distilații

Marshall Nirenberg-încălcarea Codului

Marshall Nirenberg

Marshall Nirenberg.

Institutul de Istorie științifică

Marshall Nirenberg a vrut doar să se distreze la serviciu. După cum mi-a spus în 2009, „prin distracție, vreau să spun că am vrut să explorez o problemă importantă și am vrut să descopăr lucruri.”

cu cinci decenii mai devreme, Nirenberg, câștigătorul Premiului Nobel pentru Fiziologie sau Medicină din 1968, s-a confruntat cu o dilemă: ce ar trebui să studieze? I s-a oferit un post de biochimist de cercetare la Institutele Naționale de sănătate și, după unele gânduri, a decis să investigheze relația dintre acidul dezoxiribonucleic (ADN), acidul ribonucleic (ARN) și producția de proteine.

„cei mai buni biochimiști din lume lucrau la mecanismul sintezei proteinelor, iar cei mai buni biologi moleculari din lume lucrau la modul în care genele sunt reglementate în E. coli”, a spus el.

tânărul Nirenberg nu avea experiență în nici un domeniu. Doctoratul său s-a concentrat pe mecanismul absorbției zahărului în celulele tumorale. Dar în 1959, la numai doi ani după obținerea doctoratului și fără pregătire ca biolog molecular, el a propus să cerceteze codul genetic.

prima întrebare a lui Nirenberg s—a dovedit crucială: există ARN mesager-adică ar putea ARN să medieze sinteza proteinelor?

interesul pentru codul genetic a fost în plină expansiune în acei ani, după ce James Watson și Francis Crick au electrificat lumea dezvăluind modelul lor dublu-helix al structurii ADN-ului în articolul lor din 1953 Nature. Cei doi au recunoscut că structura cu două fire ar putea permite replicarea. Dar cum ar putea ADN-ul, alcătuit din doar patru nucleotide diferite, să determine compoziția multor proteine din organismele vii? Această întrebare a alimentat cursa pentru a descoperi codul genetic, prin care informațiile codificate în ADN sunt traduse în proteine.

scopul inițial al lui Nirenberg a fost de a determina șablonul pentru sinteza proteinelor. Fără pregătire formală, fără personal și fără experiență în domeniu, a intrat într-o cursă în care mizele profesionale erau mari.

Nirenberg a făcut echipă cu Heinrich Matthaei, un coleg postdoctoral din Germania. Într-o serie de experimente, conținutul celular al E. coli a fost adăugat în eprubete. „I-am cerut lui Heinrich să facă 20 de soluții diferite de aminoacizi, fiecare cu 19 „rece” și un aminoacid radioactiv și să testeze poli U”, a spus Nirenberg. Orice reacție mediată de ARN care implică un aminoacid ” fierbinte „ar produce o proteină” fierbinte”.

succesul a venit la trei dimineața pe 27 mai 1961, când Matthaei a adăugat ARN sintetic (UUU sau poli U) format doar din una dintre cele patru baze—uracil (U)—la fiecare dintre cele 20 de eprubete și a găsit activitate neobișnuită într-unul dintre tuburile care conțineau aminoacidul „fierbinte” fenilalanină. Uracilul a dat instrucțiunile de fenilalanină. Nirenberg, apoi la Universitatea din California, Berkeley, s-a repezit înapoi la Bethesda. Cei doi au arătat că ARN-ul mesager transcrie informații genetice din ADN, direcționând ansamblul aminoacizilor în proteine complexe. O cheie pentru ruperea codului genetic—piatra Rosetta a biologiei moleculare-a fost descoperită.

în August 1961 Nirenberg a călătorit la Moscova pentru a-și prezenta rezultatele la Congresul Internațional de Biochimie. Ca necunoscut, doar 35 de persoane au participat la discursul său. Dar într-unul dintre acele evenimente Serendipite care schimbă totul, Nirenberg îl întâlnise pe Watson cu o zi înainte și îi spusese despre rezultatele sale. Deși sceptic, Watson a consultat un coleg, care a raportat că descoperirile lui Nirenberg erau reale. Watson i-a transmis acest lucru lui Crick, care a aranjat ca Nirenberg să-și prezinte din nou lucrarea. De data aceasta a primit ovații în picioare. „În următorii cinci ani am devenit ca un star rock științific”, a spus el.

dar chiar și vedetele rock trebuie să producă sau riscă să cadă din lumina reflectoarelor. La scurt timp după succesul de la Moscova al lui Nirenberg, cercetătorii din laboratorul lui Severo Ochoa de la Universitatea din New York au arătat că alte polinucleotide sau combinații ale celor patru baze direcționează încorporarea aminoacizilor în proteine. Laboratorul lui Ochoa era acum departe în cursa pentru a sparge codul genetic. Nirenberg s-a întrebat cum ar putea concura împotriva grupului de 20 de oameni de știință al lui Ochoa.

a doua zi după ce a aflat de succesul lui Ochoa, Nirenberg a dat peste un coleg, Robert Martin, care a promis că va „da o mână” și și-a oprit propria muncă de luni de zile pentru a sintetiza polinucleotide pentru Nirenberg.

a început ceea ce Nirenberg a numit „o colaborare destul de ciudată non-stop”. Maxine Singer, un alt coleg NIH, a furnizat enzime; Martin a lucrat de la mijlocul după-amiezii până la 1:00 A.M.; Matthaei a lucrat peste noapte la testarea sintezei proteinelor (când contoarele de radioactivitate erau mai susceptibile de a fi disponibile). Nirenberg a lucrat în schimbul de zi analizând datele generate de ciclul de 24 de ore. Până la sfârșitul anului 1961 au ajuns provizoriu la un număr mare de cuvinte de cod.

Nirenberg a construit pe experimentul Original poli-U în care el și Matthaei au spart primul „cuvânt” (uuu pentru fenilalanină) din codul genetic. Până în 1966, Nirenberg și echipa sa au descifrat cele 64 de cuvinte de cod ARN din trei litere (codoni) pentru direcționarea tuturor celor 20 de aminoacizi.

doi ani mai târziu, Nirenberg a câștigat Premiul Nobel, pe care l-a împărtășit cu Har Gobind Khorana, care stăpânea sinteza acizilor nucleici, și Robert Holley, care a descoperit structura chimică a ARN-ului de transfer.

în calitate de Laureat al Premiului Nobel, Nirenberg a primit multe oferte de muncă universitare. Le – a refuzat pe toate. „M-am gândit că, dacă aș merge la o universitate, aș folosi o treime din timpul meu pentru a scrie burse”, a spus el. „Am crezut că aș putea folosi acel timp mai productiv făcând experimente.”Nirenberg a murit pe 15 ianuarie 2010, după o viață de distracție pe care i-a plăcut-o.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.