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人物簡介

詹姆(mu)斯(si)·杜威·沃森(sen)（JamesDeweyWatson，1928年4月6日-），男，出生(sheng)于美國伊(yi)利諾(nuo)伊(yi)州芝加哥，美國分(fen)(fen)子生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)家，20世紀(ji)分(fen)(fen)子生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)的(de)帶頭人之一(yi)，1953年和克(ke)里克(ke)發現DNA雙螺旋結構（包括(kuo)中心法則），1962年，沃森(sen)與克(ke)里克(ke)，偕同(tong)威爾(er)金斯(si)共享諾(nuo)貝爾(er)生(sheng)理學(xue)(xue)或醫(yi)學(xue)(xue)獎，被譽為“DNA之父”。2019年因頻繁發表關于種族(zu)間(jian)智(zhi)商差異的(de)言論(lun)而被美國私人機構冷泉港實驗(yan)室剝奪(duo)了冷泉港榮譽頭銜。

DNA雙螺旋結構的發(fa)現是20世(shi)紀(ji)最為(wei)重(zhong)大(da)的科(ke)學發(fa)現之一，和(he)相對論、量子力學一起被(bei)譽為(wei)20世(shi)紀(ji)最重(zhong)要(yao)三大(da)科(ke)學發(fa)現。繼愛(ai)因(yin)斯坦發(fa)現相對論之后的又(you)一劃時代發(fa)現，標(biao)志著(zhu)生(sheng)物學研究進入(ru)了分子層(ceng)次。作為(wei)現代生(sheng)命(ming)(ming)科(ke)學和(he)基(ji)因(yin)組科(ke)學的權威，在(zai)沃(wo)森等人的推動(dong)下(xia)，“生(sheng)命(ming)(ming)登月”工程(cheng)——人類(lei)基(ji)因(yin)組計(ji)劃在(zai)過去10多年里(li)成功得以實施，人類(lei)第一次擁有自己(ji)的基(ji)因(yin)圖譜(pu).

在生(sheng)物學(xue)(xue)歷史上唯(wei)一(yi)可與達爾文進化論(lun)相(xiang)比(bi)的(de)(de)最重(zhong)大的(de)(de)發現，它與自然選擇一(yi)起，統一(yi)了生(sheng)物學(xue)(xue)的(de)(de)大概念(nian)，標志著(zhu)分(fen)子(zi)遺傳(chuan)學(xue)(xue)的(de)(de)誕(dan)生(sheng)。是科學(xue)(xue)史上的(de)(de)一(yi)個重(zhong)要里程碑(bei)。

主要經歷

科學研究

實驗競爭

20世(shi)紀40年代(dai)末(mo)和50年代(dai)初，在(zai)(zai)DNA被確認為(wei)遺傳(chuan)物(wu)質之后(hou)，生(sheng)物(wu)學(xue)家們(men)不得(de)不面臨著(zhu)一(yi)個(ge)(ge)(ge)難題：DNA應該(gai)有什么(me)樣的(de)結構(gou)，才能擔當(dang)遺傳(chuan)的(de)重任？它必須能夠攜(xie)帶遺傳(chuan)信(xin)息，能夠自我(wo)復制傳(chuan)遞遺傳(chuan)信(xin)息，能夠讓(rang)遺傳(chuan)信(xin)息得(de)到表達以控制細胞活動，并(bing)且能夠突變(bian)并(bing)保留突變(bian)。這(zhe)四(si)點，缺一(yi)不可(ke)，如何建構(gou)一(yi)個(ge)(ge)(ge)DNA分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)模(mo)型解釋這(zhe)一(yi)切？當(dang)時主(zhu)要有三(san)(san)個(ge)(ge)(ge)實驗(yan)室幾乎同時在(zai)(zai)研究(jiu)DNA分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)模(mo)型。第一(yi)個(ge)(ge)(ge)實驗(yan)室是倫敦國王學(xue)院的(de)威爾(er)金斯(si)、富蘭克林(lin)實驗(yan)室，他們(men)用X射線(xian)衍射法研究(jiu)DNA的(de)晶體結構(gou)。當(dang)X射線(xian)照射到生(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)晶體時，晶格中的(de)原子(zi)(zi)或分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)會使射線(xian)發生(sheng)偏轉，根據得(de)到的(de)衍射圖像，可(ke)以推測分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)大致的(de)結構(gou)和形狀。第二個(ge)(ge)(ge)實驗(yan)室是加州(zhou)理工學(xue)院的(de)大化(hua)學(xue)家萊納(na)斯(si)·鮑林(lin)（LinusPauling）實驗(yan)室。在(zai)(zai)此之前，鮑林(lin)已發現了(le)蛋(dan)白質的(de)a螺旋結構(gou)。第三(san)(san)個(ge)(ge)(ge)則是個(ge)(ge)(ge)非(fei)正式(shi)的(de)研究(jiu)小(xiao)組，事實上他們(men)可(ke)說(shuo)是不務正業。

