双螺旋-第12章
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威尔金斯并不愿为此事过分操心。而我这样唠唠叨叨一再强调DNA结构随时都有可能迎刃而解,倒同克里克前一时期差不多了,以前有度时期,他也曾为此有失常态。多年来,克里克就一直试图告诫威尔金斯什么工作才是重要的。可是,威尔金斯在冷静地回顾了自己的经历后,清楚地知道他凭自己的预感行事是明智的。饭店跑堂弯腰站在威尔金斯身后,等待着我们点菜,威尔金斯这时竭力要我懂得,如果我们对于科学发展的方向都持相同看法的话,那岂不是样样事情都可以迎刃而解了,那时我们也不必再费周折,个个去当工程师和医生也就行了。 上菜以后,我想把话题转到多核苷酸链的数目上来。我认为测量一下位于第一、二层线上的深部反射可能会马上把我们引上正轨。可是,威尔金斯吞吞吐吐的回答根本就文不对题,弄得我不知道他究竟是说金氏学院没有人对这些反射进行过测量,还是他只是想趁热把饭菜咽下肚去。我勉强地吃着饭,心里盘算着等喝完咖啡,陪他回公寓的路上,或许能从他嘴里得到一点详细情况。可是,饭前我们要的那瓶法国白葡萄酒却使我对这些枯燥的事实热情大减。在我们离开苏号饭店穿过牛津大街时,他只对我说,想在某个比较安静的地段找一套不那么幽暗的房间。
然后,我在那阴冷的、几乎没有暖气的车箱里,凭着记忆在报纸的空白边缘上画起“B型”结构图来。我力图在双链和三链模型之间作出选择。目前就我所知,金氏学院小组之所以对双链不感兴趣,原因不是很简单的。这取决于DNA样品的合水量,他们也承认这个数值可能有很大的误差。下了火车,我骑自行车回到学院并且从后门爬了进去。这时,我才决定要制作一个双链模型。克里克也不得不同意。虽然他是个物理学家,他懂得重要的生物体都是成对出现的。
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第二天,我疾步走进佩鲁兹的办公室,想把我得悉的情况告诉他;正巧布喇格也在那儿。那是个星期六的早晨,克里克还没来,他大概还在床上翻阅早上刚刚收到的那本《自然》杂志呢。我立刻开始讲起“B型”的具体细节来,还画了张简略的草图来说明DNA是一种螺旋。这种螺旋每34埃沿螺旋轴重复一次。布喇格马上打断我的话,提出了一个问题。我知道我的话遇到了知音。于是,我趁热打铁谈起了鲍林的模型。我认为,大西洋这边的人无所事事,让鲍林有机会对DNA结构再作一次尝试,那实在太危险了。我接着提出希望在卡文迪什找一个技工制作嘌呤和嘧啶的模型,然后停了下来,看看布喇格有什么反应。
布喇格爵士不仅没有表示什么异议,反而鼓励我把模型搞下去。这使我松了一口气。显然,他并不赞成金氏学院的内部争吵。尤其是这些争吵发生在鲍林由于发现另一个重要分子的结构而可能洋洋得意的时候。我的关于烟草花叶病毒的研究对我们的工作也颇有益处。这件事情以前曾给布喇格一个印象,以为我那是自行其是。那天晚上,他可以安然睡觉,而不为恶梦所困扰了。以往,他曾梦见克里克由于他的纵容简直发展到了丝毫不顾大局的地步。
于是,我奔下楼去,来到技工间通知他们说我就要设计一些模型。这些模型必须在一周内完成。我刚回到办公室,克里克就漫步走了进来。他对我说,他们昨天的晚餐聚会非常成功。我姐姐带去的那个法国小伙子把奥迪尔搞得神魂颠倒。一个月前,我姐姐伊丽莎白在回美国途中来这里作不定期逗留。很幸运,我把她安顿在凯密丽·普莱尔的旅馆住宿。而我也可以在那儿同“老妈”和她那里的外国姑娘们共进晚餐。这样一来,伊丽莎白也就不必非去住那些典型的英国式宿舍,我的胃病也可望会减轻些,这也可算是一举两得吧。
