Лайнус Карл Полінг: Як мені жити довго чекати і бути здоровым

Муніципальна середня школа № 8.

Реферат на тему:

Лайнус Карл Полинг.

" Як мені жити довго чекати і бути здоровим «.

[pic].

Выполнила:

учениця 11 Б класса.

Шарова Ольга.

Утвердил:

вчитель биологии.

Кузнєцова Л. А.

Кострома 2001 год.

Запровадження 3.

Биография 4.

Материальный носій 11.

Подвійна спіраль ДНК 14.

" Крік і Гам «19.

Человек та інші мутанти 24.

Трохи біохімії 26.

От раку до сінний лихоманки 27.

Добова доза по Мінздоров'я і з горилле 29.

Заключение

34.

Литература

35.

" Життя — це властивість какой-либо.

однієї молекули, а скоріш результат взаємодії між молекулами «.

Лайнус Полинг.

" ВІН СПРАВЖНІЙ геній! «- Альберт Ейнштейн про Лайнусе Полинге ». Телевізійний рекламного ролика які вже, напевно, місяці два нагадує нам про 100-летии від народження справді неабиякого американського вченого. Однак у таке безкорисливість рекламодавців віриться ніяк не. У результаті розширення зрештою, чому б нагадати про день народження самого Альберта Ейнштейна (14 березня 1879 р.). Так мало ще гідних імен із світі науки! Чому ж усе-таки Лайнус Карл Полинг?

Полінг, Крік і Вотсон можливо не усвідомлювали свого часу, що й роботи підвели до межі нової доби в біологічної науці. На момент відкриття подвійної спіралі біологія, і хімія був у першу чергу ремеслом, мистецтвом практики. Ці науки створювалися з’являється невеличкими групами людей основному рамках академічних досліджень. Але насіння змін були вже засіяно. Завдяки ряду відкриттів у сфері лікарських засобів, й у першу чергу завдяки відкриттям вакцини проти полиомелита і пеніциліну, наука біологія підійшла впритул до того що, щоб стати галуззю промышленности.

Сьогодні такі області, як органічна хімія, молекулярної біології і основні досліджень зі створення лікарських засобів перестала бути справою небагатьох «ремісників»; вони перетворилися на промислове виробництво. Академічні дослідження — ще тривають, проте вже, явно більшість дослідників та фінансів, виділених на дослідження, зосереджено фармацевтичної промисловості. Союз науки з промисловістю, по меншою мірою, непростий. З одного боку, фармацевтичних компаній може фінансувати дослідження, у обсягах, про які академічні інститути може бути лише мріяти. З іншого боку, це фінансування іде лише у теми, які мають для компаній інтерес. Міркуйте самі, що віддасть перевагу профінансувати фармацевтична компанія: дослідження у сфері пошуків способів лікування хвороби, чи исследования.

Биография.

Американський хімік Лайнус Карл Полінг (Паулинг) народився Портленде (штат Орегон), у ній Льюси Айзабелл (Дарлінг) Полінг і Хермана Хенрі Вільяма Полинга, фармацевта. Полинг-старший помер, коли його сину виповнилося 9 років. Полінг з дитинства захоплювався наукою. Спочатку збирав комах і мінерали. У 13-летнем віці одне із друзів Полінг прилучив його до хімії, та майбутній він почав ставити досліди. Робив це вдома, а посуд для дослідів брав в кухні. Лайнус відвідував Вашингтонську середньої школи в Портленде, але з отримав атестата зрілості. Проте, він записався в Орегонский державний сільськогосподарський коледж (пізніше він став Орегонским державним університетом) в Корваллисе, де вивчав переважно хімічну технологію, хімію і фізику. Щоб підтримати матеріально себе й мати, підробляв києм посуду і сортуванням папери. Коли Полінг навчався на передостанньому курсі, його як у рідкість обдарованого студента прийняли працювати асистентом на кафедру кількісного аналізу. На останньому курсі він став асистентом по хімії, механіки і матеріалам. Отримавши 1922 р. ступінь бакалавра природних наук у сфері хімічної технології, Полінг розпочав підготовку докторську дисертацію по хімії в Каліфорнійському технологічному інституті в Пасадене.

Полінг був у Каліфорнійському технологічному інституті, хто з закінченні цього процесу вищого навчального закладу одразу став працювати асистентом, та був викладачем спеціалісти кафедри хімії. 1925;го р. йому було присуджено докторська ступінь по хімії summa cum laude (з найвищої похвалою. — латів.). Протягом наступних два роки вона працювала дослідником і він членом Національного науково-дослідного ради при Каліфорнійському технологічному інституті. У 1927 р. П. одержав звання асистентпрофесора, в 1929 — ад’юнкт-професора, а 1931 р. — професора химии.

Працюючи всі роки дослідником, Полінг став фахівцем щодо рентгенівської кристалографії - проходженню рентгенівських променів через кристал із заснуванням характерного малюнка, яким можна судити про атомної структурі даного речовини. Застосовуючи його, Лайнус вивчав природу хімічних зв’язків в бензолі та інших ароматичних з'єднаннях (з'єднаннях, які, зазвичай, містять одне чи кілька бензольных кілець й володіють ароматичностью). Стипендія Гуггенгайма дозволила йому провести навчальний рік за вивченням квантової механіки у Арнольда Зоммерфельда у Мюнхені, Ервіна Шредінгера у Цюріху і в Нільса Бору в Копенгагені. Створеної Шредингером в 1926 р. квантової механіці, яка було названо хвильової механікою, і викладеного Вольфгангом Паулі в 1925 р. принципу заборони потрібно було надати глибоке впливом геть вивчення хімічних связей.

У 1928 р. Полінг висунув свою теорію резонансу, чи гібридизації, хімічних зв’язків в ароматичних з'єднаннях, що грунтувалася на почерпнутою з квантової механіки концепції електронних орбиталей. У старої моделі бензолу, яка раз у раз ще використовувалася для зручності, троє фахівців з шести хімічних зв’язків (що пов’язують електронні пари) між суміжними атомами вуглецю були одинарними зв’язками, інші ж три — подвійними. Одинарні і подвійні зв’язку чергувалися в бензольном кільці. Таким чином, бензол міг мати двома можливими структурами залежно від того, які зв’язку були одинарними, а які - подвійними. Відомо було, проте, що подвійні зв’язку коротше, ніж одинарні, а дифракція рентгенівських променів показувала, що це зв’язку в молекулі вуглецю мають рівну довжину. Теорія резонансу стверджувала, що це зв’язок між атомами вуглецю в бензольном кільці були проміжними характером між одинарними і подвійними зв’язками. Відповідно до моделі Полинга, бензольные кільця можна розглядати, як гібриди їх можливих структур. Ця концепція виявилася надзвичайно корисною для передбачення властивостей ароматичних соединений.

Протягом наступних кілька років Лайнус продовжував вивчати физикохімічні властивості молекул, особливо що з резонансом. У 1934 р. він звернув увагу до біохімію, зокрема біохімію білків. Разом з А.E. Мирски він сформулював теорію будівлі та функції білка, разом із Ч. Д. Корвеллом вивчав вплив оксигенирования (насичення киснем) на магнітні властивості гемоглобіну, кислородсодержащего білка в червоних кров’яних клетках.

