全世界都是一家人
你来到这个世界是父母给了你生命。没有父母就没有你，你的父母来到这个世界上，因为他们的父母，所以这样倒推时间，往后推，你出生的人数会不断增加。
20代以前，祖先的人数将增加到10万多人，再向后倒推5代，数目陡然增加到3亿多人，及至倒推到古罗马时期，即64代，你的祖先人数将是1064，这个数字远远地超过当时同时生存人数的总和，仔细揣摩不难理解，之所以“远远地超过”，是因为辈分推及久远，这些人并不同时活在世上。无论如何，这个数字表明，全世界都是“一家人”。你也会不难理解，为什么平均来说，每个人的基因大约有99.9%都是相似的，这些相似性决定着我们都属于人类，都有相似的体型、身高、音色、行为举止和面目特征。仅有千分之一的差异，决定着人与人的不同。究竟如何造成这些不同？究竟是什么因素主宰着生命的遗传和变异？遗传和变异如何操纵着每个人的生命进程？又是什么样的强大力量在操纵着遗传和变异的机制？操纵这种机制的主角又是什么？近百年来，不少人在探讨这些生命的奥秘，却长时间不得其解。
生命的奥秘
揭示生命的奥秘，是一个长达一百多年的艰难而曲折的过程，参与人也非常多，其中主要的人物和事件有这么几例。1869年瑞士生物学家、内科医生约翰·弗莱德里奇·米希尔首先通过显微镜从粘着脓血的绷带上发现了一种从未见过的化合物，这种物质是从细胞核中得到的，又具有酸性，因此给它起名叫“核酸”。23年后，他在给叔叔的一封信中说，这种分子很可能就是“隐藏在遗传背后的原动力”。这本是个很了不起的发现，然而在当时，由于观点太超前，没有引起人们的重视。事后证明，这一发现找到了开启生命奥秘的第一把钥匙。
一个半世纪以来，因为对核酸的研究获得诺贝尔奖的科学巨子就有38位之多，揭示生命的本源就是从破译核酸的奥秘开始的。
认识到核酸的重要性只是“事后诸葛亮”，揭示生命奥秘的早期却犹如“瞎子摸象”般，没能一下子找到要领。在那时，人们的关注点过多地放在了蛋白质上，并没有把核酸放在眼里。直到30多年之后，即1902年，才确定细胞核内的染色体是由核酸及蛋白质组成的。然而就是到了此时，人们仍然没弄清楚在核酸和蛋白质这两种成分中，到底是哪一种携带了遗传信息。当时人们更倾向于蛋白质，一个原因是那时人们对蛋白质的研究更充分，而对核酸却所知甚少；另一个原因似乎更充分，蛋白质由20种氨基酸组成，较为复杂，而核酸的组成要简单得多，总觉得对于承载生命的延续与多样性的重任来说，它显得有些“不够格”。
不简单的核酸
直到1910年，人们才认识到，核酸并不像想象的那么简单。德国生理学家柯塞尔（A.Kosel）和他的学生一起，发现核酸是一个生物大分子，它的平均相对分子质量可达11万到几百万以上。他们从核酸的水解物中分离出了几种含氮的化合物，并给它们起了几个怪名字，这就是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶，此外还含有核糖和磷酸等物质，后来又发现核酸有两种，即脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。正是这种复杂的结构，决定了核酸具有特殊的性质。到了此时，人们才找到了发现生命奥秘的正途，但这只是掀起了面纱，真正揭开生命的秘密，还有很长的路要走。
蕴藏生命秘密的核酸就存在于人体的每一个细胞里，当把每个细胞看作一个单独的生命时，执掌这个生命大权的就是核酸。它负责细胞的分裂、增殖、吸收养分、再生和死亡等生命过程。只有每个细胞都正常运转，才能维持人的生命。在生命延续中，核酸也在遗传着生命的信息。后来的研究证明，人体内有3万～4万个基因，这些基因就由DNA所携带。人的遗传信息也是通过DNA传递的。然而，究竟为什么核酸具有如此重大的作用？究竟是以什么样的神奇力量使DNA荷载如此多的信息呢？揭示这一秘密的人是英国分子生物学家、生物物理学家和神经系统科学家弗朗西斯·克里克以及与他合作的詹姆斯·沃森。
沃森和克里克让DNA如何承载遗传信息的秘密放在大众面前
诺奖前的关键启示
在谈及克里克和沃森的发现之前，还有两个人必须提及，这两个人在这一重大发现的重要关头上给出了关键性的启示。一个是奥地利裔美籍生物学家埃文·查伽夫，他测定出DNA中的4种碱基成分，其中腺嘌呤和胸腺嘧啶数量相等，而鸟嘌呤和胞嘧啶数量相等，这一发现使克里克和沃森产生了关键的“成对”思想。
艾文查迦夫
另一个关键人物是毕业于剑桥大学的英国物理化学家罗萨林·弗兰克林。
长得居然很不错很不错
