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发信人: AFisherman (渔父), 信区: Science
标  题: 双螺旋 ---——发现DNA结构的故事(4)(� neo
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年05月20日21:09:31 星期天), 站内信件

发信人: neo (救世主), 信区: Science
标  题: 双螺旋 ---——发现DNA结构的故事(4)(转寄)
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Jul 16 02:48:48 2000), 转信

发信人: sonet (抓耳挠腮), 信区: Science

标  题: 双螺旋 ---——发现DNA结构的故事(4)

发信站: BBS 水木清华站 (Fri Jun 11 23:01:36 1999)

                                      7

从我到实验室的第一天起，我就知道我在一个相当长的时期内不会离开剑桥。很快就走

才是愚蠢的呢！我发觉和克里克谈得很投机。在佩鲁兹的实验室里居然能找到一位懂得

DNA比蛋白质更重要的人，真是三生有幸。因而，我就不必化费很多时间学习蛋白质X射

线分析技术了。这对我来说，也是如释重负。在午餐时，我们的交谈很快就集中在基因

是如何组合在一起的。在我到达后的几天之内，我们就知道要干些什么：模仿鲍林并且

以其之矛攻其之盾。

鲍林在多肽方面的成就自然而然提醒克里克用同样的方法也可以解决DNA的结构问题。

但是，只要他身边没有人认识到DNA乃是万物之本的话。他与金氏学院实验室在人事方

面存在的麻烦就会使他不能开始DNA的工作。而且，即使血红蛋白不算最重要的课题，

克里克先前在卡文迪什实验室所待的两年肯定不能说是无所作为的，而是有成绩的。当

时，在蛋白质方面不断涌现出来的许多问题，很需要有人集中精力去创立学说。但是，

现在克里克在实验室老想同我讨论基因问题，他也不想再把有关DNA的问题束之高阁

了。要是他一周仅仅化费几个小时考虑DNA，并帮助解决一两个非常重要的问题，我想

也不会有人介意的。即使这样，他也不打算放弃对实验室内其他问题的兴趣。

这样，肯德鲁很快就看出我不愿意帮他解决肌红蛋白的结构问题。由于他不能结晶出大

的马肌红蛋白，开头，希望我能有一技之长，帮他解决这个问题。但是，很容易就可以

看出我的实验技术不如实验室那位瑞士化学家熟练。我到剑桥大约两星期后的一天，为

了制备新的肌红蛋白，我们到一家屠宰场去取马的心脏。结果我们运气好，把马的心脏

立即冷冻起来使其免遭破坏，也从而避免肌红蛋白不能结晶。但是，后来我用了九牛二

虎之力力图拿到结晶，其结果并不比肯德鲁做的成功。这在某种意义上说，倒是帮了我

的忙。因为如果结晶成功的话，肯德鲁可能就会继续要我做蛋白质X射线衍射工作。

我和克里克每天交谈至少几个小时，这件事并没有遭到非议。终日浮想联翩甚至对克里

克来说也是吃不消的。当他的一些公式不得其解的时候，他常常向我问及噬菌体方面的

问题。其他时间，克里克就用晶体学武装我的头脑。这些知识通常是需要耐心阅读专业

杂志才能获得的。特别重要的是，我们曾认真讨论了鲍林是怎样发现蛋白质α螺旋的。

不久，有人告诉我说鲍林的成功也很平常，并不是复杂的数学推理的结果。在他的文章

里间或有公式出现，但在大多数情况下用语言叙述也就足够了。鲍林成功的关键在于他

运用了结构化学的简单定律。他发现α螺旋并不是仅仅靠研究X射线衍射图谱。相反

地，其主要方法是探讨原子之间的相互关系。不用纸和笔，他的主要工具是一组分子模

型。这些模型表面上看来与学龄前儿童的玩具非常相似。

因此，我们看不出为什么我们不能用同样的方法解决DNA的问题！我们只要制作一组分

子模型，开始摆弄起来就行了。我们幸运的话，DNA结构也许是一种螺旋型的。任何别

的构型都太复杂了。还没有排除答案是简单的这种可能性，就担心问题是很复杂的，那

是非常愚蠢的。鲍林从来也没有在杂乱无章的探索中取得任何成果。

与克里克头一次交谈，我们就假定DNA分子含有许多有规律地直线排列的核苷酸。我们

这样的推理部分地基于简明性这一点上。虽然附近的托特（Alexander Todd）实验室的

