生物学家20世纪分子生物学的带头人

又到了周三这个走进生物学家的时间了!今天小编要带大家走进的是20世纪分子生物学带头人之一的詹姆斯·杜威·沃森(JamesWatson)。

作为生科人,相信大家对沃森都不陌生,早在我们学习DNA双螺旋结构时我们就已经与他跨时空相遇。那么今天,就让我们一起与他进行深度交流!

JamesWatson

信息档案

中文名称:詹姆斯·沃森

职业:生物学家

国籍:美国

毕业院校:芝加哥大学、剑桥大学

出生日期:年4月6日

主要成就:DNA双螺旋结构和自我复制机制荣获诺贝尔生理学或医学奖荣获科普利奖章

个人轶事

打破砂锅问到底

沃森出生于美国芝加哥。孩提时代就非常聪明好学,他有一个口头禅就是"为什么?",往往简单的回答还不能满足他的要求。因此他经常会通过阅读从而寻找令自己满意的答案。

他通过阅读《世界年鉴》记住了大量的知识,因此在参加的一次广播节目比赛中获得"天才儿童"的称号,也赢得了美元的奖励。

缘起缘定

而在大学高年级时,沃森阅读了一本艾尔文·薛定谔的书《生命是什么?》。他深深地被控制生命的奥秘的基因和染色体吸引住了。当S·卢里亚(一位从事噬菌体研究的先驱者)成为他的博士生导师时,沃森就有了很好的机会来从事这方面的研究了。

年完成博士学业后,沃森来到了欧洲。先是在丹麦的哥本哈根工作,后来就加入著名的英国剑桥大学的卡文迪什实验室工作。从那时起,沃森知道DNA是揭开生物奥秘的关键。他下决心一定要解决DNA的结构问题。他很幸运能和弗朗西斯·克里克共事。尽管彼此的工作内容不同,但两人对DNA的结构都非常感兴趣。当他们终于在年建构出第一个DNA的精确模型时,完成了被认为是至今为止科学上最伟大的发现之一。

年,沃森与克里克,偕同威尔金斯共享诺贝尔生理或医学奖。莫里斯·威尔金斯和罗莎琳德·富兰克林提供了有关DNA结构的必要数据。沃森为此专门写了一本书《双螺旋-发现DNA结构的故事》,于年发表。这本书是首次采用谈话的形式描述进行科学发现的详细过程,一直畅销不衰。

科学研究

遗传物质

正是因为沃森和克里克坚信DNA是遗传物质,并且理解遗传物质应该有什么样的特性,才能根据如此少的数据,做出如此重大的发现。

他们根据的数据仅有三条:

第一条是当时已广为人知的,即DNA由六种小分子组成:脱氧核糖,磷酸和四种碱基(A、G、T、C),由这些小分子组成了四种核苷酸,这四种核苷酸组成了DNA。

第二条证据是最新的,即弗兰克林得到的衍射照片,照片表明DNA是由两条长链组成的双螺旋,宽度为20埃。

第三条证据是最为关键的。美国生物化学家埃尔文·查戈夫(ErwinChargaff)测定DNA的分子组成,发现DNA中的4种碱基的含量并不是传统认为的等量的,虽然在不同物种中四种碱基的含量不同,但是A和T的含量总是相等,G和C的含量也相等。

基因模型

沃森沃森和克里克在年4月25日的《自然》杂志上以0多字和一幅插图的短文公布了他们发现的DNA分子的正确模型。在论文中,沃森和克里克以谦逊的笔调,暗示了这个结构模型在遗传上的重要性:"我们并非没有注意到,我们所推测的特殊配对立即暗示了遗传物质的复制机理。"在随后发表的论文中,沃森和克里克详细地说明了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。这个"半保留复制"的设想后来被马修·麦赛尔逊(MatthewMeselson)和富兰克林·斯塔勒(FranklinW.Stahl)用同位素追踪实验证实。

二、它能够说明遗传物质是如何携带遗传信息的。

三、它能够说明基因是如何突变的。基因突变是由于碱基序列发生了变化,这样的变化可以通过复制而得到保留。

除此之外,在DNA双螺旋模型发现之前,沃森就已设想遗传信息的传递途径是由DNA传到RNA,再由RNA传到蛋白质。在~年间,沃森进一步思考了这个问题。他认为在基因表达时,DNA从细胞核转移到了细胞质,其脱氧核糖转变成核糖,变成了双链RNA,然后再以碱基对之间的窟窿为模板合成蛋白质。即遗传信息仅仅体现在DNA的碱基序列上,还需要一种连接物将碱基序列和氨基酸连接起来。而这个"连接物假说",很快就被实验证实了。

主要成就

~年在英国期间,詹姆斯·杜威·沃森和英国生物学家F.H.C.克里克合作,提出了DNA的双螺旋结构学说。这个学说不但阐明了DNA的基本结构,并且为一个DNA分子如何复制成两个结构相同DNA分子以及DNA怎样传递生物体的遗传信息提供了合理的说明。它被认为是生物科学中具有革命性的发现,是20世纪最重要的科学成就之一。

由于提出DNA的双螺旋模型学说,沃森和克里克及M.H.F.威尔金斯一起获得了年诺贝尔生理学或医学奖。著有《基因的分子生物学》、《双螺旋》等书。

此外,沃森在生物科学的发展中也起了非常大的作用,例如在攻克癌症研究上,在重组DNA技术的应用上等等。他还是人类基因组计划的倡导者,年至年曾担任人类基因组计划的主持人。

沃森另一个感兴趣的问题就是教育,他的第一本教科书《基因的分子生物学》为生物学课本提供了新的标准。随后陆续出版了《细胞分子生物学》、《重组DNA》。他还积极探索利用多媒体进行教育的方法,并且通过互联网设立DNA学习中心,这一中心也成为冷泉港实验室的教育助手。

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