ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Лайнус Карл Полінг: Як жити довго і бути здоровим
         

     

    Медицина, здоров'я

    Муніципальна середня школа № 8

    Реферат на тему:

    Лайнус Карл Полінг

    "Як жити довго й бути здоровим"

    Виконала:

    учениця 11 Б класу

    Шарова Ольга

    Затвердив:

    вчитель біології

    Кузнецова Л. А.

    Кострома 2001 рік.

    Зміст:


    Вступ 3

    Біографія 4

    Матеріальний носій 11

    подвійної спіралі ДНК 14

    "Крик і Гам" 19 < p> Людина і інші мутанти 24

    Трохи біохімії 26

    Від раку до сінної лихоманки 27

    Добова доза по Міністерству охорони здоров'я і по горили 29 < p> Висновок 34

    Література 35

    "Життя - це не властивість будь-якої

    однієї молекули, а швидше результат взаємодії між молекулами"

    Лайнус Полінг

    Введення

    "ОН НАСТОЯЩИЙ геній!" - Альберт Ейнштейн про Лайнус Полінг ".
    Телевізійний рекламний ролик от уже, напевно, місяці два нагадує нампро 100-річчя з дня народження справді неабиякого американськоговченого. Проте в такий безкорисливість рекламодавців віриться важко. УЗрештою, чому б не нагадати про день народження самого Альберта
    Ейнштейна (14 березня 1879 р.). Та хіба мало ще гідних імен у світі науки!
    Чому ж все-таки Лайнус Карл Полінг?

    Полінг, Крік і Уотсон можливо не усвідомлювали свого часу, що їхроботи підвели до порогу нової ери в біологічній науці. До моменту відкриттяподвійної спіралі біологія, хімія і були в першу чергу ремеслом,мистецтвом практики. Ці науки створювалися невеликими групами людей восновному в рамках академічних досліджень. Але насіння змін були вжепосіяні. Завдяки ряду відкриттів в області лікарських засобів, і впершу чергу завдяки відкриттям вакцини проти поліомеліта іпеніциліну, наука біологія підійшла впритул до того, щоб стати галуззюпромисловості.

    Сьогодні такі області, як органічна хімія, молекулярна біологія іосновні дослідження зі створення лікарських препаратів перестали бутисправою невеликого числа «ремісників»; вони перетворилися на промисловевиробництво. Академічні дослідження ще тривають, проте ж, явнобільша частина дослідників і фінансів, що виділяються на дослідження,зосереджені у фармацевтичній промисловості. Союз науки зпромисловістю, щонайменше, непростий. З одного боку,фармацевтичні компанії в змозі фінансувати дослідження в обсягах,про які академічні інститути можуть тільки мріяти. З іншого боку,це фінансування направляється тільки в теми, що представляють для компанійінтерес. Судіть самі, що вважатиме за краще профінансувати фармацевтичнакомпанія: дослідження в області пошуків способів лікування хвороби, абодослідження.

    Біографія

    Американський хімік Лайнус Карл Полінг (Паулінг) народився в Портленді
    (штат Орегон), в сім'ї Льюс Айзабелл (Дарлінг) Полінг і Хермана Хенрі
    Вільяма Полінга, фармацевта. Полінг-старший помер, коли його синовівиповнилося 9 років. Полінг з дитинства захоплювався наукою. Спочатку він збиравкомах і мінерали. У 13-річному віці один з друзів Полінг долучивйого до хімії, і майбутній учений почав ставити досліди. Робив він це вдома, апосуд для дослідів брав у матері на кухні. Лайнус відвідував вашингтонськусередню школу в Портленде, але не отримав атестата зрілості. Тим не менше,він записався в Орегонському державний сільськогосподарський коледж
    (пізніше він став Орегонським державним університетом) у Корвалліс, девивчав головним чином хімічну технологію, хімію і фізику. Щобпідтримати матеріально себе і матір, він підробляв миттям посуду ісортуванням папери. Коли Полінг навчався на передостанньому курсі, його як нарідкість обдарованого студента прийняли на роботу асистентом на кафедрукількісного аналізу. На останньому курсі він став асистентом з хімії,механіки та матеріалами. Отримавши у 1922 р. ступінь бакалавра природничихнаук у галузі хімічної технології, Полінг приступив до підготовкидокторської дисертації з хімії в Каліфорнійському технологічному інститутів Пасадені.

    Полінг був перший в Каліфорнійському технологічному інституті, хто позакінчення цього вищого навчального закладу відразу став працювати асистентом,а потім викладачем на кафедрі хімії. У 1925 р. йому була присудженадокторський ступінь з хімії summa cum laude (з найвищою похвалою. - лат.).
    Протягом наступних двох років він працював дослідником і був членом
    Національного науково-дослідницької ради при Каліфорнійськомутехнологічному інституті. У 1927 р. П. отримав звання асистент -професора, в 1929 - ад'юнкт-професора, а в 1931 р. - професора хімії.

