染色体于1888年被命名。科学家摩尔根和他的同伴小心翼翼地观察果蝇在遗传方面任何微小的变化，他们研究出了某些特点和特定的染色体之间的相互关系，证明了染色体在遗传过程中的关键作用。

1944年，加拿大科学家艾弗里领导的研究小组经过15年的努力，成功地证明了某种与染色体相关的东西支配着细胞的繁殖，也就是DNA。DNA不是一种惰性分子，而是遗传过程中极为活跃的信息载体。

那时科学家的设想是，如果能确定DNA的分子形状，就能明白它是怎样完成它所做的一切的。

历史的使命落到了四位英国科学家的头上。他们是莫里斯·威尔金斯(Maurice Wikins)、罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)、弗朗西斯·克里克(Francis Crick)和詹姆斯。沃森(James Watson)。这四位科学家不在一个小组，但他们之间有着复杂的关系。

威尔金斯与富兰克林

在这四个人当中，富兰克林是最富神秘色彩的一位。沃森将富兰克林描绘成一个不可理喻、守口如瓶、不善于合作、故意不想有女人味的女人。而她的衣着“完全是一副英国青年女才子的派头”。

富兰克林因成功运用X射线晶体学方法研究煤炭结构而享有盛名。伦敦大学国王学院聘请这位英国女科学家继续使用这个方法(即用X射线来拍摄分子照片)来研究DNA的结构。在破译DNA结构的研究方面，富兰克林通过X射线衍射技术获得了最好的图像，但她拒绝与别人一起分享她的研究成果。

当时，英国生物物理学家莫里斯·威尔金斯已开始用X射线研究DNA。顾名思义，X射线衍射技术是应用于具有规则、重复结构的晶体中的，X射线遇到晶体分子会向不同方向弯折，散射的方向由原子排列的位置决定。改变方向的X射线形成的图像称为衍射图，可以用一种感光纸捕捉到。如果分子中原子呈规则排列，生成的图像将是清晰、互不干扰的点。不同的晶体结构收获的X射线衍射的图像不同。科学家之所以使用X射线而不是一般光线，是因为X射线的波长比分子要小，而可见光的波长比DNA分子要长得多。使用可见光来观察分子，就好比用米尺来测量跳蚤腿的长度!科学家虽然无法直接看到构成晶体的原子的情况，但是可以通过X射线衍射图形重构晶体的结构，有点像用影子来测量一个人的高度。

但DNA分子看起来不像是晶体，威尔金斯和博士生雷蒙德·葛斯林(Raymond Gosling)抱着试一试的心理做了实验，没想到获得了一幅规则的图片。这说明要了解DNA的结构，X射线衍射法是至关重要的方法。

1951年1月，富兰克林来到国王学院时，威尔金斯不在学校。威尔金斯回到国王学院时，以为他和富兰克林可以一起合作，而且有可能的话，他还可以监督指导富兰克林的工作。遗憾的是，富兰克林坚持要独立进行研究。不久，他们之间变得水火不容，合作已全无可能。

在20世纪50年代的国王学院，女性研究人员备受歧视。不管她们的职位多高，成果有多显著,她们都不会被允许进入学院的高级休息室，甚至不得不在一个简陋的房间里就餐。因此，富兰克林会把她的成果锁在抽屉里，也就不足为怪了。

到伦敦之前，富兰克林曾在巴黎的一个实验室工作。在那里，人们能够接受她好争论的个性，她跟同事们相处得也很融洽。而在英国，她的直率性格使得自己被孤立起来。她的这种个性让威尔金斯感到尤为头疼。

尽管他们的生活背景相似，但是威尔金斯的性格在某些方面与富兰克林正好相反。他说话轻言轻语，对富兰克林咄咄逼人的气势，他并不会针锋相对地反驳，而总是以沉默应对。他们俩形同水火，互不相容：富兰克林不善交际，不愿与人沟通；威尔金斯则非常乐意与国王学院的其他同事还有剑桥大学的科学家们交流自己的想法，这种性格后来被证明是他事业成功的关键。

沃森与克里克

距离国王学院80千米外的剑桥大学卡文迪什实验室，美国科学家詹姆斯·沃森与研究生弗朗西斯。克里克已开始进行共同研究。事实证明他们之间的合作友好而富有成效。他们知道，诺贝尔奖属于最先公布DNA结构的研究小组。因此，他们决定充分运用所能得到的每一条信息来构建DNA分子模型。

他们已经掌握的信息：DNA是由核苷酸组成的长链分子，核苷酸包含脱氧核糖、磷酸和碱基三种物质，核苷酸很可能就是以其中某些物质作为主链形成的。他们还知道目前总共有四种不同的碱基——两个嘌呤(腺嘌呤和鸟嘌呤)和两个嘧啶(胸腺嘧啶和胞嘧啶),其缩写形式分别是A、G、T、C,并且这四个碱基都是平面分子。此外，他们还从奥地利生物化学家欧文·查戈夫(Erwin Chargaff)那里获悉，A的数量等于T的数量，C的数量等于G的数量。另外还有威尔金斯1951年5月在意大利分享的成果——DNA具有重复性的结构。

沃森和克里克无法像富兰克林和威尔金斯那样使用X射线衍射方法，他们没有高质量的DNA样本。两人选择了另一条路，就是用他们获得的线索，将原子一个个拼起来，形成假设的DNA结构，快速判断化学连接是否合理，然后调整，形成新的假设。如历史学家莉萨·贾丁(LisaJardine)所说，用这种方法获得的成果带着“偶然性”。

