第14讲 DNA的故事对双螺旋的了解开拓了一个广阔的、激动人心的研究新领域,可以毫不夸张的说,由于这一发现的结果,分子生物学在随后的 15 年中完全左右了生物学。 迈尔(Ernst Mayr,1904~ ) 1. 基因的化学性质(核酸与蛋白质)19 世纪 60 年代,孟德尔的植物杂交实验结果使他得出了有机体携带并传递给子代很多遗传因子的结论,1909 年,丹麦植物学家约翰逊提议用“基因”一词代替孟德尔的遗传因子。人们还知道每一个基因决定一个性状,因此有机体的全貌受其全部基因的控制,而这些基因都是由其亲代传授下来的。经过摩尔根的努力,生物学家搞清楚了基因在染色体内呈线性排列,确立了基因作为遗传基本单位的概念。对于以后的生物学家来说,以解决基因组成和其遗传机理问题为主要内容的分子生物学时代到来了。 1.1 核酸1869 年,瑞士生物化学家米切尔(Johann Friedrich Miescher, 1844~1895)获得医学博士学位后来到德国南部小城图宾根向斯特雷克(A. Strecker, 1822-1872)和霍佩-赛勒(F. Hoppe-Seyler, 1825-1895)学习生理化学并开始从事脓细胞的化学研究。米切尔建立了全新的分离方法并且很快就能够将脓细胞和脓的其他组份分开。然后他就试图将脓细胞的细胞质与细胞核分开,分析和测定细胞质的成分。在他的某次提取程序中所得到的末产物是一种沉淀,不具备任何已知蛋白质的性质。后来他又用高度稀释的盐酸洗完整的脓细胞,最后得到的完全是细胞核。而其特点是含磷很高而含硫很低的强有机酸,这不是任何一种已知的有机物,米切尔将它称为“核素”nuclein ,后来改称“核酸”。虽然很快就了解到核素就是细胞学家所说的染色质,但是米切尔和当时的生物学家从来不把它看作是遗传信息的载体。作为遗传的物质基础,蛋白质是更为合理的化学物质。在随后的 50 年中,核酸研究的带头人是科塞尔和莱文。德国化学家科赛尔(A. Kossel, 1853~1927)在研究来自胸腺和酵母的核酸时,证明了存在两种核酸,这两种核酸开始被称为“胸腺核酸”和“酵母核酸”,现在则被称为脱氧核糖核酸 DNA 和核糖核酸 RNA。两种核酸分子都含有四个碱基、一个磷酸、一个糖。DNA 和RNA 中均有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)这三种碱基,DNA 中第四种碱基是胸腺嘧啶(T),而 RNA 中则是尿嘧啶(U) 。早在 1893 年科塞尔就曾指出有一种戊糖是酵母核酸的成分之一,1909 年美国洛克菲勒医学研究所的生物化学家莱文(Phoebus A.T. Levene,1869-1940...