有机化学家认为这是核酸的基本排列方式，但那时他们还远没有用化学方法证明所有核

苷酸之间的键都是一样的。但是，如果DNA分子中的核苷酸不是有规律直线排列的话，

我们就不能理解DNA分子怎么能象威尔金斯和罗莎琳德·富兰克林指出的那样堆积在一

起而形成结晶聚合体的。因此，假定今后在这方面没有任何新见解问世，我们把DNA的

糖和磷酸骨架看成是非常有规律的，可能是解释它的分子结构的最好办法。从而找到一

种三维螺旋构型，其中所有的基本结构都处于同样的化学环境之中。

我们很快就认识到，解决DNA结构比解决蛋白质的α螺旋更复杂些。在α螺旋中，单一

的多肽链（许多氨基酸的集合）通过自身的基团之间的氢键折叠成螺旋型。但是威尔金

斯曾对克里克说过，DNA分子的直径比单独一条多核苷链（许多核苷酸的集合）的直径

要大些。因此，他认为DNA是一个复杂的螺旋，其中包括几条彼此绕在一起的多核苷酸

链。如果真是如此，在开始认真建造模型以前，必须弄清楚多核苷酸链之间究竟是通过

氢键，还是通过与负电性磷酸有关的盐键维系在一起的问题。

由于DNA合有四种不同的核苷酸，使问题更加复杂化了。在这个意义上，DNA并非一种有

规律的分子，而是一种高度无规律的分子。但是，四种核苷酸并不是完全不同的。每种

核苷酸都含有相同的糖和磷酸，独特之处在于它们的含氮碱基。这种合氮碱基要么是嘌

呤（腺嘌呤和鸟嘌呤），要么是嘧啶（胞嘧啶和胸腺嘧啶）。而且，由于核苷酸之间的

联结仅与糖和磷酸有关，因此我们的假设——相同的化学键联结所有核苷酸，不受任何

影响。于是，在建造分子模型中，我们假定糖和磷酸骨架是很有规律的，而其中的碱基

顺序则是很不规则的。很明显，如果碱基顺序总是一样的话，那么，所有的DNA分子就

都相同，也就不存在基因的多样性了。

在没有借助X光衍射资料的条件下，鲍林解决了α螺旋结构。但他还是知道那些X光衍射

资料的，并在一定程度上也考虑到了。有X光衍射资料作依据，各种各样可能的多肽链

的三维构型很快就被淘汰掉了。现在，我们借助精确的X光衍射资料，将能更快地解决

更加微妙的DNA结构。仅仅浏览一下DNA的X光衍射图片，就能避免许多错误的出发点。

幸运的是，在文献中已经报道了一种不怎么好的DNA图片。这是英国结晶学家奥斯特伯

（w.T.Astbury）在5年前拍摄的。我们拿来派上了用场。后来，要是能得到威尔金斯更

加漂亮的图片，我们可能会节省六个月到一年的时间。但图片是威尔金斯的，这实在使

人伤透了脑筋，但也无可奈何。

要搞到这张照片，除了和他商量以外别无其他办法可想。我们感到惊奇的是，克里克竟

毫不费力他说服威尔金斯于一个周末到剑桥来，用不着勉强、威尔金斯就接受了DNA结

构是螺旋型的观点，因为一则螺旋型结构当时不仅是一种明朗化了的猜测，再则，威尔

金斯在剑桥一次夏季讨论会上已经使用了“螺旋”这个名词。在我第一次到达那里的六

周以前，他曾经把那张DNA的X光衍射图谱拿出夹展示过。那张图谱显然在子午线上缺少

任何反射迹象。他的同事，理论家斯托克斯（AleX Stokes）告诉他，这个现象是与螺

旋结构相符合的。根据这个观点，威尔金斯猜想有三条多核苷酸链形成DNA的螺旋结

构。

我们相信利用鲍林建造模型的手段, 甚至在没有更多的X光衍射结果之前，会很快解决

DNA的结构问题。但是在这一点上，威尔金斯同我们的看法不一致。我们平时闲谈总要

涉及罗西·富兰克林，因为来自她那里的麻烦与日俱增。她坚持认为，就是威尔金斯本

人也不应该再拍更多DNA的X光照片了。威尔金斯想方设法同罗西妥协，结果做了蚀本生

意。他把用在初始工作上的所有好的结晶DNA都交给了罗西，井同意将自己的实验仅限

于其他的DNA。后来他才发现这种DNA不能结晶。

后来事态竟然发展到罗西甚至不愿把她最新工作成果告诉威尔金斯。威尔金斯了解事情

真相最早可能是在三个星期之后的11月中旬，那时罗西已准备好开一个关于她过去六个

月工作总结的讨论会。威尔金斯讲欢迎我参加罗西的讨论会，我听了当然很高兴。我第

一次得到了学习X射线晶体学的鼓励，并希望罗西不要讲得使我听不懂。

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出乎意料，还不到一周，克里克对DNA的兴趣突然一落千丈。因为他决定指责无视（不

