沃森和克里克,沃森和克里克有哪些成就?

2022-01-09 18:06:31 百科大全 投稿:一盘搜百科
摘要沃森和克里克阐明了DNA的立体结构,这被称为20世纪生物学上最伟大的成就之一,其程度可媲美于前一世纪的达尔文和孟德尔的成就。20世纪50年代初,赫尔希和蔡斯进行的实验为DNA是遗传物质提供了令人信服的

沃森和克里克阐明了DNA的立体结构,这被称为20世纪生物学上最伟大的成就之一,其程度可媲美于前一世纪的达尔文和孟德尔的成就。20世纪50年代初,赫尔希和蔡斯进行的实验为DNA是遗传物质提供了令人信服的证据。由于DNA的结构仍是一个谜,因此,对基因的化学本质与基因作为遗传信息的运载体之间的关系尚不能做出明确的解释。沃森与克里克描述的DNA结构的模型立即暗示出了关于核酸生物学活性的解释。克里克怀疑脱氧核糖核酸(DNA)在遗传信息的存储中也起着重要作用。沃森也有同样的怀疑态度。1951年,沃森与克里克相遇。此时世界各地的科学家都试图揭开脱氧核糖核酸结构之谜。科学家们为第一个描述出脱氧核糖核酸结构而进行的竞争十分激烈。1951~1953年,两人共同讨论脱氧核糖核酸。他们一起学习X射线晶体技术,评估DNA的结构限制条件。1953年4月25日,克里克和沃森在《自然》杂志上公布了他们的发现。根据X射线衍射数据,首先提出脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构模型。它所描述的遗传物质DNA的分子结构,是以双螺旋状存在的。按此模型,DNA分子是由两条多核苷酸链构成的,它们走向相反,都是右手螺旋,平行地环绕—共同的轴而形成双螺旋。1962年,克里克沃森和克里克、沃森和威尔金斯由于“发现关于核酸结构和它在生命物质的信息传递中的重大意义”,共同获得了诺贝尔生理学或医学奖,最终赢得了这场揭开脱氧核糖核酸结构之谜的竞赛。由于所有生命的生物都具有脱氧核糖核酸,所以他们研究出来的这一信息,揭开了地球上所有生物的遗传奥秘,并为脱氧核糖核酸管理重组技术的革命铺平了道路。