1951年，23歲的年輕的遺傳學(xue)家沃(wo)森(sen)于從美國到(dao)劍(jian)橋大學(xue)做博(bo)士(shi)后(hou)時(shi)(shi)，雖(sui)然其(qi)真實(shi)意圖是要(yao)研(yan)究DNA分子(zi)結構，掛著的課題項(xiang)目卻(que)是研(yan)究煙(yan)草花葉病毒(du)。比他年長12歲的克里克當時(shi)(shi)正(zheng)在(zai)做博(bo)士(shi)論文(wen)，論文(wen)題目是“多肽和蛋(dan)白質(zhi)：X射線研(yan)究”。沃(wo)森(sen)說服與他分享同一個辦(ban)公(gong)室的克里克一起研(yan)究DNA分子(zi)模型，他需要(yao)克里克在(zai)X射線晶體衍射學(xue)方面的知(zhi)識。

1951年10月,沃(wo)(wo)森和同(tong)事克(ke)里克(ke)一(yi)(yi)開始拼湊(cou)模型(xing)，幾經嘗試，終(zhong)于(yu)在1953年3月獲得(de)了(le)正確的(de)模型(xing)。關于(yu)這(zhe)三(san)個實驗(yan)(yan)室如何(he)明爭(zheng)(zheng)暗斗，互相(xiang)競爭(zheng)(zheng)，由(you)于(yu)沃(wo)(wo)森一(yi)(yi)本風靡(mi)全球的(de)自傳《雙螺旋》而廣(guang)為人(ren)知。值得(de)探討的(de)一(yi)(yi)個問題是：為什么沃(wo)(wo)森和克(ke)里克(ke)既不(bu)(bu)像威爾金斯和富蘭(lan)克(ke)林(lin)(lin)那(nei)樣擁有第一(yi)(yi)手的(de)實驗(yan)(yan)資料(liao)，又不(bu)(bu)像鮑(bao)林(lin)(lin)那(nei)樣有建構分(fen)子模型(xing)的(de)豐(feng)富經驗(yan)(yan)（他們兩(liang)個人(ren)都是第一(yi)(yi)次建構分(fen)子模型(xing)），卻能在這(zhe)場競賽中獲勝？這(zhe)些人(ren)中，除(chu)了(le)沃(wo)(wo)森，都不(bu)(bu)是遺(yi)(yi)傳學(xue)家(jia)(jia)，而是物(wu)理學(xue)家(jia)(jia)或化學(xue)家(jia)(jia)。威爾金斯雖然在1950年最早研(yan)究DNA的(de)晶體(ti)結構，當(dang)時(shi)卻對(dui)DNA究竟在細胞中干什么一(yi)(yi)無(wu)所知，在1951年才(cai)覺得(de)DNA可能參與了(le)核蛋白所控制的(de)遺(yi)(yi)傳。富蘭(lan)克(ke)林(lin)(lin)也不(bu)(bu)了(le)解(jie)DNA在生物(wu)細胞中的(de)重要性。鮑(bao)林(lin)(lin)研(yan)究DNA分(fen)子，則純屬(shu)偶然。

1951年11月，他(ta)在《美國化學學會雜志》上看到(dao)一篇核酸結構的(de)(de)論(lun)文(wen)，覺得(de)荒(huang)唐可(ke)笑，為了(le)反駁這(zhe)篇論(lun)文(wen)，才著手建立DNA分子(zi)(zi)模型(xing)。他(ta)是(shi)(shi)(shi)把DNA分子(zi)(zi)當作化合(he)物(wu)，而不是(shi)(shi)(shi)遺傳(chuan)物(wu)質來研究的(de)(de)。這(zhe)兩個(ge)研究小組完(wan)全根據晶(jing)體衍射(she)圖(tu)建構模型(xing)，鮑(bao)林(lin)甚至根據的(de)(de)是(shi)(shi)(shi)30年代拍攝的(de)(de)模糊不清的(de)(de)衍射(she)照片。不理解DNA的(de)(de)生物(wu)學功(gong)能，單純根據晶(jing)體衍射(she)圖(tu)，有太(tai)多的(de)(de)可(ke)能性(xing)供選(xuan)擇，是(shi)(shi)(shi)很難(nan)得(de)出(chu)正確(que)的(de)(de)模型(xing)的(de)(de)。

