉(zhuǎn)化因子并不是純粹DNA，可能還有蛋白質(zhì)。懷疑論者大多是“噬菌體小組”組員，包含德裔美國(guó)生物學(xué)家德爾布呂克(MaxDelbruck，1906~1981)和盧里亞(SalvadorLuria，1912~1991)。即使他們也都充分了解艾弗里發(fā)覺，但依然沉湎于四核苷酸假說(shuō)，因而不能相信DNA能夠含有遺傳物質(zhì)所必需復(fù)雜性。因?yàn)槭删w小組在當(dāng)初分子生物學(xué)領(lǐng)域中占有支配地位，因而他們懷疑態(tài)度含有相當(dāng)大影響。

28/85德爾布呂克

MaxDelbrück(左)1906~1981(美國(guó))薩爾瓦多·愛德華·盧里亞SalvadorLuria(右)1912~1991(美國(guó))

1938~1952

噬菌體小組29/85德爾布呂克起初學(xué)習(xí)理論物理學(xué)，是玻爾學(xué)生。因?yàn)橹鸩綄?duì)生命本質(zhì)感興趣，遂于1938年改行到美國(guó)組建了一個(gè)小組專門研究基因問(wèn)題。他選擇噬菌體作為研究對(duì)象，因?yàn)檫@種噬菌體只由一個(gè)蛋白質(zhì)包被著一個(gè)DNA，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繁殖又快。德爾布呂克認(rèn)識(shí)了來(lái)自歐洲盧里亞，以及圣路易.華盛頓大學(xué)赫爾希。他們結(jié)合創(chuàng)建了噬菌體小組，目標(biāo)是處理基因性質(zhì)之謎。1947年，盧里亞任印第安納大學(xué)教授，他接收了19歲沃森作他碩士，并舉薦他參加噬菌體小組。30/85艾弗里（美國(guó)）

OswaldAvery1877~1955即使噬菌體小組持懷疑態(tài)度……不過(guò)艾弗里試驗(yàn)結(jié)果引發(fā)了一場(chǎng)“雪崩”式核酸研究熱潮。

31/851946年到1950年間，奧地利查伽夫(ErwinChargaff)進(jìn)行研究使當(dāng)初對(duì)于DNA看法起了革命性改變。盡管Avery試驗(yàn)未引發(fā)概念革命但他研究工作引發(fā)了ErwinChargaff極大興趣為提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型起到了非常主要作用32/85查伽夫扔下了手頭一切工作，在1946年到1950年間開始轉(zhuǎn)而從事核酸研究。查伽夫從一開始就假定核酸可能像蛋白質(zhì)一樣高度聚合、非常復(fù)雜。他對(duì)各種起源核酸進(jìn)行了精細(xì)分析，非常明確地證實(shí)了四種堿基數(shù)量不是相等。查伽夫發(fā)覺：任何類型生物中腺嘌呤A和胸嘧啶T比值以及鳥嘌呤G和胞嘧啶C百分比總是靠近于1。33/85查伽夫(奧地利)

ErwinChargaff

1950年:堿基含量腺嘌呤A=胸腺嘧啶T

鳥嘌呤G=胞嘧啶C查伽夫發(fā)覺徹底否定了四核苷酸假說(shuō)。人們開始論證DNA就是遺傳物質(zhì)載體了。

34/85赫爾希1908~1997

AlfredHershey蔡斯1927~MarthaChase于是，1952年，噬菌體小組中兩位組員赫爾希和蔡斯用放射性標(biāo)識(shí)細(xì)菌病毒（即噬菌體）進(jìn)行試驗(yàn)，為DNA是遺傳物質(zhì)提供了令人信服證據(jù)。35/85分別用放射性同位素標(biāo)識(shí)噬菌體35S－標(biāo)識(shí)蛋白質(zhì)32P－標(biāo)識(shí)DNA36/8535S標(biāo)識(shí)外殼蛋白質(zhì),感染后放射標(biāo)識(shí)不進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞32P標(biāo)識(shí)DNA,感染后放射標(biāo)識(shí)進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞37/85噬菌體用放射性硫跟蹤蛋白質(zhì)表層用放射性磷跟蹤關(guān)鍵DNA侵染攪拌

