Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Лесли Элизер Оргел
Лесли Оргель.jpg
Родившийся( 1927-01-12 )12 января 1927 г.
Лондон , Англия
Умер27 октября 2007 г. (2007-10-27)(80 лет)
Сан-Диего, Калифорния
НациональностьФлаг Соединенного Королевства.svg Британский
Альма-матерОксфордский
университет Калифорнийский технологический институт
Чикагский университет
ИзвестенДиаграмма Оргеля
Происхождение жизни
Правила Оргеля
НаградыЧлен Королевского общества
Научная карьера
ПоляХимия
УчрежденияОксфордский
университет Кембриджского университета

Leslie Eleazer Orgel FRS [1] (12 января 1927 - 27 октября 2007) был британским химиком . Он известен своими теориями происхождения жизни .

Биография [ править ]

Родился в Лондоне , Англия, Оргел получил степень бакалавра искусств в области химии с первым классом отличием от Оксфордского университета в 1948 г. В 1951 г. он был избран членом в колледже Магдалены в Оксфорде и в 1953 году был присуждена степень доктора философии в области химии.

Оргель начал свою карьеру в качестве химика- теоретика- неорганика и продолжил исследования в этой области в Оксфорде, Калифорнийском технологическом институте и Чикагском университете .

Вместе с Сидни Бреннером , Джеком Дуницем , Дороти Ходжкин и Берил М. Оутон он был одним из первых, кто в апреле 1953 года увидел модель структуры ДНК , созданную Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в то время, когда он и другие ученые работали на химическом факультете Оксфордского университета. [2] По словам покойного доктора Берил Оутон, позже Риммера, они все ехали вместе на двух машинах, как только Дороти Ходжкин объявила им, что они едут в Кембридж, чтобы увидеть модель структуры ДНК. Все были впечатлены новой моделью ДНК, особенно Бреннер, который впоследствии работал с Криком; Сам Оргел также работал с Криком вИнститут биологических исследований Солка . [3]

В 1955 году он поступил на химический факультет Кембриджского университета . Там он работал в области химии переходных металлов и теории поля лигандов , опубликовал несколько рецензируемых журнальных статей и написал учебник под названием « Химия переходных металлов: теория поля лигандов» (1960). Он разработал диаграмму Оргеля, показывающую энергии электронных термов в комплексах переходных металлов.

Оргель сформулировал свою ошибочную теорию старения - катастрофу в 1963 году, которая с тех пор была экспериментально опровергнута. [4]

В 1964 году Оргель был назначен старшим научным сотрудником и профессором-исследователем в Институте биологических исследований Солка в Ла-Хойя, Калифорния , где он руководил лабораторией химической эволюции. Он также является адъюнкт - профессором на кафедре химии и биохимии в Университете Калифорнии, Сан - Диего , и он был одним из пяти главных исследователей в NASA полету АМС программу NSCORT в экзобиологии . Оргель также участвовал в программе NASA Viking Mars Lander Program в качестве члена группы молекулярного анализа, которая разработала газовый хроматографический масс-спектрометр, который роботы доставили на планету Марс .

Лаборатория Оргела нашла экономичный способ производства цитарабина , соединения, которое сегодня является одним из наиболее часто используемых противораковых средств .

Вместе со Стэнли Миллером Оргел также предположил, что пептидные нуклеиновые кислоты, а не рибонуклеиновые кислоты, составляли первые пребиотические системы, способные к самовоспроизведению на ранней Земле .

Его имя широко известно из-за правил Оргеля , приписываемых ему, в частности, Второго правила Оргела: « Эволюция умнее вас». [5]

В своей книге «Происхождение жизни» Оргель ввел понятие заданной сложности , чтобы описать критерий, по которому живые организмы отличаются от неживой материи. Он опубликовал более трехсот статей по своим направлениям исследований.