遺傳物質

沃森(sen)在(zai)1951年到劍橋之(zhi)前，曾經(jing)做(zuo)過(guo)用同位素標記追蹤噬菌體DNA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗，堅信DNA就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)。據他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回憶，他(ta)到劍橋后發(fa)現克(ke)(ke)(ke)里克(ke)(ke)(ke)也是(shi)(shi)(shi)“知道(dao)DNA比蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)更為重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)人”。但(dan)是(shi)(shi)(shi)按克(ke)(ke)(ke)里克(ke)(ke)(ke)本人的(de)(de)(de)(de)(de)(de)說法，他(ta)當時(shi)(shi)對(dui)DNA所知不多(duo)，并(bing)未覺得它在(zai)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)上比蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)更重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)，只是(shi)(shi)(shi)認為DNA作為與核蛋白結合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)(zhi)，值得研(yan)究。對(dui)一(yi)名研(yan)究生來(lai)說，確(que)定(ding)一(yi)種未知分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)，就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個值得一(yi)試(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)課題。在(zai)確(que)信了DNA是(shi)(shi)(shi)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)后，還必(bi)須(xu)理解遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)需要(yao)(yao)什么(me)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)才能(neng)發(fa)揮基因(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)。像克(ke)(ke)(ke)里克(ke)(ke)(ke)和(he)威爾(er)金斯，沃森(sen)后來(lai)也強(qiang)調(diao)薛定(ding)諤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)《生命(ming)是(shi)(shi)(shi)什么(me)？》一(yi)書(shu)對(dui)他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)影響(xiang)，他(ta)甚(shen)至說他(ta)在(zai)芝加(jia)哥大(da)學(xue)(xue)(xue)時(shi)(shi)讀(du)了這本書(shu)之(zhi)后，就(jiu)(jiu)(jiu)立志要(yao)(yao)破解基因(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧秘。如果(guo)這是(shi)(shi)(shi)真(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，我們就(jiu)(jiu)(jiu)很難明白，為什么(me)沃森(sen)向印(yin)(yin)第安(an)那大(da)學(xue)(xue)(xue)申請研(yan)究生時(shi)(shi)，申請的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)鳥類(lei)(lei)學(xue)(xue)(xue)。由于印(yin)(yin)第安(an)那大(da)學(xue)(xue)(xue)動物系沒(mei)有(you)(you)鳥類(lei)(lei)學(xue)(xue)(xue)專業，在(zai)系主任的(de)(de)(de)(de)(de)(de)建議下，沃森(sen)才轉而(er)從事遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)(xue)(xue)研(yan)究。當時(shi)(shi)大(da)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)(xue)(xue)家赫爾(er)曼·繆(mou)勒（HermannMuller）恰好正在(zai)印(yin)(yin)第安(an)那大(da)學(xue)(xue)(xue)任教授(shou)，沃森(sen)不僅上過(guo)繆(mou)勒關(guan)于“突(tu)變和(he)基因(yin)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)課（分(fen)數(shu)得A），而(er)且考慮(lv)過(guo)要(yao)(yao)當他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究生。但(dan)覺得繆(mou)勒研(yan)究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)果(guo)蠅在(zai)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)(xue)(xue)上已(yi)過(guo)了輝煌(huang)時(shi)(shi)期，才改拜研(yan)究噬菌體遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)薩(sa)爾(er)瓦多(duo)·盧里亞（SalvadorLuria）為師。但(dan)是(shi)(shi)(shi)，繆(mou)勒關(guan)于遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)必(bi)須(xu)具有(you)(you)自催(cui)(cui)化、異催(cui)(cui)化和(he)突(tu)變三(san)重(zhong)(zhong)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀念(nian)，想必(bi)對(dui)沃森(sen)有(you)(you)深刻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。正是(shi)(shi)(shi)因(yin)為沃森(sen)和(he)克(ke)(ke)(ke)里克(ke)(ke)(ke)堅信DNA是(shi)(shi)(shi)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)，并(bing)且理解遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)應該(gai)有(you)(you)什么(me)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)，才能(neng)根據如此(ci)少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據，做(zuo)出(chu)如此(ci)重(zhong)(zhong)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現。