Коли 1936 р. помер Арту Нойєс, Полінг призначили деканом факультету хімії та хімічної технологій і директором хімічних лабораторій Гейтса і Креллина в Каліфорнійському технологічному інституті. Під час цих адміністративних посадах, він поклав початок вивченню атомної та молекулярної структури білків і амінокислот (мономерів, у тому числі складаються білки) із застосуванням рентгенівської кристалографії, а навчальному 1937; 1938 рр. був лектором по хімії в Корнеллском університеті у Ітаці (штат НьюЙорк).

У 1942 р. йому його колегам, отримавши перші штучні антитіла, вдалося змінити хімічну структуру деяких які у крові білків, відомі як глобулины. Антитіла є молекули глобулина, вироблені спеціальними клітинами у відповідь вторгнення в тіло антигенів (далеких речовин), як-от віруси, бактерії і токсини. Антитіло узгоджується з особливим різновидом антигену, який стимулює його освіту. Полінг висунув вірний постулат, що тривимірні структури антигену та її антитіла комплементарны отже, «відповідають» за освіту комплексу антиген — антитіло. У 1947 р. і Джордж У. Бидл отримали субсидію щодо розрахованих п’ять років досліджень механізму, з допомогою якого вірус поліомієліту руйнує нервові клітини. Протягом наступного Полінг обіймав посаду професора Оксфордського университета.

Робота над серповидноклеточной анемією почалася 1949 р., що він дізнався, що червоні кров’яні клітини хворих цієї спадкової хворобою стають серповидными лише у венозної крові, де низький рівень змісту кисню. За підсумками знання хімії гемоглобіну П. негайно висунув припущення, що серповидная форма червоних клітин викликається генетичним дефектом у глибині клітинного гемоглобіну. (Молекула гемоглобіну складається з железопорфирина, що називається гема, й білків глобиного.) Це — наочне свідчення дивовижною наукової інтуїції, такою характерною для Полинга. Три роки учений зміг довести, що нормальний гемоглобін і гемоглобін, узяте в хворих серповидноклеточной анемією, можна розрізняти з допомогою електрофорезу, методу поділу різних білків в суміші. Зроблене відкриття підтвердило переконання П. у цьому, що причиною аномалії у білкової частини молекулы.

У 1951 р. П. і Р. Б. Кору опублікували перше яке закінчила опис молекулярної структури білків. То справді був результат досліджень, що тривали довгих 14 років. Застосовуючи методи рентгенівської кристалографії для аналізу білків в волоссі, вовни, мускулах, нігтях та інших біологічних тканинах, вони виявили, що ланцюга амінокислот в білці закручені одна навколо інший в такий спосіб, що утворюють спіраль. Це опис тривимірної структури білків ознаменувало великий прогрес в биохимии.

Не все наукові починання Лайнуса були успішні. На початку 50- x рр. він зосередив свою увагу дезоксирибонуклеїнової кислоті (ДНК) — біологічної молекулі, що містить генетичного коду. У 1953 р., коли вчені за кордоном світу намагалися встановити структуру спіралі ДНК, П. статтю, у якій описував цей дивний організм як потрійну спіраль, що ні чи реальні. Кілька місяців Френсіс Крік і Джеймс Д. Вотсон опублікували свою що стала знаменитої статтю, в якої молекула ДНК описувалася як подвійна спираль.

У 1954 р. Полингу присуджували Нобелівську премію по хімії «за дослідження природи хімічного зв’язку і його застосування визначення структури сполук». У своїй Нобелівської лекції Полінг передбачив, що майбутні хіміки стануть «спиратися нові структурну хімію, в т. год. на точно певні геометричні стосунки між атомами в молекулах і суворе застосування нових структуральных принципів, І що завдяки цієї технології буде, досягнуть значний прогрес у вирішенні питань біології та східної медицини з допомогою хімічних методов».

Попри те що, що у молоді роки, котрі випали на Першу світову війну, Полінг був пацифістом, під час другої Першої світової учений обіймав офіційну посаду члена Національної науково-дослідної комісії з оборони та працював створення нового ракетне паливо і пошуками нових джерел кисню для підводних човнів і літаків. Як співробітника Управління наукових і розвитку він зробив значний внесок у розробку плазмозаменителей для переливання крові й для військових потреб. Проте невдовзі по тому, як США скинули атомні бомби на японські міста Хіросиму і Нагасакі, Полінг почав кампанію проти нового виду зброї та боєприпасів в 1945;1946 рр., як член комісії з національної стратегії безпеки, читав лекції про небезпеку ядерної войны.

У 1946 р. він став однією з засновників Надзвичайного комітету ученихатомників, заснованого Альбертом Ейнштейна і 7 іншими прославленими вченими про те, щоб домагатися заборони випробувань ядерної зброї в атмосфері. Чотири роки гонка ядерних озброєнь вже набрала швидкість і Полінг виступив проти рішення свого уряду з приводу створення водневої бомби, закликавши покласти край всім випробувань ядерної зброї атмосфері. На початку 50-х рр., що й навіть СРСР провели випробування водневих бомб і рівень радіоактивності у атмосфері підвищився, він використовував свій чималий талант оратора, щоб оприлюднити можливі біологічні і генетичні наслідки випадання радіоактивних опадів. Занепокоєність вченого потенційної генетичної небезпекою почасти пояснювалася проведеними їм дослідженнями молекулярних основ спадкових захворювань. Полінг і 52 інших нобелівські лауреати підписали в 1955 р. Лайнаускую декларацію, яка закликала покласти край гонці вооружений.

Коли 1957 р. Полінг становив проект відозви, у якому утримувалося вимога припинити ядерні випробування, його підписало більш 11 тис. учених з 49 країн світу, у тому числі понад 2 тис. американців. У 1958 р. Лайнус представив цей документ ще Дагу Хаммаршёльду, який був генеральний секретар ООН. Розпочаті їм зусилля зробили внесок у установа Пагуошского руху протягом наукове співробітництво і міжнародний безпеку, перша конференція прибічників якої в 1957 р. в Пагуоше (провінція Нова Шотландія, Канада) і якого, зрештою, вдалося сприяти підписання договору заборону ядерних випробувань. Така серйозна громадська та особиста занепокоєність щодо цього небезпеки зараження атмосфери радіоактивними речовинами призвела до того, що у 1958 р., попри відсутність хоч би не пішли договору, США, СРСР і Великобританія добровільно припинили випробувань ядерної зброї в атмосфере.

Проте Полинга, з тим, аби домогтися заборони випробувань ядерної зброї у атмосфері, зустрічали як підтримку, а й значний спротив. Такі відомі американські вчені, як Едвард Теллер і Уиллард Ф. Ліббі, обидва члени комісії з атомної енергії США, стверджували, що Полінг перебільшує біологічні наслідки випадання радіоактивних опадів. Він також наштовхувався на політичні перепони зза приписуваних йому прорадянських симпатій. На початку 50-х рр. науковець були проблеми з отриманням паспорти (для виїзду до інших держав. — Ред.), і він отримав паспорт без будь-яких обмежень тільки тоді, як було нагороджений Нобелівської премией.

