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鲍林和科里提出的三链DNA螺旋结构模型的论文草稿中的一页
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鲍林和科里的论文《核酸的可能结构》(A Proposed Structure for the Nucleic Acid)中的一张插图(该文发表于1953年2月出版的《美国国家科学院院刊》)。这是三螺旋结构的俯视图:里面是三条糖-磷酸骨架,外面是从中心向外延伸的碱基
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我立刻就得鲍林的模型有点不对劲,但一下子又指不出错在哪里,直到我又仔细地把那些示意图研究了一番之后才意识到,原来鲍林的模型里的磷酸基团根本没有离子化,相反,每一个羟基都含有一个束缚氢原子,这样也就没有净电荷了。从某种意义上来说,鲍林的核酸根本就不是一种酸。而且,不带电荷的磷酸在鲍林这个模型中绝不是一个无足轻重的特征。模型中三条相互盘绕的多核苷酸链是由氢键相连的,而氢则是氢键的组成部分。如果没有氢原子,多核苷酸链就会立刻分散开来,结构也将不复存在。[144]
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我所拥有的核酸化学知识表明,磷酸基团绝不可能含有束缚氢原子。迄今为止从来没有人对DNA是一种中等强度酸的说法表示过置疑。因此,在生理条件下,总是会存在像钠离子和镁离子这样的带正电荷的离子,以便中和它们附近带负电荷的磷酸基团。如果氢原子同磷酸紧密相连的话,我们提出的通过二价离子把多核苷酸链结合在一起的推测就失去了意义。可是鲍林——一个被公认为全世界最机敏的化学家——却得出了和我们完全相反的结论。
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当克里克表示他也对鲍林这种古怪的化学推理感到愕然不解时,我大大地松了一口气。在那一刻我就知道鹿死谁手还未可知。当然,至于鲍林为什么会误入歧途,我们一无所知。假如一个学生犯了同样的错误,人们肯定会认为他根本不配在加州理工学院化学系学习。因此,我们在一开始也有另外一种担忧:莫非鲍林对大分子的酸碱性进行了革命性的重估,然后才提出这样一个模型?但从整篇论文的语气来看,化学理论应该还没有出现这种革命性的变化。对第一流的理论突破进行保密是毫无理由的。相反,如果鲍林真的做出了这种突破,那么他应该会写两篇论文:一篇报告他的新理论,另一篇则介绍如何应用这种新理论来解决DNA结构问题。
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鲍林犯的这个错误是如此令人难以置信,要想保守这种秘密是不可能的。我马上直奔罗伊・马卡姆的实验室,一方面是赶快向他报告这个新闻,另一方面也是想进一步求证鲍林这个化学推理确实疯颠古怪。像他这样的大人物居然也会忘记大学一年级学生就应该掌握的基本化学常识。与我预料的一样,马卡姆对此也感到非常好笑,而且他还忍不住跟我讲了剑桥大学某个大学者在基本化学常识上犯错的笑话。接着,我又跑去找了一些有机化学家,他们肯定地告诉我,DNA当然是一种酸,听到后我更加放心了。
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到了喝茶时间,我回到了卡文迪许实验室。克里克正在与肯德鲁和佩鲁茨交谈。克里克说,大西洋此岸的人(我们)也不能浪费时间,一旦鲍林发现了自己的错误,他就会重整旗鼓,直到找出正确的结构为止。目前我们最希望的是,鲍林的同事会因此更加敬佩他的才能,因此不会去仔细推敲他的模型的细节。但鲍林的论文已经投给了《美国国家科学院院刊》,最迟到3月中旬,他这篇论文就会在全世界范围内广泛流传。他的错误暴露在光天化日之下只不过是一个时间问题。总之,在鲍林重新回过头来全力研究DNA结构之前,我们最多还有六个星期的时间。
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这件事也应该提醒一下威尔金斯,不过我们决定还是不要立即给他打电话。因为克里克的话跳跃性太大,威尔金斯很可能在没有完全搞清楚鲍林的谬误之前就中断谈话。几天后,我要去伦敦与比尔・海斯见面,由我亲自把鲍林的论文带给威尔金斯和富兰克林看显然更好。
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由于连续几小时情绪高度紧张,克里克和我已经无法继续有效率地工作下去了,于是我们索性提早前往老鹰酒吧。那里的晚餐刚刚开始供应时,我们就已经为鲍林的失败干了几杯了。我没有要平时喝的雪利酒,相反,我让克里克替我要了杯威士忌。尽管我们成功的希望仍然不太大,但是鲍林毕竟还没有获得诺贝尔奖。[145]
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双螺旋(插图注释本) 23 第51号照片
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当我走进威尔金斯的实验室时已经快下午4点了,我告诉他,鲍林的模型是一个彻头彻尾的错误,但是当时威尔金斯正忙得不可开交,于是我穿过走廊去富兰克林的实验室找她。实验室的门虚掩着,我推开门走了进去,发现富兰克林正俯身在映片箱上,全神贯注地观察着放在上面的一张X射线照片。我的突然出现令她受到了惊吓,但是她马上就又镇定下来,直勾勾地盯着我的脸,好像在用眼光责备我:你这个不速之客总得有点礼貌啊,难道先敲一下门都不懂吗?
