Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Британдық химик Лесли Элезер Оргел FRS (12 қаңтар 1927 – 27 қазан 2007) – британдық химик. Ол өмірдің пайда болуы туралы теорияларымен белгілі.
British chemist
Leslie Eleazer Orgel FRS (12 January 1927 – 27 October 2007) was a British chemist. He is known for his theories on the origin of life.
Өмірбаян
Лесли Оргел 1948 жылы Англияның Лондон қаласында дүниеге келді. 1948 жылы Оксфорд университетінен химия мамандығы бойынша бірінші санаттағы дипломмен бакалавр дәрежесін алды. 1951 жылы Оксфордтың Магдален колледжінің мүшесі болып сайланды және 1953 жылы химия ғылымдарының докторы ғылыми дәрежесін алды. Оргель теориялық бейорганикалық химик ретінде мансабын бастады және Оксфордта, Калифорния технология институтында және Чикаго университетінде осы саладағы зерттеулерін жалғастырды. Сидней Бреннер, Джек Дюниц, Дороти Ходжкин және Берил М. Оутонмен бірге ол 1953 жылдың сәуір айында Фрэнсис Крик пен Джеймс Уотсон құрастырған ДНК құрылымының моделін алғашқылардың бірі болып көрді, олар сол кезде Оксфорд университетінің химия кафедрасында жұмыс істеп жатқан еді. Марқұм доктор Берил Оугтонның, кейін Риммердің айтуынша, Дороти Ходжкин оларға ДНҚ құрылымының моделін көру үшін Кембриджге бара жатқанын хабарлағанда, олар екі көлікпен бірге саяхаттаған. Барлығы жаңа ДНҚ моделіне әсерленді, әсіресе кейіннен Крикпен жұмыс істеген Бреннер; Оргельдің өзі де Крикпен Биологиялық зерттеулер институтында жұмыс істеді. 1955 жылы Кембридж университетінің химия кафедрасына қабылданды. Ол жерде ол өтпелі металдар химиясы және лиганд өрісі теориясы саласында жұмыс істеді, бірнеше рецензияланған ғылыми мақалалар жариялады және «Өтпелі металдар химиясы: Лиганд өрісі теориясы» (1960) атты оқулық жазды. Ол өтпелі металл кешендеріндегі электрондық терминдердің энергиясын көрсететін Оргель диаграммасын жасады. Оргель 1963 жылы (Манфред Эйген бұл терминді мутациялық қателік апаты үшін қолданғанға дейін) қартаюдың белок аудармасының қателік апаты туралы теориясын қалыптастырды, ол кейіннен тәжірибелік тұрғыдан сыналып бағаланды. 1964 жылы Оргель Калифорния штатының Ла-Холла қаласындағы Биологиялық зерттеулер институтының аға ғылыми қызметкері және профессоры болып тағайындалды. Ол сонымен қатар Калифорния университетінің Сан-Диего қаласындағы химия және биохимия кафедрасының адъюнкт-профессоры болды және НАСА демеушілігімен экзобиология саласындағы NSCORT бағдарламасының бес негізгі зерттеушісінің бірі болды. Оргель сонымен қатар НАСА-ның Викинг Марс Lander бағдарламасына қатысты, ол Марс планетіне роботтар алып барған газ хроматографиялық-массалық спектрометр құралын жобалаған Молекулалық талдау тобының мүшесі ретінде қатысты. Оргельдің зертханасы цитарабин жасаудың тиімді әдісін тапты, бұл бүгінгі таңда қолданылатын ең көп таралған қатерлі ісікке қарсы препараттердің бірі. Стэнли Миллермен бірге Оргель рибонуклеин қышқылы емес, пептидтік нуклеин қышқылы ерте Жерде өзін-өзі көбейтуге қабілетті алғашқы биологиялық жүйелерді құрағанын ұсынды. Оның есімі «Оргель ережелерімен» кеңінен танымал, әсіресе «Оргельдің екінші ережесі»: «Эволюция сізден ақылды». «Өмірдің пайда болуы» атты кітабында Оргель тірі организмдер мен тірі емес материяны ажырату критерийін сипаттау үшін «белгілі бір күрделілік» тұжырымын енгізді. Ол өзінің зерттеу салаларында үш жүзден астам мақала жариялады. 1993 жылы Оргель Ирландияның Дублин қаласындағы Тринити колледжінде өткен «Өмір деген не?» конференциясында Манфред Эйген, Джон Мейнард Смит және Стивен Джей Гулд сияқты өмірдің пайда болуын зерттеумен айналысатын көптеген көрнекті ғалымдармен бірге баяндама жасады. Оргельдің баяндамасы «Молекулалық құрылым және ретсіз кристалдар» тақырыбында болды. Оргель 2007 жылдың 27 қазанында Калифорния штатының Сан-Диего қаласындағы Сан-Диего хосписі мен паллиативтік күтім орталығында бүйрек қатерлі ісігінен қайтыс болды.
