早期是怎么发现DNA和RNA的?

 

来源公众号：Scientific Visualization　作者：humannet

你问的是DNA 和 RNA 最早是如何被发现的（历史与早期分离鉴定过程），这跟小核酸药本身关系不大，但是非常经典的生物化学史。下面按时间线给你梳理👇

---

一、核酸（Nucleic Acid）的最初发现——1869年，米歇尔（Friedrich Miescher）

🔬 背景

瑞士科学家 Friedrich Miescher（1868–1869，在蒂宾根大学工作）试图研究白细胞细胞核成分：

• 用脓纱布（含大量白细胞/淋巴细胞）
• 用稀酸/盐溶液处理，去除蛋白
• 从细胞核中分离出一种含磷很高、不同于蛋白质的物质

📌 关键发现

• 他称之为 “核素”（Nuclein）——因为来源于细胞核
• 富含 磷、不含硫，与蛋白明显不同
• 后来证实这就是今天所说的 DNA + 少量 RNA 混合物（当时未区分）

✅ 1869年被认为是”核酸的发现之年”

---

二、核酸被区分为 DNA 和 RNA——20世纪初（1889–1920s）

Miescher 发现后，化学家进一步研究：

1. Altmann（1889）

• 改进提取方法，获得较纯的”核酸”
• 正式命名为 Nucleic Acid（核酸）
• 证明它是酸性高分子，非蛋白

2. 酵母 vs 胸腺组织差异被发现

• 酵母核酸（来自酿酒酵母）→ 后来称 RNA
• 胸腺核酸（来自动物胸腺/脾）→ 后来称 DNA

化学分析发现二者：

• 都含磷酸 + 戊糖 + 含氮碱基
• 但：
  • DNA → 脱氧核糖 + A/T/G/C
  • RNA → 核糖 + A/U/G/C

👉 到 1930–1940年代（Levene 等人），明确了两类核酸的化学组成差异

---

三、确认 DNA 是遗传物质——1940–1950年代（转折性突破）

早期科学界误以为蛋白质才是遗传载体，核酸只是”辅助”。关键实验改变认知：

🧪 格里菲斯（Griffith, 1928）——肺炎链球菌转化实验

• 死的有毒菌株 + 活的无毒菌株 → 小鼠死亡
• 暗示某种”转化因子”存在

🧪 Avery–MacLeod–McCarty（1944）

• 纯化”转化因子”→ 只有 DNA 能诱导转化
• 蛋白酶/RNA 酶不影响，DNA 酶破坏活性
• ✅ 首次明确 DNA 是遗传物质

🧪 Hershey–Chase（1952）

• 噬菌体标记实验（³²P 标记 DNA，³⁵S 标记蛋白）
• 进入细菌的是 DNA 而非蛋白
• 进一步确认

---

四、结构解析——1953年 Watson & Crick（DNA双螺旋）

• 借助 Rosalind Franklin 的 X 射线衍射图（Photo 51）及 Chargaff 法则（A=T, G=C）
• Watson & Crick 提出 DNA 双螺旋结构
• 同时解释了复制与遗传信息存储机制

RNA 结构（多为单链、可形成局部双链/发夹）则在其后逐步阐明（1960s，mRNA/tRNA/rRNA 的发现）

---

五、简要总结时间线

年份	人物	贡献
1869	Miescher	从细胞核发现”核素”＝核酸（未分 DNA/RNA）
1889	Altmann	命名核酸，纯化
1909+	Levene	阐明核苷酸组成，区分 DNA（脱氧核糖）与 RNA（核糖）
1944	Avery et al.	DNA 是遗传物质
1952	Hershey–Chase	噬菌体实验确认 DNA 为遗传分子
1953	Watson & Crick	DNA 双螺旋结构
1960s	多人	mRNA/tRNA/rRNA 发现，中心法则建立

---

来源网址：早期是怎么发现DNA和RNA的?