遗传物质DNA的发现
早在1869年,瑞士有位专攻细胞核化学组成的青年生物化学家米歇尔,在他用胃蛋白酶来分解人体脓细胞的蛋白质时,发现胃蛋白酶可以把细胞质中的蛋白质全部分解,但对细胞核却无能为力。看到这个现象后,米歇尔决心揭开细胞核化学组成这个谜。经过细致的化学分析,他发现细胞核主要是由一种含磷物质构成的,它与蛋白质完全不同,称之为核酸。
后来德国著名化学家科赛尔进一步研究了核酸的分子结构,发现核酸是由核糖、磷酸和有机碱三种物质构成。
名师出高徒。科赛尔的学生,俄国出生的美国生物化学家莱文又发现,核酸里有五个碳原子组成的五碳糖分子。他明确指出,前人发现的酵母核酸和胸腺核酸的差别就在这个五碳糖分子上,是两种不同的核酸。他把酵母核酸中五碳糖叫核糖,而这种酵母核酸就叫做核糖核酸,英文缩写为RNA;另一种胸腺核酸中的五碳糖比核糖少了一个氧原子,把它定名为脱氧核糖核酸,英文缩写就是DNA。细胞核里的DNA有什么作用呢?
科学探索的道路有时也会有曲折,上述重大发现,当时只看成是弄清楚了细胞核的化学组成,在20世纪40年代前,并没有引起人们的关注。不少研究寻找遗传基因化学实体的科学家,都还是在蛋白质或者酶上打主意,结果都没有找到,因为基因不在蛋白质上。遗传基因到底在哪里?
1928年,英国的细菌学家格里弗斯做了一个非常有意义的实验。肺炎球菌有两种类型:一种是有毒的,可使人得肺炎和致死小老鼠,称之为S型;另一种无毒丧失了致病能力,称为R型。格里弗斯给小老鼠注射R型活细菌,小老鼠未死亡;注射经加热杀死后的S型细菌,也未死亡;而将加热杀死的S型细菌和活的R型细菌同时注入一个鼠体内,小老鼠却死亡了。(https://www.daowen.com)

格里弗斯分析这一现象认为可能是S型细菌内的一种“转化因子”进入了R型细菌,使R型的本性发生了改变,由无毒型转化成了有毒型,使杀死了的S型细菌又复活了。美国的艾弗里等生化学家,对这种奇异的转化现象,十分重视,决心把它弄个水落石出。1944年,艾弗里和他的助手们进一步做了一个实验:他们将大量S型细菌细胞破碎,从中分离,提取出糖类、脂类、各种蛋白质、DNA和RNA等。然后将它们分别与R型细菌混合培养。结果发现,只有在DNA的混合培养液中是S型细菌,而其他各种培养液中都是R型细菌。
艾弗里的实验证实,决定性状的遗传物质就是DNA。由此,DNA再度引起人们的注意。
到了20世纪50年代,细胞化学、生物化学、细菌学的研究方法和思维摸式,已经十分和谐地与遗传学研究结合了起来,与此同时,物理、化学的进步,也为生物学研究提供了许多先进技术设备,如X射线衍射、电子显微镜、超速离心机和电子计算机等,它们都是进入分子水平的遗传学研究所必需的条件。众多科学家运用各种手段,对破译生物遗传密码,DNA的分子结构发起了总攻,然而首先揭开这一奥秘的却是两个年轻人。