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人物簡介

詹姆斯(si)·杜威·沃(wo)森（JamesDeweyWatson，1928年(nian)4月6日(ri)-），男，出生(sheng)于美國伊利諾伊州芝加哥(ge)，美國分子生(sheng)物學家，20世紀分子生(sheng)物學的(de)(de)帶頭(tou)人之(zhi)一，1953年(nian)和(he)克里(li)克發(fa)現(xian)DNA雙螺旋結(jie)構(gou)（包括中心(xin)法則(ze)），1962年(nian)，沃(wo)森與克里(li)克，偕同威爾金斯(si)共享諾貝爾生(sheng)理學或醫學獎，被譽為“DNA之(zhi)父(fu)”。2019年(nian)因頻繁發(fa)表(biao)關于種族間(jian)智商差異的(de)(de)言(yan)論而被美國私(si)人機構(gou)冷泉港實驗室(shi)剝奪了冷泉港榮(rong)譽頭(tou)銜。

DNA雙螺旋結構的(de)(de)發(fa)現(xian)是(shi)20世紀最為(wei)重(zhong)大(da)的(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)發(fa)現(xian)之(zhi)一(yi)，和相(xiang)對論、量子力(li)學(xue)(xue)一(yi)起被譽(yu)為(wei)20世紀最重(zhong)要三大(da)科(ke)學(xue)(xue)發(fa)現(xian)。繼愛(ai)因(yin)斯坦發(fa)現(xian)相(xiang)對論之(zhi)后的(de)(de)又一(yi)劃時(shi)代(dai)發(fa)現(xian)，標志著生(sheng)物學(xue)(xue)研究(jiu)進入了(le)分子層次。作為(wei)現(xian)代(dai)生(sheng)命(ming)科(ke)學(xue)(xue)和基因(yin)組科(ke)學(xue)(xue)的(de)(de)權(quan)威，在(zai)沃森等(deng)人(ren)的(de)(de)推動(dong)下(xia)，“生(sheng)命(ming)登月”工程——人(ren)類(lei)基因(yin)組計劃在(zai)過去10多年里成功(gong)得以實施，人(ren)類(lei)第一(yi)次擁有自(zi)己的(de)(de)基因(yin)圖譜.

在(zai)生物學(xue)歷史(shi)上(shang)唯(wei)一可與(yu)達爾文進(jin)化論相(xiang)比(bi)的(de)(de)最重(zhong)(zhong)大(da)的(de)(de)發現，它(ta)與(yu)自然選(xuan)擇(ze)一起，統一了生物學(xue)的(de)(de)大(da)概念，標(biao)志著(zhu)分(fen)子遺傳學(xue)的(de)(de)誕(dan)生。是科學(xue)史(shi)上(shang)的(de)(de)一個重(zhong)(zhong)要里程(cheng)碑。

主要經歷

科學研究

實驗競爭

20世紀(ji)40年代(dai)末和(he)(he)50年代(dai)初，在DNA被確(que)認(ren)為遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物(wu)質(zhi)之(zhi)(zhi)后，生(sheng)(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue)(xue)家們(men)不(bu)得不(bu)面臨著一(yi)個(ge)(ge)難(nan)題：DNA應(ying)該有什么樣的(de)(de)結構(gou)，才能(neng)(neng)擔當(dang)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)的(de)(de)重任？它必須能(neng)(neng)夠攜帶遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)信息，能(neng)(neng)夠自我復(fu)制(zhi)傳(chuan)(chuan)遞遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)信息，能(neng)(neng)夠讓遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)信息得到(dao)表(biao)達以控制(zhi)細(xi)胞活動，并且能(neng)(neng)夠突(tu)變并保留突(tu)變。這四點(dian)，缺一(yi)不(bu)可，如何建構(gou)一(yi)個(ge)(ge)DNA分(fen)(fen)子(zi)(zi)模(mo)型解(jie)釋這一(yi)切？當(dang)時(shi)主要有三個(ge)(ge)實(shi)驗(yan)室幾(ji)乎(hu)同(tong)時(shi)在研究DNA分(fen)(fen)子(zi)(zi)模(mo)型。第一(yi)個(ge)(ge)實(shi)驗(yan)室是(shi)(shi)倫(lun)敦國王學(xue)(xue)(xue)(xue)院的(de)(de)威爾金斯、富(fu)蘭克林(lin)實(shi)驗(yan)室，他們(men)用X射線(xian)衍射法研究DNA的(de)(de)晶體結構(gou)。當(dang)X射線(xian)照射到(dao)生(sheng)(sheng)物(wu)大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)晶體時(shi)，晶格中的(de)(de)原子(zi)(zi)或分(fen)(fen)子(zi)(zi)會使(shi)射線(xian)發(fa)生(sheng)(sheng)偏轉，根據得到(dao)的(de)(de)衍射圖像，可以推測分(fen)(fen)子(zi)(zi)大(da)致的(de)(de)結構(gou)和(he)(he)形狀(zhuang)。第二個(ge)(ge)實(shi)驗(yan)室是(shi)(shi)加州理(li)工學(xue)(xue)(xue)(xue)院的(de)(de)大(da)化學(xue)(xue)(xue)(xue)家萊納斯·鮑(bao)(bao)林(lin)（LinusPauling）實(shi)驗(yan)室。在此之(zhi)(zhi)前，鮑(bao)(bao)林(lin)已(yi)發(fa)現了(le)蛋白質(zhi)的(de)(de)a螺旋(xuan)結構(gou)。第三個(ge)(ge)則是(shi)(shi)個(ge)(ge)非正式的(de)(de)研究小(xiao)組，事實(shi)上他們(men)可說是(shi)(shi)不(bu)務正業。

