医学史上的4月25日：科学家指出脱氧核糖核酸是双螺旋结构

历史上的今天，1953年4月25日，科学家指出DNA是双螺旋结构。当日，在《自然》杂志上发表文章中，沃森博士（转行两次的前物理学博士、获诺贝尔医学奖的分子生物学家德尔布吕克的学生）和克里克博士指出脱氧核糖核酸（DNA）的新结构。从而否定了林纳斯·泡令的DNA是α螺旋结构说。

沃森简介

沃森（詹姆斯·杜威·沃森 James Dewey Watson）美国分子生物学家、遗传学家和动物学家。

沃森1928年4月6日出生于伊利诺伊州芝加哥。

沃森在芝加哥南部长大，就读于霍瑞斯曼文法学校和南岸高中等公立学校。他对观鸟很感兴趣，这是和他父亲的一个共同的爱好，所以他考虑主修鸟类学。当时一个很受欢迎的广播节目《孩子身上的智力竞赛》，它的竞赛方式就是向聪明的年轻人提出了问题。而沃森在这个节目中展露头角。多亏了大学校长罗伯特·哈钦斯的自由主义政策，他得以在15岁时就进入了芝加哥大学，并在那里获得了奖学金。

在读了埃尔文·施罗德的书《生活是什么》之后，1946年，沃森将他的职业抱负从鸟类学转向遗传学。1947年，沃森在芝加哥大学获得动物学学士学位。在他的自传《避免无聊的人》中，沃森将芝加哥大学描述为一个“田园诗般的学术机构”，在那里他被灌输了批判性思维的能力和道德上的强迫，不让那些妨碍他寻找真理的傻瓜受苦。1947年，沃森离开芝加哥大学成为Indiana University的研究生，并被1946年诺贝尔奖得主赫尔曼·约瑟夫·穆勒（Hermann Joseph Muller）在布卢明顿的出现所吸引（赫尔曼在1922年、1929年发表了重要论文）。20世纪30年代，他在1944年出版的著作中阐述了遗传分子的所有基本性质。1950年，沃森从Indiana University获得博士学位，萨尔瓦多·鲁里亚（著名意大利微生物学家，后入美籍）是他的博士生导师。

上图为鲁里亚

1950年在印第安纳大学获得博士学位后，他在哥本哈根大学（University of Copenhagen）与赫尔曼·卡尔卡尔（Herman Kalckar）和奥莱·马洛伊（Ole Maaloe）一起攻读博士后。一年后，沃森后来在英国剑桥大学卡文迪什实验室（University of Cambridge's Cavendish Lab）工作，在那里他第一次见到了未来的合作者和朋友弗朗西斯·克里克。

1956年~1976年，沃森在哈佛大学生物系任教，研究分子生物学。从1968年起，他担任冷泉港实验室（CSHL）主任期间，扩展了该实验室的资金和研究水平。在冷泉港实验室（CSHL），他把研究重点转移到了癌症的研究上，同时使之成为世界领先的分子生物学研究中心。1994年，他开始担任实验室负责人。任期10年后，又被任命实验室财政负责人，任职至2007年。此前他发表了一些有争议的过激言论，声称情报与种族之间存在联系。1988年~1992年，沃森与美国国立卫生研究院合作，帮助建立了人类基因组计划。

沃森写过很多科学书籍，包括1965年出版的《基因的分子生物学》和1968年出版的畅销书《双螺旋》

沃森最为人熟知的贡献是1953年与弗朗西斯·克里克和罗莎琳德·富兰克林共同发现DNA的结构，其后沃森、克里克、威尔金斯因其贡献被授予1962年诺贝尔生理学或医学奖。

DNA双螺旋结构的发现被誉为20世纪人类最为重要的科学发现之一，另外两个为相对论和量子力学。1962年，沃森、克里克与威尔金斯3人获得诺贝尔生理学或医学奖。

上图为克里克

上图为威尔金森

DNA的 双螺旋结构

DNA是很长的高聚物，由重复单位组成的核苷酸。DNA链在22~26之间。虽然每个重复单位都很小，但DNA聚合物可能是含有数百万个核苷酸的巨大分子。例如，人类最大的染色体--1号染色体，约为2.2亿。碱基对长在活生物体中，DNA通常不是以单个分子的形式存在，而是作为紧密关联的一对分子存在。这两条长股像藤蔓一样缠绕在一起，形状像双螺旋。核苷酸重复序列既包含分子主干的片段（将链连接在一起），也包含一个碱基，该碱基与螺旋中的其他DNA链相互作用。一般来说，与糖相连的碱基称为a核苷与糖和一个或多个磷酸盐基团相连的碱基称为a核苷酸。如果多个核苷酸连接在一起，就像在DNA中一样，这种聚合物被称为多核苷酸。

上图为DNA的双螺旋结构

DNA链的主干是由交替的磷酸和脱氧核糖。在双螺旋中，一条链中核苷酸的方向与另一条链中核苷酸的方向相反。这种DNA链的排列称为反平行。

DNA双螺旋通过氢键在两股连在一起的碱基之间。在DNA中发现的四个碱基是腺嘌呤（简称A）胞嘧啶（C）鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。这四个碱基附着在糖/磷酸盐上，形成完整的核苷酸。

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