尊重）他的学术观点的一位同事。这位受指责者不是别人，正是布喇格教授。这件事发

生在我到那里还不到一个月的时候。一个星期六上午，佩鲁兹把前一天布喇格爵士和他

本人关于阐述血红蛋白分子形状的一份手稿交给了克里克。克里克很快地看过内容后，

就大发雷霆，因为他发现有些论述所依据的理论性观点大约在九个月之前他就提出来

了。更糟的是，克里克记得他曾兴高采烈地把这些观点告诉过实验室里所有的人。然

而，他所做出的成绩至今得不到承认。他立即跑到佩鲁兹和肯德鲁那里，告诉他们这种

横蛮的做法是不能容忍的。随后又急冲冲地到了布喇格办公室，要求如果不向他道歉，

至少也要向他作出解释。但事不凑巧，布喇格那时在家里，克里克只得等到第二天上午

再谈这件事。遗憾得很，这样一耽搁就不能有把握地弄清事实真相了。

布喇格爵士断然否认他了解克里克以前的想法。有人传说布喇格偷偷地用了别的科学家

的观点，这件事使他受到莫大的侮辱。而克里克认为不能相信布喇格愚蠢到如此地步，

以致忽视了他常常提起的观点，克里克这样想的，对布喇格也是这样说的。他同布喇格

再交谈下去已不可能了，于是不到十分钟他就离开了布喇格的办公室。

布喇格认为这次见面似乎是同克里克关系中使人难以容忍的最后一招。几个星期以前，

布喇格来到实验室，由于他前一天晚上有过一个好的想法而显得非常激动。后来他和佩

鲁兹共同写论文时把这个想法写了进去。他把此事告诉佩鲁兹和肯德鲁时，恰好克里克

也在那里。克里克非但没有立刻接受这种解释，反而申明要离开，并检验一下布喇格究

竟是对还是错。布喇格听了火冒三丈。他的血压升高起来，生气地回家去了。他把这些

喜欢肇事的孩子们所干的蠢事告诉了他的妻子。

最近发生的争论对克里克来说简直是种灾难。他回到实验室后，觉得处境相当不自在。

布喇格在打发克里克离开他的办公室时，生气地告诉他，他的博士课程完成以后，布喇

格还要慎重考虑克里克能否继续留在他的实验室工作。克里克显然是提心吊胆的，因为

他不久也许必须另找一个新的工作岗位。那天的午饭我们是在克里克常去的伊尔酒馆

（Eagle）吃的。大家心情很不愉快，闷闷不乐地吃完了那餐午饭。

克里克的担忧不是没有道理的。他深知自己精明能干，还有些与众不同的观点，但并没

有显著的学术成就，还没有获得博士学位，他出身于一个有钱的中产阶级家庭，曾在米

尔山学校就读，后来在伦敦大学学院里学习物理。战争爆发时，他已开始攻读学位的工

作。同所有其他的英国科学家一样，他参加了战争，并加入了英国海军科学组织。在那

里他精神抖擞地工作着。虽然许多人对他滔滔不绝的议论感到不满，但一则为了赢得战

争，再则他在生产精巧的磁性水雷方面也立下了汗马功劳。因此，人们就不去计较他的

唠叨。但战争一结束，他的同事们觉得再没有理由将他永久留下来。有那么一段时间，

他深信自己在科学事业方面将无用武之地。他对物理学已经心灰意冷，于是决定搞生物

学。在生理学家希尔（A.V.Hill）的帮助下,他得到了一笔为数不多的奖学金，于1947

年秋来到的剑桥大学。开始，在斯坦基威斯（Strangways）实验室做了些微不足道的纯

生物学工作。两年以后，他到了卡文迪什实验室同佩鲁兹和肯德鲁一起工作。在这里,

他再次激励自己要为获得博士学位而努力奋斗。他被凯厄斯学院录取为研究生，导师是

佩鲁兹。在某种意义上讲，念博士学位，对于敢想敢干不满足于论文中单调工作的人来

讲是一个负担。但是另一方面，他决定当研究生也带来了一个意想不到的好处，后来在

他与布喇格闹翻的关键时刻，因为他还没有获得学位，就很难把他解雇。

关系闹僵后，佩鲁兹和肯德鲁急忙跑来援救，并向布喇格说情。肯德鲁证明克里克先前

曾写过关于争论中问题的短文。布喇格承认两人各自独立地产生了相同的想法。布喇格

渐渐地冷静下来，于是克里克要离开的事就悄悄地被搁置下来了。但是，布喇格仍然认

为以后不必留下克里克。有一天，他心情不爽，说克里克使他伤透脑筋，怀疑是否有必

要继续留下他。布喇格觉得克里克35年来虚度年华，一直毫无休止地夸夸其谈，并没有

做过任何有价值的工作。

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去过的地方，没有乡愁，乡愁是给不回家的人

没去过的地方，没有乡愁，乡愁是给没有家的人

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