1951年，23歲的(de)年輕的(de)遺傳學(xue)家沃森于(yu)從美國到劍橋大(da)學(xue)做博(bo)士后時，雖然其真(zhen)實意(yi)圖是(shi)要研究(jiu)(jiu)DNA分子(zi)結構，掛著的(de)課(ke)題項(xiang)目卻是(shi)研究(jiu)(jiu)煙(yan)草(cao)花葉(xie)病毒(du)。比(bi)他年長12歲的(de)克(ke)里克(ke)當時正在做博(bo)士論(lun)文(wen)，論(lun)文(wen)題目是(shi)“多(duo)肽(tai)和蛋白(bai)質：X射線研究(jiu)(jiu)”。沃森說服與他分享同一個辦公室的(de)克(ke)里克(ke)一起(qi)研究(jiu)(jiu)DNA分子(zi)模型，他需要克(ke)里克(ke)在X射線晶(jing)體衍射學(xue)方面(mian)的(de)知識。

1951年(nian)10月,沃森(sen)(sen)和同事克(ke)里(li)(li)克(ke)一開始拼湊模(mo)型(xing)，幾經嘗(chang)試(shi)，終于(yu)(yu)在(zai)1953年(nian)3月獲(huo)得(de)了正確的(de)(de)模(mo)型(xing)。關(guan)于(yu)(yu)這三個實驗室(shi)如何(he)明爭暗(an)斗，互相競(jing)爭，由于(yu)(yu)沃森(sen)(sen)一本風靡(mi)全球的(de)(de)自傳《雙螺(luo)旋》而廣為人(ren)知。值得(de)探討的(de)(de)一個問題是(shi)：為什(shen)(shen)么沃森(sen)(sen)和克(ke)里(li)(li)克(ke)既不(bu)像(xiang)威(wei)爾金(jin)(jin)斯和富(fu)蘭克(ke)林那樣擁有第一手的(de)(de)實驗資料，又不(bu)像(xiang)鮑(bao)林那樣有建構(gou)分(fen)子(zi)模(mo)型(xing)的(de)(de)豐富(fu)經驗（他們兩個人(ren)都是(shi)第一次建構(gou)分(fen)子(zi)模(mo)型(xing)），卻能在(zai)這場競(jing)賽中(zhong)獲(huo)勝(sheng)？這些人(ren)中(zhong)，除(chu)了沃森(sen)(sen)，都不(bu)是(shi)遺(yi)(yi)傳學(xue)家，而是(shi)物理學(xue)家或(huo)化學(xue)家。威(wei)爾金(jin)(jin)斯雖然在(zai)1950年(nian)最(zui)早研(yan)究DNA的(de)(de)晶體結構(gou)，當(dang)時(shi)卻對DNA究竟在(zai)細胞中(zhong)干什(shen)(shen)么一無所(suo)(suo)知，在(zai)1951年(nian)才覺得(de)DNA可能參與了核蛋白(bai)所(suo)(suo)控(kong)制的(de)(de)遺(yi)(yi)傳。富(fu)蘭克(ke)林也不(bu)了解DNA在(zai)生物細胞中(zhong)的(de)(de)重(zhong)要性。鮑(bao)林研(yan)究DNA分(fen)子(zi)，則純(chun)屬偶然。