    Працюючи всі ці роки дослідником, Полінг став фахівцем зрентгенівської кристалографії - проходження рентгенівських променів черезкристал з утворенням характерного малюнка, за яким можна судити проатомної структурі даної речовини. Застосовуючи цей метод, Лайнус вивчавприроду хімічних зв'язків у бензолі та інших ароматичних сполуках
    (з'єднаннях, які, як правило, містять одне або декілька бензольнихкілець і мають ароматичності). Стипендія Гуггенхейма дозволила йомупровести навчальний рік за вивченням квантової механіки у Арнольда
    Зоммерфельда в Мюнхені, Ервіна Шредінгера в Цюріху й у Нільса Бора в
    Копенгагені. Створеній Шредінгер в 1926 р. квантової механіки, якабула названа хвильової механікою, і викладеного Вольфгангом Паулі в 1925 р.принципу заборони належало надати глибоке вплив на вивчення хімічнихзв'язків.

    У 1928 р. Полінг висунув свою теорію резонансу, або гібридизації,хімічних зв'язків в ароматичних сполуках, яка грунтувалася напочерпнутої з квантової механіки концепції електронних орбіталей. У більшстарої моделі бензолу, яка час від часу ще використовувалася длязручності, три з шести хімічних зв'язків (що зв'язують електронні пари)між суміжними атомами вуглецю були одинарними зв'язками, а інші три --подвійними. Одинарні та подвійні зв'язки чергувалися в бензольному кільці. Такимчином, бензол міг володіти двома можливими структурами залежно відтого, які зв'язки були одинарними, а які - подвійними. Відомо було,однак, що подвійні зв'язки коротше, ніж одинарні, а дифракція рентгенівськихпроменів показувала, що всі зв'язки в молекули вуглецю мають рівну довжину.
    Теорія резонансу стверджувала, що всі зв'язки між атомами вуглецю вбензольному кільці були проміжними за характером між одинарними іподвійними зв'язками. Згідно з моделлю Полінга, бензольні кільця можнарозглядати як гібриди їх можливих структур. Ця концепція виявиласянадзвичайно корисною для передбачення властивостей ароматичних сполук.

    Протягом наступних декількох років Лайнус продовжував вивчати фізико -хімічні властивості молекул, особливо пов'язаних з резонансом. У 1934 р. вінзвернув увагу на біохімію, зокрема на біохімію білків. Спільно з
    А.E. Мирський він сформулював теорію будови і функції білка, разом з
    Ч.Д. Корвеллом вивчав вплив оксігенірованія (насичення киснем) намагнітні властивості гемоглобіну, кисень білка в червонихкров'яних клітинах.

    Коли в 1936 р. помер Арту Нойес, Полінг був призначений деканом факультетухімії і хімічної технології та директором хімічних лабораторій Гейтса і
    Крелліна в Каліфорнійському технологічному інституті. Перебуваючи на цихадміністративних посадах, він поклав початок вивченню атомної тамолекулярної структури білків і амінокислот (мономерів, з яких складаютьсябілки) із застосуванням рентгенівської кристалографії, а в навчальному 1937 -
    1938 рр.. був лектором з хімії в Корнеллського університету в Ітаці (штат Нью-
    Йорк).

    У 1942 р. йому і його колегам, отримавши перші штучні антитіла,вдалося змінити хімічну структуру деяких що містяться в кровібілків, відомих як глобуліни. Антитіла являють собою молекулиглобуліну, вироблені спеціальними клітинами у відповідь на вторгнення в тілоантигенів (чужих речовин), таких, як віруси, бактерії і токсини. Антитілопоєднується з особливим видом антигену, який стимулює його освіту.
    Полінг висунув вірний постулат, що тривимірні структури антигену і йогоантитіла комплементарні і, таким чином, «несуть відповідальність» заосвіта комплексу антиген - антитіло. У 1947 р. він і Джордж У. Бідлотримали субсидію для проведення розрахованих на п'ять років дослідженьмеханізму, за допомогою якого вірус поліомієліту руйнує нервові клітини.
    Протягом наступного року Полінг обіймав посаду професора Оксфордськогоуніверситету.

    Робота над серповидноклітинної анемією почалася в 1949 р., коли віндовідався, що червоні кров'яні клітини хворих на цю хворобу спадковоюстають серповидними тільки в венозної крові, де низький рівеньвмісту кисню. На основі знання хімії гемоглобіну П. негайновисунув припущення, що серповидна форма червоних клітин викликаєтьсягенетичним дефектом у глибині клітинного гемоглобіну. (Молекулагемоглобіну складається з залізопорфірини, який називається гему, і білкаглобіну.) Це припущення - наочне свідчення дивовижної науковоїінтуїції, настільки характерної для Полінга. Три роки по тому вченому вдалосядовести, що нормальний гемоглобін і гемоглобін, взятий у хворихсерповидноклітинної анемією, можна розрізняти за допомогою електрофорезу,методу розділення різних білків в суміші. Зроблене відкриття підтвердилопереконання П. в тому, що причина аномалії криється в білкової частини молекули.

