今日我們都已知道發現 DNA 構造在人類歷史上是多麼重要的里程碑,從生物到人類學的研究、從基因醫療到基改作物、從追溯過往到改變未來,各種無限可能正是從 1953 年 4 月 25 日這一天,美國分子生物學家華生與英國物理學家克里克共同發表 DNA 的雙螺旋結構開始。不過很多人可能不曉得,發現者之一的華生,他的一生就跟雙螺旋的發現過程一樣,充滿曲折與爭議。
據華生自述,他是在大三時讀了薛丁格的《生命是什麼?》這本書,興趣才從動物學轉往遺傳學。然而無論他在攻讀博士時或到哥本哈根作博士後研究,都未涉及遺傳物質的化學結構問題,直到他在 1951 年偶然在義大利參加了一場 X 光繞射的研討會,聽到來自倫敦國王學院的威爾金斯(Maurice Wilkins, 此人日後將扮演關鍵角色)發表實驗結果,證實 DNA 是有規則的結晶體,才改變他原本以為 DNA 分子太複雜,不可能靠 X 光繞射揭開神秘面紗的認知。於是他轉往英國劍橋大學的卡文迪什實驗室,恰好分配到與有物理背景、又與威爾金斯熟識的克里克同一個研究室,開啟了兩人的發現之旅。
此時對化學鍵瞭若指掌的大師鮑林已經找出蛋白質中氨基酸的 α 螺旋結構,開始往 DNA 進攻。國王學院的威爾金斯與羅莎琳・弗蘭克林(Rosalind Franklin)則在 X 光繞射實驗上遙遙領先。華生與克里克只能參考他人研究資料,擺弄原子模型,在三組團隊中最為落後。
事情的轉折發生在 1953 年 1 月 30 日這一天,華生帶著鮑林最新發表的 DNA 三螺旋模型論文衝到國王學院,告訴威爾金斯與弗蘭克林他發現鮑林犯了一個初級錯誤,但他們必須彼此合作、加緊腳步,才能搶在鮑林發現錯誤之前找出 DNA 的正確結構。與弗蘭克林素來不合的威爾金斯見她不為所動,竟然未經她同意就將她所拍攝的一張清楚的 X 光繞射相片給華生看。於是有了這張著名的《第 51 號相片》,華生與克里克清楚知道如何建構 DNA 的雙螺旋模型,反而成為最先摘得桂冠的發現者。
不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。
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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。
譯者前言:今年的諾貝爾化學獎又落入了生化學家的口袋,連續兩年頒給生化學者並不常見,我想這應該是反映了現在化學研究的熱門趨勢。今年的諾貝爾化學獎讓我們注意到細胞是如何精妙的去控制它的蛋白質系統,昨日(十月六日)我在中研院生醫所聽了一場 2002 年諾貝爾生理及藥學獎的得主 H. Robert Horvitz 的演講,那是另一個熱門的題目:細胞凋亡,真是一場精采的演講,同樣的我們看到這些蛋白質的另一種運作。前幾日與一位生技系的學生聊到他未來想走的方向,言談之間他似乎認為蛋白質的化學已經熱門了好一陣子了,恐怕熱潮已過。不過從現實來看,在諾大的生命體系中,我們對它的瞭解實在是太少了,由這些蛋白質的研究看來,我覺得蛋白質的化學仍應是方興未艾吧!
就這麼一擊,這些完全未預期的發現,改變了其後的研究方向:現在就可以集中力量開始鑑定那些將泛素接上蛋白質標靶的酵素系統。由於泛素普遍的存在於各種不同的組織和生物體中,大家很快的體認到,由泛素所媒介的蛋白質分解對細胞一定是很普遍而重要的。研究者更進一步的推測,那個倚賴 ATP 的能量需求,可能是為了讓細胞控制這個程序的專一性。