В 1993 году Оргель представил на выставке «Что такое жизнь?» Конференция в Тринити-колледже в Дублине, Ирландия, вместе со многими другими выдающимися учеными, изучающими происхождение жизни, такими как Манфред Эйген , Джон Мейнард Смит и Стивен Джей Гулд . Доклад Оргеля был на тему «Молекулярная структура и неупорядоченные кристаллы». [6]

Оргель умер от рака поджелудочной железы 27 октября 2007 года в Сан-Диего хосписе и паллиативной помощи в Сан-Диего, Калифорния .

Исследование происхождения жизни [ править ]

Синтез нуклеиновых оснований [ править ]

Оргел предложил новое решение проблемы с предложенным Хуаном Оро механизмом синтеза азотистых оснований на ранней Земле , который основывался на реакции пяти молекул цианистого водорода (HCN) с образованием аденина . Проблема заключалась в том, что для этого потребуется гораздо более концентрированный цианистый водород, чем предполагалось.

Оргель предположил, что цианистый водород был заморожен в растворе. [7] Это позволило бы сконцентрировать молекулы HCN в пространствах между кристаллической решеткой льда, а также решить проблему слишком летучести HCN в жидком водном растворе.

Образование нуклеозидов [ править ]

Для синтеза нуклеозидов ( азотистое основание + сахар рибоза ) Оргель предложил почти противоположный подход, нагревая смесь рибозы и пуриновых нуклеотидных оснований гипоксантина , аденина и гуанина до сухости в присутствии ионов магния . [8] Эта реакция помещает гликозидную связь в правильное положение двумя способами: азотистое основание присоединяется к правильному атому углерода на рибозе и в правильной ориентации (бета- аномер ).

Однако позже синтез подвергся критике, потому что он больше всего работал только с гипоксантином, азотистым основанием, которое не имеет отношения к современной жизни на Земле, и потому, что он не был специфическим для сахара рибозы и вместо этого мог применяться к другим сахарам.

Полимеризация РНК [ править ]

Продолжая свою работу , изучая пребиотик синтез из РНКА , Оргел исследовал механизмы , посредством которых неорганический фосфат [9] и нуклеотидных группы фосфорильных [10] могут быть химически активированными для конденсации в кислые полимеры нуклеиновые. Начиная с 1960-х годов, Orgel исследовал множество активирующих агентов на основе цианида, которые, вероятно, могли присутствовать на молодой Земле. Было обнаружено, что карбодиимидный реагент эффективен для активации нуклеотидных фосфорильных групп и способствует образованию коротких димеров и тримеров аденозина. [11] В 2018 году Джон Д. Сазерленд и его коллеги предложили, чтобы метилизоцианиди ацетальдегид могут объединиться, чтобы сформировать пребиотический фосфатный активирующий агент, который, вероятно, мог образоваться в условиях ранней Земли. [12]

Оргель также предположил, что одна единственная цепь РНК могла быть матрицей для первой жизни на Земле и что эти активируемые имидазолом нуклеотиды могли использовать эту матричную цепь РНК для полимеризации и репликации . Lohrmann и Orgel сообщили, что фосфоримидазолидное производное аденозинмонофосфата (в котором кислород фосфорильной группы замещен имидазольным кольцом) образует короткие олигомеры аденозина в присутствии полиуридиновых матриц. [10] Они также обнаружили, что катион двухвалентного металла, используемый для катализирования реакции, влияет на региохимию межнуклеотидной связи. [13] Pb 2+дает в основном 5'-2'-связанные нуклеотиды, тогда как Zn 2+ дает в основном 5'-3'-связанные нуклеотиды из гуанозинфосфоримидазолидов в присутствии полицитидиновой матрицы. Было также показано, что монтмориллонитовая глина способствует полимеризации аденозинфосфоримидазолида в олигонуклеотиды длиной в десятки оснований, начиная с 10-членного полиаденозинового праймера. [14] При отсутствии монтмориллонит , праймер был ограничен за счет образования 5' аденозин пирофосфата .