    У 1951 р. П. і Р.Б. Корі опублікували перший закінчений описмолекулярної структури білків. Це був результат досліджень, що тривалидовгих 14 років. Застосовуючи методи рентгенівської кристалографії для аналізубілків у волоссі, вовни, м'язах, нігтях та інших біологічних тканинах,вони виявили, що ланцюга амінокислот у білку закручені один навколо іншоготаким чином, що утворюють спіраль. Цей опис тривимірної структурибілків ознаменувало великий прогрес в біохімії.

    Але не всі наукові починання Лайнуса виявлялися успішними. На початку 50 --х рр.. він зосередив свою увагу на дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК)
    - Біологічної молекулі, яка містить генетичний код. У 1953 р.,коли вчені в різних країнах світу намагалися встановити структуру ДНК, П.опублікував статтю, в якій описував цю структуру як потрійну спіраль,що не відповідає дійсності. Кілька місяців по тому Френсіс
    Крик і Джеймс Д. Уотсон опублікували свою стала знаменитою статтю, вякій молекула ДНК описувалася як подвійна спіраль.

    У 1954 р. Полінгом була присуджена Нобелівська премія з хімії «задослідження природи хімічного зв'язку та її застосування для визначенняструктури з'єднань ». У своїй Нобелівської лекції Полінг передбачив, щомайбутні хіміки стануть «спиратися на нову структурну хімію, в т. ч. наточно певні геометричні взаємини між атомами в молекулахі строге застосування нових структуральних принципів, і що завдяки ційтехнології буде, досягнуто значного прогресу у вирішенні проблембіології та медицини за допомогою хімічних методів ».

    Незважаючи на те, що в юні роки, які припали на першу світовувійну, Полінг був пацифістом, під час другої світової війни вчений займавофіційний пост члена Національної науково-дослідної комісії зобороні і працював над створенням нового ракетного палива та пошуками новихджерел кисню для підводних човнів і літаків. В якості співробітника
    Управління наукових досліджень і розвитку він зробив значний внесок урозробку плазмозамінники для переливання крові і для військових потреб.
    Однак незабаром після того, як США скинули атомні бомби на японські міста
    Хіросіму і Нагасакі, Полінг почав кампанію проти нового виду зброї і в
    1945-1946 рр.. Як член Комісії з національної безпеки, читавлекції про небезпеки ядерної війни.

    У 1946 р. він став одним із засновників Надзвичайного комітету вченихатомників, заснованого Альбертом Ейнштейном і 7 іншими уславленимивченими з тим, щоб домагатися заборони випробувань ядерної зброї ватмосфері. Чотири роки по тому гонка ядерних озброєнь вже набрала швидкістьі Полінг виступив проти рішення свого уряду про створення водневоїбомби, закликавши покласти край всім випробувань ядерної зброї в атмосфері.
    На початку 50-х рр.., Коли і США, і СРСР провели випробування водневих бомб ірівень радіоактивності в атмосфері збільшився, він використовував свій чималийталант оратора, щоб оприлюднити можливі біологічні і генетичнінаслідки випадання радіоактивних опадів. Заклопотаність вченогопотенційної генетичної небезпекою почасти пояснювалася проведеними їмдослідженнями молекулярних основ спадкових захворювань. Полінг і 52інших нобелівських лауреата підписали в 1955 р. Лайнаускую декларацію,що закликала покласти край гонці озброєнь.

    Коли в 1957 р. Полінг склав проект відозви, в якому містилосявимога припинити ядерні випробування, його підписали більш ніж 11 тис. ученихз 49 країн світу, і серед них понад 2 тис. американців. У січні 1958
    Лайнус представив цей документ Дагу Хаммаршельда, який був тодігенеральним секретарем ООН. Вжиті їм зусилля зробили свій внесок уустанова Пагуошського руху за наукове співробітництво та міжнароднубезпека, перша конференція прихильників якого відбулася в 1957 р.в Пагуоше (провінція Нова Шотландія, Канада) і якому, в кінцевому рахунку,вдалося сприяти підписання договору про заборону ядерних випробувань.
    Така серйозна суспільна і особиста занепокоєння з приводу небезпекизараження атмосфери радіоактивними речовинами призвела до того, що в
    1958 р., не дивлячись на відсутність якого б то не було договору, США, СРСР і
    Великобританія добровільно припинили випробування ядерної зброї ватмосфері.