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1916年6月8日,弗朗西斯·克里克出生在英格兰北汉普顿市。幼时的克里克便对科学问题充满好奇和疑问。他曾在伦敦大学学习物理,二战的爆发使他被迫中断攻读博士的学习,来到英国海军部研究制造水雷。二战后,他对“生物与非生物的区别”产生了浓厚兴趣,但那时他在生物学、有机化学以及晶体学方面都没有什么基础,在此后的几年里他花了大量的时间自学这些知识,完成了从物理学家到生物学家的转变。这是他的第一次学科领域转换。1947年,克里克进入剑桥大学的斯坦格威斯实验室参与研究工作。随后又加入剑桥大学卡文迪许实验室。他的学术生涯的一个重要转折是1951年与美国科学家詹姆斯·沃森(JamesDeweyWatson)的相遇。由于有着一致的研究兴趣,两人可说是一拍即合。尽管他们都在做着蛋白质晶体结构的研究工作,但两人都对“基因到底是什么”感兴趣,他们深信一旦解读了DNA的结构,对搞清遗传的真相将很有帮助。1952年,美国化学家鲍林(LinusPauling)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。威尔金斯出示了同事罗莎琳德·富兰克林(RosalindFranklin)在一年前拍下的DNAX射线衍射照片,沃森看出了DNA的内部是一种螺旋形的结构,他立即产生了一种新概念:DNA不是三链结构而应该是双链结构。他们继续循着这个思路深入探讨,先在理论上得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构。随后沃森和克里克立即行动,在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型,终于在1953年3月7日,将他们想像中的DNA模型搭建成功了。1953年4月25日,克里克和沃森合作在顶级的《自然》杂志上发表了一篇名为“核酸的分子结构–DNA的一种可能结构”的论文。他们的论文被誉为是“生物学的一个标志,开创了新的时代”。在此基础上,克里克进一步分析了DNA在生命活动中的功能和定位,提出了著名的中心法则,由此奠定了整个分子遗传学的基础。克里克还和弗农·英格冉姆(Vernon-Ingram)一道,发现了遗传物质在决定蛋白质特性上的作用,因此被誉为“分子生物学之父”。由于沃森、克里克和威尔金斯在DNA分子研究方面的卓越贡献,1962年,他们三人分享了诺贝尔生理学或医学奖,获奖原因为“发现核酸的分子结构及其对生物中信息传递的重要性”。1966年,当生物医学的基础轮廓已经被清楚地勾画出来之后,克里克认为是将兴趣转向神经科学、尤其是“意识”问题的时候了。1976年,他来到位于风景如画的加州圣迭戈的索尔克生物研究所,开始从事对脑和意识的研究——这时他已经60岁,开始科学生涯的第二次领域大转换。他在科学史上第一次明确提出用自然科学的办法可以解决意识问题。因此,霍根在《科学极限》(TheEndofScience)一书中称赞道,“只有尼克松才能打开与中国的外交僵局;同样的,也只有克里克才能使意识成为合法的科学对象”。克里克开始思考意识的本质,但他并没有走实验的道路,而是决定从理论研究入手。他对意识问题研究的另一个特点是他不仅从自己熟悉的分子角度研究问题,还注重从心理学、神经解剖学以及神经生理学等各个水平,甚至从哲学水平来看问题,以期架起连通各个领域的桥梁。20世纪90年代中期,克里克在其科普著作《惊人的假说:灵魂的科学探索》中指出,我们的思想、意识完全可以用大脑中一些神经元的交互作用来解释,这就是他提出的关于意识的“惊人假说”。作为克里克对意识本质问题兴趣的一部分,他还研究了关于人类梦境的复杂问题。当然,克里克研究的目的并不在梦本身,而在神经网络。他认为只有理解了神经组群之间如何相互作用和协同工作,才能理解大脑。神经组群之间这种复杂的相互作用有时发生在睡眠和快速眼动中,克里克希望通过研究梦来作为神经交互作用的证据。2003年初,克里克在著名的《自然-神经科学》杂志上发表论文“意识的框架”,提出意识不是先天就有,而是由大脑中位于“扣带前回”的一小组神经元产生和控制的。他的论文又一次奠定了他的意识问题的制高点,受到认知科学界的广泛关注。这已经是他生命的垂暮之年,克里克为世界各地的年轻科学家吹响了号角:脑科学还有很长的一段路要走,但它的吸引力和重要意义将不可避免地推动它不断前进。在《生命本身:起源和本质》(LifeItself:ItsOriginandNature)一书中,克里克提出直接的有生源说理论,以此来解释生命的起源。虽然他认为来自宇宙空间的微生物或生物化合物是地球上生命的起源这一理论仍徘徊在科学的主流之外,但由这种理论引发的各种支持和反对意见却富有启发性和建设性意义。克里克还在上世纪80年代的一本书《狂热的追求:对科学发现的个人见解》(WhatMadPursuit:APersonalViewofScientificDiscovery)中,以其轻松的个人风格迅速地传递出他对于生命本身的科学知识的热情。尽管他没有再像从前领导分子生物学一样走在研究的最前沿,但他热切地渴望推动关于脑和意识本质的研究。有趣的是,该书由唐孝威院士翻译出版(中国科技大学出版社,1995),唐孝威院士的兴趣也是从原子弹设计转变到现在的脑科学。除了在有生之年对于科学作出的广泛而卓越的贡献,让我们记住克里克的还有他的科学精神和人格魅力。也许克里克并不是最聪明的科学家,但他却拥有一名优秀科学家所具备的最重要的品质:敏锐的洞察力和坚忍不拔的毅力。现在我们看来,DNA双螺旋结构并不复杂,之所以作出这个重大发现的人是他和沃森而不是与他们同时代的其他科学家,用克里克自己的话来说,就是:“我想,詹姆斯和我最值得称赞的是我们选对了问题并坚持不懈地为之奋斗。为了找到黄金,我们一路跌跌撞撞,总是犯错误,这是真的,但事实是我们仍在一直寻找黄金。”在生活中,这个执著的科研者喜欢大声讲话,无论是沿着河边散步、吃饭,还是在老鹰酒廊聊天,他都一口气能说好几个小时。他是理想的研究伙伴,也是真诚的朋友。沃森说:“我将永远缅怀弗朗西斯,记住他高人一筹、专注于一点的智慧,记住他对我的友善和对我树立信心的帮助”。2001年,中科院汪云九教授曾经到圣迭戈的索尔克生物研究所访问克里克教授,同他探讨了研究意识问题的理论,克里克从未到过中国,但他表示了对东方古国的强烈兴趣,他说可惜他的身体和腿脚已经不允许他作国际旅行了,但他还是为《狂热的追求》和《惊人的假说》中译本写了序言。-

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