住在这个旅馆里的还有准备临时呆上几个月进修一下英语的福卡德(Bertrand Fourcade)。即使不能说他是剑桥最漂亮的人,至少也可说是剑桥最漂亮的男人。他也决不会没有意识到自己仪表堂堂,因此,现在来了一位衣着打扮并不比他逊色的年青姑娘,他当然非常欢迎。奥迪尔得知我们认识这位外国美男子时,显得非常高兴。当福卡德在金氏学院广场上漫步,或是在业余戏剧俱乐部演出幕间休息时,他悠闲地站在那里,奥迪尔同许多剑桥女子一样都会死死盯住他不放。于是,我们干脆让伊丽莎白打听一下福卡德是否有空和我们一起在“葡萄牙地〃同克里克夫妇一道吃顿便饭。时间终于安排妥了,可是,与我的伦敦之行多少有点冲突。席间,我注视着威尔金斯慢吞吞地用完他的那份饭菜,而奥迪尔却在欣赏福卡德那美如冠玉的面庞。他正在大谈当年夏天在里维埃拉度假时究竟应该去应酬谁才好。
这天早上,克里克发现我对那些法国阔佬没有往常那种兴趣。相反,他曾一度担心我会使人讨厌。这时,克里克已略带醉意。如果我对他说,一位过去研究鸟类的人现在居然也能解决DNA结构,似乎不是对待一个喝醉的朋友的正确态度。可是,当我把“B型”的细节透露给他时,他马上明白我不是在拿他取笑。我坚持认为子午线上3.4埃的反射比其他反射都强,这一点是特别重要的。这一现象只能意味着厚度为3。4埃的嘌呤和嘧啶碱基是堆积在一起的:并且与螺旋轴成垂直方向的。另外,电子显微镜和X射线照片所得到的证明,使我们可以断定螺旋的直径大约为20埃。我认为在生物界频繁出现的配对现象预示着我们应该制作双链模型。可是,克里克却随便怎么也不愿接受我的这个观点。要继续搞下去,照他的意见唯一的途径就是把一切不符合核酸化学常识的观念都统统排除掉。我们掌握的实验证据还不能区分双链和三链模型。所以,他认为对这两种说法都要同样加以考虑。我对此虽然持怀疑态度,但不愿同他争论。我当然是要搞双链模型的。
几天过去了,我们都没有搞出象样的模型来,这不仅是因为我们缺乏嘌呤和嘧啶零件,而且,我们根本就没有一个修配车间能把磷原子装配起来。我们的机械师制作很简单的磷原子至少也要三天时间。于是在午饭后,我回到了克莱尔学院,又仔细推敲那份关于细菌遗传学的手稿。后来,我就骑车去“老妈”旅馆吃晚饭,我看见福卡德和我姐姐正在同彼得谈话。在一周之前,彼得用花言巧语,使“老妈”同意他在那儿吃饭。彼得正在抱怨说,佩鲁兹没有权利在周末晚上把尼娜关在家里。福卡德和伊丽莎白与彼得不同,他俩倒是感到非常得意。他们刚刚乘坐一位朋友的“罗伊斯“牌轿车从贝德福特(Bedford)附近的一幢有名的乡村别墅游玩回来。他们的东道主是一位好古的建筑师。他不喜欢现代文明生活,在他的别墅里一直没有使用煤气和电。这位建筑师挖空心思地把那儿的生活安排得同十八世纪的绅士生活一样。他甚至还为那些陪他在院子里闲逛的客人预备了手杖。
刚吃完晚饭,福卡德就把伊丽莎白带走,去参加另一个聚会,而彼得和我,却一下子不知做什么事是好。我们俩开头想去装配彼得的那台传真性能很高的收音机,后来又一起去看了一场电影。我们一直玩到深夜,这时彼得开始喋喋不休地对我说起,罗思柴尔德男爵不邀请他和他女儿萨拉(Sarah)一起用晚餐,这是逃避作父亲的义务。如果彼得能够跻身上流社会,我说不定也能不必非讨一位大学教师做老婆了。