    Проте зусилля Полінга, спрямовані на те, щоб домогтися заборонивипробувань ядерної зброї в атмосфері, зустрічали не тільки підтримку, але йзначний опір. Такі відомі американські вчені, як Едвард
    Теллер і Уіллард Ф. Ліббі, обидва члени Комісії з атомної енергії США,стверджували, що Полінг перебільшує біологічні наслідки випадіннярадіоактивних опадів. Він також натрапляв на політичні перешкоди черезза що приписуються йому прорадянських симпатій. На початку 50-х рр.. у вченогобули труднощі з отриманням паспорта (для виїзду за кордон. - Ред.), і вінотримав паспорт без будь-яких обмежень тільки після того, як був нагороджений
    Нобелівською премією.

    Як це не дивно, але в той же самий період Полінг піддававсянападкам і в Радянському Союзі, оскільки його резонансна теорія освітихімічних зв'язків вважалася суперечить марксистського вчення. (Післясмерті Йосипа Сталіна в 1953 р. ця теорія була визнана в радянськійнауці.) його двічі (у 1955 і 1960 рр..) викликали в підкомісію з питаньвнутрішньої безпеки сенату США, де йому ставили питання щодойого політичних поглядів і політичної діяльності. В обох випадках вінзаперечував, що коли б то не було, був комуністом або симпатизувавмарксистських поглядів. У другому ж випадку (у 1960 р.) він, ризикуючи викликатизвинувачення на погорду до конгресу, відмовився назвати імена тих, хто допомігйому зібрати підписи під відозвою 1957 р. В кінці кінців, справа булаприпинено.

    У червні 1961 Полінг і його дружина скликали конференцію в Осло (Норвегія)проти поширення ядерної зброї. У вересні того ж року, незважаючина звернення П. до Микити Хрущова, СРСР відновив випробування ядерної зброїв атмосфері, а на наступний рік, у березні, це зробили США. Він почав вестидозиметричний контроль над рівнями радіоактивності і в жовтні 1962 р.оприлюднив інформацію, яка свідчила, що черезщо проводяться в попередньому році випробувань рівень радіоактивності в атмосферіпіднявся вдвічі в порівнянні з попередніми 16 роками. Полінг такожсклав проект пропонованого договору про заборону таких випробувань. У липні
    1963 США, СРСР та Великобританія підписали договір про заборону ядернихвипробувань, в основі якого лежав проект П.

    У 1963 р. Полінг був нагороджений Нобелівською премією миру 1962 р. У своїйвступній промові від імені Норвезького нобелівського комітету Гуннар Янзаявив, що Полінг «вів безперервну кампанію не тільки противипробувань ядерної зброї, не тільки проти поширення цих видівозброєнь, не тільки проти самого їх використання, але проти будь-якихвійськових дій як засобу вирішення міжнародних конфліктів ». У своїй
    Нобелівської лекції, названої «Наука ісвіт »(« Science and Peace »), Полінгвисловив надію на те, що договір про заборону ядерних випробувань покладе
    «Початок серії договорів, які призведуть до створення нового світу, деможливість війни буде назавжди виключена ».

    У тому ж році, коли він отримав свою другу Нобелівську премію, вінвийшов у відставку з Каліфорнійського технологічного інституту і ставпрофесором-дослідником у Центрі вивчення демократичних інститутів в
    Санта-Барбарі (штат Каліфорнія). Тут він зміг приділяти більше часупроблем міжнародного роззброєння. У 1967 р. Полінг також зайнявпосаду професора хімії в Каліфорнійському університеті (Сан-Дієго),сподіваючись проводити більше часу за дослідженнями в галузі молекулярноїмедицини. Через два роки він пішов звідти і став професором хімії
    Стенфордського університету в Пало-Альто (штат Каліфорнія). До цього часувін вже вийшов у відставку з Центру вивчення демократичних інститутів.

    Наприкінці 60-х рр.. Лайнус зацікавився біологічним впливомвітаміну С. Вчений і його дружина самі стали регулярно приймати цей вітамін,
    Полінг ж почав публічно рекламувати його вживання для запобіганняпростудних захворювань. У монографії «Вітамін С і застуда» ( «Vitamin C andthe Common Cold »), що вийшла в 1971 р., він узагальнив опубліковані впоточної друку свідчення практичні і теоретичні викладки впідтримку терапевтичних властивостей вітаміну С. На початку 70-х рр.. Полінгтакож сформулював теорію ортомолекулярная медицини, в якійпідкреслювалося значення вітамінів і амінокислот в підтримці оптимальноїмолекулярної середовища для мозку. Ці теорії, що одержали в той час широкувідома, не знайшли підтвердження в результатах подальших дослідженьі в значній мірі були відкинуті фахівцями з медицини іпсихіатрії. Полінг, проте, дотримується точки зору, що підстави їхконтраргументів далеко не бездоганні.