В ранних исследованиях олигонуклеотидные продукты обычно характеризовали с помощью комбинации радиоактивного мечения 14 C , гель-электрофореза и электрофореза на бумаге . Ферментативное расщепление использовали для дифференциации региоизомеров . [11] Появление ВЭЖХ позволило охарактеризовать длинные олигомеры гуанозина. [13]

Направленная панспермия [ править ]

Хотя позже он преуменьшил значение этой гипотезы, Оргел вместе с Фрэнсисом Криком предложил подробный сценарий панспермии для происхождения жизни на Земле, зайдя так далеко, что предположил, что жизнь на Земле была создана инопланетным видом и отправлена ​​на Землю. [15] Они предложили дизайн космического корабля, который инопланетяне могли использовать для зарождения жизни на Земле.

Мир РНК [ править ]

В конце 1960-х Оргел предположил, что жизнь была основана на РНК, прежде чем она была основана на ДНК или белках. Его теория включала гены, основанные на ферментах РНК и РНК. [16] Эта точка зрения будет развита и преобразована в широко признанную ныне гипотезу мира РНК .

Почти тридцать лет спустя Оргель написал обширный обзор гипотезы мира РНК. [17] В этом обзоре освещены многие предлагаемые синтезы РНК и ее частей в абиотических условиях, отмечена важность открытия рибозимов (молекул РНК, которые функционируют как ферменты, как когда-то предсказывал Оргель) и в то же время продемонстрированы полимеры нуклеиновых кислот. с альтернативами рибозе, такими как нуклеиновая кислота треозы (TNA) и пептидная нуклеиновая кислота (PNA) .

В заключение Оргель написал: «Следует признать, что, несмотря на значительный прогресс, проблема происхождения мира РНК далека от своего решения». [17]

Награды [ править ]

  • Избран в Национальную академию наук в 1990 году.
  • Избран членом Лондонского королевского общества в 1962 году.
  • Американская академия искусств и наук

Книги [ править ]

  • Лесли Э. Оргель, Введение в химию переходных металлов. Теория поля лигандов , 1961 г.
  • Лесли Э. Оргел, Истоки жизни: молекулы и естественный отбор , 1973
  • Лесли Э. Оргел и Стэнли Л. Миллер, Истоки жизни на Земле , 1974

Ссылки [ править ]

