49.dna的發(fā)現(xiàn)及雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
脫氧核糖核酸（dna），是染色體的主要化學(xué)成分和遺傳信息的主要載體，它的分子結(jié)構(gòu)是由兩條核苷酸鏈組成的雙螺旋形。dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)揭示了基因復(fù)制和遺傳信息傳遞的奧秘，表明了分子生物學(xué)時(shí)代的到來，并由此引發(fā)了一場轟轟烈烈的生命科學(xué)和生物技術(shù)革命?？梢哉f，它的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，是20世紀(jì)生物科學(xué)中最偉大的成果，是生物學(xué)史上一個(gè)新的開始，為生物科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展開辟了新天地。
1.dna雙螺旋模型結(jié)構(gòu)是誰發(fā)現(xiàn)的？是在哪一年發(fā)現(xiàn)的？
20世紀(jì)初，遺傳學(xué)成為一門熱門學(xué)科。脫氧核糖核酸（dna）的發(fā)現(xiàn)更是吸引了眾多生物學(xué)家投入研究。dna是如何遺傳的，它的分子結(jié)構(gòu)是破譯遺傳密碼的關(guān)鍵。許多生物學(xué)家提出了五花八門的結(jié)構(gòu)模型，但都不成功。
1953年，詹姆斯·沃森與弗朗西斯·克里克共同發(fā)現(xiàn)了脫氧核糖核酸是雙螺旋模型結(jié)構(gòu)。他們的研究成果為人類基因組計(jì)劃打下了基礎(chǔ)。
詹姆斯·沃森（1928- ），美國生物學(xué)家。他小時(shí)候十分聰明，從小就對鳥類標(biāo)本感興趣。大學(xué)畢業(yè)后打算研究鳥學(xué)，后來轉(zhuǎn)向生物化學(xué)和遺傳學(xué)。1951年，沃森在英國劍橋大學(xué)遇見克里克，他們對dna的看法有許多共同點(diǎn)，于是開始了合作研究。
弗朗西斯·克里克（1916-2004），英國生物學(xué)家、物理學(xué)家及神經(jīng)科學(xué)家。他小時(shí)候就對科學(xué)問題充滿好奇。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，他被迫中斷學(xué)習(xí)，來到英國海軍部研究制造水雷。二戰(zhàn)后，他花了大量的時(shí)間自學(xué)，完成了從物理學(xué)家到生物學(xué)家的轉(zhuǎn)變。1947年，他進(jìn)入劍橋大學(xué)參與研究工作。1951年，他與詹姆斯·沃森共同研究dna結(jié)構(gòu)。
1953年2月28日，沃森與克里克終于搭建成功了第一個(gè)dna雙螺旋模型結(jié)構(gòu)。
20世紀(jì)20年代，美國生物學(xué)家與遺傳學(xué)家摩爾根創(chuàng)立了著名的基因?qū)W說，揭示了基因是組成染色體的遺傳單位。但基因到底是由什么物質(zhì)組成的？這在當(dāng)時(shí)還是個(gè)謎。
其實(shí)，早在1865年，瑞士化學(xué)家米歇爾就從細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)了一種物質(zhì)，他稱其為“核素”。第二年，奧地利生物學(xué)家孟德爾發(fā)表論文“植物雜交試驗(yàn)”，提出了遺傳學(xué)的分離定律、自由組合定律和遺傳因子學(xué)說。
1879年，德國生物學(xué)家弗萊明發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核內(nèi)的染色體。10年后的1889年，與米歇爾同一實(shí)驗(yàn)室的生物學(xué)家阿特曼分離了“核素”中的蛋白質(zhì)，得到了一種酸性物質(zhì)--“核酸”。
19世紀(jì)末20世紀(jì)初，德國生理學(xué)家、化學(xué)家科賽爾發(fā)現(xiàn)了核酸的主要成份。他與美國細(xì)胞學(xué)家威爾遜都曾經(jīng)猜測核酸可能是在遺傳過程中起關(guān)鍵作用的物質(zhì)。
1903年，美國細(xì)胞學(xué)家薩頓發(fā)現(xiàn)了遺傳因子與染色體的平行關(guān)系，提出了遺傳的染色體學(xué)說。1915年，摩爾根創(chuàng)立了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基因?qū)W說。1924年，德國細(xì)胞學(xué)家福爾根發(fā)現(xiàn)了核糖核酸（rna）和脫氧核糖核酸（dna）。1927年，美國遺傳學(xué)家繆勒發(fā)現(xiàn)x射線照射可人工誘使遺傳基因發(fā)生突變。
1929年，美國生物化學(xué)家列文發(fā)現(xiàn)核酸堿基的主要成份是腺膘呤、鳥膘呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶。1943年，美國生物學(xué)家德爾布呂克、盧里亞與美國遺傳學(xué)家赫爾希合作，發(fā)現(xiàn)了病毒的復(fù)制機(jī)制。1952年，他們又分別發(fā)現(xiàn)在上述復(fù)制機(jī)制中起決定性作用的遺傳物質(zhì)是dna。
