Orgel, Leslie Ilizer

Leslie Illeazer Orgel ( ing.  Leslie Eleazer Orgel ; 12 ianuarie 1927 - 27 octombrie 2007 ) a fost un chimist britanic . Cunoscut pentru munca sa în domeniul chimiei teoretice și studiul problemei originii vieții pe Pământ.

Biografie

Leslie Orgel s-a născut pe 12 ianuarie 1927 la Londra. După ce a absolvit Școala Lady Alice Owen, a intrat la Universitatea Oxford, unde s-a apucat serios de studiul chimiei. În 1948 a absolvit cu onoare facultatea cu o diplomă de licență în chimie. Din 1951 până în 1953 a lucrat ca cercetător la Magdalen College, unde a făcut lucrări de cercetare pentru o diplomă de master, care a dus la prima sa publicație despre un calcul semiempiric al momentului dipol al moleculelor heterociclice conjugate. Din 1954 până în 1955 a fost bursier postdoctoral la Institutul de Tehnologie din California sub conducerea lui Linus Pauling . În timp ce lucra acolo, a devenit aproape de Alexander Rich și James Watson , care au influențat foarte mult dezvoltarea intereselor sale și cariera ulterioară. După terminarea doctoratului, Orgel s-a întors în Marea Britanie pentru a ocupa funcția de director adjunct în cadrul Departamentului de Chimie Teoretică de la Universitatea din Cambridge. Interesele științifice ale omului de știință s-au mutat treptat din domeniul chimiei anorganice teoretice în domeniul biochimiei, iar în 1964 Orgel s-a mutat în cele din urmă în Statele Unite și a început să cerceteze problema abiogenezei la Institutul Jonas Salk pentru Studii Biologice. A lucrat la acest institut până la sfârșitul vieții. A murit pe 27 octombrie 2007 din cauza cancerului pancreatic [1] .

Cercetare științifică

Primele lucrări ale lui Leslie Orgel au fost cercetări în domeniul chimiei anorganice teoretice.

Prima sa publicație [2] ( 1951 ), dedicată calculului semiempiric al momentului dipolar al moleculelor heterociclice conjugate, este acum considerată doar din punct de vedere al interesului istoric. Cu toate acestea, următoarea lucrare [3] , scrisă în 1952 în colaborare cu Jack Dunitz, în care stabilitatea ferocenului este explicată în termeni de interacțiune orbitală , este considerată o realizare foarte remarcabilă a savantului. Este interesant de observat că Orgel a prezis de fapt existența dibenzencromului și a bis(ciclobutadienil)nichelului, încrezător că considerațiile sale ar putea fi aplicate acestor molecule ipotetice. Cu toate acestea, la insistențele coautorului, aceste considerații îndrăznețe nu au fost publicate. Și abia în 1956 a fost publicat articolul lui Orgel [4] , dedicat posibilității existenței unor complexe ciclobutadienil stabile ale metalelor de tranziție. În 1959 , a fost obținut bis(ciclobutadienil)nichel cu structura prezisă.

În 1957 , în articolul său „Comprimarea ionică și culoarea rubinului” [5] , a explicat de ce rubinul este roșu. Non-trivialitatea problemei a fost că rubinul este corindon (Al 2 O 3 ), în care o parte din ionii Al 3+ (mai puțin de 5%) este înlocuită cu ioni Cr 3+ . În același timp, corindonul în sine este incolor, oxidul de crom Cr 2 O 3 , similar ca structură, are o culoare verde caracteristică ionului Cr 3+ într-un mediu de oxigen octaedric. Mai mult, alumina foarte substituită (mai mult de 8% Cr) are și o culoare verde. Și totuși, rubinele sunt roșii. Orgel a observat că la grade scăzute de substituție, parametrul rețelei cristaline a corindonului aproape nu se schimbă, prin urmare, ionii Cr 3+ (care au ei înșiși o rază mai mare decât cea a ionilor de aluminiu) sunt „strânși” de rețeaua cristalină, adică , distanțele dintre ionii de crom și oxigen sunt reduse. Și apoi a calculat că o astfel de scădere a distanțelor ar trebui să schimbe banda de absorbție a ionilor de crom de la 16000 cm -1 (culoare verde) la 19100 cm -1 (culoare roșie), ceea ce este de fapt observat. În același an, au fost publicate lucrările lui Orgel, care explică formarea spinelilor normale și inversă din punctul de vedere al teoriei câmpului cristalin și scăderea simetriei unor spineluri din cauza efectului Jahn-Teller . [6] [7]

