最后的家园

最后的家园 首页 频道 人物 查看内容

2012-8-25 13:48
弗朗西斯·哈利·康普顿·克里克

摘要 :   弗朗西斯·哈利·康普顿·克里克,OM,FRS(英语:Francis Harry Compton Crick,1916年6月8日-2004年7月28日),英国生物学家,物理学家,及神经科学家。最重要的成就是1953年在剑桥大学卡文迪许实验室与詹姆斯 ...

习斋2012-8-25 13:4811010
/来自: 维基百科
  弗朗西斯·哈利·康普顿·克里克,OM,FRS(英语:Francis Harry Compton Crick,1916年6月8日-2004年7月28日),英国生物学家,物理学家,及神经科学家。最重要的成就是1953年在剑桥大学卡文迪许实验室与詹姆斯·沃森共同发现了脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构。二人也因此与莫里斯·威尔金斯共同获得了1962年的诺贝尔生理及医学奖。2004年因大肠癌病逝。他的一名同事,科赫,曾感叹道:“他临死前还在修改一篇论文;他至死犹是一名科学家”。



  克里克对生物上的两个问题很感兴趣:一,分子是如何从没有生命的物质变成有生命的生物的;二,大脑是如何产生思想的。他后来意识到他所受到的教育很适合他成为一名生物物理学家。当时,他受到了很多来自一些著名物理学家,如鲍林和薛定谔等人,的影响。理论上,共价键可以将生物分子连接起来,成为基因的基础。但是,实际上,生物学家们仍然需要知道到底是哪个分子使得整个结构具有生命。对于克里克来说,只要将达尔文从自然选择所得出的进化论和孟德尔在基因方面所做的研究加起来,就能得到生命的秘密。不过当他意识到自然地形成生命有多么困难时,他说:“一个诚实的人,不管知道多少,也只能说生命的起源几乎是一个奇迹,因为有多少条件需要被达到啊!”总之,他称自己为“强烈倾向于无神论的怀疑论者”("a strong inclination towards atheism")。

  当时,许多生物学家已经意识到,像蛋白质这样的高分子很有可能是基因的根本。但是,蛋白质只是结构性和功能性的高分子,并且很多又是酶。1940年代中,生物学家们已经开始发现另一种高分子,脱氧核糖核酸(DNA),染色体的另一个重要组件,也有可能是基因的根本。埃弗里和他的同事发现,细菌可以给基因添加DNA分子而造成基因表现型的不同。可是,也有证据说明DNA和生物学家的目标无关;DNA可能只是给更重要的蛋白质分子提供基本的框架而已。正在这时,克里克,在1949年,参加了剑桥大学佩鲁茨的研究小组,并开始用X射线来研究蛋白质结晶。此种研究,在理论上,提供了彻底明白较大的分子的结构的极好机会,可是,实际上又有太多的技术问题,在当时使得利用X射线并不适合研究分子结晶。


克里克所画的DNA结构草图。



  X射线结晶学,1949年-1959年

  克里克自学了X射线结晶学的数学理论基础。在这段时间内,剑桥大学的研究员正在尝试着确认蛋白质的最稳定的螺旋链模型——α螺旋。鲍林是第一个发现α螺旋中氨基酸:旋转=3.6的比例的。克里克亲自目睹了他同事在研究α螺旋中所犯的错误,并在研究DNA的结构中成功地避免了类似的情景。


  双螺旋形结构,1951年-1953年

  1951年,克里克与科克伦(也译科期安)和泛德一起推出了螺旋形分子的X射线衍射的数学理论。从这个数学理论得出的结果和认为含有α螺旋的蛋白质的X射线实验结果正好吻合。此结果在1952年的一期自然杂志里出版。螺旋体衍射理论对研究DNA的结构很有帮助。

  从1951年底开始,克里克开始与沃森一起在英国剑桥大学的卡文迪许实验室里工作。他们利用伦敦国王学院的威尔金斯、葛斯林、和富兰克林等人的X射线衍射的实验结果,一起推出了DNA的螺旋形结构模型,并在1953年出版结果。1962年,沃森、克里克、和威尔金斯被授予诺贝尔医学奖。

  当沃森来到剑桥时,35岁的克里克仅是一名研究生,而23岁的沃森已经有了博士学位,可他们都对分子结构如何储存遗传信息的这个问题很感兴趣。他们不断地讨论着,认为他们有可能能猜到一个好的、可以解释这个问题的分子结构。巧的是,1951年,威尔金斯和他的学生葛斯林来到了剑桥大学,并且给沃森和克里克提供了一项非常重要的实验结果,那就是,威尔金斯和他的同事,斯托克斯,最近从DNA的X射线衍射的实验结果意识到DNA的结构必定是螺旋形的。他们的实验结果和后来富兰克林的一堂课鼓励了沃森和克里克去继续研究螺旋形的分子结构,但,因为他们(特别是沃森)认为鲍林有可能会抢在他们前面出版结果,在匆忙中推出了一个错误的模型。他们的积极性受到了一定的打击;几个月来,他们没有在这方面做太多的研究。这时,富兰克林发现并指出了他们的错误:DNA里亲水的磷酸盐应该在螺旋的表面,而疏水的碱性部分应该在螺旋的内部;在他们的模型,磷酸盐是在螺旋的内部的,这显然是不对的。

  克里克向威尔金斯描述了他们模型的错误,并请他和富兰克林继续帮助沃森和克里克研究DNA的分子结构。威尔金斯向他们提供了最新的、还没有出版的X射线衍射的图像;富兰克林也在1952年向他们提供了她对这些图像所做的分析(这些分析后被包括在她交给伦敦国王大学的兰德尔的一份实验报告里)。这份信息进一步地巩固了他们对双螺旋、反平行的分子模型的信心。

  克里克在1952年初曾经让格里菲斯试着利用基本化学原理和量子力学计算一下不同的核苷酸之间的吸引力。格里菲斯的结果显示鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)互相吸引,而腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)也同样是一对。此时克里克并没有意识到此结果的重要性。1952年底,查加夫来到英国,与沃森和克里克见面,并告知他们一个新发现,即查加夫法则(也称碱基当量规则)。这条法则内含两个比例:鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)的比例为1:1,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)的比例也为1:1——即格里菲斯的计算结果。沃森后来突然意识到,A:T这一对和C:G这一对的结构很相似——它们都一样长,且每一对里的两个分子都是由氢键连起来的。沃森和克里克对DNA分子结构的研究就此顺利结束。
收藏 分享 邀请

相关阅读

最新评论

Archiver|手机版|小黑屋|习斋 ( 蜀ICP备15027664号 )

GMT+8, 2018-2-18 13:06 , Processed in 0.088019 second(s), 31 queries .

Powered by Discuz! X3.2 © 2005-2017 readannals.