Як не дивно, але у той самий період Полінг піддавався нападкам й у у Радянському Союзі, оскільки його резонансна теорія освіти хімічних зв’язків вважалася суперечить марксистського вчення. (Після смерті Йосипа Сталіна у 1953 р. ця теорія визнали радянської науці.) його (в 1955 і 1960 рр.) викликали до підкомісію з питань внутрішній безпеці сенату США, де йому порушували питання щодо її політичних поглядів і діяльності. У обох випадках він заперечував, що коли і би там не було, був комуністом чи симпатизував марксистським поглядам. У другому випадку (в 1960 р.) він, ризикуючи викликати обвинувачення у зневазі до конгресу, відмовився назвати імен тих, хто допоміг йому зібрати підписи під відозвою 1957 р. Зрештою, було прекращено.

У червні 1961 р. Полінг та його дружина скликали конференцію до Осло (Норвегія) проти поширення ядерної зброї. У вересні цього року, незважаючи на звернення П. до Микиті Хрущову, СРСР відновив випробувань ядерної зброї у атмосфері, але в рік, у березні, зробили США. Він став вести дозиметричний контроль над рівнями радіоактивності й у жовтні 1962 р. зробив надбанням громадськості інформацію, яка показувала, що через які у попередньому році випробувань рівень радіоактивності у атмосфері піднявся вдвічі проти попередніми 16 роками. Полінг також становив проект запропонованого Договору про заборону таких випробувань. У 1963 р. США, СРСР та Велика Британія підписали угоду про заборону ядерних випробувань, основу якого лежав проект П.

У 1963 р. Полінг нагородили Нобелівської премією світу 1962 р. У своїй вступної промови від імені Норвезького нобелівського комітету Гуннар Ян заявив, що Полінг «вів непрекращающуюся кампанію як проти випробувань ядерної зброї, як проти поширення цих видів озброєнь, як проти самого їх використання, але проти будь-яких бойових дій як засобу рішення міжнародних конфліктів». У своїй Нобелівської лекції, названої «Наука і світ» («Science and Peace»), Полінг сподівається те що, що договору про заборону ядерних випробувань покладе «початок серії договорів, що приведуть створення нової світу, де можливість війни буде назавжди исключена».

У тому ж року, коли він одержав свою другу Нобелівської премії, він пішов у відставку з Каліфорнійського технологічного інституту та став профессором-исследователем у центрі вивчення демократичних інституцій у Санта-Барбару (штат Каліфорнія). Ось він зміг приділяти більше часу проблемам міжнародного роззброєння. У 1967 р. Полінг також зайняв посаду професора хімії в Каліфорнійському університеті (Сан-Дієго), сподіваючись проводити більше часу за дослідженнями у сфері молекулярної медицини. Через двох років він пішов і став професором хімії Стенфордського університету у Пало-Альто (штат Каліфорнія). На той час вона вже пішов у відставку з Центру вивчення демократичних институтов.

Наприкінці 60-х рр. Лайнус зацікавився біологічним впливом вітаміну З. Учений і родом його дружина самі стали регулярно прийматимуть це вітамін, Полінг відразу почав публічно рекламувати його вживання запобігання простудних захворювань. У монографії «Вітамін З повагою та застуда» («Vitamin З and the Common Cold»), що вийшла у 1971 р., він узагальнив опубліковані поточної друку практичні свідчення рідних та теоретичні викладки в підтримку терапевтичних властивостей вітаміну З. На початку 70-х рр. Полінг також сформулював теорію ортомолекулярной медицини, у якій підкреслювалося значення вітамінів і амінокислот у підтримці оптимальної молекулярної середовища для мозку. Ці теорії, що у той час широку популярність, не підтвердилися в результатах наступних досліджень й у значною мірою було відкинуто фахівцями з медицині та психіатрії. Полінг, проте, дотримується погляду, що підстав їх контраргументів далеко ще не безупречны.

У 1973 р. П. заснував Науковий медичний інститут Лайнуса Полинга в Пало-Альто. Протягом два роки він був її президентом, та був став там професором. Він його колеги інститутом продовжують проводити дослідження терапевтичних властивостей вітамінів, зокрема можливості застосування вітаміну З на лікування ракових захворювань. У 1979 р. Полінг опублікував книжку «Рак і вітамін З» («Cancer and Vitamin З»), у якій стверджує, що прийом на значних дозах вітаміну З сприяє подовження життя і поліпшення стану хворих певними видами раку. Проте авторитетні дослідники ракових захворювань немає його аргументи убедительными.

У 1922 р. Лайнус одружився з Аве Елен Міллер, одній з його студенток в Орегонском державному сільськогосподарському коледжі. У подружжя три сина й доньку. Після смерті дружини в 1981 р. Полінг живе у їх заміському домі в Биг-Сюре (штат Калифорния).

Крім двох нобелівських премій, Полінг удостоївся багатьох нагород. У тому числі: нагорода за досягнення у галузі чистої хімії Американського хімічного суспільства (1931), медаль Деві Лондонського королівського суспільства (1947), радянська урядова нагорода — міжнародна Ленінська премія «За зміцнення світу між народами» (1971), національна медаль «За наукові досягнення» Національного наукового фонду (1975), золота медаль імені Ломоносова Академії наук СРСР (1978), премія по хімії американської частина Національної академії наук (1979) і медаль Прістлі Американського хімічного суспільства (1984). Вченому надано почесні ступеня Чиказького, Прінстонського, Йєльського, Оксфордського і Кембриджського університетів. Полінг полягає у багатьох професійних організаціях. І це американська Національну академію наук, й Американська академія наук і чомусь мистецтв, а також наукові суспільства, чи академії Німеччини, Великобританії, Бельгії, Швейцарії, Японії, Індії, Норвегії, Португалії, Франції, Австрії, але СРСР. Він був президентом Американського хімічного суспільства (1948) і Тихоокеанського відділення Американської асоціації сприяння розвитку науки (1942…1945), і навіть віце-президентом Американського наукового товариства (1951…1954).

Матеріальний носитель.

На початок 40-х років головними «кандидатами «в ролі матеріальних структур спадковості вважалися білки, макромолекули великий молекулярної маси, які з обмеженого розмаїття мономерів — амінокислот. Мономери пов’язані між собою стандартними пептидными зв’язками, проте розмаїтість білків визначається складом і порядком бічних радикалов.

Порівнянні дані для нуклеїнових кислот отримали значно пізніше, і це було пов’язано з декотрими драматичними обставинами. Ключову і суперечливу роль виявленні мономерів, перетинів поміж ними, соціальній та формування спільних поглядів на ролі нуклеїнових кислот зіграв американський біохімік російського походження Ф. А. Левин.

У той самий час Левін — автор так званої «тетрануклеотидной гіпотези », заснованої на ранніх і неточних даних про молярных концентраціях підстав в нуклеїнових кислотах. У 1908 — 1909 рр. і співробітники показали, що нуклеїнові кислоти з тимусу теляти і дріжджів мають рівні молярные концентрації всіх чотирьох нуклеотидів. Це забезпечило підставу припустити, що чотири різних нуклеотида пов’язані послідовний у стандартний тетрануклеотид, який багаторазово повторюється у структурі нуклеїнової кислоти. У пізніх варіантах гіпотеза допускала високу полимерность нуклеїнових кислот шляхом повторення тетрануклеотида, але, очевидно, виключала можливу комбинаторику нуклеотидов.