分離

細(xì)胞中無(wú)放射性硫外表有放射性硫細(xì)胞中有放射性磷外表無(wú)放射性磷38/85沉淀里物質(zhì)含有遺傳特征，沉淀里含有是蛋白質(zhì)還是DNA呢？39/85即使有些科學(xué)家以為赫爾希-蔡斯試驗(yàn)資料應(yīng)該慎重地加以解釋，不過(guò)噬菌體小組組員沃森很快接收了這一結(jié)果，認(rèn)為它是DNA遺傳作用很好證據(jù)。赫爾希-蔡斯再次證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)試驗(yàn)產(chǎn)生了直接和深遠(yuǎn)影響。從那時(shí)起，相關(guān)遺傳機(jī)制問(wèn)題研究便全部集中于DNA上了……40/851952年（8年后）M.Delbruck，A.Hershey，S.E.Luria

D.H.L.(USA)TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1969對(duì)噬菌體繁殖過(guò)程開展了深入研究證實(shí)了DNA是主要遺傳物質(zhì)41/85D.H.L成功原因人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到DNA可能在遺傳過(guò)程中主要作用。他們科學(xué)論文幾乎與沃森和克里克論文同時(shí)發(fā)表，從而得到了媒體廣泛宣傳。艾弗里是孤立研究者，較少參加學(xué)術(shù)交流與科學(xué)討論，研究結(jié)果未能引發(fā)人們注意。

D.H.L.結(jié)果經(jīng)過(guò)“噬菌體研究組”學(xué)術(shù)關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)得到了快速傳輸和廣泛了解。42/85為了回答基因怎樣能夠作為模板這個(gè)問(wèn)題，就必須更多地了解DNA分子結(jié)構(gòu)。自從萊文以來(lái)有些學(xué)者已經(jīng)預(yù)料到DNA必定含有縱向線性結(jié)構(gòu)，由脫氧核糖和磷酸（堿以某種方式與之相聯(lián)）骨架組成。問(wèn)題是這三種分子彼此是怎樣聯(lián)結(jié)呢？只有搞清楚這個(gè)問(wèn)題之后才能夠確定DNA怎樣執(zhí)行其遺傳功效。43/85當(dāng)代物理學(xué)與當(dāng)代生物學(xué)結(jié)合

----分子生物學(xué)誕生20世紀(jì)40年代細(xì)胞遺傳學(xué)、微生物學(xué)和生化遺傳學(xué)領(lǐng)域取得成就，吸引了一些物理學(xué)家投身到遺傳分子基礎(chǔ)和基因自我復(fù)制這兩個(gè)領(lǐng)域研究中來(lái)，從而注入了物理學(xué)新理論、新概念和新方法。德爾布呂克作為一位物理學(xué)家，將當(dāng)代物理學(xué)與生物學(xué)相結(jié)合，將信息概念和定量方法引入到遺傳學(xué)研究當(dāng)中。1951年用生物物理學(xué)家威爾金斯給出了DNA纖維X射線衍射圖，為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)覺打下了基礎(chǔ)。

44/85當(dāng)初有三個(gè)試驗(yàn)室都在全力探索DNA分子結(jié)構(gòu)，都含有同等成功機(jī)會(huì)。一個(gè)是美國(guó)加州理工學(xué)院鮑林試驗(yàn)室；一個(gè)是倫敦皇家學(xué)院威爾金斯（MauriceWilkins）試驗(yàn)室；一個(gè)是劍橋大學(xué)沃森-克里克試驗(yàn)室。他們研究很快就演變成一場(chǎng)發(fā)覺DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)競(jìng)賽。

45/85美國(guó)加州理工學(xué)院鮑林試驗(yàn)室萊納斯·鮑林（美國(guó)）LinusPauline,1901~199446/85美國(guó)加州理工學(xué)院萊納斯·鮑林

（LinusPauling，1901~1994）試驗(yàn)室鮑林是“化學(xué)家、物理學(xué)家、結(jié)晶學(xué)家、分子生物學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究者”。曾兩次榮獲諾貝爾獎(jiǎng)金（1954年化學(xué)獎(jiǎng)，1962年和平獎(jiǎng)），有很高國(guó)際聲譽(yù)。1951年他發(fā)覺了蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)也是一條長(zhǎng)鏈分子，由二十種不一樣氨基酸經(jīng)過(guò)肽鍵彼此聯(lián)結(jié)而成。這么氨基酸鏈亦稱多肽鏈。47/85鮑林在構(gòu)想多肽鏈空間構(gòu)型時(shí)發(fā)覺，蛋白質(zhì)大分子骨架實(shí)際上只能有少許不一樣螺旋構(gòu)型。他預(yù)見到其中一個(gè)構(gòu)型，即α-螺旋在決定蛋白質(zhì)分子形狀中必定發(fā)揮著主導(dǎo)作用。鮑林所以于1954年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