他(ta)們(men)根據(ju)的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)僅有三(san)條：第(di)一條是(shi)(shi)(shi)(shi)當時已廣(guang)為(wei)人知的(de)(de)(de)，即DNA由六種(zhong)小(xiao)分子組成：脫氧核(he)糖，磷酸(suan)和四種(zhong)堿(jian)基(ji)（A、G、T、C），由這(zhe)些小(xiao)分子組成了(le)(le)四種(zhong)核(he)苷(gan)酸(suan)，這(zhe)四種(zhong)核(he)苷(gan)酸(suan)組成了(le)(le)DNA。第(di)二條證(zheng)(zheng)據(ju)是(shi)(shi)(shi)(shi)最新的(de)(de)(de)，弗蘭克林得到(dao)的(de)(de)(de)衍射照片表明，DNA是(shi)(shi)(shi)(shi)由兩條長鏈組成的(de)(de)(de)雙螺旋(xuan)，寬度為(wei)20埃。第(di)三(san)條證(zheng)(zheng)據(ju)是(shi)(shi)(shi)(shi)最為(wei)關鍵的(de)(de)(de)。美國(guo)生物化學家埃爾文·查(cha)戈夫（ErwinChargaff）測定(ding)DNA的(de)(de)(de)分子組成，發(fa)現DNA中的(de)(de)(de)4種(zhong)堿(jian)基(ji)的(de)(de)(de)含(han)(han)量并不是(shi)(shi)(shi)(shi)傳統(tong)認為(wei)的(de)(de)(de)等(deng)量的(de)(de)(de)，雖然在不同物種(zhong)中四種(zhong)堿(jian)基(ji)的(de)(de)(de)含(han)(han)量不同，但是(shi)(shi)(shi)(shi)A和T的(de)(de)(de)含(han)(han)量總是(shi)(shi)(shi)(shi)相(xiang)等(deng)，G和C的(de)(de)(de)含(han)(han)量也相(xiang)等(deng)。

基因模型

查加夫(fu)早(zao)在1950年就已發(fa)布了(le)這個重(zhong)要(yao)結(jie)果(guo)，但奇怪的(de)是(shi)，研究(jiu)DNA分子結(jie)構的(de)這三個實(shi)驗室都將它忽(hu)略了(le)。甚(shen)至在查加夫(fu)1951年春天親訪劍橋(qiao)，與沃森和(he)克(ke)里(li)克(ke)見面后，沃森和(he)克(ke)里(li)克(ke)對他的(de)結(jie)果(guo)也不加重(zhong)視(shi)。在沃森和(he)克(ke)里(li)克(ke)終于(yu)意識到查加夫(fu)比值(zhi)的(de)重(zhong)要(yao)性，并請(qing)劍橋(qiao)的(de)青年數學(xue)家約翰·格里(li)菲斯(si)（JohnGriffith）計算出A吸引T，G吸引C，A+T的(de)寬度(du)與G+C的(de)寬度(du)相等之后，很快就拼湊出了(le)DNA分子的(de)正確模型。