1951年(nian)11月(yue)，他(ta)在《美國化(hua)學學會雜志》上看到一篇(pian)核酸結構(gou)的(de)(de)(de)論文(wen)，覺(jue)得荒(huang)唐可笑，為了反駁這(zhe)篇(pian)論文(wen)，才著手(shou)建立DNA分(fen)(fen)子模(mo)型(xing)(xing)。他(ta)是(shi)把(ba)DNA分(fen)(fen)子當作化(hua)合物，而不是(shi)遺傳物質(zhi)來(lai)研究(jiu)的(de)(de)(de)。這(zhe)兩(liang)個研究(jiu)小組完全根據(ju)晶體衍(yan)射(she)圖建構(gou)模(mo)型(xing)(xing)，鮑(bao)林甚(shen)至(zhi)根據(ju)的(de)(de)(de)是(shi)30年(nian)代拍攝的(de)(de)(de)模(mo)糊(hu)不清的(de)(de)(de)衍(yan)射(she)照片。不理解(jie)DNA的(de)(de)(de)生(sheng)物學功能，單純根據(ju)晶體衍(yan)射(she)圖，有太多的(de)(de)(de)可能性供選擇，是(shi)很難得出正確(que)的(de)(de)(de)模(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)。

遺傳物質

沃(wo)森(sen)(sen)在(zai)1951年(nian)到劍(jian)橋(qiao)之(zhi)前，曾經做過(guo)用(yong)同位素(su)標記追蹤(zong)噬菌(jun)體(ti)DNA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗，堅信DNA就(jiu)是(shi)(shi)(shi)遺(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)。據他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回憶，他到劍(jian)橋(qiao)后發(fa)現克(ke)里克(ke)也是(shi)(shi)(shi)“知道DNA比蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)更(geng)為(wei)(wei)(wei)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人”。但(dan)是(shi)(shi)(shi)按(an)克(ke)里克(ke)本人的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)說(shuo)法(fa)，他當時(shi)對DNA所(suo)知不(bu)(bu)多，并未覺(jue)得(de)(de)它在(zai)遺(yi)傳(chuan)(chuan)上比蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)更(geng)重要，只是(shi)(shi)(shi)認為(wei)(wei)(wei)DNA作(zuo)為(wei)(wei)(wei)與核蛋(dan)(dan)白(bai)結合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)(zhi)，值得(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。對一(yi)(yi)名研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)生(sheng)來說(shuo)，確(que)定一(yi)(yi)種(zhong)未知分子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構，就(jiu)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)個值得(de)(de)一(yi)(yi)試的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)課題。在(zai)確(que)信了(le)DNA是(shi)(shi)(shi)遺(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)后，還必須理(li)解遺(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)需要什么樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質(zhi)(zhi)(zhi)才(cai)(cai)能(neng)發(fa)揮基因(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)。像(xiang)克(ke)里克(ke)和(he)威爾金斯，沃(wo)森(sen)(sen)后來也強調薛定諤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)《生(sheng)命是(shi)(shi)(shi)什么？》一(yi)(yi)書對他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要影(ying)響(xiang)，他甚至(zhi)說(shuo)他在(zai)芝加哥大(da)學(xue)(xue)(xue)時(shi)讀了(le)這本書之(zhi)后，就(jiu)立志要破解基因(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)秘。如果(guo)(guo)這是(shi)(shi)(shi)真的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，我們(men)就(jiu)很難明白(bai)，為(wei)(wei)(wei)什么沃(wo)森(sen)(sen)向印(yin)第安那大(da)學(xue)(xue)(xue)申請(qing)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)生(sheng)時(shi)，申請(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)鳥類學(xue)(xue)(xue)。由(you)于印(yin)第安那大(da)學(xue)(xue)(xue)動物系沒有(you)(you)鳥類學(xue)(xue)(xue)專(zhuan)業，在(zai)系主任的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)建議下，沃(wo)森(sen)(sen)才(cai)(cai)轉而(er)從事遺(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)(xue)(xue)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。當時(shi)大(da)遺(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)(xue)(xue)家赫爾曼·繆勒（HermannMuller）恰好(hao)正在(zai)印(yin)第安那大(da)學(xue)(xue)(xue)任教(jiao)授，沃(wo)森(sen)(sen)不(bu)(bu)僅上過(guo)繆勒關于“突變和(he)基因(yin)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)課（分數得(de)(de)A），而(er)且(qie)考(kao)慮過(guo)要當他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)生(sheng)。但(dan)覺(jue)得(de)(de)繆勒研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)果(guo)(guo)蠅在(zai)遺(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)(xue)(xue)上已過(guo)了(le)輝煌時(shi)期，才(cai)(cai)改拜研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)噬菌(jun)體(ti)遺(yi)傳(chuan)(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薩(sa)爾瓦(wa)多·盧(lu)里亞（SalvadorLuria）為(wei)(wei)(wei)師。但(dan)是(shi)(shi)(shi)，繆勒關于遺(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)必須具有(you)(you)自催化(hua)、異催化(hua)和(he)突變三重性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀念(nian)，想必對沃(wo)森(sen)(sen)有(you)(you)深刻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。正是(shi)(shi)(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)沃(wo)森(sen)(sen)和(he)克(ke)里克(ke)堅信DNA是(shi)(shi)(shi)遺(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)，并且(qie)理(li)解遺(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)應(ying)該有(you)(you)什么樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性，才(cai)(cai)能(neng)根(gen)據如此少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據，做出(chu)如此重大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現。