48/851994年8月19日，鮑林以93歲高齡在加利福尼亞逝世。鮑林是惟一一位先后兩次單獨(dú)取得諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家。曾被英國(guó)《新科學(xué)家》周刊評(píng)為人類有史以來(lái)20位最出色科學(xué)家之一，與牛頓、居里夫人及愛因斯坦齊名。首次全方面描述化學(xué)鍵本質(zhì)；發(fā)覺蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；揭示鐮刀狀細(xì)胞貧血癥病因；參加揭示DNA結(jié)構(gòu)研究；推進(jìn)X射線結(jié)晶學(xué)、電子衍射學(xué)、量子力學(xué)、生物化學(xué)、分子精神病學(xué)、核物理學(xué)、麻醉學(xué)、免疫學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)等學(xué)科發(fā)展。

49/85引出問(wèn)題？DNA分子骨架:直還是螺旋？一條螺旋:堿基聯(lián)在骨架外邊？多條螺旋:堿基在骨架里邊？它們彼此間怎樣相聯(lián)？威爾金斯小組專長(zhǎng)是X射線結(jié)晶學(xué)。鮑林（美國(guó)）LinusPauline1901~1994布拉格（英國(guó)）

LawrenceBragg

1890~197150/85弗蘭克林（英國(guó)）

RosalindFranklin

1920~1958莫里斯.維爾金斯（英國(guó)）

MauriceWilkins,1916~

倫敦皇家學(xué)院威爾金斯小組51/85莫里斯.維爾金斯（英國(guó)）

MauriceWilkins,1916~

維爾金斯是新西蘭物理學(xué)家，40年代開始生物物理學(xué)研究工作。他在劍橋畢業(yè)后到伯明翰大學(xué)工作。還參加了美國(guó)“曼哈頓計(jì)劃”。從美國(guó)回英國(guó)后，在倫敦皇家學(xué)院從事DNAX射線分析研究。1962年獲諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。因病于年10月5日在醫(yī)院中逝世，享年87歲。威爾金斯和富蘭克林在建立DNA分子模型中作用是非常主要。1950年開始研究DNA晶體結(jié)構(gòu)，采取“X射線衍射法”拍攝出第一張DNA纖維衍射圖，證實(shí)DNA分子含有雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)。這在建立DNA分子模型工作中發(fā)揮了主要作用。52/851952年英國(guó)RosalindFranklin拍攝到清楚DNA晶體X-衍射照片。1953年她認(rèn)為DNA是一個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可能是螺旋。

53/85羅莎琳德.富蘭克林英國(guó)女物理學(xué)家和化學(xué)家富蘭克林出生金融家家庭，天資聰慧，心靈手巧，1941年畢業(yè)于劍橋大學(xué)。1947-1950年期間，在巴黎一所試驗(yàn)室學(xué)會(huì)了X射線衍射技術(shù)，成為一位出眾物理學(xué)家、物理化學(xué)家、結(jié)晶學(xué)家和X射線衍射技術(shù)教授。羅莎琳德1951年回國(guó)發(fā)展，去威爾金斯手下研究DNA。憑著深厚物理學(xué)素養(yǎng)和絕倫試驗(yàn)技術(shù)，她拍出了被譽(yù)為“完美到極致DNA分子鏈X光衍射圖片”。她發(fā)覺照片總是表明脫氧核糖核酸含有螺旋形分子結(jié)構(gòu)；她還判明磷酸基團(tuán)一定位于該螺旋結(jié)構(gòu)外側(cè)。54/85羅莎琳德.富蘭克林英國(guó)女物理學(xué)家和化學(xué)家沃森經(jīng)過(guò)威爾金斯看到了她X射線衍射照片（這么做顯然未經(jīng)她本人同意），從中發(fā)覺了他們所需要證據(jù)，于是提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。沒多久這位女科學(xué)家就因卵巢癌過(guò)世，病因是無(wú)數(shù)次衍射試驗(yàn)受到過(guò)多輻射造成癌變，當(dāng)初人們并不知道X光對(duì)人體損害，普遍缺乏防護(hù)。1958年羅莎琳德逝世時(shí)只有37歲，單身，甚至沒談過(guò)戀愛?！翱茖W(xué)玫瑰”沒等到分享榮耀，在研究結(jié)果被認(rèn)可之前就已凋謝。4年后，克里克、沃森和威爾金斯共同取得了1962年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。富蘭克林對(duì)揭示核酸含有雙螺旋結(jié)構(gòu)所做貢獻(xiàn)一直未能得到公正評(píng)價(jià)。55/85劍橋大學(xué)沃森-克里克小組沃森克里克56/85沃森(JamesWatson，1929~)