沃(wo)森和(he)克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)在(zai)(zai)1953年4月25日的(de)《自然》雜志上以(yi)1000多字和(he)一幅插圖(tu)的(de)短文公布了(le)他(ta)們(men)的(de)發(fa)現(xian)。在(zai)(zai)論(lun)文中(zhong)，沃(wo)森和(he)克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)以(yi)謙遜(xun)的(de)筆調(diao)，暗示了(le)這(zhe)(zhe)個結構模型在(zai)(zai)遺(yi)(yi)傳上的(de)重要性：“我們(men)并非沒有注意到，我們(men)所推測的(de)特(te)殊配對立(li)即(ji)暗示了(le)遺(yi)(yi)傳物質的(de)復(fu)(fu)制(zhi)機理。”在(zai)(zai)隨(sui)后發(fa)表的(de)論(lun)文中(zhong)，沃(wo)森和(he)克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)詳細地說(shuo)(shuo)明(ming)(ming)了(le)DNA雙螺旋模型對遺(yi)(yi)傳學研究(jiu)的(de)重大意義：一、它能夠(gou)(gou)說(shuo)(shuo)明(ming)(ming)遺(yi)(yi)傳物質的(de)自我復(fu)(fu)制(zhi)。這(zhe)(zhe)個“半保留復(fu)(fu)制(zhi)”的(de)設想(xiang)后來被馬(ma)修·麥賽爾遜(xun)（MatthewMeselson）和(he)富蘭克(ke)(ke)林(lin)·斯塔勒（FranklinW.Stahl）用同位素追蹤實(shi)驗證(zheng)實(shi)。二、它能夠(gou)(gou)說(shuo)(shuo)明(ming)(ming)遺(yi)(yi)傳物質是(shi)如(ru)(ru)何攜帶遺(yi)(yi)傳信息的(de)。三、它能夠(gou)(gou)說(shuo)(shuo)明(ming)(ming)基(ji)(ji)因(yin)是(shi)如(ru)(ru)何突(tu)變的(de)。基(ji)(ji)因(yin)突(tu)變是(shi)由于(yu)堿基(ji)(ji)序(xu)列(lie)發(fa)生了(le)變化，這(zhe)(zhe)樣的(de)變化可(ke)以(yi)通過復(fu)(fu)制(zhi)而得到保留。

但是(shi)(shi)遺傳(chuan)物質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)第四個特(te)(te)征，即遺傳(chuan)信息怎樣得(de)到(dao)(dao)表(biao)達以(yi)控制細(xi)胞(bao)(bao)(bao)活動呢？這(zhe)個模型(xing)(xing)無法解釋，沃(wo)森(sen)和(he)克(ke)(ke)(ke)(ke)里克(ke)(ke)(ke)(ke)當(dang)時(shi)也(ye)公開承認他們不知道DNA如(ru)何(he)能(neng)(neng)(neng)“對細(xi)胞(bao)(bao)(bao)有(you)(you)(you)高(gao)度特(te)(te)殊的(de)(de)(de)(de)作用”。不過，這(zhe)時(shi)，基(ji)因(yin)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)功能(neng)(neng)(neng)是(shi)(shi)控制蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)，這(zhe)種觀(guan)點已成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)一個共(gong)識。那么基(ji)因(yin)又是(shi)(shi)如(ru)何(he)控制蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)呢？有(you)(you)(you)沒有(you)(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)(neng)以(yi)DNA為(wei)(wei)模板，直接(jie)在(zai)(zai)(zai)DNA上面將(jiang)氨(an)基(ji)酸(suan)(suan)(suan)連接(jie)成(cheng)(cheng)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)？在(zai)(zai)(zai)沃(wo)森(sen)和(he)克(ke)(ke)(ke)(ke)里克(ke)(ke)(ke)(ke)提(ti)出(chu)DNA雙螺(luo)旋模型(xing)(xing)后的(de)(de)(de)(de)一段時(shi)間內，即有(you)(you)(you)人(ren)如(ru)此假設，認為(wei)(wei)DNA結構(gou)中，在(zai)(zai)(zai)不同的(de)(de)(de)(de)堿基(ji)對之間形成(cheng)(cheng)形狀不同的(de)(de)(de)(de)“窟(ku)窿”，不同的(de)(de)(de)(de)氨(an)基(ji)酸(suan)(suan)(suan)插(cha)在(zai)(zai)(zai)這(zhe)些窟(ku)窿中，就(jiu)能(neng)(neng)(neng)連成(cheng)(cheng)特(te)(te)定序列的(de)(de)(de)(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)。但是(shi)(shi)這(zhe)個假說(shuo)，面臨著一大難題：染(ran)色體(ti)DNA存在(zai)(zai)(zai)于(yu)(yu)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)核(he)(he)中，而絕(jue)大多數蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)都(dou)在(zai)(zai)(zai)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)中，細(xi)胞(bao)(bao)(bao)核(he)(he)和(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)由大分(fen)子無法通過的(de)(de)(de)(de)核(he)(he)膜隔離(li)開，如(ru)果由DNA直接(jie)合成(cheng)(cheng)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)無法跑到(dao)(dao)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)。另一類核(he)(he)酸(suan)(suan)(suan)RNA倒是(shi)(shi)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)存在(zai)(zai)(zai)于(yu)(yu)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)中。RNA和(he)DNA的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)很相似，只有(you)(you)(you)兩點不同，它有(you)(you)(you)核(he)(he)糖而沒有(you)(you)(you)脫氧(yang)核(he)(he)糖，有(you)(you)(you)尿嘧(mi)啶（U）而沒有(you)(you)(you)胸(xiong)腺嘧(mi)啶（T）。早(zao)在(zai)(zai)(zai)1952年，在(zai)(zai)(zai)提(ti)出(chu)DNA雙螺(luo)旋模型(xing)(xing)之前，沃(wo)森(sen)就(jiu)已設想遺傳(chuan)信息的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)遞途徑是(shi)(shi)由DNA傳(chuan)到(dao)(dao)RNA，再由RNA傳(chuan)到(dao)(dao)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)。在(zai)(zai)(zai)1953～1954年間，沃(wo)森(sen)進(jin)一步思考(kao)了(le)這(zhe)個問題。他認為(wei)(wei)在(zai)(zai)(zai)基(ji)因(yin)表(biao)達時(shi)，DNA從細(xi)胞(bao)(bao)(bao)核(he)(he)轉移到(dao)(dao)了(le)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)，其脫氧(yang)核(he)(he)糖轉變(bian)成(cheng)(cheng)核(he)(he)糖，變(bian)成(cheng)(cheng)了(le)雙鏈RNA，然后再以(yi)堿基(ji)對之間的(de)(de)(de)(de)窟(ku)窿為(wei)(wei)模板合成(cheng)(cheng)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)。這(zhe)個過于(yu)(yu)離(li)奇的(de)(de)(de)(de)設想在(zai)(zai)(zai)提(ti)交發表(biao)之前被克(ke)(ke)(ke)(ke)里克(ke)(ke)(ke)(ke)否決(jue)了(le)。克(ke)(ke)(ke)(ke)里克(ke)(ke)(ke)(ke)指(zhi)出(chu)，DNA和(he)RNA本身都(dou)不可(ke)能(neng)(neng)(neng)直接(jie)充當(dang)連接(jie)氨(an)基(ji)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)(de)模板。遺傳(chuan)信息僅(jin)僅(jin)體(ti)現(xian)在(zai)(zai)(zai)DNA的(de)(de)(de)(de)堿基(ji)序列上，還需要(yao)(yao)(yao)一種連接(jie)物將(jiang)堿基(ji)序列和(he)氨(an)基(ji)酸(suan)(suan)(suan)連接(jie)起來。這(zhe)個“連接(jie)物假說(shuo)”，很快就(jiu)被實驗證實了(le)。