她在剑桥大学国王学院参与了DNA的研究。在那时，对于女性科学家的歧视处处存在，但她的研究却卓有成效。1951年11月，弗兰克林成功地拍摄到了DNA晶体的X射线衍射照片。从她1953年2月的日记可以看出，此时她已经看出了DNA具有双螺旋结构，而且她还确认，这个生物分子具有两种形式，在它的链外有磷酸根团。应该说，这个成果距离DNA双螺旋结构的发现仅差一步之遥。可惜的是，她的工作在剑桥没得到足够的重视。
人类历史上第一张清晰的DNA晶体衍射照片
1953年3月17日，当弗兰克林准备把这一发现整理成论文发表时才发现，克里克和沃森破解DNA结构的消息已经出现在《新闻简报》上。更令她没有想到是，她的同事威尔金斯未经她的许可，把她所拍摄的照片拿给克里克看，而克里克和沃森再次未经许可，使用了她的这幅照片，而在他们的成果中，只字未提这件事。在科技界，人们给予了弗兰克林很高的评价，对她没有共享诺贝尔奖也有过激烈的争议。1962年，当克里克、沃森和威尔金斯共同获得诺贝尔奖时，弗兰克林却因为长期接触放射性物质罹患乳腺癌而过早地去世了。
DNA结构的神奇发现过程
事情的经过是这样，1953年的2月，克里克来到剑桥。那时他和沃森正在苦苦思索着DNA的分子结构，对在单个分子水平的结构上，究竟是如何承载复杂的生命遗传密码的，一直没有找到答案。在剑桥，威尔金斯私下里给克里克看了弗兰克林所拍摄的DNA分子的X线衍射照片，克里克立刻被这张精美的照片惊呆了，它激起了克里克的灵感，脑子里闪现出来“螺旋”的念头。
大自然从来不是笔直的，大到星系、星团，小到螺壳、藤蔓，都是奇妙的螺旋形，螺旋不仅是自然界最普遍的运动形式，也是最基本的结构样式，这种形式几乎随时可见。克里克和沃森猜想，是否DNA分子也会呈现螺旋形结构呢？于是，他们试着用DNA的磷酸基摆出两对螺旋形的外层骨架，再在双螺旋骨架上配装上4个碱基成分，使腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对，由此形成双螺旋的内层结构。就这样，他们一连忙活了几天，终于在1953年2月28日，成功地用铁皮和铁丝搭起一个双螺旋结构的DNA大分子模型，所示。他们不仅确定了DNA的双螺旋结构，还通过分析得出了螺旋参数。这篇论文于1953年4月25日在《自然》杂志上发表。论文不足两页，文字不足1千，但在随后50年的生命科学发展中，人们真正地感受到了这一发现的分量。应该说，这一发现不是偶然的，它的根源始于一百多年前，在揭示生命奥秘的百年征途中，积淀着众多科学大师智慧的集体成果。
这个模型好像现在被封存了，因为太珍贵
双螺旋结构的重要性
DNA双螺旋结构揭示了基因复制的功能。由于腺嘌呤总是与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对，这两条链的碱基顺序彼此互补，只要确定了其中一条链的碱基顺序，即可以此为模板，再经合成复制出另一条链，由此，人们认识到了遗传信息构成和传递的途径。生命的奥秘从分子的层次上得到了清晰的解释，生命的“奥秘之门”从此被打开。
克里克是一位著名的分子生物理论研究者，在以后的研究中，他进一步揭示了遗传信息的核心法则，即信息从脱氧核酸DNA传递给核氧核酸RNA，再从RNA传递给蛋白质，最后形成具有遗传作用的功能分子。在此过程中，生命不断完成信息的转录和翻译过程，形成持有3万～4万具有遗传效能的功能分子。这种复制机制就是生命物质生生不息、千姿百态的原因，也是最核心的生命运动规律的物质基础。
由于DNA双螺旋结构的发现，使生物学研究不再只关注生命的表面现象，而是在有了统一理论的基础之上，注重生命的本质、生命的发生与发展规律的研究；生物学也不再只是研究孤立的生命结构和组织，而是关注生命的整体、注重生物结构的研究，如分子体系的同一性、结构层次的有序性、新陈代谢、生长、发育，生殖、遗传、进化、变异的总体机制。DNA双螺旋结构的发现，成为现代生物学发展的重要里程碑。
由于DNA的双螺旋结构被揭开，使遗传学的研究深入到了分子层次。在这以后的半个多世纪里，分子遗传学、分子免疫学、细胞生物学等新学科如雨后春笋般地涌现，一个又一个的生命奥秘从分子的角度得到了的阐释，DNA重组技术更为生物工程学的发展开辟了广阔的前景。可以毫不夸张地说，是DNA造就了分子生物学，造就了基因工程，而基因工程又改变了我们的生活。它不仅影响到了医药、健康、能源、食品和环境，更影响到了整个人类社会的发展，改变了人们对生命的认识，更改变了人类生活的轨迹。
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希望你从知识中获得能力，做真正的自己。——谢飞博士