    У 1973 р. П. заснував Науковий медичний інститут Лайнуса Полінга в
    Пало-Альто. Протягом перших двох років він був його президентом, а потім ставтам професором. Він і його колеги по інституту продовжують проводитидослідження терапевтичних властивостей вітамінів, зокрема можливостізастосування вітаміну С для лікування ракових захворювань. У 1979 р. Полінгопублікував книгу «Рак і вітамін С» ( «Cancer and Vitamin С»), в якійстверджує, що прийом значних доз вітаміну С сприяєпродовження життя і поліпшення стану хворих певними видами раку.
    Однак авторитетні дослідники ракових захворювань не знаходять йогоаргументи переконливими.

    У 1922 р. Лайнус одружився на Аве Елен Міллер, однією з його студенток у
    Орегонському державному загальноосвітній школі. У подружжя трисина і дочку. Після смерті дружини в 1981 р. Полінг живе в їхньому заміському будинкув Біг-Сюре (штат Каліфорнія).

    Крім двох Нобелівських премій, Полінг був удостоєний багатьох нагород. В їхчислі: нагорода за досягнення в області чистої хімії Американськогохімічного товариства (1931), медаль Деві Лондонського королівського суспільства
    (1947), радянська урядова нагорода - міжнародна Ленінськапремія «За зміцнення миру між народами» (1971), національна медаль «Занаукові досягнення »Національного наукового фонду (1975), золота медальімені Ломоносова Академії наук СРСР (1978), премія з хімії американської
    Національної академії наук (1979) і медаль Прістлі Американськогохімічного товариства (1984). Вченому присвоєні почесні ступені Чиказького,
    Прінстонського, Єльського, Оксфордського та Кембриджського університетів.
    Полінг полягає в багатьох професійних організаціях. Це і американська
    Національна академія наук, та Американська академія наук і мистецтв, атакож наукові товариства чи академії Німеччини, Великобританії, Бельгії,
    Швейцарії, Японії, Індії, Норвегії, Португалії, Франції, Австрії та СРСР. Вінбув президентом Американського хімічного товариства (1948) та Тихоокеанськоговідділення Американської асоціації сприяння розвитку науки (1942 ... 1945),а також віце-президентом Американського філософського товариства (1951 ... 1954).

    Матеріальний носій

    До початку 40-х років головними "кандидатами" на роль матеріальнихструктур спадковості вважалися білки, макромолекули великиймолекулярної маси, що складаються з обмеженої різноманітності мономерів --амінокислот. Мономери пов'язані між собою стандартними пептидними зв'язками,а все розмаїття білків визначається складом і порядком бічнихрадикалів.

    Зіставні дані для нуклеїнових кислот отримали значно пізніше,і це було пов'язано з деякими обставинами драматичними. Ключову ісуперечливу роль у виявленні мономерів, зв'язків між ними, а також уформуванні загальних уявлень про роль нуклеїнових кислот зігравамериканський біохімік російського походження Ф. А. Левін.

    У той же час Левін - автор так званої "тетрануклеотіднойгіпотези ", заснованої на ранніх і досить неточних даних про молярнихконцентраціях підстав в нуклеїнових кислотах. У 1908 - 1909 рр.. він іспівробітники показали, що нуклеїнові кислоти з тимуса теляти і дріжджівмають рівні молярні концентрації всіх чотирьох нуклеотидів. Це далопідставу припустити, що чотири різних нуклеотиду пов'язаніпослідовно у стандартний тетрануклеотід, який багаторазовоповторюється в структурі нуклеїнової кислоти. У більш пізніх варіантахгіпотеза допускала високу полімерної нуклеїнових кислот шляхом повтореннятетрануклеотіда, але, очевидно, виключала можливу комбінаторикинуклеотидів.

    Таким чином, "стандартний тетрануклеотідний цегла" (М ~ 1500)дозволяв будувати тільки сумну, одноманітну послідовність. У цьомувипадку нуклеїнові кислоти не годилися на роль матеріальної структуригенів. Проте більшість видатних біохіміків перейняло цю гіпотезу навіру, що надовго затримало розвиток молекулярних уявлень про гени.

    Але в 40-і роки Е. Чаргафф і багато інших дослідників піддалитетрануклеотідную гіпотезу нищівній критиці, а її автор виявився
    "козлом відпущення" за своє оману. На думку істориків науки
    Ф. Португала і Дж.Коена, саме тетрануклеотідная гіпотеза перешкодила Левінуотримати Нобелівську премію за інші роботи, якою він, поза сумнівомзаслуговував. Помер Левін у 1940 р., коли вже почалася війна, і питаннячистої науки опинилися поза увагою більшості вчених.