他們根據(ju)的(de)(de)(de)數據(ju)僅有(you)三條(tiao)：第(di)一條(tiao)是(shi)(shi)(shi)當時(shi)已廣為人(ren)知的(de)(de)(de)，即DNA由六種(zhong)小分(fen)子(zi)組(zu)成：脫氧核糖，磷(lin)酸(suan)和四(si)種(zhong)堿基(ji)（A、G、T、C），由這(zhe)些小分(fen)子(zi)組(zu)成了(le)四(si)種(zhong)核苷酸(suan)，這(zhe)四(si)種(zhong)核苷酸(suan)組(zu)成了(le)DNA。第(di)二條(tiao)證(zheng)據(ju)是(shi)(shi)(shi)最(zui)新的(de)(de)(de)，弗蘭克林得到的(de)(de)(de)衍(yan)射照片(pian)表明，DNA是(shi)(shi)(shi)由兩條(tiao)長(chang)鏈組(zu)成的(de)(de)(de)雙螺(luo)旋(xuan)，寬度為20埃。第(di)三條(tiao)證(zheng)據(ju)是(shi)(shi)(shi)最(zui)為關鍵的(de)(de)(de)。美國生物(wu)化學家(jia)埃爾文·查戈(ge)夫（ErwinChargaff）測(ce)定(ding)DNA的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)組(zu)成，發現DNA中的(de)(de)(de)4種(zhong)堿基(ji)的(de)(de)(de)含量并不是(shi)(shi)(shi)傳統認(ren)為的(de)(de)(de)等量的(de)(de)(de)，雖然在不同物(wu)種(zhong)中四(si)種(zhong)堿基(ji)的(de)(de)(de)含量不同，但(dan)是(shi)(shi)(shi)A和T的(de)(de)(de)含量總是(shi)(shi)(shi)相等，G和C的(de)(de)(de)含量也相等。

基因模型

查加夫早在(zai)1950年(nian)就(jiu)已發布了這個重要(yao)結果，但奇怪的(de)(de)(de)是，研(yan)究DNA分(fen)子(zi)結構的(de)(de)(de)這三個實驗(yan)室(shi)都將它忽略了。甚至(zhi)在(zai)查加夫1951年(nian)春天親(qin)訪劍橋(qiao)，與(yu)沃(wo)森和(he)克里克見面(mian)后，沃(wo)森和(he)克里克對(dui)他(ta)的(de)(de)(de)結果也(ye)不加重視。在(zai)沃(wo)森和(he)克里克終于意識(shi)到查加夫比(bi)值的(de)(de)(de)重要(yao)性，并請劍橋(qiao)的(de)(de)(de)青(qing)年(nian)數學家約(yue)翰(han)·格里菲斯（JohnGriffith）計算出(chu)(chu)A吸(xi)引T，G吸(xi)引C，A+T的(de)(de)(de)寬度與(yu)G+C的(de)(de)(de)寬度相(xiang)等之后，很快就(jiu)拼(pin)湊出(chu)(chu)了DNA分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)正確模(mo)型。

