| 双螺旋结构发现的前前后后(中) |
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| 徐九武 科技日报 2003-05-08 |
1926年，美国遗传学家摩尔根发表了著名的《基因论》。他和其他学者用大量实验证明，基因是组成染色体的遗传单位。它在染色体上占有一定的位置和空间，呈直线排列。这样，就使孟德尔提出的关于遗传因子的假说，落到具体的遗传物质――基因上，为后来进一步研究基因的结构和功能奠定了理论基础。
尽管如此，当时人们并不知道基因究竟是一种什么物质。直至本世纪40年代，当科学工作者搞清了核酸，特别是脱氧核糖核酸（简称DNA），是一切生物的遗传物质时，基因一词才有了确切的内容。
1951年，科学家在实验室里得到了DNA结晶；
1952年，得到DNAX射线衍射图谱，发现病毒DNA进入细菌细胞后，可以复制出病毒颗粒……
在此期间，有两件事情是对DNA双螺旋结构发现，起了直接的“催生”作用的。一是美国加州大学森格尔教授发现了蛋白质分子的螺旋结构，给人以重要启示；一是X射线衍射技术在生物大分子结构研究中得到有效应用，提供了决定性的实验依据。
正是在这样的科学背景和研究条件下，美国科学家沃森来到英国剑桥大学与英国科学家克里克合作，致力于研究DNA的结构。他们通过大量X射线衍射材料的分析研究，提出了DNA的双螺旋结构模型，1953年4月25日在英国《发现》杂志正式发表，并由此建立了遗传密码和模板学说。
之后，科学家们围绕DNA的结构和作用，继续开展研究，取得了一系列重大进展，并于1961年成功破译了遗传密码，以无可辩驳的科学依据证实了DNA双螺旋结构的正确性，从而使沃森、克里克同威尔金斯一道于1962年获得诺贝尔医学生理学奖。
现代生物学研究业已搞清，核酸是由众多核苷酸组成的生物大分子。核苷酸主要有四种类型，它们按不同的顺序排列，构成了含有各种遗传信息的核酸分子。基因就是核酸分子（主要是DNA）中含有特定信息的核苷酸片断。
在对生物的遗传物质进行深入研究，并不断取得进展的同时，自然界中的大量生命现象和实验中的许多实验结果，也给生物学工作者以有益的启示。
比如，大肠杆菌是一个品系繁多的大家族，有上万种不同的类型。有的品系因缺少指导合成某些特殊营养物质的基因，因而必须从培养基中直接摄取这些营养物质方能生活。这些大肠杆菌被称作营养缺陷型。如大肠杆菌K不能合成苏氨酸（T）和亮氨酸（L）；而它的另一个品系则不具备合成生物素（B）和甲硫氨（M）的能力。把这两种大肠杆菌的任何一种单独放在缺少TLBM的培养基上都不能生长。但是，当把这两种大肠杆菌混合在一起，放到缺少上述四种物质的培养基上，却奇迹般地长出了新菌落。这是什么原因呢？前面已经说过，大肠杆菌K中缺少T、L两种基因，却含有B、M两种基因；而另一个品系的DNA上，尽管不具备B和M基因，却含有K中缺少的T、L两种基因。当把它们放在一起大量培养时，前一品系细胞中的DNA有可能通过细胞膜进入后一品系的细胞中，使两种类型的DNA之间进行重新组合，形成同时含有BMTL四种基因的大肠杆菌新类型。其实，上面这种细菌间的杂交现象并不是仅仅在生物学家专门设计的营养缺陷型实验中才能进行，在自然状态下的许多细菌中同样存在，只不过数量太少，一般不易被人们发现罢了。
上述DNA的转移，主要是靠细胞之间的接触实现的，无需借助外力的帮助。但是，也存在另一种情况，DNA的转移和重组，是在第三者的介入下完成的。如噬菌体的转导就是一个典型的例证。
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