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紀錄片《美國大師:解碼華生》了解DNA結構

來源 : 朱薏 整理編輯
update : 2019/01/17

最近,美國公共電視台撥放由Mark Mannucci製作和執導的紀錄片《美國大師:解碼華生 American Masters: Decoding Watson》,使得這位榮獲諾貝爾獎的科學家,再次以遺傳學的觀點,認為黑人的智商比白人低的言論,而引發撻伐。

弗朗西斯·克里克(Francis Crick)在25歲時發現了生命的秘密,192849日出生的詹姆斯華生(James Watson),發現了DNA雙股螺旋的結構,兩人獲得了諾貝爾獎,並徹底改變了人們對生命運作的理解。

紀錄片談到了華生的個人與家庭,同時採訪了他的朋友、同事、科學家和歷史學家,許多部分仍有爭議。影片揭示了他的成就、複雜性與矛盾,包括他未經過濾的觀點。

12日在美國播放的影片,直至今日,仍然因華生帶有種族歧視的言論而持續引起爭議。這位被外界形容為無情的幻想家,不僅解碼DNA結構,其行事作風與言論依然發揮著很大的影響力。

DNA 結構
DNA(又稱「去氧核醣核酸」)通常是以兩股的形式出現,而且兩股是互相平行且螺旋扭曲,稱作「DNA 雙股螺旋」。再細看每一股 DNA 都是由四種化學物質依不同順序排列組成,四種化學物質分別為 A( 腺嘌呤 Adenine)T (胸腺嘧啶 Thymine)C (胞嘧啶 Cytosine) G (鳥糞嘌呤 Guanine)。而兩股之間是用什麼方式連結形成雙股螺旋呢?慢慢觀察會發現四種化學物質會有特定的配對方式,「A 會和 T 配對,C 會和 G 配對」,彼此之間是用一種叫做「氫鍵」的吸引力連結。因為化學物質特別的配對方式,所以能夠發現 DNA A 的數目恰好等於 T 的數目,當然 C 的數目也會等於 G

兩個解謎的人---華生與克里克
自從知道遺傳物質是 DNA 之後,許多科學家開始往這方面鑽研,有的科學家分析出 DNA 是由四種不同化學物質排列而成,有的科學家也從 DNA 結晶的圖案,大致猜測 DNA 的外型很可能是螺旋的樣子,但都沒有很明確的推論。1952 年,華生和克里克兩位科學家收集了大部分和 DNA 相關的資料,他們運用了木頭、紙張及鐵絲組裝 DNA 的可能結構,經過不斷的推測組裝,終於知道了 DNA 是雙股的,並且以很特殊的方式扭曲旋轉,這樣的結構叫做「DNA 雙股螺旋」。因為這個偉大的發現,華生和克里克在 1962 年獲得了諾貝爾醫學獎。

DNA 的複製
DNA 在我們身體內要怎麼工作呢?要怎樣才能在細胞分裂時,平均讓兩個新細胞都有相同的 DNA 呢?DNA 會用「複製」的方式,產生讓原本一條的雙股螺旋變成兩條,於是兩個新細胞就有相同的 DNA 組成了。

要準備複製的 DNA 會先分開之間連結的氫鍵,然後就會依著特殊的配對方式(記得是 A T 配對,C G 配對),把新的化學物質再以氫鍵方式連接,當配對完畢後就會發現一條 DNA雙股螺旋變成兩條。複製的過程其實很複雜且嚴謹,需要很多酵素的參與,例如把 DNA 雙股分開的酵素、把新的化學物質加上 DNA 的酵素,甚至還有修補錯誤配對的酵素。

人類的 DNA 的數量可能高達三十億個,進行複製時,螺旋雙股分開的旋轉速度高達每分鐘八千次。一個細胞大約需要 8 小時才能完成複製 DNA 的工作,確實是神奇而偉大!

 

引用出處:國立臺灣科學教育館