第一个DNA模型:怪螺旋1938
瑞典卡罗琳斯卡医学院的的Einar Hammarsten (1889-1958)和 Torbjörn Caspersson ( 1910-1997)发现 DNA 不是短链、而是长链,分子量很大(50 万到 100 万),所含嘌呤环和嘧啶环的平面与链的长轴垂直(Signer, Caspersson, Hammarsten,1938)。
英国 Leeds 大学纺织物理实验室的 William Astbury (1898-1961)和研究生 Florence Bell(1913-2000)通过 X 线衍射分析发现垂直 于长轴的两个核苷酸之间距离为 3.34Å(Astbury and Bell,1938a),他们还提出 了第一个核酸结构的模型(Astbury and Bell,1938b)。
第一个核酸结构模型 Astbury and Bell(1938b)
世界上第一位拍摄DNA的X线衍射照片的是英国物理研究生Florence Bell(1913-2000)。
Bell毕业于剑桥大学,在剑桥期间参加过JDBernal课题组的X线衍射研究。之后她去X线结构分析之父、曼彻斯特大学的小布拉格(Lawrence Bragg)实验室。老布拉格以前的学生、Leeds大学的William Astbury写信请小布拉格推荐做X线的专家,小布拉格推荐了Bell。
Bell在Astbury实验室做的博士论文就是用X线衍射分析DNA的结构。她拍的DNA的X线衍射图片:
Bell于1941年加入英国妇女辅助空军(Women’s Auxiliary Air Force,空军妇女辅助队?)。后与美国军人结婚,移民美国后工作过一段时间,再成为家庭妇女。
Signer R, Caspersson T, Hammarsten E (1938) Molecular shape and size of the thymonucleic acid. Nature 141:122.
Astbury WT and Bell FO (1938a) X-ray study of thymonucleic acid.Nature 141:747-748.
Astbury WT and Bell FO (1938b) Some recent developments in the X-ray study of proteins and related structure. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 6:109-118.
美国生物学家 James D Watson(1928-)是印第安纳大学 Luria 的研究生,他于 1950 年毕业,学了噬菌体和遗传学,他非常接受 Avery-MacLeod-McCarty 的 观点,认为 DNA 就是遗传物质。
Watson 到丹麦哥本哈根后转英国剑桥的、麦克 斯韦(1831-1879)曾为第一任主任、当时由晶体衍射开创者小布拉格(1890-1971) 领导的卡文迪许实验室做博士后期间,不愿按导师 John Kendrew(1917-1997) 安排研究蛋白质或病毒的结构,而与 Max Perutz(1914-2002)的研究生 Francis Crick(1916-2004)热衷讨论 DNA 的结构(Watson, 1968)。
Watson 和 Crick 与 伦敦国王学院用 X 线衍射 DNA 的 Maurice Wilkins(1916-2004)和 Rosalind Franklin(1920-1958)有很多讨论。
最初他们提出的三螺旋模型被 Franklin 指出 有明显错误,其后还得益于看到 Franklin 拍摄的一张衍射图片,提出 DNA 双螺 旋模型。
Franklin 也独立地提出了 DNA 双螺旋模型。
1953 年 4 月 25 日同一期 Nature 刊登(Watson and Crick, 1953a; Wilkins et al., 1953; Franklin and Gosling, 1953)。
只有 Watson 和 Crick 提出了碱基配对,也就解释了 A/T、G/C 比例为何 为一。很快他们提出 DNA 复制的机理(Watson and Crick, 1953b)。双螺旋结构很漂亮,而生物学意义重要的是碱基配对。物理学在分子生物学的建立过程起了 很大作用。
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