    Проте до початку 40-х років уже було ясно, що нуклеїнові кислоти
    (нинішні ДНК і РНК) можуть бути високо полімерні (М ~ 500 тис. - 1 млн). УНаприкінці 40-х років Чаргафф показав, що ДНК різного видового походженнямають різний склад нуклеотидів, а загальна їх еквімолярних не виконується.
    Використавши новий метод хроматографії на папері, Чаргафф виявив, щоміж молярна концентрація пуринів і піримідинів є іншірегулярні співвідношення: A = T і G = C. І хоча він не пояснив ці властивості,стало цілком зрозуміло, що мономери нуклеїнових кислот - нететрануклеотіди, а чотири стандартних нуклеотиду, у яких однаковацукрово-фосфатна частину, що бере участь в утворенні стандартних фосфо -діефірних зв'язків, і різні підстави. Їхні комбінаторика та допускаєвелике розмаїття варіантів.

    Проте, навіть з урахуванням цих властивостей, генетичну роль ДНК щетреба було довести. Це зробив в 1944 р. О. Евері із співробітниками. Ще в
    1928 англійський лікар-інфекціоніст Ф. Гріффітс виявив, що пневмококиодного штаму (невірулентние) набувають успадковане вірулентність приконтакті з лизати інфекційних бактерій, убитих нагріванням (явищетрансформації). Понад 10 років Евері і співробітники відпрацьовували методифракціонування лизати бактерій поки, нарешті, не виділили активнуфракцію, за фізико-хімічними властивостями збігається із ДНК. З одного боку,це була сенсація, спростовуються тетрануклеотідную гіпотезу (ДНК володілагенетичними властивостями), з іншого - інтерпретація такої трансформації небула однозначною. ДНК могла бути або генетичним матеріалом, якийрекомбінує з гомологічних геномом бактерії-реципієнта, або мутагенного,що викликають мутації генів (тоді природа генів може бути іншою), абоспецифічним сигналом, перемикаючим функціональний стан гена (цейваріант виявився пізніше). Дж.Ледерберг нарахував сім альтернативних гіпотезпро природу трансформації. Багато генетики не зрозуміли фундаментальногозначення роботи Евері. Наприклад, видатний цитолог А. Мирський, який працював утому ж рокфеллерівської інституті, різко заперечував проти доказівтрансформуючий ролі ДНК.

    Тим не менше, значна група біохіміків, генетиків і фізиківзосередилася на вивченні хімії, генетичної ролі і молекулярногобудови ДНК. Дискусії припинилися тільки після 1952 р., коли О. Херші і
    М. Чейз показали, що при зараженні бактерії E.coli фагом T2 інфекційнимпочатком є майже чиста ДНК фага 2. Евері помер у 1955 р., недочекавшись своєї Нобелівської премії, якої, поза сумнівом, був гідний. У
    1939 - 1940 рр.. близьке відкриття зробив С. М. Гершензон в Києві, показав, щовведення або згодовування дрозофілі чужорідної ДНК викликає спалах мутаційознак крила.

    подвійної спіралі ДНК

    Наступне "одиночне торкання", висекшее "іскру генія", відбулося ванглійською Кембриджі між двома дуже несхожими людьми. Восени 1951туди приїхав Дж.Уотсон, тільки що захистив докторську дисертацію у
    С. Луріі в Університеті штату Індіана (США). Він був членом "фагової групи"
    М. Дельбрюк і перебував під впливом цієї легендарної особистості, а такожкниги Е. Шредінгера "Що таке життя". Його "інтерес до ДНК виріс зщо виник в коледжі на останньому курсі бажання дізнатися, що ж таке ген ".

    Формально Уотсон отримав стипендію для вивчення методіврентгеноструктурного аналізу білків у групі М. Перуц в Кавендішськоїлабораторії Кембриджського університету. Тоді в цій групі фізик Ф. Крикпрацював над теорією дифракції рентгенівських променів. Під час війни вінзаймався оборонними дослідженнями у Військово-морському відомстві. У 1946 р.під враженням книги Е. Шредінгера і лекції Л. Полінга він вирішив зайнятисядодатком фізики в біології.

    Отже, Уотсон і Крик опинилися в одній кімнаті. Пізніше Уотсон згадував:
    "Після розмов з Френсісом моя доля була вирішена. Ми швидко зрозуміли, щов біології ми маємо намір йти однаковим шляхом. Центральною проблемоюбіології були ген і контрольований ним метаболізм. Головним завданням булозрозуміти реплікацію гена і шлях, яким гени контролюють синтез білків.
    Було очевидно, що приступити до вирішення цих проблем можна лише після того,як стане ясною структура гена. А це означало з'ясування структури ДНК ".