沃(wo)(wo)森和(he)(he)(he)克里(li)克在(zai)(zai)(zai)1953年4月(yue)25日的(de)(de)(de)《自然》雜志上(shang)以(yi)1000多字和(he)(he)(he)一幅插圖(tu)的(de)(de)(de)短文(wen)(wen)公布了(le)(le)他們的(de)(de)(de)發(fa)現。在(zai)(zai)(zai)論文(wen)(wen)中(zhong)，沃(wo)(wo)森和(he)(he)(he)克里(li)克以(yi)謙遜(xun)的(de)(de)(de)筆調，暗示了(le)(le)這個結構模(mo)型在(zai)(zai)(zai)遺(yi)傳(chuan)上(shang)的(de)(de)(de)重要性：“我(wo)們并(bing)非沒有注意(yi)到，我(wo)們所推測的(de)(de)(de)特殊(shu)配(pei)對(dui)立(li)即暗示了(le)(le)遺(yi)傳(chuan)物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)復制(zhi)機理(li)。”在(zai)(zai)(zai)隨后發(fa)表的(de)(de)(de)論文(wen)(wen)中(zhong)，沃(wo)(wo)森和(he)(he)(he)克里(li)克詳細(xi)地說明了(le)(le)DNA雙(shuang)螺旋(xuan)模(mo)型對(dui)遺(yi)傳(chuan)學研究的(de)(de)(de)重大意(yi)義(yi)：一、它(ta)能(neng)夠說明遺(yi)傳(chuan)物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)自我(wo)復制(zhi)。這個“半保留復制(zhi)”的(de)(de)(de)設(she)想后來被馬(ma)修·麥(mai)賽(sai)爾遜(xun)（MatthewMeselson）和(he)(he)(he)富蘭克林(lin)·斯塔勒(le)（FranklinW.Stahl）用(yong)同(tong)位素追蹤實驗證實。二、它(ta)能(neng)夠說明遺(yi)傳(chuan)物(wu)(wu)質是如(ru)何攜(xie)帶遺(yi)傳(chuan)信息的(de)(de)(de)。三、它(ta)能(neng)夠說明基因(yin)(yin)是如(ru)何突變的(de)(de)(de)。基因(yin)(yin)突變是由于堿(jian)基序(xu)列發(fa)生了(le)(le)變化(hua)(hua)，這樣(yang)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)可以(yi)通過復制(zhi)而得到保留。