1958年，克里克提出了(le)(le)兩(liang)個(ge)學說(shuo)，奠定(ding)了(le)(le)分子(zi)遺傳(chuan)(chuan)學的(de)理(li)論(lun)基礎。第一個(ge)學說(shuo)是(shi)“序列(lie)(lie)假說(shuo)”，它認(ren)為一段核(he)(he)酸(suan)(suan)的(de)特(te)殊性(xing)完全(quan)由(you)它的(de)堿基序列(lie)(lie)所決定(ding)，堿基序列(lie)(lie)編碼一個(ge)特(te)定(ding)蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)的(de)氨基酸(suan)(suan)序列(lie)(lie)，蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)的(de)氨基酸(suan)(suan)序列(lie)(lie)決定(ding)了(le)(le)蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)的(de)三維結構。第二個(ge)學說(shuo)是(shi)“中(zhong)心(xin)(xin)法則(ze)”，遺傳(chuan)(chuan)信(xin)息只能從(cong)(cong)核(he)(he)酸(suan)(suan)傳(chuan)(chuan)遞(di)給核(he)(he)酸(suan)(suan)，或核(he)(he)酸(suan)(suan)傳(chuan)(chuan)遞(di)給蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)，而不(bu)能從(cong)(cong)蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)傳(chuan)(chuan)遞(di)給蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)，或從(cong)(cong)蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)傳(chuan)(chuan)回核(he)(he)酸(suan)(suan)。沃森后來把中(zhong)心(xin)(xin)法則(ze)更明確地表示為遺傳(chuan)(chuan)信(xin)息只能從(cong)(cong)DNA傳(chuan)(chuan)到RNA，再由(you)RNA傳(chuan)(chuan)到蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)，以(yi)致在1970年發現(xian)了(le)(le)病毒中(zhong)存在由(you)RNA合成DNA的(de)反轉(zhuan)錄現(xian)象后，人們(men)都說(shuo)中(zhong)心(xin)(xin)法則(ze)需要修正(zheng)(zheng)，要加(jia)一條遺傳(chuan)(chuan)信(xin)息也能從(cong)(cong)RNA傳(chuan)(chuan)到DNA.事實上，根據克里克原來的(de)說(shuo)法，中(zhong)心(xin)(xin)法則(ze)并(bing)無修正(zheng)(zheng)的(de)必要。

堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)序列(lie)是(shi)如(ru)何(he)編(bian)碼(ma)(ma)(ma)(ma)氨(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)呢？克里克在(zai)這個(ge)(ge)(ge)(ge)破譯這個(ge)(ge)(ge)(ge)遺(yi)傳(chuan)(chuan)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)(ma)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題上也(ye)做出(chu)了(le)重(zhong)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)貢獻。組成蛋白(bai)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)有(you)二十(shi)種(zhong)(zhong)，而堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)只有(you)四種(zhong)(zhong)，顯然，不可(ke)能(neng)(neng)由(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)編(bian)碼(ma)(ma)(ma)(ma)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)氨(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)。如(ru)果由(you)兩個(ge)(ge)(ge)(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)編(bian)碼(ma)(ma)(ma)(ma)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)氨(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)，只有(you)十(shi)六(liu)(liu)種(zhong)(zhong)（4的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2次(ci)方(fang)）組合，也(ye)還不夠(gou)。因此(ci)，至少由(you)三(san)個(ge)(ge)(ge)(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)編(bian)碼(ma)(ma)(ma)(ma)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)氨(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)，共有(you)六(liu)(liu)十(shi)四種(zhong)(zhong)組合，才能(neng)(neng)滿足需要。1961年，克里克等人在(zai)噬菌體T4中用遺(yi)傳(chuan)(chuan)學方(fang)法證(zheng)明(ming)了(le)蛋白(bai)質中一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)氨(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)順序是(shi)由(you)三(san)個(ge)(ge)(ge)(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)編(bian)碼(ma)(ma)(ma)(ma)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)（稱為一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)(ma)子）。同(tong)一(yi)(yi)年，兩位美國(guo)分子遺(yi)傳(chuan)(chuan)學家馬(ma)歇爾·尼(ni)倫伯格（MarshallNirenberg）和約翰·馬(ma)特哈伊（JohMatthaei）破解(jie)了(le)第一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)(ma)子。到1966年，全(quan)部(bu)六(liu)(liu)十(shi)四個(ge)(ge)(ge)(ge)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)(ma)子（包(bao)括(kuo)三(san)個(ge)(ge)(ge)(ge)合成終止信(xin)號）被鑒(jian)定出(chu)來(lai)。作為所有(you)生物(wu)來(lai)自(zi)同(tong)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)祖先(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)證(zheng)據之一(yi)(yi)，密(mi)碼(ma)(ma)(ma)(ma)子在(zai)所有(you)生物(wu)中都是(shi)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)本相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。人類從此(ci)有(you)了(le)一(yi)(yi)張破解(jie)遺(yi)傳(chuan)(chuan)奧秘的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)(ma)表。

DNA雙螺旋模(mo)型（包括(kuo)中心法則）的(de)(de)發(fa)現，是(shi)20世紀最(zui)為(wei)重(zhong)大(da)的(de)(de)科學(xue)(xue)發(fa)現之一(yi)(yi)，也是(shi)生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)歷史上唯一(yi)(yi)可與達爾(er)文進化論相比的(de)(de)最(zui)重(zhong)大(da)的(de)(de)發(fa)現，它與自然(ran)選擇(ze)一(yi)(yi)起(qi)，統一(yi)(yi)了生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)的(de)(de)大(da)概(gai)念，標志著分子遺(yi)傳學(xue)(xue)的(de)(de)誕(dan)(dan)生(sheng)(sheng)。這門綜(zong)合了遺(yi)傳學(xue)(xue)、生(sheng)(sheng)物化學(xue)(xue)、生(sheng)(sheng)物物理和信息(xi)學(xue)(xue)，主宰了生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)所(suo)有(you)學(xue)(xue)科研(yan)究的(de)(de)新生(sheng)(sheng)學(xue)(xue)科的(de)(de)誕(dan)(dan)生(sheng)(sheng)，是(shi)許多人共同奮斗(dou)的(de)(de)結果(guo)，而克(ke)里克(ke)、威爾(er)金斯(si)、弗蘭克(ke)林和沃森，特別是(shi)克(ke)里克(ke)，就(jiu)是(shi)其中最(zui)為(wei)杰出的(de)(de)英雄。

