DNA双螺旋结构发现：解锁生命奥秘的钥匙

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克发现DNA双螺旋结构。DNA是分子结构复杂的有机化合物，作为染色体的一个成分，存在于细胞核内，功能是储藏遗传信息。

DNA分子较大，由核苷酸组成。沃森和克里克的发现指出，DNA的结构是一对多核苷酸链，围绕一个共同的中心轴盘绕而成。

DNA双螺旋结构的发现，让人们清晰的了解到遗传信息的构成、复制和传递途径，使遗传学的研究水平提高到了分子层面，开启了分子生物学时代。

此后几十年的时间里，以此为基础的科研持续推进，成果被应用到法医鉴定、基因工程等各个领域，取得了深远影响。DNA双螺旋结构的发现，也因此与相对论和量子力学一起，被誉为20世纪自然科学的三大发现。

▲DNA双螺旋结构

那么，DNA双螺旋结构是如何被发现的呢?

一、早期DNA研究，提供了DNA分子结构的研究基础

有关DNA的相关研究，开始的非常早。早在1869年，科学家就从鱼的精子细胞核中，分离出了DNA。此后，围绕DNA的科学研究不断推进，1950年代前后，DNA分子结构的研究已经提上日程。许多科学家将研究聚焦在DNA的分子结构上。

当时有个英国科学家叫艾弗里，他通过实验结果断言，所有的基因，都是由DNA组成的。这让DNA成了解锁生命之谜的钥匙，吸引了大量科学家投入该领域的研究，沃森和克里克就属于此类。

正如沃森所言，他对DNA分子结构问题产生兴趣的时候，克里克的科研理论和兴趣，也正在发生转移，任何重要的事情，都能够对克里克产生吸引。

▲艾弗里

二、年轻科学家沃森和克里克，对基因科学的痴迷和努力

发现DNA双螺旋结构的沃森和克里克，是两个年轻的科学家，在当时名不见经传。DNA的双螺旋分子结构，最终能被他们发现，得益于二人在科学领域的不断努力和尝试。沃森对基因的研究十分痴迷，按他自己的说法，他几乎是白日梦似的想着发现基因的秘密。

克里克同样对于科学有执着精神，他常常因为自己的新发现，变得异常激动。当他的理论站不住脚时，他就会再次回到实验室中，直到新想法产生。两人对基因科学的痴迷，最终帮助他们在研究上，取得了突出的成绩。

▲英国科学家威尔金斯

DNA双螺旋结构的发现，经历了怎样的科学研究过程？

一、合作分歧导致研究停滞（20世纪40年代）

沃森和克里克着手研究DNA分子结构之前，从事该研究项目的科学家，是英国人威尔金斯和他的助手女科学家罗萨林·富兰克林。

不过，两人在工作上，并不能互相配合。威尔金斯希望富兰克林作为自己的研究助手，充当一个晶体学家的角色。但富兰克林对威尔金斯的安排并不满意，希望自己对DNA开展独立的课题研究。最终，二人分道扬镳，研究停滞。

不过，由于沃森、克里克等和威尔金斯经常发生学术接触，受到对方的启发，沃森开始关注DNA的X射线工作。这对后来沃森走上DNA的研究之路，起了重要作用。

此后，威尔金斯也为沃森和克里克的后续研究，提供了很多帮助，1962年，威尔金斯与沃森、克里克一起，被被授予了诺贝尔医学和生理学奖。

▲DNA双螺旋结构

二、从失败到DNA双螺旋结构模型的发现（1949年-1953年）

美国科学家沃森和英国科学家克里克，是DNA双螺旋结构发现的关键人物。1949年，沃森和克里克相识，相同的学术志向和见解，让二人成为朋友。他们达成了学术共识，认为解开遗传之谜的关键，是解决DNA的分子结构问题。

1951年11月，沃森和克里克听取了英国女科学家罗萨林·富兰克林的报告。富兰克林也致力于研究DNA的结构模型，沃森和克里克在讲座中受到启发，提出了三股螺旋的DNA结构设想。但该项研究结论，后来被富兰克林指出计算失误，该模型宣告失败。