1944年，美國細(xì)菌學(xué)家艾弗里在世界上第一次證明遺傳基因就在dna上。1946年，美國生物化學(xué)家塔特姆與美國遺傳學(xué)家萊德伯格合作發(fā)現(xiàn)了兩種細(xì)菌混合培養(yǎng)時(shí)發(fā)生了“雜交”現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了基因重組。
兩年后的1948年，挪威科學(xué)家弗伯格提出了dna螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論。1951年，美國女遺傳學(xué)家麥克林托克提出了可移動(dòng)的遺傳基因（即“跳躍基因”）學(xué)說。1952年，美國遺傳學(xué)家萊德伯格發(fā)現(xiàn)了通過噬菌體的“轉(zhuǎn)導(dǎo)”實(shí)現(xiàn)的不同細(xì)菌間的基因重組現(xiàn)象。
1953年2月28日，美國生物學(xué)家沃森和英國生物物理學(xué)家克里克，在英國女生物學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林和英國生物物理學(xué)家威爾金斯對dna晶體所作的x光衍射分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)dna分子堿基配對原則，構(gòu)建出了dna分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
同年4月25日，沃森和克里克在《自然》雜志上首次發(fā)表關(guān)于dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的論文，提出了dna的結(jié)構(gòu)和自我復(fù)制機(jī)制。直到這時(shí)，生命的秘密才算真正展現(xiàn)在人類面前，這篇論文被普遍視作分子生物學(xué)時(shí)代的開端。
1957年，克里克進(jìn)一步提出著名的“中心法則”，即遺傳信息的復(fù)制、傳遞和表達(dá)傳遞過程是從dna→rna→蛋白質(zhì)，解決了dna如何復(fù)制與傳遞遺傳信息的難題。
沃森和克里克因?yàn)樘岢雒撗鹾颂呛怂幔╠na）的雙螺旋模型而獲1962年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。與他們分享這一獎(jiǎng)項(xiàng)的還有威爾金斯，他長期用x射線衍射方法研究dna分子結(jié)構(gòu)，測得的物理數(shù)據(jù)成為沃森和克里克建立dna模型的基礎(chǔ)。
從1859年達(dá)爾文提出生物進(jìn)化理論算起，經(jīng)過無數(shù)科學(xué)家近百年的探索，終于dna雙螺旋模型展現(xiàn)在人們的眼前，從而引起一場生命科學(xué)的革命。
2.dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是幾位科學(xué)家共同努力的結(jié)果，那么究竟是誰起到了關(guān)鍵的作用呢？
1951年，沃森與克里克相遇并共同研究dna的結(jié)構(gòu)。雖然受到威爾金斯和羅莎琳德·富蘭克林的幫助和啟發(fā)，但是，dna具體是一個(gè)什么樣的螺旋結(jié)構(gòu)，是雙鏈、三鏈還是四鏈的，當(dāng)時(shí)沃森和克里克心中并沒有譜。
在沒有什么證據(jù)的情況下，沃森與克里克認(rèn)為dna的螺旋結(jié)構(gòu)應(yīng)該是三螺旋，羅莎琳德·富蘭克林指出了這一成果的缺陷。盡管富蘭克林當(dāng)時(shí)并不知道dna的精確結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是什么樣的，但是通過她自己的研究，她至少知道dna結(jié)構(gòu)不應(yīng)當(dāng)是什么樣的。正是由于富蘭克林的啟發(fā)，沃森和克里克才找準(zhǔn)了正確的方向，還獲得了富蘭克林和威爾金斯在研究時(shí)得到的非常清晰的dna晶體衍射照片，從而發(fā)現(xiàn)了dna是雙螺旋結(jié)構(gòu)。
【染色體】
染色體是細(xì)胞核中由dna、蛋白質(zhì)和少量rna組成的易被堿性染料著色的一種絲狀或桿狀物。染色體是基因的載體，也就是遺傳信息的載體。一個(gè)細(xì)胞里的全部染色體也就包含了這個(gè)生物的全部遺傳信息。
人體內(nèi)每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有23對染色體，包括22對常染色體和1對性染色體。性染色體包括：x染色體和y染色體。正常的女性染色體組成是xx，男性是xy。精子和卵子的染色體上攜帶著遺傳基因，上面記錄著父母傳給子女的遺傳信息。如當(dāng)性染色體異常時(shí)，就可形成遺傳性疾病。
【人類基因組計(jì)劃】
1985年，美國科學(xué)家首先提出人類基因組計(jì)劃，1990年正式啟動(dòng)。這一計(jì)劃目的是發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清它在染色體上的位置，從而破譯人類全部遺傳信息。2000年6月26日，參加人類基因組工程項(xiàng)目的美、英、法、德、日、中六國科學(xué)家共同宣布，人類基因組草圖的繪制工作已經(jīng)完成。2006年5月18日，覆蓋了人類基因組的99.99%，解讀人體基因密碼的“生命之書”最終宣告完成，歷時(shí)16年的人類基因組計(jì)劃劃上了圓滿的句號(hào)。