三天以后,磷原子模型准备就绪了。我把几个短的糖和磷酸骨架很快地串连起来。然后我又花了一天半时间。想搞出一个骨架在中心的双链模型。可是搞来搞去,从立体化学角度看来,所有与“B型”X 射线证据相符的模型,都不比我们在一年零三个月前搞的那个三链模型完善。这时,我看克里克全神贯注地埋头于他的博士论文,我索性和福卡德打了一下午网球。喝过了茶,我回去对克里克说,打网球可比做模型舒服得多啦。克里克还是对这大好春光无动于衷。他放下笔对我说,不光是DNA很重要,而且总有一天我会发现室外运动也有其不足之处。
在“葡萄牙地“吃晚饭时,我回过头来又思考我们的模型究竟错在哪里。尽管我坚持认为应该把骨架放在中心,可是我知道,我的理由没一个是站得住脚的。喝咖啡时,我承认我不愿把碱基放在模型内部的部分原因是,我怀疑这样就可能制造出无数个这种类型的模型来。这样,我们就不可能断定究竟哪一个是正确的。但是,真正的绊脚石还是碱基。如果碱基在外部,我们就不必对它们多加考虑。要是在内部的话,问题就麻烦了。怎样才能把两条或多条多核苷酸链和不规则碱基顺序堆积在一起!在这一点上,克里克不得不承认,他也一筹莫展。从地下餐厅出来时,我隐隐约约提醒克里克,他至少必须提出一个稍微说得通的论点,然后我才会认真对待以碱基为中心的模型。
不过,第二大早晨,我还是拆毁了一个使人讨厌的以骨架为中心的分子模型。这时,我断定花几天时间制作一个骨架在外部的模型并不会有什么害处。这样做就意味着暂时把碱基搁置一旁,不予考虑。但是,不管怎么说,这是必不可免的,因为至少还要一个星期,技工才能把制好的嘌呤和嘧啶的锡板模型交给我们。、要一个外部骨架弄成与X 射线图谱相符的形状不是什么难事。事实上,克里克和我都觉得,两个相连碱基之间的最适旋转角度是30一40度。相反,如果该角度大一倍或小一倍,看来都和有关的键角不相符合。因此,如果骨架在外部,X 射线图谱上每34埃重复一次就表示沿螺旋轴方向完全旋转一周的距离。这时候 ,克里克的劲头又来了,他越来越频繁地停下他的计算,抬头端详一下那台模型。然 而,在周末我们还是毫不犹豫地放下了工作。星期六晚上,我们在三一学院参加了一次晚会。星期天威尔金斯到克里克夫妇家做了一次社交访问。这次访问是在收到鲍林的手稿前几个星期就安排好的。
我们不想让威尔金斯忘掉DNA。他刚从车站来到,克里克就开始向他询问有关“B型”结构的详细情况。可是,直到吃完午饭,克里克打听到的还不如我上星期听到的更详细。甚至当彼得赶到,肯定地说他父亲会立即去搞DNA的,这件事仍然没能改变威尔金斯的计算。他再次强调,在罗西离开之前,就是说六个星期以内,他要把建造模型的大部分工作停下来。克里克趁机询问威尔金斯,如果我们再研究DNA模型,他会不会介意。他缓慢地吐出了一个“不”字,就是说他不介意,这时,我的心才平静下来。其实,就算他介意,我们制 作模型的工作也是肯定要进行的。
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在后来的几天时间里,克里克对我不能专心致志地制作分子模型而感到愈来愈烦恼。虽然在他十点左右进来之前,我已在实验室里,那也无济于事。几乎每天下午,我总在网球场上打球。他知道这一情况,所以常常扭过头来,不满地看看无人过问的多核苷酸模型。茶点以后,我也只在实验室泡上几分钟,随便摆弄一下什么东西,然后就急急忙忙地赶到“老妈”旅馆和女孩子们一起喝雪利酒去了。我才不把克里克的抱怨当回事呢。要是不能正确解决碱基在模型中的位置,而只在糖和磷酸骨架问题上打圈子,就是搞得再好,也不能表示我们的工作有真正的进展。
