纪念DNA双螺旋结构发现50周年：人类生物学大事记(十)
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1953年：科学家提出DNA分子双螺旋结构模型
进入20世纪50年代，人类在遗传学方面的研究实际上跨过了4个台阶———认为细胞是遗传物质；提出细胞核为遗传物质；追踪到染色体；将目标锁定为脱氧核糖核酸(DNA)。而第4个台阶的跨越得益于1952年美国生物学家艾尔弗雷德·赫尔希和玛莎·蔡斯合作完成了融合实验。他们发现噬菌体DNA是侵染时进入寄生主细胞的基本成分，从而证实噬菌体的遗传物质是DNA，而不是蛋白质。
DNA由核苷酸组成，而核苷酸由一个磷酸基团、一个脱氧核糖和一个含氮碱基构成。组成DNA的核苷酸中的含氮碱基共有4种，它们是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，分别用字母A、G、C和T表示。核苷酸相互连接形成一条链，链上磷酸基团和脱氧核糖交换出现。奥地利生物学家查加夫在1948年至1952年对DNA中4种碱基的含量进行了精确测定，发现在任何细胞的DNA中，腺嘌呤的量同胸腺嘧啶的量相当，而鸟嘌呤的量同胞嘧啶的相当。
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在认识DNA组成的同时，部分科学家试图了解它的内部结构。早在1938年就有科学家指出，核酸能以衍射的方式散射X射线，这表明核酸分子里存在着有规则的结构。英国生物物理学家M·威尔金斯根据同事R·富兰克林关于DNA的X射线衍射图，提出核酸分子为螺旋状，螺旋上的圈形成了在X射线下看得见的重复单元。
1951年，在意大利召开的分子结构会议上，美国生物化学家詹姆斯·沃森听了威尔金斯关于DNA晶体衍射分析的阶段性学术报告后，开始从事用X射线晶体衍射法分析生物大分子的研究。
沃森于1928年4月6日出生在美国芝加哥。1947年获得芝加哥大学动物学学士。大学期间，他儿时对观察鸟类的兴趣逐渐发展成学习遗传学的强烈愿望。在奖学金的资助下，他实现了自己的愿望———进入印第安纳州立大学深造，在大学遗传学家和微生物学家的影响下，他完成了关于强X射线对噬菌体繁殖影响的博士论文，并在1950年获得博士学位。
, 百拇医药 1951年秋，沃森来到英国剑桥大学从事蛋白质和多肽晶体结构的分析研究。在那里，他同1949年就开始在剑桥大学学习，并在佩鲁茨指导下完成《多肽和蛋白质的X射线分析研究》博士论文的弗朗西斯·克里克相遇，并成为知己。克里克于1916年6月8日出生在英格兰北汉普顿。1937年获得伦敦大学学院物理学学士。在随后爆发的第一次世界大战中，他中断了获取博士学位的研究，进入英国海军科研部门工作。1947年离开海军开始学习对他来说是十分陌生的生物学。在英国医学研究理事会和家庭的资助下，他来到剑桥并在STRANGEWAYS研究实验室工作。1949年进入当时设立在剑桥卡文迪什实验室的医学研究理事会机构。
相遇在英国剑桥大学的沃森和克里克一致认为，解决DNA分子结构问题是打开遗传之谜的关键。从1951年11月到1953年4月的18个月中，沃森和克里克合作从事DNA分子结构的研究。在此期间，他们不仅同威尔金斯和富兰克林进行了数次学术交流，而且直接和间接地从威尔金斯和富兰克林那里获得了较完整的DNA晶体结构的分析数据和照片。此外，他们还从查加夫那里得知的DNA4种碱基两两相等的数据，以及从L·泡令那里得到了蛋白质肽链由于氢键作用而成阿尔法螺旋型的成果。在这些成果的基础上，沃森和克里克通过认真分析、严格计算和周密思考，并不断改正错误，终于在1953年4月在《自然》杂志上发表了题为《核酸分子结构》的论文。
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在这篇仅有900字的论文中，沃森和克里克首先指出，泡令提出的核酸结构模型存在缺陷，并阐述了他们的两点理由。同时，他们认为弗雷泽关于核酸的三链结构也是不准确的。进而，他们提出自己的观点：DNA具有双螺旋结构。沃森和克里克的DNA结构模型阐述了DNA的一些重要特性：DNA的双螺旋主链由核苷酸中的糖和磷酸部分构成，核苷酸中的碱基同螺旋链横向连接；核苷酸中的碱基通过氢键连接成特殊的碱基对，A总是和T相对，C总是和G相对；双螺旋的两条主链走向相反。
DNA双螺旋分子结构模型的提出表明遗传学的研究从细胞水平进入到分子水平，这是分子生物学形成的一个重要标志。沃森和克里克的模型对人们认识蛋白质合成、DNA复制和突变具有重要意义，为此他们同威尔金斯分享了1962年诺贝尔生理学与医学奖。(本栏目主持人毛黎张亮), 百拇医药