DNA之父Watson在中課時(shí)就是一個(gè)極聰明孩子，即使他在課堂上從不作筆記，但在課程結(jié)束時(shí)，他成績(jī)總是在班上名列前茅。15歲便進(jìn)入芝加哥大學(xué)，對(duì)鳥類學(xué)極有興趣，而對(duì)其它任何東西似乎不尤其感興趣。當(dāng)他讀了薛定諤(ErwinSchrodinger，1887~1961)《生命是什么？》(1944年)一書后，便下定決心去發(fā)覺基因秘密。57/85沃森(JamesWatson，1929~)

DNA之父因?yàn)榧又堇砉W(xué)院和哈佛大學(xué)都未招收他，他便在印第安納大學(xué)當(dāng)碩士，不過(guò)那里沒有鳥類學(xué)專業(yè)，于是選擇在盧里亞指導(dǎo)下工作。22歲取得遺傳學(xué)博士學(xué)位后到歐洲繼續(xù)深造。在丹麥哥本哈根卡爾喀試驗(yàn)室工作了一年后，他一些研究計(jì)劃因?yàn)榧夹g(shù)上原因無(wú)法深入開展，又轉(zhuǎn)到了劍橋大學(xué)卡文迪什試驗(yàn)室加入佩盧茲小組從事植物病毒核酸分子結(jié)構(gòu)研究。

58/85克里克:偉大事情就在角落里1938年:倫敦大學(xué)物理學(xué)碩士。二戰(zhàn)暴發(fā)改變了很多人生活軌跡，一枚德國(guó)炸彈炸毀了克里克在大學(xué)試驗(yàn)室，他繼續(xù)攻讀博士努力也被迫中止。薛定諤《生命是什么？》印象:能夠用準(zhǔn)確概念，即物理學(xué)和化學(xué)概念，來(lái)考慮生物學(xué)本責(zé)問(wèn)題。1949年:加入劍橋大學(xué)卡文迪許物理學(xué)試驗(yàn)室（佩盧茲小組）攻讀博士學(xué)位。年7月28日深夜，弗朗西斯·克里克在與結(jié)腸癌進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間搏斗之后，在加州圣地亞哥桑頓醫(yī)院里逝世，享年88歲?？死锟?英國(guó))

FrancisCrick1916~59/85克里克和沃森含有一樣才華，而且在試驗(yàn)技術(shù)上很內(nèi)行卡文迪許試驗(yàn)室科學(xué)家們正在集中精力用X射線晶體學(xué)方法來(lái)研究血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)，但克里克卻敏銳地將目光聚焦在了DNA之上。1951年10月，年僅23歲美國(guó)遺傳學(xué)博士沃森（JamesD.Watson）來(lái)到了卡文迪許試驗(yàn)室做博士后研究。沃森生機(jī)勃勃，同時(shí)懷抱著一個(gè)近乎偏執(zhí)信念：遺傳物質(zhì)是由DNA而不是蛋白質(zhì)組成。因?yàn)閮扇斯餐救ぁ⑾嗷ノ齻€(gè)性，以及互補(bǔ)知識(shí)背景，克里克和沃森很快就開始攜手合作，致力于DNA分子結(jié)構(gòu)研究。