Отже, «стандартний тетрануклеотидный цегла «(М ~ 1500) дозволяв будувати лише сумну, одноманітну послідовність. У цьому вся разі нуклеїнові кислоти не годилися в ролі матеріальної структури генів. Проте оскільки більшість видатних біохіміків прийняло цю гіпотезу на віру, що надовго затримало розвиток молекулярних поглядів на генах.

Однак у 40-і роки Э. Чаргафф і ще дослідники піддали тетрануклеотидную гіпотезу нищівної критики, та її автор виявився «цапом-відбувайлом «за своє оману. На думку істориків науки Ф. Португала і Дж. Коэна, саме тетрануклеотидная гіпотеза завадила Левіну отримати Нобелівської премії за іншу роботу, якій він безсумнівно заслуговував. Помер Левін 1940 р., коли вже розпочалась війна, і питання чистої науки опинилися поза межами більшості ученых.

Проте до початку 40-х створив років було зрозуміло, що нуклеїнові кислоти (нинішні ДНК і РНК) може бути високо полимерны (М ~ 500 тис. — 1 млн). У кінці 40-х років Чаргафф показав, що ДНК різного видового походження мають різний склад нуклеотидів, а загальна їх эквимолярность не виконується. Використавши новий метод хроматографії на папері, Чаргафф виявив, що між молярными концентраціями пуринов і пиримидинов є інші регулярні співвідношення: A=T і G=C. І але він не пояснив ці якості, стало зрозуміло, що мономери нуклеїнових кислот — не тетрануклеотиды, а чотири стандартних нуклеотида, які мають однакова сахаро-фосфатная частина, що у освіті стандартних фосфодиэфирных зв’язків, й різні підстави. Їх комбінаторика і допускає величезне розмаїтість вариантов.

Проте, з урахуванням цих властивостей, генетичну роль ДНК ще мав довести. Це в 1944 р. О. Эвери з працівниками. Ще 1928 р. англійський лікар-інфекціоніст Ф. Гриффитс виявив, що пневмококки штаму (невирулентные) набувають наслідувану вірулентність при контакту з лизатом інфекційних бактерій, убитих нагріванням (явище трансформації). Понад 10 років Эвери і працівники відпрацьовували методи фракционирования лизата бактерій поки, нарешті, не виділили активну фракцію, за фізико-хімічними властивостями збігається з ДНК. З одного боку, це був сенсація, спростовувала тетрануклеотидную гіпотезу (ДНК мала генетичними властивостями), з іншого — інтерпретація такий трансформації не була однозначної. ДНК міг бути або генетичним матеріалом, який рекомбинирует з гомологичным геномом бактерии-реципиента, або мутагеном, що викликають мутації генів (тоді природа генів то, можливо інший), або специфічним сигналом, переключающим функціональне стан гена (цей варіант знайшовся пізніше). Дж. Ледерберг нарахував сім альтернативних гіпотез про природу трансформації. Багато генетики не зрозуміли фундаментального значення роботи Эвери. Наприклад, видатний цитолог А. Мирский, працював у тому самому Рокфеллеровском інституті, різко заперечував проти доказів трансформирующей ролі ДНК.

Проте, значна група біохіміків, генетиків і фізиків зосередилася на вивченні хімії, генетичної ролі й молекулярного будівлі ДНК. Дискусії припинилися тільки після 1952 р., коли А. Херши і М. Чейз показали, що з зараження бактерії E. coli фагом T2 інфекційним початком є чиста ДНК фага 2. Эвери помер 1955 р., не дочекавшись своєї Нобелівської премії, якої, безсумнівно, був достойний. У 1939 — 1940 рр. близьке відкриття зробив С. М. Гершензон у Києві, показавши, що запровадження чи згодовування дрозофілі чужорідної ДНК викликає спалах мутацій ознак крыла.

Подвійна спіраль ДНК.

Наступне «одиночне дотик до інших », высекшее «іскру генія », відбулося у англійському Кембриджі між двома дуже несхожими людьми. Восени 1951 р. туди приїхав Дж. Уотсон, хіба що захистив докторську дисертацію у С. Лурии в університеті штату Індіана (США). Він входив до «фаговой групи «М.Дельбрюка і під впливом цією легендарною особистості, і навіть книжки Э. Шредингера «Що таке життя ». Його «інтерес до ДНК виріс із що у коледжі на останньому курсі бажання дізнатися, що таке ген » .

Формально Вотсон отримав стипендію вивчення методів рентгеноструктурного аналізу білків групи М. Перуца в Кавендишської лабораторії Кембриджського університету. Тоді, у цій групі фізик Ф. Крік працював над теорією дифракції рентгенівських променів. Під час війни він займався оборонними дослідженнями в Військово-морському відомстві. У 1946 р. під враженням книжки Э. Шредингера і лекції Л. Полинга вирішив зайнятися додатком фізики в биологии.

Отже, Вотсон і Крік опинилися у однієї кімнаті. Пізніше Вотсон згадував: «Після розмови з Френсісом моя судилося вирішена. Ми швидко зрозуміли, що в біології ми маємо намір йти однаковим шляхом. Центральної проблемою біології були ген й контрольовану їм метаболізм. Головне завдання було зрозуміти репликацию гена і шлях, яким гени контролюють синтез білків. Було очевидним, що розпочати вирішення них можна лише по тому, як проясниться структура гена. І це означало з’ясування структури ДНК » .

" У лабораторії Макса Перутца. знайшлася людина, котрий знав, що ДНК важливіше, ніж білки, — це було справжньою удачей.

Ось як Ф. Португал і Дж. Коэн характеризують ця наукова тандем:

" Контраст між Вотсоном і Кріком міг здатися аж надто великим. Крику під час їхньої зустрічі у 1951 р. було 35 років, і вона мав докторської ступеня. Вотсону було 23 року, він отримав свою докторську ступінь незвичайно рано — в 22 року був запрошений до членства фаговой групи. Крік була великим і геніальним, Вотсон — худим і кутастим. Але вони мали багато спільного. Обидва були одинаками, які, тим щонайменше, не приховували своїх вагомих ідей за багатьма питанням. Обидва мали виражений інтерес на відкриття будівлі генетичного матеріалу. Але туди, де із різних підходів — рентгеноструктурного аналізу та генетики фагов — виникала їх комплементарність, такий синтез вів до істотним результатам. У цьому вся важливому відношенні Вотсон виконував роль мосту між інформаційної та структурної школою у молекулярній біології «.

Щоб осягнути причини успіху співпраці Вотсона і Кріка, треба врахувати деякі обстоятельства.

По-перше, неподалік Кембриджа, в Лондонському Кингс-Колледже, працювали найбільші англійські фахівці з рентгеноструктурному аналізу ДНК, М. Уилкинс і Р.Франклин. Саме їх експериментальні дані Вотсон і Крік використовували для обгрунтування й перевірки своєї модели.