但(dan)是遺傳(chuan)物質(zhi)(zhi)的(de)(de)第(di)四個(ge)特(te)征，即遺傳(chuan)信(xin)息怎(zen)樣得到表(biao)達(da)以(yi)控(kong)制(zhi)細(xi)胞(bao)(bao)活動(dong)呢？這個(ge)模型無(wu)法(fa)解釋，沃森(sen)(sen)和(he)克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)當(dang)時(shi)也(ye)公(gong)開承(cheng)認他們不(bu)知道DNA如(ru)何能(neng)(neng)“對(dui)細(xi)胞(bao)(bao)有高度(du)特(te)殊的(de)(de)作用”。不(bu)過，這時(shi)，基(ji)(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)的(de)(de)主要功能(neng)(neng)是控(kong)制(zhi)蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，這種(zhong)(zhong)觀點已成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)一(yi)(yi)個(ge)共識。那(nei)么基(ji)(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)又是如(ru)何控(kong)制(zhi)蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)呢？有沒有可(ke)能(neng)(neng)以(yi)DNA為(wei)模板(ban)，直(zhi)接(jie)在(zai)(zai)(zai)(zai)DNA上(shang)面(mian)(mian)將氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)連(lian)接(jie)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)？在(zai)(zai)(zai)(zai)沃森(sen)(sen)和(he)克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)提出(chu)(chu)DNA雙螺(luo)旋模型后的(de)(de)一(yi)(yi)段(duan)時(shi)間內，即有人如(ru)此假設，認為(wei)DNA結構中(zhong)(zhong)，在(zai)(zai)(zai)(zai)不(bu)同(tong)的(de)(de)堿(jian)(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)對(dui)之(zhi)間形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)形狀不(bu)同(tong)的(de)(de)“窟(ku)窿”，不(bu)同(tong)的(de)(de)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)插在(zai)(zai)(zai)(zai)這些窟(ku)窿中(zhong)(zhong)，就(jiu)能(neng)(neng)連(lian)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)特(te)定序(xu)列的(de)(de)蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)。但(dan)是這個(ge)假說，面(mian)(mian)臨(lin)著(zhu)一(yi)(yi)大(da)難題：染色體DNA存在(zai)(zai)(zai)(zai)于細(xi)胞(bao)(bao)核(he)(he)(he)中(zhong)(zhong)，而(er)絕大(da)多(duo)數蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)都在(zai)(zai)(zai)(zai)細(xi)胞(bao)(bao)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)，細(xi)胞(bao)(bao)核(he)(he)(he)和(he)細(xi)胞(bao)(bao)質(zhi)(zhi)由(you)大(da)分子無(wu)法(fa)通過的(de)(de)核(he)(he)(he)膜隔(ge)離(li)開，如(ru)果由(you)DNA直(zhi)接(jie)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)，蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)無(wu)法(fa)跑到細(xi)胞(bao)(bao)質(zhi)(zhi)。另一(yi)(yi)類核(he)(he)(he)酸(suan)(suan)(suan)RNA倒(dao)是主要存在(zai)(zai)(zai)(zai)于細(xi)胞(bao)(bao)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)。RNA和(he)DNA的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分很(hen)(hen)相似，只有兩點不(bu)同(tong)，它有核(he)(he)(he)糖而(er)沒有脫氧核(he)(he)(he)糖，有尿嘧啶（U）而(er)沒有胸腺嘧啶（T）。早在(zai)(zai)(zai)(zai)1952年(nian)，在(zai)(zai)(zai)(zai)提出(chu)(chu)DNA雙螺(luo)旋模型之(zhi)前，沃森(sen)(sen)就(jiu)已設想(xiang)遺傳(chuan)信(xin)息的(de)(de)傳(chuan)遞途徑是由(you)DNA傳(chuan)到RNA，再由(you)RNA傳(chuan)到蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)。在(zai)(zai)(zai)(zai)1953～1954年(nian)間，沃森(sen)(sen)進一(yi)(yi)步思考了(le)(le)(le)這個(ge)問題。他認為(wei)在(zai)(zai)(zai)(zai)基(ji)(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)表(biao)達(da)時(shi)，DNA從細(xi)胞(bao)(bao)核(he)(he)(he)轉(zhuan)移到了(le)(le)(le)細(xi)胞(bao)(bao)質(zhi)(zhi)，其(qi)脫氧核(he)(he)(he)糖轉(zhuan)變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)核(he)(he)(he)糖，變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)了(le)(le)(le)雙鏈(lian)RNA，然后再以(yi)堿(jian)(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)對(dui)之(zhi)間的(de)(de)窟(ku)窿為(wei)模板(ban)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)。這個(ge)過于離(li)奇的(de)(de)設想(xiang)在(zai)(zai)(zai)(zai)提交(jiao)發表(biao)之(zhi)前被克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)否決了(le)(le)(le)。克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)指出(chu)(chu)，DNA和(he)RNA本身都不(bu)可(ke)能(neng)(neng)直(zhi)接(jie)充當(dang)連(lian)接(jie)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)模板(ban)。遺傳(chuan)信(xin)息僅(jin)僅(jin)體現在(zai)(zai)(zai)(zai)DNA的(de)(de)堿(jian)(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)序(xu)列上(shang)，還需要一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)連(lian)接(jie)物將堿(jian)(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)序(xu)列和(he)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)連(lian)接(jie)起來。這個(ge)“連(lian)接(jie)物假說”，很(hen)(hen)快就(jiu)被實驗(yan)證實了(le)(le)(le)。