Interesul lui Orgel pentru biochimie a început să prindă contur la mijlocul anilor 1950, când era bursier postdoctoral la Institutul de Tehnologie din California. Acolo i-a cunoscut pe James Watson și Francis Crick și a devenit unul dintre primii oameni de știință care au avut ocazia să testeze puterea modelului dublu catenar al structurii ADN-ului .

În 1964 , Orgel s-a mutat în sfârșit în Statele Unite și și-a concentrat toate eforturile pe studierea problemei originii vieții pe Pământ. Atenția i-a fost atrasă în special de acizii ribonucleici , deoarece până atunci se știa deja că aceștia sunt atât purtători, cât și transmițători de informații genetice. Un rezultat serios al cercetărilor sale în acest domeniu a fost anul 1968 [8] , în care s-a înaintat ipoteza că viața de pe Pământul timpuriu ar putea fi reprezentată exclusiv de acizi ribonucleici, care deopotrivă stocau informații genetice și erau capabili să fie independente (fără participarea proteinelor) replicare . Această ipoteză a fost elaborată serios de Orgel, formulată în cele din urmă în lucrarea lui Walter Gilbert și este acum numită „ Ipoteza mondială a ARN ”.

Verificarea acestei ipoteze a determinat direcția activității științifice ulterioare a lui Orgel. El și-a propus sarcina de a testa posibilitatea sintezei abiogene a nucleotidelor , posibilitatea combinării lor spontane în polinucleotide și capacitatea polinucleotidelor de a iniția sinteza perechilor complementare fără participarea proteinelor .

Pe baza lucrării lui Joan Oro din 1961 , care a arătat că adenina poate fi sintetizată din amoniac și acid cianhidric în condiții prebiotice, Orgel a propus un mecanism pentru a explica modul în care acești reactanți s-ar putea co-concentra pe Pământul timpuriu, producând adenină în cantități mari. De asemenea, a propus câteva scheme posibile pentru sinteza altor baze nucleice și a demonstrat posibilitatea combinării lor spontane cu riboză și ribozil fosfați. [9]

Apoi Orgel a arătat că ARN-ul pre-sintetizat este capabil să-și sintetizeze perechea complementară prin mecanismul șablon atunci când este plasat într-o soluție de mononucleotide activate. În acest caz, randamentul produsului dorit sa dovedit a fi scăzut și s-au format un număr mare de produse izomerice.

La acel moment, ribozimele nu erau încă cunoscute, dar Orgel credea că dacă în timpul unor astfel de procese are loc formarea de ARN capabil să-și catalizeze propria replicare, atunci cantitatea acestuia poate deveni dominantă. Acest principiu (în esență un analog abiogen al selecției naturale darwiniene ) este fundamental pentru ipoteza lumii ARN.

În activitatea științifică ulterioară a lui Orgel, se pot distinge două direcții principale.

Prima a fost legată de căutarea dovezilor privind universalitatea selecției naturale și aplicabilitatea acestui principiu la procesele chimice. În această direcție, grupul științific al lui Ordzhela a obținut un oarecare succes. Grupul a replicat bacteriofagul Qβ in vitro folosind enzima Qβ-replicaza în prezența bromurii de etidio  , un compus care suprimă replicarea virusului prin perturbarea structurii sale ARN. Drept urmare, după un timp de „evoluție în eprubetă”, s-a obținut o tulpină de virus care a fost mai rezistentă la bromura de etidio decât cea originală [10] .