По-друге, істотну роль молодих дослідників грав дух конкуренції з найбільшим американським физико-химиком Лайнусом Полингом. У той час зірка Полинга сягнула свого зеніту: він був автором блискучої класичної книжки «Природа хімічного зв’язку «(1939); разом із Г. Кори теоретично, з допомогою молекулярних стереомоделей, передбачили існування альфа-спиралей в глобулярных білках. З того часу ідея спіралі хіба що «висіла повітря «стосовно будь-яким макромолекулам. Ось думка Дж. Уотсона: «Спіралі тоді був у центрі уваги лабораторії, головним чином через альфа-спирали Полинга ». За кілька днів після мого (Вотсона. — В.Р.) приїзду ми готуємося вже знали, що мені слід зробити: піти шляхом Полинга і здобути з нього перемогу його ж зброєю ». Але й Полінг активно обмірковував варіанти молекулярних моделей ДНК.

По-третє, до початку роботи Крік вже мав досвід розробки теорії диффракции рентгеновых променів на спіралях, що дозволяло б йому миттєво відшукувати ознаки спіральності й на фотографіях диффракции рентгенівських променів. Інакше висловлюючись, він було підготовлено до пошуку спиралей.

По-четверте, Вотсон і Крік розуміли, що ставки дуже високі. Йшлося про молекулярну структуру генів — ключових об'єктів біологічної організації. Це вимога накладало кожну модель ряд очевидних вимог. Варто було в молекулярних термінах пояснити, як гени виконують свої основні функції: самоудвоение, мутирование, запис інформації, контроль над синтезом білків і др.

Зокрема, слід було зрозуміти, який механізм самоудвоения (реплікації) ДНК. Генетична традиція, джерело якої в микрофотографиях поведінки хромосом в митозе і мейозе, постулировала ідею гомологичного впізнавання подібних генів і сегментів хромосом. Вже моделі Н. К. Кольцова реплікація хромосом малюється як гомологичное вибудовування сегментів вздовж матриці. І тому потрібні певні молекулярні сили та відносини. Підтримуючи цей підхід, відомий німецький фізик-теоретик П. Иордан припустив, що крім відомого фізико-хімічного «близкодействия «(Ван-дер-Ваальсовы сили, солоні містки, водневі зв’язку й ін.) існують поки невідомі квантові резонансні «сили дальнодействия », які можуть притягати гомологичные структури друг до другу.

Проти цього різко заперечував Полінг. Весь досвід структурної хімії і квантової фізики підказував йому, що уявлювані «сили дальнодействия «- це фікція. Що ж до «сил близкодействия », всі вони вимагають найбільш тісного контакту між взаємодіючими молекулярними поверхнями. Зрозуміло, що цьому відповідав відомий на той час принцип взаємодії антиген — антитіло, фермент — субстрат та інших., тобто. принцип «ключ — замок ». Інакше висловлюючись, тісно взаємодіючі поверхні повинні бути взаємно комплементарны. У 1940 р. Полінг і Дельбрюк виклали свої аргументи проти Йордану у журналі «Science » .

Мозговий штурм тривав 18 місяців. Він супроводжувався досить складними стосунками між його учасниками. Так, Вотсон і Крік зустрічали рішучий опір з боку Франклін, хоча саме її дані про В-форме ДНК дали ключовою імпульс і розробити моделі і це найкраще відповідали результатам моделювання. Автори перебрали багато десятків можливих спіральних структур, але вони мали якісь недостатки.

Полінг теж досліджував різні варіанти спіральних структур, але зупинився на трехцепочечных спіралях, тобто. пішов неправильного шляху. Відсутність безпосередніх контактів Вотсона — Кріка і Полинга дозволило першим зробити «інтелектуальний ривок ». Навіть випадок сприяв цьому. Полінг неодноразово просив надіслати йому рентгенограми диффракции, але Вілкінс не поспішав. І коли Полінг зібрався на конференцію до Лондон, щоб відвідати Кембридж й побачити всі навіч, Держдепартамент США — не видав йому візу (!). Причина була активна пацифістська діяльність Полинга проти ядерних испытаний.

На початку 1953 р. Вотсон і Крік познайомилися (напівлегально!) з останніми даними Франклін по диффракции рентгенівських променів на препаратах В-формы ДНК за умов високої вологості. Вони відразу дізналися ознаки спіралі з кроком 34 A і з діаметром 20 A. Для перевірки терміново потрібна була стереомодели, проте майстерні затримували виготовлення металевих деталей, моделюючих пурины і пиримидины. Тоді Вотсон нарізав їх із товстого картону і став розкладати на площині столу. Тут його й спіткало осяяння. Згодом він згадував: «І що як зауважив, що пара аденін — тимин, сполучена двома водневими зв’язками, має точно ті ж самі форму, як і кілька гуанін — цитозин, теж сполучена, по меншою мірою, двома водневими зв’язками. Якщо пурин завжди з'єднується водневими зв’язками з пиримидином, то дві нерегулярні послідовності підстав чудово вкладаються регулярно у центрі спіралі. У цьому аденін завжди повинен спаровуватися тільки з тиміном, а гуанін тільки з цитозином, і правил Чаргаффа, в такий спосіб, несподівано виявлялися наслідком двуспиральной структури ДНК. Та головне, така подвійна спіраль підказувала значно більше прийнятну схему реплікації. Послідовності підстав двох переплетених ланцюгів комплементарны одна одній. Тож було дуже легко уявити, як біжать ланцюг може бути матрицею іншої «.

Протягом днів було побудовано стерео-модель двуцепочечной ДНК. Вона опинилася правовинтовой спіраллю з протилежного орієнтацією цепей.

" Вже за 2 дні Моріс (Вілкінс. — В.Р.) зателефонував нас і сказав, що, як переконалися вони з Розі (Франклін. — В.Р.) рентгенографические дані явно підтверджують існування подвійної спіралі «.

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

" Полінг уперше почув про подвійної спіралі від Дельбрюка. Полінг, як і Дельбрюк, був відразу ж потрапити підкорений. … Відкриття подвійної спіралі принесло нам як радість, а й полегшення. Це було цікаво й відразу дало змогу зробити важливе припущення щодо механізмі дуплікації генів " .

Модель Вотсона — Кріка завдяки своїм незаперечним гідностям визнали швидко і повсюдно. Вона цілком витримала також випробування часом. Одним ударом вона дозволила безліч важких проблем; колись всього пояснила правила Чаргаффа і рентгеноструктурные дані. Сам Чаргафф, який дуже скептично ставився до тандему Вотсон — Крік, не зміг нічого заперечити сутнісно, його критика скоріш нагадувала бурчання: " …як на мене, що той величезне мистецтво винахідливість, які було витрачено на конструювання різних малоподходящих моделей, по суті були марними " .

Модель затвердила матричний принцип, заснований на парній комплементарності нуклеотидів (тобто. на принципі «близкодействия »), із чого випливала проста природний схема матричної реплікації. Зрозуміло, що у цьому випадку копіювання окремої матриці можна провести лише вдвічі етапу: позитив —> негатив —> позитив.

Проте двуцепочечность спіралі вирішує й цієї проблеми. Подвійна ланцюг здатна до точному копіювання до одного етап завдяки двом сопряженным матричним процесам, тобто. має жаданим генетичним властивістю — подвоєнням шляхом контактного гомологичного вибудовування сегментів на матрице:

позитив — негатив—>позитив — негатив + позитив — негатив.