  1. ^ Дуниц, Джек Д .; Джойс, Джеральд Ф. (1 декабря 2013 г.). "Лесли Элизер Оргел. 12 января 1927 - 27 октября 2007" . Биографические воспоминания членов Королевского общества . 59 : 277–289. DOI : 10,1098 / rsbm.2013.0002 . ISSN  0080-4606 .
  2. ^ Джадсон, Гораций Фриланд (2013). Восьмой день творения: создатели революции в биологии . Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк: CSH Press. п. 238. ISBN 978-0-879694-78-4.
  3. ^ Olby, Роберт Фрэнсис Крик: Охотник Тайн жизни, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2009, глава 10, стр. 181 ISBN 978-0-87969-798-3 
  4. ^ Майкл Р. Роуз (1991). Эволюционная биология старения . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета . С.  147–152 .
  5. ^ Дуниц, Джек Д .; Джойс, Джеральд Ф. (2013). "Лесли Э. Оргел" (PDF) . Биографические воспоминания Национальной академии наук : 11.
  6. ^ Райс, Фредрик Л. «ЧТО ТАКОЕ ЖИЗНЬ? Следующие пятьдесят лет Тринити-колледж, Дублин, Ирландия, 20–22 сентября» . icr.provocation.net . Проверено 18 ноября +2016 .
  7. ^ Санчес, Р .; Феррис, Дж .; Оргель, Л. Е. (1 июля 1966 г.). «Условия синтеза пурина: происходил ли синтез пребиотика при низких температурах?». Наука . 153 (3731): 72–73. Bibcode : 1966Sci ... 153 ... 72С . DOI : 10.1126 / science.153.3731.72 . ISSN 0036-8075 . PMID 5938419 . S2CID 31527498 .   
  8. ^ Фуллер, Уильям Д .; Санчес, Роберт А .; Оргел, Лесли Э. (14 июня 1972 г.). «Исследования в области синтеза пребиотиков». Журнал молекулярной биологии . 67 (1): 25–33. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (72) 90383-X . PMID 4339529 . 
  9. ^ Lohrmann, R .; Оргель, Лесли (1968). «Синтез пребиотиков: фосфорилирование в водном растворе». Наука . Американская ассоциация развития науки. 161 (3836): 64–66. Bibcode : 1968Sci ... 161 ... 64L . DOI : 10.1126 / science.161.3836.64 . JSTOR 1724394 . PMID 5655266 . S2CID 13005451 .   
  10. ^ a b Weimann, B .; Lohrmann, R .; Оргел, Лесли; Schneider-Bernloher, H .; Салстон, Дж. (1968). «Матричный синтез с аденозин-5'-фосфоримидазолидом». Наука . Американская ассоциация развития науки. 161 (3839): 387. Bibcode : 1968Sci ... 161..387W . DOI : 10.1126 / science.161.3839.387 . JSTOR 1724244 . PMID 5661298 . S2CID 35649008 .   
  11. ^ a b Sulston, J .; Lohrmann, R .; Оргел, Лесли; Майлз, Х. (1968). «Неферментативный синтез олигоаденилатов на матрице полиуридиновой кислоты» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 59 (3): 726–733. Bibcode : 1968PNAS ... 59..726S . DOI : 10.1073 / pnas.59.3.726 . PMC 224735 . PMID 5238657 .  
  12. ^ Мариани, Анжелика; Рассел, Дэвид; Джавель, Томас; Сазерленд, Джон (2018). "Легко выделяемый потенциально пребиотический активирующий нуклеотид агент" . Журнал Американского химического общества . 140 (28): 8657–8661. DOI : 10.1021 / jacs.8b05189 . PMC 6152610 . PMID 29965757 .  
  13. ^ a b Lohrmann, R .; Bridson, P .; Оргел, Лесли (1980). «Эффективный синтез олигонуклеотидов, катализируемый ионами металлов, управляемый матрицей». Наука . Американская ассоциация развития науки. 208 (4451): 1464–1465. Bibcode : 1980Sci ... 208.1464L . DOI : 10.1126 / science.6247762 . JSTOR 1684687 . PMID 6247762 .  
  14. ^ Феррис, Джеймс; Хилл, Обри; Лю, Рихэ; Оргел, Лесли (1996). «Синтез длинных пребиотических олигомеров на минеральных поверхностях». Природа . 381 (6577): 59–61. Bibcode : 1996Natur.381 ... 59F . DOI : 10.1038 / 381059a0 . ЛВП : 2060/19980119839 . PMID 8609988 . S2CID 4351826 .  
  15. ^ Крик, FHC; Оргель, LE (1 июля 1973 г.). «Направленная панспермия». Икар . 19 (3): 341–346. Bibcode : 1973Icar ... 19..341C . DOI : 10.1016 / 0019-1035 (73) 90110-3 .
  16. ^ Джойс, Джеральд Ф. (2007). «Некролог: Лесли Оргел (1927–2007)». Природа . 450 (7170): 627. Bibcode : 2007Natur.450..627J . DOI : 10.1038 / 450627a . PMID 18046392 . 
  17. ^ a b E, Оргел Лесли (1 января 2004 г.). «Пребиотическая химия и происхождение мира РНК». Критические обзоры в биохимии и молекулярной биологии . 39 (2): 99–123. CiteSeerX 10.1.1.537.7679 . DOI : 10.1080 / 10409230490460765 . ISSN 1040-9238 . PMID 15217990 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • Реестр документов Лесли Оргела в UCSD
  • Невозможность метаболических циклов на пребиотической Земле
  • Некролог Лесли Оргела на сайте Института Солка
  • LA Times: «Лесли Оргел, 80 лет; химик был отцом всемирной теории происхождения жизни РНК» , 31 октября 2007 г.
  • «Лесли Оргел умирает» , The Scientist , 1 ноября 2007 г.