1958年(nian)，克里克提(ti)出了兩個(ge)學(xue)說(shuo)，奠定了分子遺(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)學(xue)的(de)(de)理論(lun)基(ji)礎。第一(yi)(yi)個(ge)學(xue)說(shuo)是(shi)“序(xu)(xu)列假說(shuo)”，它認(ren)為一(yi)(yi)段核酸的(de)(de)特(te)殊性完全由(you)它的(de)(de)堿(jian)基(ji)序(xu)(xu)列所決定，堿(jian)基(ji)序(xu)(xu)列編碼一(yi)(yi)個(ge)特(te)定蛋(dan)白質的(de)(de)氨(an)基(ji)酸序(xu)(xu)列，蛋(dan)白質的(de)(de)氨(an)基(ji)酸序(xu)(xu)列決定了蛋(dan)白質的(de)(de)三維結構。第二個(ge)學(xue)說(shuo)是(shi)“中(zhong)心法(fa)則”，遺(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)信息(xi)只(zhi)能(neng)(neng)從(cong)核酸傳(chuan)(chuan)(chuan)遞給核酸，或(huo)核酸傳(chuan)(chuan)(chuan)遞給蛋(dan)白質，而不能(neng)(neng)從(cong)蛋(dan)白質傳(chuan)(chuan)(chuan)遞給蛋(dan)白質，或(huo)從(cong)蛋(dan)白質傳(chuan)(chuan)(chuan)回核酸。沃森(sen)后(hou)來把中(zhong)心法(fa)則更明確地(di)表示為遺(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)信息(xi)只(zhi)能(neng)(neng)從(cong)DNA傳(chuan)(chuan)(chuan)到RNA，再由(you)RNA傳(chuan)(chuan)(chuan)到蛋(dan)白質，以致在1970年(nian)發現(xian)了病(bing)毒(du)中(zhong)存(cun)在由(you)RNA合(he)成DNA的(de)(de)反轉錄現(xian)象(xiang)后(hou)，人們都(dou)說(shuo)中(zhong)心法(fa)則需要修正，要加一(yi)(yi)條遺(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)信息(xi)也能(neng)(neng)從(cong)RNA傳(chuan)(chuan)(chuan)到DNA.事實上，根據克里克原來的(de)(de)說(shuo)法(fa)，中(zhong)心法(fa)則并無修正的(de)(de)必要。

堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)序列是如(ru)何編(bian)碼(ma)(ma)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)的(de)呢(ni)？克(ke)里(li)(li)克(ke)在這(zhe)個(ge)破譯這(zhe)個(ge)遺傳(chuan)(chuan)密(mi)碼(ma)(ma)的(de)問題上也做出(chu)(chu)了重大的(de)貢獻(xian)。組(zu)成蛋白(bai)質的(de)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)有(you)二十種，而(er)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)只有(you)四(si)種，顯然，不(bu)可能由一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)編(bian)碼(ma)(ma)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)。如(ru)果由兩個(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)編(bian)碼(ma)(ma)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)，只有(you)十六(liu)種（4的(de)2次方(fang)）組(zu)合，也還不(bu)夠。因(yin)此(ci)，至少由三(san)個(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)編(bian)碼(ma)(ma)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)，共有(you)六(liu)十四(si)種組(zu)合，才(cai)能滿(man)足需要(yao)。1961年，克(ke)里(li)(li)克(ke)等人在噬(shi)菌體T4中(zhong)用遺傳(chuan)(chuan)學方(fang)法證(zheng)明了蛋白(bai)質中(zhong)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)的(de)順(shun)序是由三(san)個(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)編(bian)碼(ma)(ma)的(de)（稱(cheng)為一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)密(mi)碼(ma)(ma)子）。同一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)年，兩位美國分子遺傳(chuan)(chuan)學家馬(ma)歇爾·尼倫伯格（MarshallNirenberg）和約(yue)翰·馬(ma)特哈(ha)伊（JohMatthaei）破解了第一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)密(mi)碼(ma)(ma)子。到(dao)1966年，全部六(liu)十四(si)個(ge)密(mi)碼(ma)(ma)子（包括三(san)個(ge)合成終止(zhi)信號）被鑒(jian)定出(chu)(chu)來。作(zuo)為所(suo)有(you)生物來自同一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)祖先(xian)的(de)證(zheng)據之一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)，密(mi)碼(ma)(ma)子在所(suo)有(you)生物中(zhong)都是基(ji)(ji)(ji)(ji)本相同的(de)。人類從此(ci)有(you)了一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)張破解遺傳(chuan)(chuan)奧秘的(de)密(mi)碼(ma)(ma)表。

DNA雙螺旋模型(xing)（包括中心法則）的(de)發(fa)現，是(shi)20世紀最為重大(da)的(de)科學(xue)(xue)發(fa)現之一(yi)，也是(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)歷史上唯一(yi)可與達爾(er)(er)文進化(hua)論相比的(de)最重大(da)的(de)發(fa)現，它與自然選擇一(yi)起，統一(yi)了(le)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)的(de)大(da)概念，標志著分子(zi)遺(yi)傳學(xue)(xue)的(de)誕(dan)(dan)生(sheng)(sheng)。這(zhe)門綜合了(le)遺(yi)傳學(xue)(xue)、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)化(hua)學(xue)(xue)、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)物(wu)(wu)理和信息學(xue)(xue)，主宰(zai)了(le)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)所(suo)有學(xue)(xue)科研究的(de)新生(sheng)(sheng)學(xue)(xue)科的(de)誕(dan)(dan)生(sheng)(sheng)，是(shi)許多人(ren)共同(tong)奮斗的(de)結果(guo)，而(er)克里(li)克、威(wei)爾(er)(er)金(jin)斯、弗蘭克林和沃森，特別是(shi)克里(li)克，就(jiu)是(shi)其中最為杰出的(de)英雄。

