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DNA孕育史,你了解多少?

DNA孕育史,你了解多少? 宝龄科技
2018-07-12
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导读:`健康之美 | 源于宝龄

健康之美 | 源于宝龄


如今,基因检测成为了体检方式中最流行的一种,但又有多少人真正了解基因检测的内涵以及它的重要性?这还要追根溯源。今天,小编就带您走进基因的“神秘领域”一探究竟,了解它的前世今生。



基因检测其实就是分析染色体中的脱氧核糖核酸(DNA)。DNA双螺旋分子结构模型的发现,是20世纪最重大的科学发现之一,也是生物学历史上惟一可与达尔文进化论相提并论的发现。


1962年的诺贝尔生理医学奖获得者是:沃森、克里克和威尔金斯。

-左到右:克里克,沃森,威尔金斯-


沃森(Watson, James Dewey),生于1928年,美国分子生物学家。


克里克(Crick, Francis Harry Compton),生于1916年,英国生物物理学家。


威尔金斯(Maurice Wilkins) ,生于1916年,英国生物物理学家。


这三人的资历与年龄差异非常大,当沃森、克里克、威尔金斯在1953年发现DNA的双螺旋结构时,威尔金斯已经是一名37岁的教授了,获得博士学位的沃森刚25岁,克里克则是37岁。他们的合作,早在1951年就开始了。


在这三个人中,只有沃森是生物学背景,克里克和威尔金斯都是物理学背景,他们唯一的共同点就是受到了著名物理学家欧文·薛定锷(Erwin Schrödinger)的著作《生命是什么》的影响,这本书中预言:一个生物学研究的新纪元即将开始,生物学的很多问题最终要靠物理学和化学去说明。



在20世纪40年代末和50年代初,三个实验室同时研究DNA分子模型。第一个实验室是伦敦国王学院的威尔金斯、弗兰克林实验室,他们用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。第二个实验室是加州理工学院化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)实验室。第三个则是个非正式的研究小组。


1951年,23岁的美国遗传学家沃森在剑桥大学卡文迪什实验室读博士后时,比他年长12岁的克里克当时正在做博士论文,论文题目是“多肽和蛋白质:X射线研究”,二人一见如故,开始了对遗传物质脱氧核糖核酸DNA分子结构的研究合作。


他们性格迥异,但事业上志同道合。沃森生物学基础扎实、训练有素,克里克有着物理学优势,又不受传统观念束缚,常以一种全新的视角思考问题。他们二人优势互补,并善予吸收和借鉴其他研究成果,成绩突飞猛进。



威尔金斯善于利用X射线衍射技术研究DNA结构,实验室的女物理学家富兰克林在1951年底拍到一张清晰DNA的 X射线衍射照片。1952年,美国化学家鲍林发表了关于DNA三链模型的研究报告这种模型被称为α螺旋。沃森与威尔金斯、富兰克林等讨论了鲍林的模型,沃森看出了DNA内部是一种螺旋形的结构,他立即产生了一种新概念:DNA不是三链而应该是双链结构。他们继续遵循此思路深入探讨,极力将相关研究成果集中起来。最后得出共识:DNA确实是双链螺旋结构。之后他们几经尝试,终于在1953年的3月7日将想象中美丽无比的DNA模型搭建成功!



在这之中,还有个小插曲:由于ATCG这4种核苷酸组成了DNA,美国生物化学家埃尔文·查戈夫(Erwin Chargaff)测定DNA的分子组成,发现DNA中的4种碱基的含量并不是等量的,虽然在不同物种中4种碱基的含量不同,但是A和T的含量总是相等,G和C的含量也相等。


沃森和克里克在经过一段时间后,意识到查戈夫比值的重要性,并请剑桥的青年数学家约翰·格里菲斯(John Griffith)计算出A吸引T,G吸引C,A+T的宽度与G+C的宽度相等之后,很快就拼凑出了DNA分子的正确模型。


克里克以其深邃的科学洞察力,不顾沃森的犹豫态度,坚持在他们合作的第一篇论文中加上“DNA的特定配对原则,立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话,使他们不仅发现了DNA的分子结构,而且从结构与功能的角度作出了解释。 


沃森和克里克在1953年4月25日的《自然》杂志上以一千多字和一幅插图的短文方式公布了他们的发现。在随后发表的论文中,他们详细地说明了DNA双螺旋模型对遗传学研究的重大意义:一、它能够说明遗传物质的自我复制。二、它能够说明遗传物质是携带遗传信息的。三、它能够说明基因是会产生突变的。



基因是人类生命的密码,在医学科技极度发达的今天,人们已能够运用DNA技术科学全面评估自己的健康,从疑难杂症癌症,到普通的感冒发烧……及时规避健康风险。


对于健康检查,人们都抱着谨慎的态度。在很多人的概念中,对基因检测这项技术充满了疑问和神秘感。了解我们自己的身体,DNA可提供最准确的依据。而透彻了解DNA,历史则是一位最佳见证人。环环相扣,解开人们心中的困惑。




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