Leslie Orgel was born in London, England, on He received his Bachelor of Arts degree in chemistry with first class honours from the University of Oxford in 1948. In 1951 he was elected a Fellow of Magdalen College, Oxford and in 1953 was awarded his PhD in chemistry. Orgel started his career as a theoretical inorganic chemist and continued his studies in this field at Oxford, the California Institute of Technology, and the University of Chicago. Together with Sydney Brenner, Jack Dunitz, Dorothy Hodgkin, and Beryl M. Oughton he was one of the first people in April 1953 to see the model of the structure of DNA, constructed by Francis Crick and James Watson, at the time he and the other scientists were working at Oxford University's Chemistry Department. According to the late Dr. Beryl Oughton, later Rimmer, they all travelled together in two cars once Dorothy Hodgkin announced to them that they were off to Cambridge to see the model of the structure of DNA. All were impressed by the new DNA model, especially Brenner who subsequently worked with Crick; Orgel himself also worked with Crick at the Salk Institute for Biological Studies. In 1955 he joined the chemistry department at Cambridge University. There he did work in transition metal chemistry and ligand field theory, published several peer reviewed journal articles, and wrote a textbook entitled Transition Metal Chemistry: Ligand Field Theory (1960). He developed the Orgel diagram showing the energies of electronic terms in transition metal complexes. Orgel formulated his protein translation error catastrophe theory of aging in 1963, (prior to the use of the term by Manfred Eigen for mutational error catastrophe) which has since been experimentally challenged. In 1964, Orgel was appointed senior fellow and research professor at the Salk Institute for Biological Studies in La Jolla, California, where he directed the Chemical Evolution Laboratory. He was also an adjunct professor in the Department of Chemistry and Biochemistry at the University of California, San Diego, and he was one of five principal investigators in the NASA sponsored NSCORT program in exobiology. Orgel also participated in NASA's Viking Mars Lander Program as a member of the Molecular Analysis Team that designed the gas chromatography mass spectrometer instrument that robots took to the planet Mars. Orgel's lab came across an economical way to make cytarabine, a compound that is one of today's most commonly used anti cancer agents. Together with Stanley Miller, Orgel also suggested that peptide nucleic acids – rather than ribonucleic acids – constituted the first pre biotic systems capable of self replication on early Earth. His name is popularly known because of Orgel's rules, credited to him, particularly Orgel's Second Rule: "Evolution is cleverer than you are." In his book The Origins of Life, Orgel coined the concept of specified complexity, to describe the criterion by which living organisms are distinguished from non living matter. He published over three hundred articles in his research areas. In 1993, Orgel presented at the "What is Life?" Conference at Trinity College in Dublin, Ireland along with many other prominent scientists exploring the origin of life research such as Manfred Eigen, John Maynard Smith and Stephen Jay Gould. Orgel's talk was on "Molecular Structure and Disordered Crystals." Orgel died of pancreatic cancer on 27 October 2007 at the San Diego Hospice & Palliative Care in San Diego, California.
Нуклеобазалық синтез
Оргель Хуан Оро ұсынған ерте Жердегі нуклеобаза синтезінің механизмімен байланысты мәселеге жаңа шешім ұсынды, ол аденоин түзу үшін сутек цианидінің (HCN) бес молекуласының реакциясына негізделген. Бұл мәселенің қиындығы, дәлелдер көрсеткеннен гөрі әлдеқайда жоғары концентрацияланған сутек цианиді қажет екендігінде еді. Оргель сутек цианидінің ерітіндіде қатып қалғандығын болжады. Бұл HCN молекулаларын мұздың кристалдық торы арасындағы бос кеңістіктерде шоғырландырады, сонымен қатар сұйық суда HCN-ның тым тез булануына байланысты туындайтын мәселені де шешеді.