A doua direcție a constat în rezolvarea problemelor puse de descoperirile anterioare ale lui Orgel. Principalele au fost explicația enantioselectivității în timpul abiogenezei și motivele pentru care analogii de nucleotide, care se puteau forma și pe protoplanetă, au fost aruncați în cursul evoluției moleculare. [11] Cercetările în această direcție continuă în diverse laboratoare până astăzi.

Lucrări majore

Leslie Orgel era renumit pentru productivitatea sa științifică ridicată. Până la vârsta de 35 de ani, avea aproape o sută de lucrări publicate de diferite feluri, scrise de el însuși sau în colaborare. Următoarele monografii i-au adus cea mai mare popularitate:

• Leslie E. Orgel, O introducere în chimia metalelor de tranziție. Teoria câmpului ligand, 1961
• Leslie E. Orgel, Originile vieții: molecule și selecție naturală, 1973
• Leslie E. Orgel și Stanley L. Miller, Originile vieții pe Pământ, 1974

Onoruri și premii

Meritele lui Orgel au fost foarte apreciate de comunitățile științifice de pe ambele maluri ale Oceanului Atlantic. În 1957 a primit premiul Harrison pentru munca sa în chimia anorganică. În 1962 a fost ales membru al Societății Regale din Londra pentru Progresul Cunoașterii Naturale .

În Statele Unite, Orgel a primit o bursă Guggenheim în 1971, un premiu Evans în 1975 și medalia Harold Urey la Societatea Internațională pentru Studiul Originii Vieții pe Pământ în 1993. În 1990, Orgel a fost ales la Academia Națională de Științe din SUA .

Viața personală și hobby-uri

Leslie Orgel a trăit 57 de ani cu soția sa, Alice Orgel (Levinson). În familia lor s-au născut trei copii: Vivienne, Richard și Robert.

Orgel a fost colecționar toată viața. A colecționat covoare, cărți, obiecte decorative și vinuri franceze.

Fapte interesante

• O reprezentare grafică a divizării orbitalilor d și f ai unui ion în câmpul cristalin al liganzilor se numește „ diagrame Orgel ”.
• În timpul bursei sale postdoctorale, Orgel s-a alăturat ARN Tie Club, o organizație semi-formală de 24 de oameni de știință proeminenți dedicată înțelegerii modului în care ADN-ul este legat de proteine ​​și modul în care informațiile ereditare sunt transmise. Fiecare membru al clubului a purtat o cravată cu o poză a dublei spirale ADN. Douăzeci de membri ai clubului au fost comparați cu aminoacizii proteinogeni, patru membri de onoare ai clubului simbolizând nucleotide. Orgel era „ treonină ”.
• În timp ce explora posibile alternative la nucleotidele clasice (în sens evolutiv), Orgel a dezvoltat și brevetat o metodă pentru sinteza arabinosilcitozinei, un compus utilizat pe scară largă pentru tratarea leucemiei și a limfoamelor. Orgel a folosit încasările din brevet pentru a organiza zilnic ceaiuri în laboratorul său și pentru a organiza evenimente festive.
• Pe baza rezultatelor cercetărilor sale în domeniul evoluției moleculare, Orgel a formulat reguli evolutive . Prima afirmă: „Dacă procesul spontan este prea lent sau ineficient, va exista o enzimă care evoluează pentru a accelera acest proces”. A doua regulă sună ca „Evoluția este mai inteligentă decât tine”.