60/8561/85分子生物學(xué)主要里程碑1951.JamesWatson

（Luria第一個(gè)碩士

23y)丹麥哥本哈根卡爾喀試驗(yàn)室KalckarLab.Post-Do訪問(wèn)意大利那不勒斯動(dòng)物研究所時(shí)King’sLab.LondonUniv.MauriceWilkins1951CavendishLab.CambridgeUniversityUK35yCrick23yWatson62/851.鮑林:建立螺旋模型，再用X射線檢驗(yàn)2.1952年6月,格里菲斯(JohnGriffith):計(jì)算同類堿基之間吸引力。理論上:不一樣堿基之間相互吸引。3.1952年7月,查伽夫訪問(wèn)劍橋。在談話中，克里克得知DNA所含四種堿基含量不相等，嘌呤與嘧啶百分比總是1：1，驗(yàn)證了克里克構(gòu)想堿基配對(duì)可能是DNA分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。4.弗蘭克林1952年得到最好DNAX射線照片(51號(hào))。DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)覺過(guò)程63/855.1952年冬天，當(dāng)他們得知鮑林很快可能建立一個(gè)DNA模型時(shí)，沃森和克里克愈加瘋狂地工作，希望趕在他人前面建立一個(gè)準(zhǔn)確DNA模型?？晒┻x擇方案已經(jīng)縮減到兩鏈或三鏈分子，這種鏈堿基朝內(nèi)，糖-磷酸骨架朝外，或者堿基朝外，糖-磷酸骨架朝內(nèi)。64/856.1953年1月30日星期五，沃森訪問(wèn)倫敦大學(xué)威爾金斯小組，從威爾金斯那里得到了弗蘭克林關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)新照片和新數(shù)據(jù)。

7.沃森:我簡(jiǎn)直目瞪口呆。照片中…反射出黑十字只能是螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)果。8.X射線數(shù)據(jù)與密度測(cè)量結(jié)果符合DNA是雙鏈可能性;糖-磷酸骨架一定位于DNA鏈外側(cè)。65/85

Nature

1953年4月25日

AstructureforDeoxyriboseNucleicAcid66/851953年4月25日，沃森-克里克DNA模型在《自然》雜志一篇短文中公布于世，僅用了900個(gè)單詞，一個(gè)簡(jiǎn)單圖講解明了全部?jī)?nèi)容。這個(gè)模型包含兩個(gè)彼此纏繞螺旋體，像是一個(gè)螺旋樓梯，梯階由配正確堿基(腺嘌呤-胸腺嘧啶、胞嘧啶-鳥嘌呤)組成，糖-磷酸骨架在外側(cè)。

67/8568/8569/8570/85

1953年，美國(guó)人J.D.Watson

英國(guó)人F.H.C.Crick

提出DNA雙螺旋模型。71/85FormsofDNAFormPitch(nm)ResiduesperturnInclinationofbasepairfromhorizontalA

2.81120oB3.4100oZ4.5127oRNA-DNAhybrid2.81120o細(xì)胞中DNA主要以B型構(gòu)象存在72/85Crick：我本人思想是基于兩個(gè)基本原理，我稱之為序列假說(shuō)（sequencehypothesis）和中心法則(centraldogma)…sequencehypothesis

：核酸片段特異性完全由其堿基序列所決定，而且這種序列是某一蛋白質(zhì)氨基酸序列密碼。centraldogma

：信息一旦進(jìn)入蛋白質(zhì)，它就不可能再輸出。Crick(1957）在英國(guó)試驗(yàn)生物學(xué)學(xué)會(huì)演講第一次敘述了“中心法則”和“序列假說(shuō)”73/85JamesWatson(34y)FrancisCrick(46y)MauriceWilkins(46y)DNADoubleHelixmodel19531962

Nobelmedal

Halfapoundof23-karalgold.2.5inchesacross諾貝爾獎(jiǎng)不能給那些故去人頒發(fā)，實(shí)在是個(gè)遺憾……RosalindFranklin38歲英年早逝…….74/85DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)覺1.1953年剛才離開大學(xué)校門沃森和物理學(xué)家克里克發(fā)覺了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，開啟了分子生物課時(shí)代。2.分子生物學(xué)使生物大分子研究進(jìn)入一個(gè)新階段，使遺傳研究深入到分子層次。3.沃森和克里克和威爾金斯共同取得了1962年諾貝爾獎(jiǎng)，非常遺憾是，社會(huì)上一直認(rèn)為模型是沃森和克里克，不認(rèn)可是3人共有。75/85對(duì)雙螺旋了解開拓了一個(gè)遼闊、激感人心研究新領(lǐng)域，能夠毫不夸大說(shuō)，因?yàn)檫@一發(fā)覺結(jié)果，分子生物學(xué)在隨即15年中完全左右了生物學(xué)。

－－－邁爾ErnstMayr(1904~)20世紀(jì)生命科學(xué)最主要事件是分子生物學(xué)產(chǎn)生，而分子生物學(xué)來(lái)自沃森和克里克DNA雙螺旋模型。