Orgel proposed a novel solution to a problem with Juan Oro's proposed mechanism of nucleobase synthesis on the early Earth, which relied on the reaction of five molecules of hydrogen cyanide (HCN) to form adenine. The problem with this was that it would require much more concentrated hydrogen cyanide than evidence suggested was present. Orgel suggested that the hydrogen cyanide was frozen in solution. This would concentrate HCN molecules in the spaces in between the crystal lattice of ice, and also solve the problem of HCN being too volatile in a liquid water solution.
Нуклеозидтердің түзілуі
Нуклеозидтер (нуклеобаза + рибоза қанты) синтезі үшін Оргель рибоза мен пурин нуклеобазалары – гипоксантин, аденин және гуанин қоспасын магний иондарының қатысуымен құрғақ күйге дейін қыздыру арқылы дерлік қарама-қарсы тәсіл ұсынды. Бұл реакция гликозидтік байланысты екі жолмен дұрыс орналастырады: нуклеобаза рибозаның дұрыс көміртек атомына және дұрыс бағытта (бета-аномерге) бекінеді. Дегенмен, бұл синтез кейіннен сынға ұшырады, себебі ол көбінесе Жердегі қазіргі тіршілікке қатысы жоқ гипоксантин нуклеобазасымен ғана тиімді жұмыс істеді, сондай-ақ ол рибоза қантына ғана тән емес, басқа қанттарға да қолданылуы мүмкін болды.
For nucleoside (nucleobase + ribose sugar) synthesis, Orgel suggested an almost opposite approach, heating a mixture of ribose and the purine nucleobases hypoxanthine, adenine, and guanine to dryness in the presence of magnesium ions. This reaction puts the glycosidic bond in the correct position in two ways: the nucleobase attaches to the correct carbon on ribose, and in the correct orientation (the beta anomer). However, the synthesis was later criticised because it only worked most with hypoxanthine, a nucleobase that is not relevant to current life on Earth, and because it was not specific for the ribose sugar and could instead be applied to other sugars.
РНК полимерлендіру
РНК-ның пребиотикалық синтезін зерттеу жұмысын жалғастыра отырып, Оргель органикалық емес фосфат және нуклеотид фосфорил топтарын нуклеин қышқылы полимерлеріне конденсациялау үшін химиялық тұрғыдан белсендіретін механизмдерді зерттеді. 1960 жылдардан бастап Оргель, жас Жерде болуы мүмкін цианид негізіндегі әртүрлі белсендіретін агенттерді зерттеді. Карбодимид реагенті нуклеотид фосфорил топтарын белсендіруде және қысқа аденозин димерлері мен тримерлерінің түзілуін ынталандыруда тиімді екені анықталды. Оргель сондай-ақ, РНК-ның бір жібі Жердегі алғашқы өмірдің қалыбы болуы мүмкін екенін және осы имидазолмен белсендірілген нуклеотидтер осы РНК қалыбын полимерлеу және көбейту үшін пайдаланған болуы мүмкін деп болжады. Лорманн мен Оргель аденозин монофосфатының фосфоримидазолид туындысы (фосфорил тобындағы оттек имидазол сақинасымен алмастырылған) полиуридин қалыбының қатысуымен қысқа аденозин олигомерлерін құрайтынын хабарлады. Pb2+ негізінен 5'-2' байланысты нуклеотидтерді, ал Zn2+ негізінен 5'-3' байланысты нуклеотидтерді полицитидин қалыбының қатысуымен гуанозин фосфоримидазолидтерінен берді. Монмориллионт сазы аденозин фосфоримидазолидінің полиаденозин 10 мерлік праймерден бастап ондаған базалық ұзындығындағы олигонуклеотидтерге полимерленуін де ынталандыратыны көрсетілді. Монмориллионт болмаған жағдайда, праймер 5'-аденозин пирофосфатының түзілуі арқылы тоқтатылды. Алғашқы зерттеулердегі олигонуклеотид өнімдері әдетте 14C радиобелгілеу, гель электрофорезі және қағаз электрофорезінің комбинациясы арқылы сипатталды. Региоизомерлерді ажырату үшін ферменттік қорыту қолданылды. Жоғары өнімді сұйық хроматографиясының (HPLC) пайда болуы гуанозиннің ұзын олигомерлерін сипаттауға мүмкіндік берді. Олар Жерде өмірді тарату үшін шетелдіктер пайдалана алатын ғарыш кемесінің дизайнын ұсынды.