Note

1. ↑ Dunitz, Jack D.; Joyce, Gerald F. (01.12.2013). „Leslie Eleazer Orgel. 12 ianuarie 1927 - 27 octombrie 2007” Arhivat la 21 noiembrie 2016 la Wayback Machine Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society . 59 : 277–289. doi: 10.1098/rsbm.2013.0002 Arhivat 21 noiembrie 2016 la Wayback Machine . ISSN 0080-4606 Arhivat 8 noiembrie 2016 la Wayback Machine
2. ↑ LE Orgel, FL Cottrell, W. Dick & LE Sutton Calculul momentelor dipolare electrice ale unor compuși heterociclici conjugați // Trans. Faraday Soc , 1951, v. 47 , pp. 113–119. DOI: 10.1039/TF9514700113 Arhivat 30 noiembrie 2016 la Wayback Machine
3. ↑ LE Orgel, JD Dunitz Bis-cyclopentadienyl iron: a molecular sandwich // Nature , 1953, v. 171 , 121–122. DOI: 10.1038/171121a0 Arhivat 3 august 2016 la Wayback Machine
4. ↑ LE Orgel, HC Longuet-Higgins Posibila existență a complexelor metalice de tranziție ale ciclobutadienei // J. Chem. soc. , 1956, pp. 1969–1972 DOI: 10.1039/JR9560001969 Arhivat 30 noiembrie 2016 la Wayback Machine
5. ↑ LE Orgel Comprimarea ionică și culoarea rubinului // Natura , 1957, v. 179 , p. 1348. DOI: 10.1038/1791348a0
6. ↑ LE Orgel, JD Dunitz Proprietăți electronice ale oxizilor de metal de tranziție. I. Distorsiuni din simetria cubica // J. Phys. Chim. Solide , 1957, v. 3 , pp. 20–29. DOI: 10.1016/0022-3697(57)90043-4
7. ↑ LE Orgel, JD Dunitz Proprietăți electronice ale oxizilor de metal de tranziție. II. Distribuția cationilor între situsurile octaedrice și tetraedrice // J. Phys. Chim. Solide , 1957, v. 3 , pp. 318–323. DOI: 10.1016/0022-3697(57)90035-5
8. ↑ LE Orgel Evoluția aparatului genetic // J. Mol. Biol. , 1968, v. 38 , pp. 381–393. DOI: 10.1016/0022-2836(68)90393-8
9. ↑ L.E. Orgel, R.A. Sanchez Studii în sinteza prebiotice. V. Sinteza şi fotoanomerizarea nucleozidelor pirimidinice // J. Mol. Biol. , 1970, v. 47 , pp. 531–543. DOI: 10.1016/0022-2836(70)90320-7
10. ↑ LE Orgel, R. Saffhill, H. Schneider-Bernloehr & S. Spiegelman Selecția in vitro a variantelor de acid ribonucleic Qβ bacteriofag rezistent la bromură de etidio // J. Mol. Biol. , 1970, v. 51 , pp. 531–539. DOI: 10.1016/0022-2836(70)90006-9
11. ↑ L.E. Orgel, G.F. Joyce, G.M. Visser, C.A. A. van Boeckel, JH van Boom & J. van Westrenen Selecția chirală în sinteza poli(C)-direcționată a oligo(G) // Nature , 1984, v. 310 , pp. 602–604. DOI: 10.1038/310602a0 Arhivat 16 septembrie 2016 la Wayback Machine

Link -uri

• Biografia lui Orzhel
• Scurtă biografie și listă de articole de Orgel pe site-ul web al Universității din California
• Leslie Orgel, 80 de ani; chimist a fost părintele teoriei lumii ARN a originii vieții
• Biografia lui Orgel pe site-ul Institutului de Biologie Jonas Salk
• Leslie Orgel moare
• Orgel și chimia cuantică

Site-uri tematice	Scopus
Dicționare și enciclopedii	Biografie Oxford
În cataloagele bibliografice BNC : a10132776 GND : 1105198502 ISNI : 0000 0000 6348 762X J9U : 987007338086505171 LCCN : n83825792 NKC : mzk2014804402 NLP : A20938585 NTA : 070161046 NUKAT : n00096943 SUDOC : 061169900 VIAF : 28461073 WorldCat VIAF : 28461073