分子生物学

第三节　分子生物学

孟德尔开创的现代遗传学是现代生物工程的另一个起源。

但是有一段时期，现代遗传学和工业微生物学这两个系统是各走各的路，互不联系的，有各自独立的发展过程。

19世纪后半期，人们开始把“种瓜得瓜，种豆得豆”这个老少皆知的遗传现象上升到某种理论高度。著名的豌豆杂交试验，是奥地利贫苦老农的儿子孟德尔在修道院里搞出来的，他在1866年发表了他的著名学说——性状分离与自由组合定律，而成为现代遗传学的开创者。

三十多年后，摩尔根在研究果蝇时，又在孟德尔的研究基础上，提出了遗传学的另一个重要规律：基因连锁与互换规律。

但是，当时人们仍无法解释，基因是怎么把活生生的生命体表现出来的。

事实上，当时的遗传学知识和所运用的手段还十分有限，而遗传学能发展到今天这种水平，还少不了物理学家和化学家们的贡献。

德国物理学家德尔布吕克，被誉为“分子生物学之父”。选择噬菌体作为研究对象，是他成功的重要原因之一。后来很多基因工程知识和技术发明，都与当初对这个只有细菌体积千分之一大的噬菌体的研究分不开的。德尔布吕克不仅开创了噬菌体的现代研究，而且发现了抗噬菌体的细菌突变株是有选择地发生突变的，而他这一无意发现竟成了细菌遗传学诞生的标志。

德尔布吕克的特殊贡献还在于，他把孟德尔的经典遗传学搬上了分子研究的舞台，而他创建的噬菌体研究小组的卓越成就，使得分子生物学最终瓜熟蒂落。

不久，德尔布吕克播下的分子生物学的“精神种子”开出了第一朵花，这就是第二次世界大战期间，从奥地利流亡到爱尔兰的著名量子力学创始人薛定谔写的一本小册子《生命是什么》。这本小册子一时在欧美学术界掀起了轩然大波，使生物学成了一门时髦的学科，一大批年轻有为的物理学家涌入到生物学这块园地里，威尔金斯和克里克也不例外。而他们两人曾在二战期间参加过美国的一项军事工程“曼哈顿计划”，参与制造了世界上第一颗原子弹。或者是由于害怕原子武器的巨大杀伤力而承担道义上的责任，他们才转而研究生物学。

在这一领域，威尔金斯拍到了第一张DNA纤维X—射线衍射图。不想，就是这张图片，使得正在度假的美国年轻遗传学家华生发生了浓厚的兴趣，为了更接近威尔金斯，他便进入剑桥的卡文迪许物理实验室。然而，连华生本人也不曾料到，他这一行动，却和物理学家克里克走到一起来了，最终促成了DNA分子双螺旋结构模型的诞生。

这个制作精良、巧夺天工的模型，是华生和克里克这一对儿科学史中少有的合作典范共同努力的结晶，它酷似一座回旋式的楼梯，一对对碱基恰如一级级台阶，也有像莫尔斯电码一样的三个碱基为一组的遗传密码。

此后，华生和克里克又详细阐明了这个模型的巨大的遗传学涵义，从而提出了重组机理。这是20世纪生物学中最伟大的成就，它所包涵的普遍的遗传学意义，从大象到细菌是一概适用的。

华生和克里克也因此而成为举世皆知的名字。据说，“DNA重组技术之父”博耶给家里的一对猫起的名字就是华生——克里克，可见其二人之盛名。从1944年埃弗利确认DNA是传递遗传信息的物质，到1953年华生和克里克阐明DNA的双螺旋立体结构及其深远涵义，历经整整10年。以这两个划时代的科学研究为转机，一门崭新的学科——分子生物学诞生了。

此后的10年，即1953年—1963年，是分子生物学发展的黄金时期。序列假设、中心法则、遗传密码、乳糖操纵分子、变构相互作用等概念，更加丰富了这一学科的内涵，使它发出更加诱人的光彩。

但是，这些又跟工农业生产、医学等一些国民经济各个产业部门有什么联系呢？人们仍不清楚。