Нарешті, модель хіба що відкрила шлях до розуміння інших фундаментальних генетичних процесів і властивостей. Виявилося, що генетичне розмаїтість можна зводити до варіантів порядку мономерів, як припускали Кольцов, Дельбрюк, Шредингер і ще. Тоді збереження порядку забезпечує консервативність спадковості. Подвійна ланцюг ДНК, де стандартний сахаро-фосфатный кістяк розташований зовні, а вся специфічність (водневі зв’язку підстав) захована усередині та менш доступна для впливів, чудово відповідала очікуванням генетиків. Зміни ж порядку мономерів, очевидно, мали викликати спадкові зміни, тобто. мутации.

У 1962 р. Дж. Уотсон, Ф. Крік і М. Уилкинс отримали Нобелівську премію з фізіології та медицині за встановлення молекулярної структури нуклеїнових кислот та її ролі у передачі інформацією живої матерії. На жаль, Р. Франклин не дочекалася такого визнання, вона померла 1958 г.

Оцінимо отримані результати з погляду інформаційнокібернетичного підходу. Матеріальний носій генетичної інформації знайдено — це нуклеїнові кислоти (ДНК як і зрозуміли пізніше, РНК). Визначено також проміжний одержувач генетичної інформації - білки. Ті й ті мають низку загальних особливостей: це лінійні полімери, побудовані з невеличкого розмаїття мономерів — нуклеотидів і амінокислот. У обох випадках у мономерів є стандартна, універсальна частина, що дозволяє їм з'єднуватися в послідовності довільній довжини і порядку. Крім цього, мономери мають специфічні бічні групи (підстави, радикали амінокислот), порядок визначає функціональні властивості відповідних послідовностей. Розмаїття перестановок астрономічне. Між мономерами полинуклеотидов існують особливі парні відносини комплементарності (A — T, G — З), дозволяють полинуклеотидам виконувати матричні функции.

Зрозуміло, що ситуація дуже нагадує лінгвістичні та інші інформаційні системи, де інформація кодується з допомогою порядку символів. В наявності алфавіти (мономери), тексти (послідовності), матричний принцип копіювання (комплементарність). Очікується, що існують певні правила кодування, що використовуються клеткой.

" Крік і Гам «.

Цим словесним каламбуром Н.В.Тимофеев-Ресовский охарактеризував події, наступні за розшифровуванням структури ДНК. Вотсон і Крік, зрозуміло, чудово розуміли генетико-информационный зміст і значення своєї моделі. Недарма Вотсон у своїй книжці повідомляє: «Буквально все які були тоді факти переконували моїй тому, що ДНК служить матрицею, де утворюються ланцюжка РНК. Натомість, ланцюжка РНК було цілком імовірним кандидатом в ролі матриць для синтезу білка. Ідея безсмертя генів наслідувала правду, і це повісив на стіну над своїм столом аркуш із надписью.

ДНК —> РНК —> Белок.

Стрілки позначають не хімічні перетворення, а перенесення генетичної інформації… «.

У 1958 р. Крік сформулював Україні цього принципу як «центральну догму «молекулярної генетики.

Проте невдовзі після публікації моделі у бій вступила несподівана і свіжа сила. Це найбільший фізик-теоретик Г. А. Гамов (в англійської транскрипції Дж.Эн. Геймів). Наприкінці 20-х — початку 1930;х Гамов був гордістю молодий радянської теоретичної фізики. Його, випускника і аспіранта Ленінградського, друга Л. Ландау, послали зарубіжних країн в Геттінген (Німеччина) до М. Борну, потім у Копенгаген (Данія) до Н. Бору для наукової стажування. Там він виконав ряд теоретичних робіт найвищого класу тут і визнано однією з які обіцяють молодих фізиків Європи. Цікаво, що з його статей в 1930 р. опубліковано що з молодим німецьким фізиком-теоретиком Дельбрюком. А 1932 р., коли Гамова не випустили зарубіжних країн, його доповідь Сольвеевскому конгресу представив його друг Дельбрюк.

1932;го р. за поданням В. А. Вернадского і двох інших академіків Гамова обрали членом-кореспондентом АН СРСР. Він мав 28 років, його оспівували поэты:

" …радянський хлопець Гамов до атома добрався лиходій «.

(Д.Бедный).

Однак у 1933 р., виїхавши чергове Сольвеєвський конгрес, Гамов не дочекався продовження відрядження і повернувся, ставши неповерненцем. За цей великий гріх його відлучили від Академії наук, від Батьківщини. І посмертно відновили лише у 1990 г.

Гамову належали два найбільших відкриття: теорія альфа-розпаду і космологічна теорія «гарячого Всесвіту «- роботи нобелівського рівня. Третім своєю основною досягненням Гамов вважав постановку проблеми генетичного кода.

Ось як сам Гамов описував народних обранців: «Прочитавши в «Nature «у травні 1953 р. статтю Вотсона і Кріка, яка пояснювала, як спадкова інформація зберігається в молекулах ДНК у вигляді послідовності чотирьох видів простих атомних груп, відомі як «підстави «(аденін, гуанін, тимин і цитозин), я поцікавився, як інформація перетворюється на послідовність двадцяти амінокислот, що утворюють молекули протеїну. Проста ідея, яка прийшла мені голову, зводилася до того, які можна отримати 20 з 4 підрахунком числа всіх можливих триплетов, які виникають з чотирьох різних сутностей. Візьмемо, наприклад, колоду гральних карт, у якій звертаємо увагу тільки на масть карти. Скільки триплетов однієї й тієї ж виду можна було одержати? Чотири, звісно: троє хробаків, троє бубон, троє пік і три треф. Скільки триплетов з цими двома картами одному й тому ж масті та однієї інший? Нехай маємо чотири вибору третьої карти. Тому маємо 4×3 = 12 можливостей. На додачу маємо чотири триплета з усіма трьома різними картами. Отже, 4+12+4=20, але це це і є точну цифру амінокислот, яку ми хто хотів мати » .

Отже, Гамов першим сформулював проблему генетичного коду. Генетична інформація записана в полинуклеотидах як послідовності символів чотирьох типів: A, T, G і З. Потім вона перекодируется в послідовність 20 типів (амінокислот). Які Кодують групи символів може лише триплетными. Правила відповідності триплетных груп нуклеотидних символів (надалі названих кодонами) і символів амінокислот утворюють генетичного коду. Головне завдання — розшифрувати цей код, зокрема — пояснити походження числа 20, маючи у наявності 64 триплета.

Щоб осягнути такий поворот думки, слід врахувати деякі обстоятельства.

По-перше, Гамов порівняв послідовність нуклеотидів з довгою числом, записаним в четверичной системі рахунки. Жартома він його «звірячим числом », маю на увазі релігійну легенду з «Апокаліпсиса », де ім'я антихриста («звіра з безодні «) приховано під невідомим числом. Розшифровка «звіриного числа «необхідна для перемоги над звіром. З іншого боку, 20 — число амінокислот — він їх назвав «магічним числом », припускаючи, що пояснити його з управління внутрішньої структури коду — те й отже вирішити проблему.

