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來時,克里克研究的一個專案已經達到了成熟的階段,他已無必要再去沒完沒了地在數學上解釋血紅蛋白的衍射圖式。沃森只花了幾天功夫,就向克里克提供了他要尋找的東西——相對來說比較簡單但從長遠來看卻更為重要的目標:DNA。兩個人在研究方法上迅速地達成了共識:與其推匯出複雜的數學模型,直接而又明確地解釋X光的衍射結果,還不如藉助化學常識構築結構的一個模型。正如沃森所說,他們決定“仿效鮑林,並在他本人發起的這場競賽中將他擊敗”。
克里克和沃森在1950年秋天第一次嘗試解決DNA的結構問題,這方面的情況已有許多報道,其中記述最為引人入勝的當算沃森本人撰寫的《雙螺旋》一書。用一句話即可概括:他們的嘗試時間不長,並且以失敗告終。他們採用了鮑林的研究方法,花了幾個星期設想了一個三螺旋模型。這三個螺旋相互纏繞,中心是磷酸。這一模型與密度資料似乎是吻合的,X射線資料與每一個分子中有兩到四條鏈組成的情況相容,因此,這就解決了一個理論問題。如果DNA是遺傳物質,那麼它就會對機體傳送某些具體的資訊;因而就需要有一種語言,藉助於某種方式將有關資訊翻譯為生成蛋白質的指令。當時,人們已經清楚,糖和磷酸是形成簡單迴圈的元件,它們在DNA螺旋的方向上是不變的。鹼基則是可變成分,鹼基變了,但X光的圖形顯示出一種迴圈的晶體結構;螺旋的核心——結構中形成迴圈的部分——一定包含著迴圈的次級結構,也就是糖和磷酸,鹼基向外伸展,就不會產生阻礙。換句話說,DNA與阿爾法螺旋相像。沃森和克里克的設想與鮑林的思路是很相像的。
問題在於說明如何將磷酸安置在中央,而一般認為正常的pH帶有負電荷。這些位於核心的負電荷相互排斥,結構就會爆裂。他們設想的三螺旋儘管看上去非常精美,而且又與有關資料那麼吻合,克里克和沃森想到,在核心部分一定有一個地方存在正離子來抵消這些負電荷。他們找來了一本《化學鍵的本質》,檢視有沒有無機離子滿足他們的需要。他們發現錳和鈣都滿足要求。沒有證據表明存在著這兩種元素的正離子,然而也沒有證據表明它們不存在。他們畢竟是仿照鮑林認真思考的,鮑林在這種情況下肯定也會這樣做:首先設想出結構,然後再考慮一些次要的細節。
這兩個年輕人,如此快就攻克了這一難題,感到非常得意。他們邀請威爾金斯和富蘭克林來卡文迪什觀看他們的勝利成果。富蘭克林隨手就將邀請信撕成了碎片。問題不僅在於假定分子呈螺旋狀——富蘭克林根本就不相信X射線的資料能證明這點一而且還在了他們竟然想得出螺旋中央會有正離子凝聚在一起。她指出,在細胞核中,錳或其他離子無疑被水分子包圍著,因而是中性的,不可能將磷酸黏結在一起。況且,水是非常重要的。富蘭克林還指出,克里克和沃森一定是將某些資料搞錯了。按照她的看法,DNA是一種非常乾渴的分子,其中的含水量要比他們兩人的模型所允許的數量多10倍。她從這種分子吸水的能力看出,磷酸應位於分子的外側,積蓄在薄薄的水層中。水容量不臺,說明克里克和沃森計算出來的密度不準確。
後來的事實證明,富蘭克林是正確的。兩個年輕人試圖說服威爾金斯和富蘭克林與他們合作,再進行一次試驗,但這一要求被他們頂了回來。這一失敗的訊息傳到布拉格的耳朵裡,他很快就將克里克調回到蛋白質課題組,沃森則被調到了與他的知識基礎更加相稱的地方,也就是對菸草花葉病病毒進行晶體衍射圖研究。
但是,這兩個人,尤其是沃森,並沒有停止對核酸的思考。在鮑林的記憶中,沃森熱衷於DNA“簡直到了瘋狂的地步”,在這個問題上是決不會就此罷休的。他和克里克兩人開始在暗地裡作秘密研究,選擇在辦公室或者一家當地的酒巴里悄悄地交談。他們得到的模型可能不正確,但他們確信自己的研究方法沒有錯。也許,他們需要的只是更多一些化學方面的知識。1951年聖誕節,克里克將一本《化學鍵的本質》作為給沃森的禮物。“在鮑林這本經典著作中的某一個地方,”沃森回憶道,“我希望能找到真正秘密之所在。”
17 三螺旋結構(二)
盤繞狀線圈
鮑林在法國參加了幾次會議以後,就急急忙忙地前往英國,希望把由於護照風波損失的時間補回來。1952年呂月,他先後訪問了英國的幾個蛋白質研究的中心,和批評他的一些人交換意見,並且回答他們提出的問題。此時,人們又找到了一些新的證據,進一步表明阿爾法螺旋是許
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