X射线衍射是如何帮助科学家了解DNA的结构的?

甘善杰


对科学家而言,X 光有着重要的性质,由于 X 光的波长与分子或者晶体中的基本单元的大小相差不多,1912 年,劳厄(M. Von Laue)就指出,晶体可以作为 X 射线的「衍射光栅」,X 光将特别适合用于测定晶体的结构。1913 年,英国的布拉格父子(W.H. Bragg,W.L. Bragg)就真的用 X 光测定了常见的 NaCl 离子晶体的结构。劳厄和布拉格父子分别在 1914 和 1915 年获得诺贝尔物理学奖。

二战后,科学家们开始用 X 射线研究生命有关的问题。英国的威尔金斯从 1950 年开始开始研究 DNA 的晶体结构,在一年之后遇见了沃森,沃森受到了他所拍摄的衍射图像的启发。这时,另一位伟大的科学家登场了,罗莎琳·富兰克林(Rosalind Elsie Franklin)拍摄了更为清晰的衍射图片,并且分辨出了 DNA 的两种构型。后来,罗莎琳得到的晶体衍射图样被人那给了沃森,让沃森等人了解了 DNA 的螺距,一个月之后,沃森和克里克就提出了 DNA 的双螺旋模型。因此,1953 年 4 月 25 日的《自然》(Nature)事实上同时发表了三篇关于 DNA 的论文,第一篇是沃森和克里克的,第二篇是威尔金斯的,第三篇是罗莎琳的。第一篇论文提到受到后两篇论问的启发,后两篇论文表示自己的数据与第一篇模型相符。


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