一个合理的怀疑
今天看来,DNA 携带 遗传 似乎理所当然,但在很长一段时间里,多数科学家却押注于蛋白质。他们的推理是合理的:蛋白质由二十种不同的氨基酸构成,而 DNA 只有四种碱基。四个字母的字母表看上去太简单,难以编码生命令人眼花缭乱的复杂性,而蛋白质则显得足够丰富。要解决这个问题,靠的是巧妙的实验,而非假设。
三个一锤定音的实验
- 格里菲斯(1928):把无害的活细菌与已死的致病细菌混合,竟使无害的细菌变得致命——而且这种改变会被它们的后代继承。某种『转化因子』在它们之间传递了,尽管格里菲斯说不出那是什么。
- 埃弗里、麦克劳德与麦卡蒂(1944):他们纯化了转化因子,逐一破坏每个候选物。破坏蛋白质或 RNA 毫无影响;破坏 DNA 则使效果消失。转化因子就是 DNA。
- 赫尔希与蔡斯(1952):利用感染细菌的病毒,他们用不同的放射性标记分别标记蛋白质和 DNA。只有 DNA 标记进入细菌并指挥新病毒的产生。这说服了剩下的怀疑者:遗传物质是 DNA,而非蛋白质。
解释遗传的结构
知道 DNA 是遗传物质,仍留下一个谜:一个分子怎么能既携带信息又自我复制?答案出现在 1953 年,沃森和克里克借助罗莎琳·富兰克林和莫里斯·威尔金斯的 X 射线图像以及 查戈夫规则,提出了 双螺旋 模型。这个结构不只是美丽——它能自我解释。
他们论文中那句著名的轻描淡写指出,他们提出的特定配对『立即提示了一种可能的复制机制』。因为 碱基配对 使两条链互补,把它们分开就得到两个模板,每个都能重建自己的伙伴。信息储存与忠实复制——任何遗传分子都必须满足的两项要求——竟从一个优雅的形状中自然涌出。