“看來我們現在的主攻方向就是要立即製出一個dna模型。有了這個模型才能說清遺傳機理。”
他們找來金屬絞合線,又參考了弗蘭克林測得的資料,兩人在實驗室的車間裡做成又拆掉,拆了又重做,這樣連級十幾個月,總是找不到一個理想的模式。這天他們正在實驗室裡累得汗流滿面,突然助手推門造來說:“有了一個新方案。”
“什麼方案?”
“波林已經宣佈,他完成了dna模型,是三股螺旋!”
這個訊息可是非同小可,就是說在這場競賽中,對手已經超過他們衝到了終點。剛才還是一種迷惘的煩惱,現在更加一種失敗的沮喪。克里克一屁股坐在椅子上,順手將那些亂七八糟的木棒、線頭推到一旁。華生病呆呆地站在那裡,半天自語道:“三螺旋,這不大可能把?”
事實上他們是處驚一場。沒有多久各實驗室都證明三股螺旋的模型並不能解釋dna的結構。
華生和克里克經這場虛驚之後對自己的想法更有把握,更加緊了製作,卡文迪許實驗室的車間也為他們幫了大忙。1953年元旦剛過,華生和克里克就製出了一個新模型,在兩股糖與磷酸的螺旋鏈之間,夾著一一相同的礆基。a基與a基相對,t基與t基相對。這種模型倒是符合已知的資料,但是構型憋扭,因碳基分子大小不同,使兩條外骨架發生了扭曲。
華生坐在桌旁。對著這個奇怪的模型陷入沉思。他想神秘的dna應該是有一種和諧的,美的結構,決不應該這樣歪歪扭扭,他這樣想了一會兒便把鹼基拆下來重新換了個位置,大小搭配,讓a和t配對;g和c配對。這樣一來面前的模型真如一條凌空翻舞的綵綢,那樣舒展自如,那樣輕鬆和諧。而且又符合前不久關於dna結構的另一項發現:a、t兩基的數目與g、c兩基的數目都正好相等。dna結構之謎從此解開。
讀者也許要問,物質的客觀形狀與人主觀的美感有什麼關係,那華生何以從美學角度出發倒找到了問題的根本。原來自然中的生物卻常常是以一種美的、合理的結構存在。你看那樹葉上對稱的葉脈,你看飛鳥對稱的雙翅,還有那蜜蜂為自己建造的蜂房都是標準的六角形小格,就是高明的建築師見了也歎為觀止。所以這美感決不獨為藝術家所有,它又常常是科學家的一種素質。甚至現在還專門有一門工程美學。
再說華生和克里克得到這個美的、合理的模型,喜不自禁,便立即寫成一篇論文發表在1953年4月的英國《自然》雜誌上。他們在給編輯部的信中說:“這確是個奇特的模型。不過既然dna是個不尋常的物質,我們也就敢作不尋常之想了。”的確,在這三支力量的競爭中,華生和克里克資歷最淺而首先奪魁,正得力於他們敢大膽想像,不循常規。後來,直到1974年,波林還遺憾地說:“我深知核酸內含有嘌呤和嘧啶,但為什麼就沒有想到給它們配對呢?我總在探討三螺旋,就是沒有去試一下雙螺旋。唉,那些極簡單的概念,有時竟是這樣難以捉摸。”華生他們的論文只千把來字,但是它足可以與達爾文的《物種起源》相媲美,它開創了分子生物學的新時代。華生、克里克和威爾金斯因此同時獲得1962年諾貝爾醫學和生理學獎金。
按照華生的模型,遺傳資訊怎樣傳遞呢?在這條螺螺旋中兩股糖和磷酸組成梯子的兩側a-t、c-g連成梯子的橫槓。在一個人體細胞中,dna梯子全長約有一米,所包含的橫槓就有60億條之多。一個人的基因,它可能是梯子的一段,約有2000條橫槓。
當細胞繁殖的時候,這條雙螺旋就從中間分開,猶如拉鏈一樣從中間分成兩半。這時每一個鹼基對都拆開了,但是這剩下的一半在浮游於細胞核內的分子中很快就找到了新的伴侶。a又與新的t結合,g又與新的c結合,這樣就形成兩個與原來的dna一模一樣的複製品,這就是生命的遺傳。如果dna在複製過程中出一點意外,就會造成物種的突變。
dna上怎樣攜帶大量的遺傳基因呢?這正是薛定鍔假設的密電碼。構成dna的四種核甘酸,每次取出三個構成一組,這樣排列組合,便有了足夠的遺傳基因。60年代末用電子顯微鏡攝到的放大了730萬倍的dna照片已經證實了這一點。而科學家的一個目標就是被譯這些密碼了。
各位讀者,人類認識世界是為了改造世界。正如認識了原子核的結構就要設法讓它釋放能量一樣,現在既然知道了遺傳密碼就要讓生物按照人的意志來遺傳和變異了。這便是生物遺傳工程。1973年,美國科學家第一次實現了按人的意志來製造新的生物。他們將大腸桿菌的一個帶抗四環素,和一個帶抗鏈黴素的遺傳資訊的基因重新組合,又放回大腸桿菌中複製,結果新的菌就同時既抗四環素又抗鏈黴素。
別看這個極小的實驗,它的意義就如費米當年發現核裂變就可引來以後的原子彈爆炸一樣,預示著人類在生命領域也將要大顯身手了。比如腦激素是治療糖尿病的良藥,但是過去要從牲畜腦槳中提取,十萬只羊腦才能提取到一毫克,何等昂貴。1977年人們已經能人工合成腦激素遺傳基因,讓那個繁殖很快的大腸桿菌按照這個基因去複製腦激素,它果然順利完成了任務。提取一毫克腦激素,只需要兩升大腸桿菌培養液,從此就不用那麼多羊腦了,成本大大降低。
在農業方面,作物需要大量的氮,因此全世界每年要生產四幹多萬噸氮肥。人們早就發現豆科植物可以自己依靠土壤中的根瘤菌來吸收空氣中的氮。如果我們能將這種遺傳密碼也送到小麥、水稻等作物中去,那麼全世界的氮肥廠就都可以關門了。
隨著人們解開遺傳之謎和生命科學的發展,在不遠的將來,人類將可以按自己的意志來製造新的生物,將可以通過修復和調節基因來治療疾病,改造生命自身。試想,當人類對大自然還不甚瞭解時,會是怎樣的盲目、被動,是怎樣地受著自然的嘲弄。但是隨著自然之謎的揭開,一天一天,人類終於成了自然的主人。當人類對自己的生命還不甚瞭解時,也曾是怎樣地受著疾病的折磨和嘲弄。現在,隨著生命之謎的揭開,人對自身的認識便出現了一個飛躍,其意義決不亞於當初哥白尼發現宇宙。從此,人類不但能改造世界、還能改造自己的生命,科學將使他們在宇宙間獲得最充分的自由。