主要成就

1951年～1953年在英國期間，詹姆斯·杜威·沃森和(he)英國生(sheng)物學(xue)家F.H.C.克(ke)里(li)克(ke)合作，提出了DNA的(de)(de)雙(shuang)螺旋(xuan)結構(gou)(gou)學(xue)說(shuo)(shuo)。這個(ge)學(xue)說(shuo)(shuo)不但(dan)闡(chan)明了DNA的(de)(de)基本(ben)結構(gou)(gou)，并(bing)且為一(yi)個(ge)DNA分(fen)子如何復制成兩個(ge)結構(gou)(gou)相同DNA分(fen)子以及DNA怎(zen)樣傳遞(di)生(sheng)物體的(de)(de)遺傳信息(xi)提供(gong)了合理(li)的(de)(de)說(shuo)(shuo)明。它被認為是生(sheng)物科學(xue)中具有革命(ming)性的(de)(de)發現，是20世紀最重要的(de)(de)科學(xue)成就之一(yi)。

由于提出(chu)DNA的雙螺旋模型學(xue)(xue)說，沃(wo)森和(he)克(ke)里克(ke)及(ji)M.H.F.威爾(er)金斯一起獲(huo)得(de)(de)了1962年諾貝爾(er)生理(li)學(xue)(xue)或醫學(xue)(xue)獎(jiang)。著有《基(ji)因的分子生物學(xue)(xue)》《雙螺旋》等書。此外，他(ta)還獲(huo)得(de)(de)了許(xu)多科(ke)學(xue)(xue)獎(jiang)和(he)不(bu)少大學(xue)(xue)的榮譽學(xue)(xue)位(wei)。

此(ci)外(wai)，沃森(sen)在(zai)生(sheng)物(wu)科學的(de)發(fa)展中也(ye)起了非常(chang)大的(de)作用(yong)，例(li)如在(zai)攻克癌癥研究(jiu)上(shang)，在(zai)重組DNA技術的(de)應用(yong)上(shang)等等。他還是人類基(ji)因組計劃(hua)的(de)倡導(dao)者(zhe)，1988年至1993年曾擔任人類基(ji)因組計劃(hua)的(de)主(zhu)持人。

沃森另一(yi)個感興趣的(de)問題就是教育(yu)(yu)，他的(de)第一(yi)本(ben)教科書《基因的(de)分(fen)子生(sheng)物學(xue)》為生(sheng)物學(xue)課本(ben)提供(gong)了(le)新的(de)標(biao)準(zhun)。隨后陸續出(chu)版了(le)《細胞分(fen)子生(sheng)物學(xue)》《重(zhong)組(zu)DNA》。他還(huan)積極(ji)探索利用多媒體(ti)進行教育(yu)(yu)的(de)方法，并且通(tong)過互聯網(wang)設立DNA學(xue)習(xi)中(zhong)心(xin)，這一(yi)中(zhong)心(xin)也成(cheng)為冷泉港實驗室的(de)教育(yu)(yu)助手(shou)。

沃森被許多人描述為：才(cai)華(hua)橫溢、直言不(bu)諱、性格怪異。他知識淵(yuan)博而不(bu)迂腐。精力非常旺盛，從學生時(shi)代開始他就(jiu)很喜歡打(da)網球。每天都堅持打(da)一會兒網球。

人物形象

2019年1月，諾(nuo)貝爾獎得主、被稱(cheng)為(wei)世界“DNA之(zhi)父”的DNA雙(shuang)螺旋結構(gou)(gou)的發(fa)現者之(zhi)一美(mei)國(guo)科(ke)學(xue)家(jia)沃森（JamesWatson）因為(wei)頻繁發(fa)表關于種(zhong)族間智商差異的言論被美(mei)國(guo)私人(ren)機構(gou)(gou)冷(leng)泉港實驗室(shi)剝奪(duo)了(le)冷(leng)泉港榮譽頭銜(xian)。