在关于破译DNA的普遍说法中，克里克和沃森赢得了最大的喝彩，但是他们的突破是建立在竞争对手的研究成果基础之上的，至少在开始阶段，威尔金斯和富兰克林两位学者已经走在了前面。

富兰克林与沃森

在剑桥大学的DNA结构研究中，有一条关键的线索来自富兰克林的研究成果。如前所述，沃森和克里克的研究方法需要X射线衍射图作为基础，他们一直关注任何有关DNA结构的论文或讨论。当沃森听说富兰克林准备在伦敦大学分享她的研究成果时，他立刻决定前往。

1951年11月，富兰克林发布了沃森和克里克在拼装DNA结构。今天，化学的球棍模型在化学课堂随处可见，但是在20世纪50年代，只有顶级的实验室才会配备此物。沃森和克里克做模型的材料来自电线和金属

她最新的研究成果。1951年的整个夏天，富兰克林和葛斯林一起用她研发的衍射技术，测试不同湿度下DNA的样本。在干燥环境中，DNA束显得更粗，呈现为多个散落的黑色斑点，因为更像晶体，所以获得的图片更清晰；当湿度增加时，DNA束拉长，虽然图像模糊，但黑色斑点的排列方式较为简单，更容易解读，一个“X”形呈现出来了。干燥的DNA衍射形状被命名为A型，湿润的是B型。而威尔金斯在1950年年底获得的图片是两种DNA形状的混合。

富兰克林向大家展示了DNA的两种图片，并指出，是吸附在DNA分子周围的水量变化导致的这种结果。她还推测了组成DNA的原子之间的距离。

沃森根据他在研讨会上听到的富兰克林的演讲内容和记忆，认为已经掌握了足够多的证据，便迫不及待地与克里克开始制作DNA模型———个三螺旋结构的模型，通过镁离子连接组成链条，在中间形成DNA分子链的骨架。

不过，当富兰克林随同国王学院的研究团队到卡文迪什实验室观看这个模型时，她立即指出了模型的错误：首先，没有研究表明DNA中含有镁；其次，也是最致命的错误，如果镁离子存在，会和水分子结合，不可能成为DNA分子的骨架。

于是，沃森和克里克继续修改他们的模型，而富兰克林开始专注于有疑问的A型衍射图。她的想法是：先从A型上获得尽可能多的信息，然后再把注意力转移到B型上去。

沃森与威尔金斯

在1953年2月底，沃森拜访了威尔金斯，希望能够得到富兰克林的最新研究成果。威尔金斯向他展示了几天前刚从富兰克林那里得到的“51号”照片。那是富兰克林数月前拍摄的DNA的B型衍射照片，但她一直将其保存在抽屉里。

威尔金斯将富兰克林拍摄的“51号”照片展示给沃森，但他显然没有向富兰克林打招呼，也没有得到她的许可。多年以后，沃森承认这是“具有决定意义的一件事”。

懂得解读DNA的人一看便知，图中斑点所呈现的“X”形有力地证明了DNA分子是双螺旋状结构的分子。富兰克林当然明白这一点，但是由于A型没有呈现出双螺旋状的图像，在未做进一步研究之前，她没有下任何结论。

然而，沃森看到“51号”照片的那一刻，立即意识到自己找到了研究DNA分子结构的关键依据。随后，沃森和克里克又想办法从资助富兰克林研究的委员会处获得了没有公开的最新报告，找到了更完整的数据。短短几天内，沃森和克里克借助金属棒和纸抠图，构建了自己的DNA模型，从而破解了遗传密码。互补的双链形成扭曲梯子的两边，扁平的、紧密排列的碱基形成梯级。只有像这样简洁而优雅的分子才能发挥作用。

1953年4月25日，《自然》杂志刊登了一篇沃森和克里克撰写的900字的文章，名为《DNA的一种结构》。在同一期杂志中，还有两篇分别由威尔金斯和富兰克林撰写的文章。

 

诺贝尔奖四缺一

当富兰克林看到沃森和克里克的模型时，她对眼前展示的优雅美丽的DNA结构赞赏不已。而对输掉这场“比赛”,富兰克林从未流露出一丝失望之情，因为对她来说，这本来就不是一场比赛，而是一次探索真相之旅。

此后不久，富兰克林跳槽到伦敦大学伯贝克学院。1958年，37岁的她因癌症去世。人们几乎肯定她的癌症是在工作时长期接触X射线导致的，这本来是可以避免的。在2002年出版的一本颇受好评的富兰克林的传记里，布伦达·马克多斯说，富兰克林很少穿防辐射服，并且常常漫不经心地走到X射线前。

由于诺贝尔奖不授予已过世的人，1962年的诺贝尔奖最终颁给了发现DNA分子结构的沃森、克里克和威尔金斯。沃森认为，如果罗莎琳德·富兰克林当时还健在的话，那么她就可能会取代威尔金斯的位置，分享诺贝尔奖的荣耀，因为诺贝尔奖从未就一项发现同时颁发给三人以上。如果她和威尔金斯的关系更友好一点，那么这一发现或许会来得更早一些，而且她也有可能亲眼看到自己毕生的心血结出的硕果。

富兰克林始终不知道自己的研究工作在发现DNA结构中所起的巨大作用，因为她不知道沃森和克里克看到过她拍摄的照片和那份当时未公开的报告。

沃森和克里克的发现实际上到了20世纪80年代才最终得到确认。正如克里克在他的一本书中所说的：“我们的DNA模型从被认为似乎是有道理的，到似乎是非常有道理的，再到最终被证明是完全正确的，用了25年的时间。”