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我对她说,威尔金斯正在忙,没等她出言攻击威尔金斯,我马上又问她想不想看看彼得带来的他父亲的论文复印件。我很想知道,富兰克林要花多长时间才能发现鲍林的错误,但是她却不想和我玩这个游戏。于是我马上跟她指出了鲍林的模型出错的地方。同时,我还忍不住告诉她,鲍林这个三链螺旋模型与我和克里克在15个月前给她看的那个模型极其相似。鲍林关于DNA结构对称性的推理并不比我们一年前得出的结论高明,我原本还以为这一点会使富兰克林觉得相当有趣。但事实恰恰相反,由于我一再提及螺旋结构,富兰克林变得越来越恼火。她毫不客气地指出,无论是鲍林还是任何其他人,都没有任何根据可以认定DNA是螺旋结构的。在她看来,我讲的绝大部分东西全都是废话,在我刚一提到螺旋这两个字的时候,她就认定鲍林错了。
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罗莎琳德·富兰克林在实验室中工作,这张照片是她在法国时拍摄的
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我打断了富兰克林的高谈阔论并坚持说,对于任何有规律的聚合分子,最简单的结构形式就是螺旋。我猜富兰克林可能会用DNA的碱基序列就是没有规律的事实来反驳我,于是进一步强调说,既然DNA分子能够形成晶体,核苷酸顺序就肯定不会影响总的结构了。这时,富兰克林终于按捺不住她的怒火提高嗓门冲我直嚷,她说,这些东西简直愚不可及,根本用不着多费唇舌,只要去看一下她的X射线照片,一切就全都清楚了。
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富兰克林不知道,我对她的那些资料其实已经相当了解了。早在几个月之前,威尔金斯就把富兰克林的所谓“反螺旋”实验的结果告诉了我。我和克里克讨论后已经确定,那些结果都不过是一种障眼法,没有任何实质意义。因此,我这次决定冒险捅一下她的“马蜂窝”。于是我毫不迟疑地向她暗示,她根本就没有能力正确解释她得到的X射线照片:只要稍微懂点理论就肯定会看出来,她想象中的那些“反螺旋”特性,其实源于DNA的微小变形,而这种微小变形正是将有规律的螺旋容纳于晶格之中所必需的。[146]
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富兰克林突然离开了那张把我们两人隔开的工作台,冲着我走了过来。我怕她在气头上会动手打我,于是赶紧抓起鲍林的手稿向门口退却。但是我的逃跑路线被探头进来找我的威尔金斯阻断了。他们俩人隔着狼狈不堪的我相互瞅了一会,我则结结巴巴地对威尔金斯说,我和富兰克林的谈话已经结束了,正准备到茶室去找他。我一边说着,一边一步一寸地从他们俩当中挪了出来,留下威尔金斯和富兰克林面面相觑地站在那里。在那一刻,我真担心威尔金斯由于不能立刻脱身,会转而出于礼貌邀请富兰克林和我们一起喝茶。可是富兰克林却转过身子砰的一声关上了门。威尔金斯如释重负。
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在过道上,我对威尔金斯说,幸亏他出其不意地到来,否则我可能已经遭到了富兰克林的突然袭击。他慢条斯理地告诉我,这种事确实完全有可能发生。
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