主要成就

1951年～1953年在英(ying)(ying)國期間，詹姆(mu)斯·杜威·沃(wo)森和英(ying)(ying)國生(sheng)物(wu)學(xue)家F.H.C.克(ke)里克(ke)合(he)作(zuo)，提(ti)出了DNA的(de)雙螺(luo)旋結構(gou)學(xue)說(shuo)。這個學(xue)說(shuo)不但(dan)闡明了DNA的(de)基本結構(gou)，并且(qie)為一(yi)個DNA分(fen)(fen)子(zi)如何復制(zhi)成兩個結構(gou)相同DNA分(fen)(fen)子(zi)以及DNA怎樣傳(chuan)遞生(sheng)物(wu)體的(de)遺傳(chuan)信息提(ti)供(gong)了合(he)理的(de)說(shuo)明。它被認(ren)為是(shi)生(sheng)物(wu)科學(xue)中(zhong)具有(you)革命性的(de)發現，是(shi)20世紀最重要的(de)科學(xue)成就之一(yi)。

由于提出DNA的(de)雙(shuang)螺旋模型(xing)學(xue)(xue)(xue)說，沃森和克里克及M.H.F.威爾金斯一起獲得(de)(de)了1962年諾貝爾生(sheng)理學(xue)(xue)(xue)或醫學(xue)(xue)(xue)獎。著有(you)《基因的(de)分子生(sheng)物學(xue)(xue)(xue)》《雙(shuang)螺旋》等書。此外(wai)，他還獲得(de)(de)了許多科(ke)學(xue)(xue)(xue)獎和不(bu)少大(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)榮(rong)譽學(xue)(xue)(xue)位。

此外，沃森在(zai)生物科學(xue)的發展中也起(qi)了非常大(da)的作用(yong)，例如在(zai)攻克癌癥研(yan)究上，在(zai)重組DNA技術的應用(yong)上等等。他還是(shi)人類基因組計劃的倡導(dao)者，1988年至1993年曾擔任人類基因組計劃的主持人。

沃(wo)森另一個感興趣的(de)(de)(de)問題就(jiu)是(shi)教(jiao)育(yu)(yu)，他的(de)(de)(de)第(di)一本教(jiao)科書《基因的(de)(de)(de)分(fen)子生物(wu)學(xue)》為(wei)(wei)生物(wu)學(xue)課本提供了(le)(le)新的(de)(de)(de)標準。隨后陸續出版(ban)了(le)(le)《細(xi)胞(bao)分(fen)子生物(wu)學(xue)》《重組DNA》。他還積極探索利用(yong)多媒體(ti)進(jin)行教(jiao)育(yu)(yu)的(de)(de)(de)方法，并且通(tong)過(guo)互(hu)聯網設立(li)DNA學(xue)習中心，這一中心也成為(wei)(wei)冷泉(quan)港(gang)實驗(yan)室的(de)(de)(de)教(jiao)育(yu)(yu)助手(shou)。

沃森被許多人描述為：才(cai)華橫(heng)溢、直言不(bu)諱、性格怪異。他知識淵博而不(bu)迂(yu)腐。精力(li)非常旺(wang)盛(sheng)，從學生時(shi)代開始他就很喜歡打(da)網球。每(mei)天都(dou)堅持打(da)一會兒(er)網球。

人物形象

2019年1月(yue)，諾貝爾獎得主、被(bei)(bei)稱為(wei)世界(jie)“DNA之父(fu)”的DNA雙螺旋結構的發(fa)現者之一美國科學家沃森(sen)（JamesWatson）因(yin)為(wei)頻繁發(fa)表關(guan)于(yu)種族間(jian)智商差(cha)異的言論被(bei)(bei)美國私人機(ji)構冷泉(quan)港(gang)實驗室(shi)剝奪了冷泉(quan)港(gang)榮譽頭銜。