    " У лабораторії Макса Перуц. знайшовся чоловік, який знав, що ДНКважливіше, ніж білки, - це було справжньою удачею.

    Ось як Ф. Португал і Дж.Коен характеризують цей науковий тандем:

    "Контраст між Вотсон і Криком міг здатися дуже великим. Крикупід час їхньої зустрічі в 1951 р. було 35 років, і він ще не мав докторськоїступеня. Уотсону було 23 роки, він одержав свою докторську ступінь незвичнорано - в 22 роки і був запрошений в члени фагової групи. Крик був великим ігеніальним, Уотсон - худим і незграбним. Але вони мали багато спільного. Обидва булиодинаками, які, проте, не приховували своїх вагомих ідей з багатьохпитань. Обидва мали виражений інтерес до відкриття будови генетичногоматеріалу. Але там, де з різних підходів - рентгеноструктурного аналізу тагенетики фагів - виникала їх компліментарність, такий синтез вів доістотним результатами. У цьому важливому відношенні Уотсон виконував рольмосту між інформаційної та структурної школою в молекулярної біології ".

    Щоб зрозуміти причини успіху спільної роботи Уотсона і Крику, требаврахувати деякі обставини.

    По-перше, поблизу від Кембриджу, у Лондонському Кінгс-коледжупрацювали найбільші англійські фахівці з рентгеноструктурного аналізу
    ДНК, М. Уілкінс і Р. Франклін. Саме їх експериментальні дані Уотсон і
    Крик використовували для обгрунтування та перевірки своєї моделі.

    По-друге, суттєву роль для молодих дослідників грав духконкуренції з найбільшим американським фізико-хіміком Лайнус Полінг. Утой час зірка Полінга досягла свого зеніту: він був автором блискучоїкласичної книги "Природа хімічного зв'язку" (1939); разом з Г. Корітеоретично, за допомогою молекулярних стереомоделей, передбачилиіснування альфа-спіралей в глобулярних білках. З тих пір ідея спіраліяк би "висіла в повітрі" стосовно до будь-яких макромолекул. Ось думка
    Дж.Уотсона: "Спіралі в той час були в центрі уваги лабораторії, головнимчином через альфа-спіралі Полінга ". Через кілька днів післямого (Уотсона. - В.Р.) приїзду ми вже знали, що нам слід зробити:піти по шляху Полінга і отримати над ним перемогу його ж зброєю ". Але й
    Полінг активно обдумував варіанти молекулярних моделей ДНК.

    По-третє, до початку роботи Крик вже мав досвід розробки теоріїдіффракціі рентгенових променів на спіралі, що дозволяло йому миттєвовідшукувати ознаки спіральної на фотографіях діффракціі рентгенівськихпроменів. Інакше кажучи, він був підготовлений до пошуку спіралей.

    По-четверте, Уотсон і Крик розуміли, що ставки дуже високі. Йшлосяпро молекулярну структуру генів - ключових об'єктів біологічноїорганізації. Ця вимога накладав на будь-яку модель ряд очевиднихвимог. Слід було в молекулярних термінах пояснити, як гени виконуютьсвої основні функції: самоудвоеніе, мутірованіе, запис інформації,контроль над синтезом білків і т.ін.

    Зокрема, слід було зрозуміти, який механізм самоудвоенія (реплікації)
    ДНК. Генетична традиція, заснована на мікрофотографіях поведінкихромосом в мітозі і мейозі, постулював ідею гомологічною впізнаванняподібних генів і сегментів хромосом. Вже в моделі Н. К. Кольцова реплікаціяхромосом малюється як гомологічною вибудовування сегментів вздовж матриці.
    Для цього потрібні певні молекулярні сили і відносини. Підтримуючицей підхід, відомий німецький фізик-теоретик П. Йордан припустив, щокрім відомого фізико-хімічного "блізкодействія" (Ван дер Ваальсовихсили, сольові містки, водневі зв'язки та ін) існують поки що невідоміквантові резонансні "сили дальнодії", які здатні притягуватигомологічні структури один до одного.

    Проти цього різко заперечував Полінг. Весь досвід структурної хімії таквантової фізики підказував йому, що уявні "сили дальнодії" --це фікція. Що стосується "сил блізкодействія", то вони вимагають найбільштісного контакту між взаємодіючими молекулярними поверхнями.
    Ясно, що цьому відповідав широко відомий на той час принципвзаємодії антиген - антитіло, фермент - субстрат та ін, тобто принцип
    "ключ - замок". Інакше кажучи, тісно взаємодіють поверхні маютьбути взаємно комплементарні. У 1940 р. Полінг і Дельбрюк виклали своїаргументи проти Йордану в журналі "Science".

