《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》 （二）現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和發(fā)展階段

這一階段是從50年代初到70年代初，以1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型作為現(xiàn)代分子生物學(xué)誕生的里程碑開創(chuàng)了分子遺傳學(xué)基本理論建立和發(fā)展的黃金。DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)的最深刻意義在于：確立了核酸作為信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；提出堿基配對是核酸復(fù)制、遺傳信息傳遞的基本方式；從而最后確定了核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，為認(rèn)識核酸與蛋白質(zhì)的關(guān)系及其生命中的作用打下了最重要的基礎(chǔ)。在些期間的主要進展包括：

遺傳信息傳遞中心法則的建立。

在發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)同時，Watson和Crick就提出DNA復(fù)制的可能模型。其后在1956年A.Kornbery首先發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶;1958年Meselson及Stahl同位素標(biāo)記和超速離心分離實驗為DNA半保留模型提出了證明;1968年Okazaki(岡畸)提出DNA不連續(xù)復(fù)制模型；1972年證實了DNA復(fù)制開始需要RNA作為引物；70年代初獲得DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶，并對真核DNA聚合酶特性做了分析研究；這些都逐漸完善了對DNA復(fù)制機理的認(rèn)識。

在研究DNA復(fù)制將遺傳信息傳給子代的同時，提出了RNA在遺傳信息傳到蛋白質(zhì)過程中起著中介作用的假說。1958年Weiss及Hurwitz等發(fā)現(xiàn)依賴于DNA的RNA聚合酶；1961年Hall和Spiege-lman用RNA-DNA雜增色證明mRNA與DNA序列互補；逐步闡明了RNA轉(zhuǎn)錄合成的機理。

在此同時認(rèn)識到蛋白質(zhì)是接受RNA的遺傳信息而合成的。50年代初Zamecnik等在形態(tài)學(xué)和分離的亞細(xì)胞組分實驗中已發(fā)現(xiàn)微粒體（microsome）是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的部位；1957年Hoagland、Zamecnik及Stephenson等分離出tRNA并對它們在合成蛋白質(zhì)中轉(zhuǎn)運氨基酸的功能提出了假設(shè)；1961年Brenner及Gross等觀察了在蛋白質(zhì)合成過程中mRNA與核糖體的結(jié)合；1965年Holley首次測出了酵母丙氨酸t(yī)RNA的一級結(jié)構(gòu)；特別是在60年代Nirenberg、Ochoa以及Khorana等幾組科學(xué)家的共同努力破譯了RNA上編碼合成蛋白質(zhì)的遺傳密碼，隨后研究表明這套遺傳密碼在生物界具有通用性，從而認(rèn)識了蛋白質(zhì)翻譯合成的基本過程。

上述重要發(fā)現(xiàn)共同建立了以中心法則為基礎(chǔ)的分子遺傳學(xué)基本理論體系。1970年Temin和Baltimore又同時從雞肉瘤病毒顆粒中發(fā)現(xiàn)以RNA為模板合成DNA的反轉(zhuǎn)錄酶，又進一步補充和完善了遺傳信息傳遞的中心法則。

對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的進一步認(rèn)識。

1956-58年anfinsen和White根據(jù)對酶蛋白的變性和復(fù)性實驗，提出蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)是由其氨基酸序列來確定的。1958年Ingram證明正常的血紅蛋白與鐮刀狀細(xì)胞溶血癥病人的血紅蛋白之間，亞基的肽鏈上僅有一個氨基酸殘基的差別，使人們對蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)影響功能有了深刻的印象。與此同時，對蛋白質(zhì)研究的手段也有改進，1969年Weber開始應(yīng)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質(zhì)分子量；60年代先后分析得血紅蛋白、核糖核酸酶A等一批蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)；1973年氨基酸序列自動測定儀問世。中國科學(xué)家在1965年人工合成了牛胰島素；在1973年用1.8AX-線衍射分析法測定了牛胰島素的空間結(jié)構(gòu),為認(rèn)識蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)做出了重要貢獻。