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1700224415 弗尔伯格发表的关于DNA结构的论文,刊载于1949年7月2日出版的《自然》杂志
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1700224420 罗莎琳德·富兰克林保存的弗尔伯格讨论胞嘧啶核苷结构的那篇有决定性意义的论文的副本。弗尔伯格在他的签名下面,用难以辨认的字迹写着“希望你能够很好地解释你得到的优美的钠-胸腺核酸(Na-thymonucleate)纤维图”。然而遗憾的是,我们不清楚富兰克林是什么时候收到弗尔伯格送给她的这篇论文的
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1700224422 然而,距离上次克里克和我讨论完分手后,已经过去了整整18个小时,他却还没有现身。他该不会是回到“翠扉”后看星期日的报纸入迷了吧?不过从他的习惯来看,这种可能性实在很小。
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1700224424 后来,克里克终于回到了实验室,但并没有给我带来好消息。星期日那天,吃过晚饭回家后,他再次试图解决我们面临的难题,但是发现没有捷径可走。于是,他决定暂且把这个难题放到一边,随手拿起一本描写剑桥大学学者私生活的小说翻了起来。这本书有些章节写得相当不错,即使在那些写得比较糟糕的章节中,也很难说作者严重歪曲了她的那些剑桥大学的朋友的生活方式。[77]
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1700224429 玛格丽特·布拉德的小说《天堂中的鲈鱼》
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1700224434 赫伯特·古特弗罗因德站在克里克和沃森之间,背景是克莱尔学院,摄于1952年
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1700224439 肯德鲁的博士研究生休·赫胥黎与马克斯·佩鲁茨的助手安·卡利斯(Ann Cullis)
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1700224441 不过,到了第二天早上我们喝咖啡的时候,克里克又一次充满了信心,他认为手头拥有的实验数据也许已经足够支撑我们取得成功了。他说,我们可以从几组完全不同的事实入手,分别构建出分子模型。这些分子模型殊途同归,最终都指向同一个结果。很可能,当我们找到把多核苷酸链折叠起来的最佳方法时,全部问题就迎刃而解了。因此,在克里克思考X射线衍射图谱意义的时候,我就把各种原子模型搭建成了好几条多核苷酸链,每条多核苷酸链都包括好几个核苷酸。虽然自然界中的DNA链很长,在实验室中我们却没有必要把整条DNA链都搭建出来。只要我们能够保证搭建而成的DNA链是螺旋状的,或者说,只要我们能够把少数几个核苷酸的位置固定下来,其他组成成分在DNA链中的位置和排列方式也就自然而然水落石出了。
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1700224443 模型搭建工作一直持续到下午1点,随后,我、克里克以及化学家赫伯特・古特弗罗因德一起到老鹰酒吧去吃午饭。那里已经成了我们解决午餐的固定场所。在那段日子里,肯德鲁经常去彼得学院吃午饭,而佩鲁茨则总是骑自行车回家去吃。肯德鲁的学生休・赫胥黎有时也会与我们一起共进午餐。但是近来赫胥黎不怎么来了,因为克里克在吃午饭时总会连珠炮似地提问题,这让他觉得这种午餐时间实在很难熬。
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1700224445 在我来剑桥大学之前,赫胥黎已经决定研究肌肉的收缩原理,而这个问题竟然也吸引了克里克的关注。这是因为克里克在这个领域也看到了一个未曾预料到的机会:近20年来,肌肉生理学家虽然已经积累起了大量数据,却一直没有尝试构建一个一致的内在框架。克里克认为赫胥黎可以在这个领域搞出些名堂。而且,克里克不必亲自动手去研究有关的实验数据,赫胥黎已经搜集到了许多资料,只是还没有完全消化。每次在一起吃午饭的时候,克里克都会针对赫胥黎收集到的材料提出某种理论,而这种理论通常只能“维持成立”一两天时间。因为到第二次吃午饭的时候,赫胥黎就会对克里克说,他的实验数据没有错(而根据克里克的“理论”,应该是实验数据出了差错),其可靠性就像直布罗陀巨岩一样不可置疑,这样也就推翻了克里克先前提出的理论。[78]赫胥黎的X射线照相机这时已经安装就绪了,他希望用它很快就能得到切实可靠的实验证据,从而一劳永逸地解决那些有争议的问题。但如果赫胥黎将来有可能发现的所有东西克里克全都能正确地预见到,那么他自己的研究乐趣也就荡然无存了。
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1700224447 但是那一天,赫胥黎根本用不着担心克里克会向他提出什么新问题。当我们走进老鹰酒吧后,克里克没有像往常那样大声地与伊弗雷姆・埃西格(Ephraim Eshag)打招呼,克里克表情严肃,不禁令人觉得肯定发生了什么非常重要的事情。[79]事实上,这是因为午餐结束后我们就要开始搭建模型,而在动手之前,我们必须认真思考并制订一个具体的实施计划,以保证工作的有效进行。
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1700224452 在螺旋结构的中心,带有负电荷的磷酸基团很可能是通过镁离子结合起来的,其结合方式如上图所示
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1700224454 我们一边吃着醋栗馅饼,一边思索着:模型中的多核苷酸链究竟是一条还是两条?又或是三条甚至四条?很快我们就放弃了只有一条螺旋的想法,因为这明显不符合我们手头的实验数据。至于多条多核苷酸链之间通过什么作用力结合在一起,最好的猜测是盐键。在这种盐键里,两价正离子(例如:镁离子)可以将两个或更多的磷酸基团结合到一起。然而,没有任何证据可以表明富兰克林的DNA样品中有任何两价离子。这就意味着我们的盐键猜想是一种冒险行为,很可能会成为一个容易受人攻击的破绽。但另一方面,还没有充分的证据可以推翻我们的猜测。[80]如果伦敦国王学院的研究小组中有人曾经考虑过建构模型的问题,他们肯定就会追问我们究竟是哪一种金属离子。在这个问题上,我们仍处于一个很难给出答案的尴尬局面。幸运的是,我们把镁离子或者钙离子嵌进糖和磷酸骨架中后,立刻得到了一个美妙精致的结构,而它的正确性无可争辩。
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1700224456 模型制作的初期,我们进行的并不顺利。虽然我们的模型只涉及15种原子,但由于我们能用的夹子非常简陋,用它们固定各种原子,很难使原子之间保持正确的距离。更加糟糕的是,搭建过程中我们发现最重要的几种原子之间的键角无法确定。这确实不是一件好事。鲍林解决蛋白质的α-螺旋结构的关键在于他掌握的一个知识:肽键是在一个平面上的。而令我们感到恼火的是,有充分的证据表明,在DNA中将核苷酸结合起来的磷酸二酯键的形状是多种多样的。至少,从我们的“化学直觉”来看,磷酸二酯键似乎不存在比所有其他构象都更简单、更优美的构象。
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1700224458 不过,在茶歇之后,我们还是设计出了磷酸二酯键的一种可能形状,这使我们又重新振奋起来。我们把三条多核苷酸链沿螺旋轴每隔28埃绕一周相互缠绕起来,从而制作出了一个晶体学模型。这个模型看上去也符合威尔金斯和富兰克林的X射线衍射图谱。克里克从实验台边慢慢往后退,细细地欣赏着、琢磨着这个模型,很显然,对于下午取得的这个成果他有点沾沾自喜。尽管有几个原子显得有点拥挤,看上去不那么舒服,但不管怎么说,我们毕竟才刚刚开始制作模型!相信只要再有几个小时,我们就可以拿出一个可以用来展示的模型了。
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1700224463 克里克关于他们的三螺旋模型备忘录的第一页
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