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DNA雙螺旋與分子的來歷
點擊次數(shù)：740 發(fā)布時間：2013-9-26
詹姆斯 沃森《雙螺旋——發(fā)現(xiàn)DNA結構的故事》
dna雙螺旋與分子
豌豆品種進行雜交實驗的結果。孟德爾曾經(jīng)研究過圓形和皺形種子，紅花和白花等性狀在子代植物中的分布情況。他的雜交實驗結果使他得出了有機體攜帶著并傳遞給子代很多遺傳因子或稱基因的結論。每一個基因決定一個性狀，因此有機體的全貌受其全部基因的控制，而這些基因都是由其親代傳授下來的。
孟德爾的見解遠遠超越了他的時代，以致他的發(fā)現(xiàn)在以后35年內(nèi)沒有引起的大量工作。此外，他們還發(fā)現(xiàn)了基因能夠進行突然的、*性的變化或稱突變。一個突變可以導致由基因所決定的特定遺傳性狀發(fā)生變化，例如紅花顏色變?yōu)榘谆伾?/p>
這些實驗結果大大推動了對于生命的認識。從理論上來說，它為了解種以前不知道的合磷豐富的物質(zhì)——核酸。到本世紀初，文字形式發(fā)表了這種觀點。但是，直到1961年，才zui后證明遺傳密碼確實含有一種語言，在這種語言中，DNA的多核苷酸鏈在多肽翻譯過程中念為3X3?？死锟耸怯脦в型蛔兓虻氖删w進行純形狀性質(zhì)的遺傳實驗證實這一觀點的。異體催化功能的形狀和信息原理，業(yè)已得到證明，這當然是件很有意義的事。但是，為了搞清楚它的分子機制，就需要運用生化方法去打開分子結構的奧秘，因為正是這種分子結構實際上影響著中心法則的轉(zhuǎn)錄和翻譯。運用生化方法的*個結果，是認識到核糖核蛋白體是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的部位。核糖核蛋白體是一種小的顆粒，由三分之一的蛋白質(zhì)和三分之二的RNA所組成。
活細胞內(nèi)有大量核糖核蛋白體。但是，基因編碼的遺傳信息是如何通過核糖核蛋白體轉(zhuǎn)變成多肽鏈的氨基酸順序的呢?為了回答這個問題，1961年雅柯布（Francois Jacob）和莫諾德提出，按照中心法則，首先由基因的核苷酸順序轉(zhuǎn)錄出稱為信使RNA的核酸。這種信使RNA分子與核糖核蛋白體表面相結合后，再由信使RNA的核苷酸順序以密碼子為單元翻譯為多肽鏈的氨基酸順序，在翻譯過程中，信使RNA正象錄音帶穿過錄音機一樣穿過核糖核蛋白體。沃森和他的學生們在闡明核糖核蛋白體的結構、信使RNA形成的機制以及信使RNA翻譯成蛋白質(zhì)等方面都做出了重要的貢獻。當信使RNA穿過核糖核蛋白體時，信使RNA是如何指導氨基酸排列成早就確定了的正確順序的呢?1958年，在信使RNA的概念尚未明確提出以前，克里克就對這個問題提出了他的看法。他認為，二十種不同的氨基酸不可能以一種特別方式與RNA模板的核苷酸三聯(lián)體直接發(fā)生作用。
因此，他提出一個“適應子”核苷酸的概念。任何種類的氨基酸在進入多肽鏈以前首先要裝配在適應子上。這種適應子被認為含有一個三聯(lián)體核苷酸，即“反密碼子”。反密碼子按沃森-克里克堿基對原理與表示帶有該適子的那個氨基酸三聯(lián)體核苷酸密碼子互補配對。適應子上的反密碼子核苷酸與信使RNA上的相應密碼子核苷酸形成特定的氫鍵，從而將帶有該適應子的氨基酸帶到核糖核蛋白體上的預先確定的適當位置。適應子假說提出后不久，研究蛋白質(zhì)合成的表示尿嘧啶核苷酸）三聯(lián)體為苯丙氨酸的密碼子。1961年8月，在莫斯科生物化學代表大會上，尼倫伯格宣布了他鑒定的這*個密碼子。這件事引起了全場轟動（克里克后來寫道，他就感到象“觸了電”一樣）。這樣一來，也就一下子能夠直接運用化學實驗來破譯遺傳密碼了。因為，將各種已知成分構成的合成信使RNA引入無細胞蛋白質(zhì)合成體系，其效果變得可以檢驗了。莫斯科生化會議開始了一場破識遺傳密碼的競賽。結果六十四種密碼子全部破識。
到了本世紀六十年代中期，DNA自我催化和異體催化功能的一般性質(zhì)已經(jīng)基本上搞清楚了。通過互補氫鍵的形成，DNA獲得了雙重功能。一是作為模板合成自身的復本，完成DNA的自我催化功能。二是轉(zhuǎn)錄成mRNA，然后在蛋白質(zhì)合成中，mRNA通過與（RNA的反密碼子形成互補氫鍵完成它*的異體催化功能。中心法則結果證明基本上是正確的。在沒有借助物理學和化學未知原理的情況下，基因的奧秘揭開了。沃森和克里克早已發(fā)現(xiàn)，同類物質(zhì)循環(huán)繁衍，其過程看來就是互補氫鍵的形成過程。