Continuing his work studying the prebiotic synthesis of RNA, Orgel explored mechanisms by which inorganic phosphate and nucleotide phosphoryl groups could be chemically activated for condensation into nucleic acid polymers. Starting in the 1960s, Orgel explored a variety of cyanide based activating agents which could have plausibly been present on a young earth. A carbodiimide reagent was found to be effective at activating nucleotide phosphoryl groups and promoting the formation of short Adenosine dimers and trimers. Orgel also theorised that one single strand of RNA could have been the template for the first life on Earth and that these imidazole activated nucleotides could have used this RNA template strand to polymerise and replicate. Lohrmann and Orgel reported that the phosphorimidazolide derivative of adenosine monophosphate (in which a phosphoryl group oxygen is substituted by an imidazole ring) forms short adenosine oligomers in the presence of poly uridine templates. Pb2+ gave primarily 5’ 2’ linked nucleotides while Zn2+ gave primarily 5’ 3’ linked nucleotides from guanosine phosphorimidazolides in the presence of a poly cytidine template. Montmorillonite clay was also shown to promote the polymerization of adenosine phosphorimidazolide into oligonucleotides tens of bases in length starting from a poly adenosine 10 mer primer. In the absence of montmorillonite, the primer was capped through the formation of a 5’ adenosine pyrophosphate. The oligonucleotide products in early studies were typically characterized through a combination of 14C radiolabeling, gel electrophoresis, and paper electrophoresis. Enzymatic digestion was used to differentiate regioisomers. The advent of HPLC allowed the characterization of long oligomers of guanosine. They proposed a design for the spaceship that aliens could have used to seed life on Earth.
РНҚ әлемі
1960 жылдардың соңында Оргель өмір ДНК немесе ақуыздарға негізделгенге дейін РНК-ға негізделген болуы мүмкін деген пікірді ұсынды. Оның теориясы РНК-ға негізделген гендер мен РНК ферменттерін қамтыды. Бұл көзқарас кейіннен қазір кеңінен қабылданған РНК әлемі гипотезасына дамыды. Трица жылға жуық соң Оргель РНК әлемі гипотезасын кеңінен қарастырды. Ол абиотикалық жағдайларда РНК және оның құрауыштардың көптеген синтездерін талқылады, рибозимдердің (ферменттер ретінде жұмыс істейтін РНК молекулалары, Оргель бұрын болжағандай) ашылуының маңыздылығын атап өтті, сонымен қатар рибозаға баламалы триоза нуклеин қышқылы (ТНҚ) және пептидтік нуклеин қышқылы (ПНҚ) сияқты нуклеин қышқылы полимерлерін көрсетті. Қорытындысында Оргель: "Атап айтқанда, үлкен прогреске қарамастан, РНК әлемінің пайда болуының мәселесі әлі де толық шешілмегенін мойындау керек" деп жазды.
In the late 1960s, Orgel proposed that life was based on RNA before it was based on DNA or proteins. His theory included genes based on RNA and RNA enzymes. This view would be developed and shaped into the now widely accepted RNA world hypothesis. Almost thirty years later, Orgel wrote a lengthy review of the RNA World hypothesis. This review highlighted many proposed syntheses for RNA and its parts in abiotic conditions, noted the significance of the discovery of ribozymes (RNA molecules that function as enzymes just as Orgel had once predicted) and at the same time, demonstrated nucleic acid polymers with alternatives to ribose such as threose nucleic acid (TNA) and peptide nucleic acid (PNA). In conclusion, Orgel wrote, "One must recognize that, despite considerable progress, the problem of the origin of the RNA World is far from being solved."