蝌蚪

生命的奥秘了解DNA的发现史

发布时间:2025/5/27 10:41:57   
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现在生物学的发展史要追溯到17世纪。罗伯特·胡克——17世纪英国的一位伟大的博物学家、发明家。他的著作《显微制图》描述了一个对于当时人来来说是一个未知的隐藏世界,显微镜显示了当时让人无法想象的植物复杂的结构,雪花和自然纤维,以及昆虫的身体部位情况,它显示出了世界前所未有的细节,这意味着——一扇通往未知领域的大门正在打开,年,他用自制的复合显微镜观察一块软木薄片的结构,发现它们看上去像一间间长方形的小房间,所以起了个名字叫“细胞”,在那时,还没有人知道他发现的重要意义,而且细胞的死亡令人们费解了年。

罗伯特·胡克发明的显微镜罗伯特·胡克著作《显微制图》

直到19世纪,一个不是很知名的叫罗伯特·瑞梅克的德国人,看到并记录下了一个非比寻常的过程,他在研究青蛙产卵的时候,看到了卵的分裂,首先细胞简单的复制,然后,不同的细胞慢慢的专门形成了幼蛙的不同部分,之后长成了蝌蚪的样子。发生在青蛙身上的事跟发生在我们身上的一样,这是一个不可思议的想法——每个人都是由亿万个细胞组成。

而这一切又开始于单个细胞,显微镜揭示出了生命的两个基础法则——地球上的每一生物都由细胞组成,而细胞来自……另外的细胞,似乎理解了细胞,你就理解了生命。

蛙卵分裂

而在今天看来,确实是这样,从最简单的单细胞动物草履虫,到复杂的哺乳动物狮子以及海洋生物,所有的花草树木,无一例外都是由细胞构成。然而科学就是这样,有时候当我们以为要揭开生命的神秘面纱的时候,新的问题就会出现,直至今天,使用最先进的技术仍然无法从实验室里制造出来一个细胞。

19世纪中叶,染色剂的发明对研究细胞提供了非常重要的手段,因为当时哪怕使用最先进的显微镜,也只能看到一个半透明膜里的细胞核,而染色剂不仅可以染衣服,还可以染细胞,他们发现了内部的细胞膜,蛋白质结构和细胞核,细胞核里面是染色体,染色体的意思是“彩色的身体”——是染料发现的它们,当细胞分裂和复制时它们起着决定性的作用,这看起来一定是生命的秘密所在。

染色体

第二次世界大战后,一位名叫威尔金斯的物理学家来到伦敦国王大学研究染色体,威尔金斯的到来将会导致20世纪最伟大的科学发现——DNA,并且改变我们对生命的理解,在当时威尔金斯对一种在染色体内部的化学物质进行调查,当威尔金斯观察它的时候,他决定从物理学角度去解决这个问题,分析它的物理结构,他相信只要能理解了结构就能理解它的功用,它是如何管理复制的,他选用的技术是X射线衍射分析,射向DNA的射线遇到分子结构就会散射,分析散射的路径就能计算出分子的形状。

DNA分子结构图

此时,一位顶级的X射线衍射专家加入了威尔金斯的团队,她就是罗萨林德·富兰克林,富兰克林研究DNA分子结构,她知道她拍下的图片和得到的数据最终能证明DNA分子的结构,但是她还有竞争对手,在剑桥,另一个团队也在做DNA分子图像,福兰克·克拉克和詹姆斯·沃特森也在建立模型,年4月,他们发表了著名的双螺旋结构,但是他们的模型确实是借助于富兰克林的照片。

富兰克林福兰克·克拉克和詹姆斯·沃特森

DNA很好的解释了细胞如何分裂,如何复制,直到现在,DNA对于我们来说依然很神秘,它也是现代生命科学的基础。人类基因组计划(Humangenomeproject)由美国于年启动,中国于年9月积极参加到这项研究计划中的,承担其中1%的任务,即人类3号染色体短臂上约万个碱基对的测序任务。中国因此成为参加这项研究计划的唯一的发展中国家。

然而生命的奥秘远不止如此,即使人类在实验室里能制造出DNA,也无法制造出一个简单的细胞,dna仅仅是一系列分子结构,它必须与周围的化学物质发生作用才能起作用,总而言之,细胞是一个单独可以运作的有机体,科学就是这样,当我们以为我们已经弄清楚事物的本质的时候,也许仅仅才是刚刚踏入这个神秘世界的一小步而已,但我相信,终有一天,生命的奥秘对我们来说不再神秘。



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