    Мозковий штурм тривав 18 місяців. Він супроводжувався доситьскладними відносинами між його учасниками. Так, Уотсон і Крик зустрічалирішучу відсіч з боку Франклін, хоча саме її дані по В-формі ДНКдали ключовий імпульс для розробки моделі та найкраще відповідалирезультатами моделювання. Автори перебрали багато десятків можливихспіральних структур, але всі вони мали якісь недоліки.

    Полінг теж досліджував різні варіанти спіральних структур, але вінзупинився на трехцепочечних спіралі, тобто пішов по неправильному шляху.
    Відсутність безпосередніх контактів Уотсона - Крику і Полінга дозволилоперше зробити "інтелектуальний ривок". Навіть випадок сприяв цьому.
    Полінг неодноразово просив надіслати йому рентгенограми діффракціі, але
    Уілкінс не квапився. А коли Полінг зібрався на конференцію в Лондон,щоб відвідати Кембридж і побачити все на власні очі, Держдепартамент США не видавйому візу (!). Виною тому була активна пацифіста діяльність Полінгапроти ядерних випробувань.

    На початку 1953 Уотсон і Крик познайомилися (напівлегально!) зостанніми даними Франклін по діффракціі рентгенівських променів на препаратах
    В-форми ДНК в умовах високої вологості. Вони одразу впізнали ознаки спіраліз кроком 34 A і діаметром 20 A. Для перевірки терміново потрібні булистереомоделі, однак майстерні затримували виготовлення металевихдеталей, що моделюють пуринів і піримідинів. Тоді Уотсон нарізав їх зтовстого картону і став розкладати на площині столу. Тут його й спіткалоосяяння. Згодом він згадував: "І раптом япомітив, що пара аденін --тимін, з'єднана двома водневими зв'язками, має таку саму форму,як і пара гуанін - цитозин, теж з'єднана, щонайменше, двомаводневими зв'язками. Якщо пурин завжди з'єднується водневимизв'язками з піримідинів, то дві нерегулярні послідовності підставчудово укладаються регулярно в центрі спіралі. При цьому аденін завждиповинен злучатися тільки з тиміном, а гуанін тільки з цитозином, і правила
    Чаргаффа, таким чином, несподівано виявлялися наслідком двуспіральнойструктури ДНК. А головне, така подвійна спіраль підказувала набагато більшеприйнятну схему реплікації. Послідовності підстав двохпереплетених ланцюгів комплементарні один одному. Тому було дужелегко уявити собі, як один ланцюг може стати матрицею для іншої ".

    Протягом найближчих днів була побудована стерео-модель двуцепочечной
    ДНК. Вона виявилася правовінтовой спіраллю з протилежного орієнтацієюланцюгів.

    "Вже через два дні Моріс (Уілкінс. - В.Р.) подзвонив нам і сказав, що,як переконалися вони з Рози (Франклін. - В.Р.) рентгенографічні дані явнопідтверджують існування подвійної спіралі ".

    У травні 1953 р. вийшла перша стаття про подвійної спіралі ДНК.

    " Полінг вперше почув про подвійної спіралі від Дельбрюк. Полінг, як і
    Дельбрюк, був відразу ж покірний. ... Відкриття подвійної спіралі принесло намне тільки радість, а й полегшення. Це було надзвичайно цікаво і відразудозволило нам зробити важливе припущення про механізм дуплікації генів ".

    Модель Уотсона - Крику завдяки своїм незаперечним достоїнстввизнали швидко і повсюдно. Вона повністю витримала також випробуваннячасом. Одним ударом вона дозволила безліч важких проблем; першвсього пояснила правила Чаргаффа і рентгеноструктурні дані. Сам Чаргафф,який дуже скептично ставився до тандему Уотсон - Крик, не змігнічого заперечити по суті, його критика швидше нагадувала бурчання:
    "... мені здається, що те величезне мистецтво і винахідливість, якібули витрачені на конструювання різних малоподходящіх моделей, засуті були марними ".

    Модель затвердила матричний принцип, заснований на парнійкомплементарності нуклеотидів (тобто на принципі "блізкодействія"), з чоговитікала проста і природна схема матричної реплікації. Ясно, що вцьому випадку копіювання окремої матриці можна зробити тільки в дваетапи: позитив -> негатив -> позитив.

    Однак двуцепочечность спіралі вирішує і цю проблему. Подвійна ланцюгздатна до точного копіювання в один етап завдяки двом сполученимматричних процесів, тобто володіє жаданим генетичним властивістю --подвоєнням шляхом контактного гомологічною вибудовування сегментів наматриці:

    позитив - негатив -> позитив - негатив + позитив - негатив

    Нарешті, модель як би відкрила шлях для розуміння іншихфундаментальних генетичних процесів і властивостей. Виявилося, щогенетичну різноманітність можна звести до варіантів порядку мономерів, якприпускали Кольцов, Дельбрюк, Шредінге

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !