Leslie Eleazer Orgel FRS [1] (12 de enero de 1927 - 27 de octubre de 2007) fue una química británica . Es conocido por sus teorías sobre el origen de la vida .
Leslie Eleazer Orgel | |
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Nació | |
Fallecido | 27 de octubre de 2007 | (80 años)
Nacionalidad | británico |
alma mater | Universidad de Oxford Instituto de Tecnología de California Universidad de Chicago |
Conocido por | Diagrama de Orgel Origen de la vida Reglas de Orgel |
Premios | Miembro de la Royal Society |
Carrera científica | |
Campos | Química |
Instituciones | Universidad de Oxford Universidad de Cambridge |
Biografía
Nacido en Londres , Inglaterra, Orgel recibió su licenciatura en química con honores de primera clase de la Universidad de Oxford en 1948. En 1951 fue elegido miembro del Magdalen College, Oxford y en 1953 obtuvo su doctorado en química.
Orgel comenzó su carrera como químico inorgánico teórico y continuó sus estudios en este campo en Oxford, el Instituto de Tecnología de California y la Universidad de Chicago .
Junto con Sydney Brenner , Jack Dunitz , Dorothy Hodgkin y Beryl M. Oughton, fue una de las primeras personas en abril de 1953 en ver el modelo de la estructura del ADN , construido por Francis Crick y James Watson , en el momento en que él y el otros científicos trabajaban en el Departamento de Química de la Universidad de Oxford. [2] Según el difunto Dr. Beryl Oughton, más tarde Rimmer, todos viajaron juntos en dos autos una vez que Dorothy Hodgkin les anunció que se dirigían a Cambridge para ver el modelo de la estructura del ADN. Todos quedaron impresionados con el nuevo modelo de ADN, especialmente Brenner, que posteriormente trabajó con Crick; El propio Orgel también trabajó con Crick en el Instituto Salk de Estudios Biológicos . [3]
En 1955 se incorporó al departamento de química de la Universidad de Cambridge . Allí trabajó en química de metales de transición y teoría de campos de ligandos , publicó varios artículos de revistas revisados por pares y escribió un libro de texto titulado Transition Metal Chemistry: Teoría de campos de ligandos (1960). Desarrolló el diagrama de Orgel que muestra las energías de términos electrónicos en complejos de metales de transición.
Orgel formuló su teoría de la catástrofe del error del envejecimiento en 1963, que desde entonces ha sido desafiada experimentalmente. [4]
En 1964, Orgel fue nombrado miembro principal y profesor de investigación en el Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California , donde dirigió el Laboratorio de Evolución Química. También fue profesor adjunto en el Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad de California, San Diego , y fue uno de los cinco investigadores principales del programa NSCORT de exobiología patrocinado por la NASA . Orgel también participó en el programa Viking Mars Lander de la NASA como miembro del equipo de análisis molecular que diseñó el instrumento de espectrómetro de masas de cromatografía de gases que los robots llevaron al planeta Marte .
El laboratorio de Orgel encontró una forma económica de producir citarabina , un compuesto que es uno de los agentes anticancerosos más utilizados en la actualidad .
Junto con Stanley Miller , Orgel también sugirió que los ácidos nucleicos peptídicos , en lugar de los ácidos ribonucleicos , constituían los primeros sistemas prebióticos capaces de autorreplicarse en la Tierra primitiva .
Su nombre es conocido popularmente por las reglas de Orgel , que se le atribuyen, en particular la Segunda Regla de Orgel: "La evolución es más inteligente que tú". [5]
En su libro Los orígenes de la vida , Orgel acuñó el concepto de complejidad especificada para describir el criterio por el cual los organismos vivos se distinguen de la materia no viva. Publicó más de trescientos artículos en sus áreas de investigación.
En 1993, Orgel presentó en el "¿Qué es la vida?" Conferencia en Trinity College en Dublín, Irlanda, junto con muchos otros científicos destacados que exploran la investigación del origen de la vida, como Manfred Eigen , John Maynard Smith y Stephen Jay Gould . La charla de Orgel fue sobre "Estructura molecular y cristales desordenados". [6]
Orgel murió de cáncer de páncreas el 27 de octubre de 2007 en el San Diego Hospice & Palliative Care en San Diego, California .
Investigación sobre el origen de la vida
Síntesis de nucleobase
Orgel propuso una solución novedosa a un problema con el mecanismo de síntesis de nucleobase propuesto por Juan Oro en la Tierra primitiva , que se basaba en la reacción de cinco moléculas de cianuro de hidrógeno (HCN) para formar adenina . El problema con esto era que requeriría cianuro de hidrógeno mucho más concentrado de lo que la evidencia sugería que estaba presente.
Orgel sugirió que el cianuro de hidrógeno estaba congelado en solución. [7] Esto concentraría las moléculas de HCN en los espacios entre la red cristalina del hielo y también resolvería el problema de que el HCN es demasiado volátil en una solución de agua líquida.
Formación de nucleósidos
Para la síntesis de nucleósidos ( nucleobase + ribosa azúcar), Orgel sugirió un enfoque casi opuesto, calentando una mezcla de ribosa y las nucleobases de purina hipoxantina , adenina y guanina hasta sequedad en presencia de iones de magnesio . [8] Esta reacción coloca el enlace glicosídico en la posición correcta de dos maneras: la nucleobase se adhiere al carbono correcto en la ribosa y en la orientación correcta (el anómero beta ).
Sin embargo, la síntesis fue posteriormente criticada porque solo funcionaba más con hipoxantina, una nucleobase que no es relevante para la vida actual en la Tierra, y porque no era específica para el azúcar ribosa y, en cambio, podía aplicarse a otros azúcares.
Polimerización de ARN
Continuando con su trabajo de estudio de la síntesis prebiótica de ARN , Orgel exploró los mecanismos mediante los cuales el fosfato inorgánico [9] y los grupos fosforilo de nucleótidos [10] podrían activarse químicamente para su condensación en polímeros de ácidos nucleicos. A partir de la década de 1960, Orgel exploró una variedad de agentes activadores a base de cianuro que podrían haber estado presentes de manera plausible en una tierra joven. Se descubrió que un reactivo de carbodiimida es eficaz para activar los grupos fosforilo de nucleótidos y promover la formación de dímeros y trímeros de adenosina cortos. [11] En 2018, John D. Sutherland y sus colaboradores propusieron que el metilisocianuro y el acetaldehído podrían combinarse para formar un agente activador de fosfato prebiótico que podría haberse formado de manera plausible en las condiciones de la Tierra primitiva. [12]
Orgel también teorizó que una sola hebra de ARN podría haber sido la plantilla para la primera vida en la Tierra y que estos nucleótidos activados por imidazol podrían haber usado esta hebra de la plantilla de ARN para polimerizar y replicar . Lohrmann y Orgel informaron que la phosphorimidazolide derivado de monofosfato de adenosina (en el que un oxígeno grupo fosforilo está sustituido por un anillo de imidazol) forma oligómeros de adenosina cortos en presencia de plantillas de poli-uridina. [10] Además, descubrieron que el catión de metal divalente utilizado para catalizar la reacción influyó en la regioquímica del enlace entre nucleótidos. [13] Pb 2+ dio principalmente nucleótidos unidos en 5'-2 'mientras que Zn 2+ dio principalmente nucleótidos unidos en 5'-3' a partir de fosforimidazolidas de guanosina en presencia de una plantilla de policitidina. También se demostró que la arcilla de montmorillonita promueve la polimerización de fosforimidazolida de adenosina en oligonucleótidos de decenas de bases de longitud a partir de un cebador de poli-adenosina 10-mer. [14] En ausencia de montmorillonita , el cebador se tapó mediante la formación de un pirofosfato de adenosina 5 ' .
Los productos de oligonucleótidos en los primeros estudios se caracterizaron típicamente mediante una combinación de radiomarcaje con 14 C , electroforesis en gel y electroforesis en papel . Se utilizó digestión enzimática para diferenciar regioisómeros . [11] La llegada de la HPLC permitió la caracterización de oligómeros largos de guanosina. [13]
Panspermia dirigida
Aunque más tarde restó importancia a la hipótesis, Orgel, junto con Francis Crick , propuso un escenario detallado de panspermia para el origen de la vida en la Tierra, llegando a sugerir que la vida en la Tierra fue diseñada por una especie alienígena y enviada a la Tierra. [15] Propusieron un diseño para la nave espacial que los extraterrestres podrían haber usado para sembrar vida en la Tierra.
Mundo de ARN
A finales de la década de 1960, Orgel propuso que la vida se basaba en el ARN antes de que se basara en el ADN o las proteínas. Su teoría incluía genes basados en ARN y enzimas de ARN. [16] Este punto de vista se desarrollaría y moldearía en la hipótesis mundial del ARN ahora ampliamente aceptada .
Casi treinta años después, Orgel escribió una extensa revisión de la hipótesis del mundo ARN. [17] Esta revisión destacó muchas síntesis propuestas para ARN y sus partes en condiciones abióticas , destacó la importancia del descubrimiento de ribozimas (moléculas de ARN que funcionan como enzimas tal como Orgel había predicho una vez) y, al mismo tiempo, demostró polímeros de ácido nucleico con alternativas a la ribosa como el ácido nucleico treosa (TNA) y el ácido nucleico peptídico (PNA) .
En conclusión, Orgel escribió: "Hay que reconocer que, a pesar de un progreso considerable, el problema del origen del mundo ARN está lejos de resolverse". [17]
Premios
- Elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1990.
- Elegido miembro de la Royal Society of London en 1962.
- Academia Estadounidense de Artes y Ciencias
Libros
- Leslie E. Orgel, Introducción a la química de metales de transición. La teoría del campo de ligando , 1961
- Leslie E. Orgel, Los orígenes de la vida: moléculas y selección natural , 1973
- Leslie E. Orgel y Stanley L. Miller, Los orígenes de la vida en la Tierra , 1974
Referencias
- ^ Dunitz, Jack D .; Joyce, Gerald F. (1 de diciembre de 2013). "Leslie Eleazer Orgel. 12 de enero de 1927-27 de octubre de 2007" . Memorias biográficas de miembros de la Royal Society . 59 : 277-289. doi : 10.1098 / rsbm.2013.0002 . ISSN 0080-4606 .
- ^ Judson, Horace Freeland (2013). El octavo día de la creación: creadores de la revolución en biología . Cold Spring Harbor, Nueva York: CSH Press. pag. 238. ISBN 978-0-879694-78-4.
- ^ Olby, Robert, Francis Crick: Cazador de secretos de la vida, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2009, Capítulo 10, p. 181 ISBN 978-0-87969-798-3
- ^ Michael R. Rose (1991). Biología evolutiva del envejecimiento . Nueva York, NY: Oxford University Press . págs. 147-152 .
- ^ Dunitz, Jack D .; Joyce, Gerald F. (2013). "Leslie E. Orgel" (PDF) . Memorias biográficas de la Academia Nacional de Ciencias : 11.
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enlaces externos
- Registro de los papeles de Leslie Orgel en UCSD
- La inverosimilitud de los ciclos metabólicos en la Tierra prebiótica
- Obituario de Leslie Orgel en el sitio web del Instituto Salk
- LA Times: "Leslie Orgel, 80; el químico fue el padre de la teoría mundial de ARN del origen de la vida" , 31 de octubre de 2007
- "Leslie Orgel dies" , The Scientist , 1 de noviembre de 2007