我仍然把大部分夜晚都消磨在看电影上,幻想着答案说不定在什么时候突然出现在我的脑子里。然而,对电影的过分着迷也会产生副作用。
就是在看好的电影时,我也忘不了DNA的碱基。然而,我也常常想到,从立体化学的角度看,我们毕竟为糖和磷酸骨架提出了一个合理的构型。同时,也不用再担心这会和实验数据不一致了。我们用罗西的精确测量法对它进行过检验。当然,罗西并没有直接把她的数据交给我们。正因为这样,金氏学院才没人想到我们会掌握这些资料。原来医学研究委员会为了调查兰德尔实验室的研究工作与生物物理研究工作的协调情况,而指定成立了一个委员会。由于佩鲁兹是这个委员会的成员,我们才获得了这些资料。兰德尔想让外界知道他有一个卓有成效的研究班子。他指示他的助手们对工作进行了一次全面的总结。在适当的时候,这些材料油印了出来,并按惯例发给委员会的每个成员。这份报告不是机密的,因此佩鲁兹觉得没有理由不能把它送给克里克和我看看。克里克匆匆地浏览了这篇报告。他感到放心的是这份报告证实了我从金氏学院返回后,准确地向他报告了“B型”的基本特点。根据这份资料,对我们的骨架结构只要稍微作些细小的改动就可以了。一般说来,我总是在深夜回到房间后,才尽力开动脑筋,去揭开碱基问题的奥秘。在戴维逊(J.N。 Davidson)写的那本小册子《核酸的生物化学》里,就有碱基的分子式。我在克莱尔就有这本书。所以,我敢断定我在卡文迪什的便笺纸上画的那些碱基图是正确的。我想把那些位于中心的碱基安排在这样一种位置上,使得外边的骨架完全是规则的。当然,这得首先假定每个核苷酸的糖和磷酸基团都有完全相同的三维结构。但是,每当想找出一个答案的时候,我总是碰到这个障碍;我发现四个碱基都有完全不同的形状。而且,我还完全有理由相信,特定的多核苷酸链的碱基顺序是很不规则的。这样,除非有什么特别的诀窍,否则,随便地把两条核苷酸链绕在一起,只能导致混乱。在某些部位,那些大的碱基应该互相靠在一起,而在另一些部位,彼此对称的一些小的碱基之间必定会留有空隙,否则,它们的骨架就要凹陷变形。
怎样才能用碱基之间的氢键把交织的多核苷酸链联结在一起,也是一个令人头痛的问题。一年多以来,克里克和我否定了碱基可能构成规则的氢键。可是现在问题很清楚,我们完全错了。碱基上的一个或几个氢原子可以从某个位置移到另一个位置。最初我们认为这种现象(互变异构)表明,一个碱基所有可能的互变异构体的频率是均等的。最近,我又阅读了戈兰德(J.M。 Gulland)和乔丹(D。O。Jordan)关于DNA酸碱滴定的文章,使我非常信服他们那有力的结论:即如果不是全部,至少大部分碱基能够形成与其他碱基相连的氢键。更重要的是,在很低浓度的DNA中,这些氢键依然存在。这充分说明,就是这些氢键把同一个分子中的碱基联接在一起。此外,x 射线的实验结果也指出,至今研究过的碱基都能构成在立体化学范围内尽可能多的不规则氢键。这样,问题的关键显然就在于支配碱基之间氢键的规律上了。
我看电影也好,不 看也罢,我漫不经心地画出来的碱基图,起初对于解决氢键问题毫无帮助。即使把“狂欢”这个字眼从脑子里完全清除了出去,也没能使我对氢键得出一个合理的结论。在我入睡的时候,正是盼望着第二天下午在唐宁街举行的大学联欢会上,能有许多漂亮姑娘。可是第二天一早我赶到会场,看到一队健壮的曲棍球队员和一群初出茅庐的拘谨少女,就感到大失所望。福卡德也立即发觉这儿不是他久留之地。为了礼貌,我们还是在那几呆了一会儿。这时,我告诉他,