Перша стаття Гамова і Томкинса було послано в «Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America », і відкинута редакцією, оскільки Томкинс — це міфічний персонаж популярних книжок Гамова, а чи не реальну особу. Це стаття побачила світ 1954 р. в Доповідях Датської Академії Наук у Копенгагені від імені одного Гамова.

По-друге, влітку 1953 р. Вотсон і Крік склали стандартний список з 20 амінокислот, безпосередньо що у синтезі білків, а вторинні їх похідні виключили. Згодом цей перелік був канонизирован.

По-третє, Гамов дуже невимушено використовував карткову термінологію. Чого варті хоча б, такі пасажі: «Візьмемо, наприклад, колоду гральних карт… «чи «Припустимо, ми граємо в «спрощений покер… «і далі за текстом. Образ виявився дуже точним. Справді, маємо чотири масті - дві чорних з ніжками (пурины) і ще дві червоних без ніжок (пиримидины). Послідовність нуклеотидів можна в до болю знайомому виде.

Природа хіба що зле жартує над теоретиком в «спрощений покер », гра азартна, а виграш — найбільше відкриття ХХ століття. Зрозуміло, що душі теоретиків злякалися! Збувалися передбачення Шредінгера! Зацікавленість проблемою стрімко досягла апогею. Почався оптимістичний етап до вивчення генетичного кода.

По-четверте, Гамов спробував використовуватиме розв’язання проблеми генетичного коду методи дешифрування шпигунських кодів, у яких мав певний досвід. Спочатку запропонував гіпотезу про «перекрывающемся ромбическом коді «, коли можна було простежити за певними закономірностями у структурі відомих полипептидов. У своїй автобіографії Гамов писав: » …робота була ж важка, як розшифровка секретного військового коду з урахуванням лише двох коротких послань, добутих шпигунами. Позаяк у той час я (Гамов. — В.Р.) був консультантом в Військово-морському міністерстві Сполучених Штатів там, пішов до адміралу, під командуванням якого перебував, і, чи можна доручити надсекретної криптографічного групі розшифровку японського коду. У результаті моєму відділі Університету им. Дж.Вашингтона з’явилися три человека…

Я поставив їх завдання, і за кілька тижнів вони повідомили мені, що вона має розв’язання. І це висновок отримали моїми друзьями-биологами: Мартинасом Ичасом, уродженцем Литви, і Сіднеєм Бреннером, уродженцем Південної Африки. Це виключило можливість перекрывающегося коду… «.

У цілому нині така ж доля спіткала Каріна-Даниленка та інші гіпотези. Гамов і Ичас запропонували гіпотезу «комбинаторного «коду, де всі триплеты однакового складу вважалися синонімами; 64 триплета утворили 20 груп (магічне число!); код був вырожден, триплеты з тексту не перекривалися. Цілком імовірно на правду! Однак це код був забракован.

Крік, Гриффитс (племінник відкривача трансформації) і Л. Орджел запропонували ідею «коду без ком », коли триплеты з тексту не відділені певними знаками, але зчитуються єдиним чином: які кодують — 20 гетеротриплетов, проте їх циклічні перестановки (40) — некодирующие. Чотири гомотриплета у разі - теж некодирующие. Цього варіанта також не підтвердився, хоча сама проблема «кодів без ком «досліджується математиками досі пор.

У цьому вся розумовому змаганні брали участь багато видатні математики, фізики, хіміки, інженери, і навіть — наукова молодь. Проте, попри дотепність багатьох пропозицій, їх усіх неверными.

" Природа хитра… «- уклав Гамов через 10 лет.

Оптимістичний етап вивчення генетичного коду закінчився. Настав час експериментального рішення, що у результаті виявилося дуже успішним і немає іншим. Ім'я Гамова майже зникла з наукової літератури з молекулярної біології. У 1968 р. він умер.

Значення робіт Гамова було досить точно сформульовано Кріком: «Важливість роботи Гамова зводилася до того, що це був справді абстрактна теорія кодування, котра була перевантажена масою необов’язкових хімічних деталей… «Інакше висловлюючись, це був информационно-кибернетический підхід в чистому вигляді, який згодом цілком виправдав себе розробки теорії молекулярно-генетичних системам управління і генетичного языка.

Молекулярні основи життя опинилися у центрі наукових інтересів Л. Полинга. Разом зі своїми співробітниками Л. Полінг, виконав ряд блискучих досліджень з структурі білка і встановив, що захворювання серпоподібноюклітинної анемією пов’язані з утворенням еритроцитах людини аномального гемоглобіну. Серповидно-клеточная анемія було названо Л. Полингом «Молекулярної хворобою ». На думку дослідника, на зміну структури і функції макромолекул чи недолік фізіологічно активних молекул в організмі можуть бути причиною розладу здоров’я й низки захворювань людини. У зв’язку з цим зрозумілий інтерес Л. Полинга до проблем замісної гормональної терапії, зокрема до витаминотерапии, спрямованої на концепцію дефіциту в організмі сполук, які забезпечують оптимальний рівень фізіологічних процесів. Із цілковитою підставою до найважливіших активаторів життєвих процесів і коштів, що підвищують стійкість організму до простудним і інфекційних захворювань, відносить Полінг вітамін С.

Людина й інші мутанты.

Переді мною аптечний пляшечку з етикеткою: «Аскорбінова кислота 0,05 р. Дітям 1 прим., дорослим 2 — 3 прим. ». Сверяюсь з таблицами…

Аби жити довше й відчувати себе краще, таких жовтеньких таблеток потрібно ковтати щонайменше двадцяти щодня, а краще відразу п’ятдесят чи сто.

Марення якесь. Проте Лайнуса Полинга, однієї з батьків сучасної біохімії, відкривача білкової альфа-спирали, я звикла поважати. Як говорив К. С. Льюис, Якщо людина, який зробив неймовірне заяву, доти був розумний і правдивий, ми маємо права відразу вказувати назву брехуном чи дурнем. Треба, по крайнього заходу, вислухати його аргументы.

Усім фахівцям відомо, деякі речовини, необхідні людині, не синтезуються в організмі, а надходять ззовні. Передусім це вітаміни і незамінні амінокислоти, найважливіші компоненти повноцінного харчування (над криза чи сказано). Та хто ставить запитання: як це сталося, що понад десять абсолютно необхідних речовин, у організмі не синтезується? Живуть адже лишайники і нижчі гриби на мінімумі органіки і усе необхідне створюють на власної біохімічної кухні. Чому в нас так не выходит?

Речовини, що видобуваються у зовнішній середовищі (отже, можуть надходити нерегулярно або зовсім прірву), навряд чи зайняли б важливі «посади «в метаболізмі. Мабуть, древні вміли синтезувати і вітаміни, і всі амінокислоти. Пізніше гени, які кодують потрібні ферменти, були зіпсовані мутаціями, але мутанти не гинули, якщо знаходили їжу, яка восполняла дефіцит. Вони навіть здобували перевагу перед немутантной ріднею: перетравлювання їжі і видалення відходів вимагає не менше енергії, ніж синтез корисного речовини de novo. Неприємності починалися лише за зміні рациона…

Вочевидь, щось подібне відбувалося із інші види. Крім покупців, безліч людиноподібних мавп, аскорбінову кислоту не вміють синтезувати і інші досліджені примати (наприклад, біляча мавпа, макака-резус), морські свинки, деякі кажани, 15 видів птахів. У багатьох інших тварин (зокрема у пацюків, мишей, корів, кіз, кішок та собак) з аскорбінової кислотою всі у порядке.

Цікаво, що й серед морських свинок, серед людей зустрічаються індивідууми, які непогано уникають аскорбінки чи потребують набагато менших її кількостях. Найзнаменитіший з цих людей — Антоніо Пифагегга, супутник і хроніст Магеллана. У його корабельному журналі зазначено, що під час подорожі на флагманському кораблі «Тринідад «25 людина із захворіло цингою, сам Пифагегга, «дякувати Богові, не відчув такого недуги ». Сучасні досліди з добровольцями також показали, що бувають люди з зменшеної потреби у вітаміні З: за обов’язком не їдять ні фруктів, ні зелені і забезпечених. Можливо, у тому генах сталися виправлення, вернувшие активність, або ж з’явилися інші мутації, дозволяють більш повно засвоювати вітамін З з їжі. Але спочатку запам’ятаємо головне: потреба у аскорбінової кислоті индивидуальна.

[pic].

Рис. 1.

Перетворення аскорбінової кислоти в дегидроаскорбат необхідне нормального перебігу деяких найважливіших клітинних реакцій. Дія вітаміну З як стимулятора імунної системи ще остаточно вивчено, але сам факт стимуляції заборонена сомнению.

Трохи биохимии.

навіщо взагалі потрібно було це незамінне речовина? Основна роль аскорбінової кислоти (точніше, аскорбат-иона, що у нашому внутрішньому середовищі ця кислота диссоциирует) — що у гидроксилировании біомолекул (мал.1). У часто у тому, щоб фермент приєднав до молекули ОН-группу, одночасно має відбутися окислювання аскорбат-иона до дегидроаскорбата. (Тобто вітамін З не каталитически, а витрачається, як та інші реагенты.).

Найважливіше реакція, яку забезпечує вітамін З, — синтез колагену. На цьому білка, власне, сплетено наше тіло. Коллагеновые тяжи і сітки формують з'єднувальні тканини, колаген міститься у шкірі, кістках і зубами, в стінках судин та покликом серця, в стекловидном тілі очей. Аби всі ці арматура могла зібратися з белка-предшественника, проколлагена, певні амінокислоти у його ланцюжках (пролин і лізин) маємо отримати ОН-группы. Коли аскорбінки бракує, спостерігається дефіциту колагену: припиняється зростання організму, відновлення старіючих тканин, загоєння ран. Як наслідок — цинготные виразки, випадання зубів, ушкодження стінок судин й інші страшні симптомы.

Інша реакція, у якій бере участь аскорбат, перетворення лізину на карнитин, відбувається у м’язах, а сам карнитин необхідний м’язових скорочень. Звідси почуття виснаження й слабкість при С-авитаминозах. З іншого боку, організм використовує гидроксилирующее дію аскорбата, щоб перетворювати шкідливі сполучення в нешкідливі. Так, вітамін З дуже непогано сприяє виведенню холестерину з організму: що більше вітаміну вживає людина, то швидше холестерин перетворюється на жовчні кислоти. Подібним чином швидше виводяться і бактеріальні токсины.

З зворотним процесом — відновленням аскорбата з дегидроаскорбата — очевидно, пов’язано дію витаминов-синергистов З (тобто посилюючих ефект від участі його прийому): з цих вітамінів, як, наприклад, Є, мають відбудовними властивостями. Цікаво, що відновлення аскорбата з полудегидроаскорбата теж залучено на вельми важливий процес: синтез дофаміну, норадреналіну і адреналіну з тирозина.

Нарешті, вітамін З викликає фізіологічні ефекти, механізм яких ще розкрито остаточно, але наявність їх виходу чітко продемонстровано. Найбільш відомий їх — стимуляція імунної системи. У посилення імунної системи вносить внесок і збільшення кількості лімфоцитів, і якнайшвидше переміщення фагоцитів доречно інфекції (якщо інфекція локальна), та інших чинники. Показано, що у організмі хворого при регулярних прийомах вітаміну З підвищується вироблення интерферона.

Від раку до сінний лихорадки.

З сказаного у попередній главі легко обчислити, які хвороби повинен запобігати вітамін З. Про цингу ми думати, оскільки сподіваємося, що для наших читачів вона загрожує. (Хоча навіть у розвинених країнах іноді хворіють цингою. Причина, зазвичай, — не відсутність грошей на фрукти, а лінь, і байдужість хворого. Апельсини, звісно, дороге задоволення, але смородина влітку, і квашена капуста взимку нікого ще разорили.).

Проте цинга — екстремальний випадок авітамінозу З. Потреба цьому вітаміні зростає й у багатьох інших випадках. Посилення імунної системи і активний синтез колагену — те й загоєння ран і опіків, і післяопераційна реабілітація, і гальмування зростання злоякісних пухлин. Як відомо, пухлини, щоб зростати, виділяють в межклеточное простір фермент гиалуронидазу, який «розпушує «оточуючі тканини. Пришвидшивши синтез колагену, організм міг би протидіяти цьому розбійному нападу, локалізувати пухлина і, то, можливо, навіть задушити її в колагенових сетях.

Зрозуміло, просте, і загальнодоступне засіб від раку не вселяє довіри. Але слід зазначити, що сама Полінг будь-коли закликав онкологічних хворих замінити всі види терапії ударними дозами аскорбінової кислоти, а пропонував застосувати і й інше. А спробувати засіб, яке теоретично воно може допомогти, було б злочинно. Ще роки Полінг і шотландський медик Айвен Камерон провели кілька серій експериментів в клініці «Вейл оф Левен «в Лох-Ломондсайде. Результати були такі вражаючими, що у незабаром Камерон перестав виділяти у своїх пацієнтів «контрольну групу «- вважав аморальним заради чистоти експерименту позбавляти людей ліки, яке довело свою придатність (рис.2).

[pic].

Рис. 2 Дія сверхдоз аскорбінової кислоти при восьми видах онкологічних заболеваний.

У контрольної групі (вона показано гладкою лінією) спати зірвалася нікого, серед пацієнтів Полинга і Камерона є выздоровевшие.

Подібні результати отримав доктор Фукуми Моришиге у Японії, в онкологічної клініці міста Фукуока. За даними Камерона, у 25% хворих, одержували по 10 р аскорбінової кислоти щодня пізній стадії раку, вповільнювався зростання пухлини, у 20% пухлина переставала змінюватися, у 9% - регресувала, і в 1% спостерігалася повна регресія. Ідейні противники Полинга різко критикують його в цій області, але десятки людських життів — аргумент весомый.

Про лікування грипу і застуди «по Полингу «знають усі. Регулярний прийом великих доз аскорбінки знижує захворюваність. Сверхдозы за першого симптоми запобігають хвороба, а сверхдозы, прийняті із запізненням, полегшують її протягом. Із цією положеннями Полинга вже серйозно не сперечається. Суперечки точаться лише у тому, наскільки відсотків і яких умовах прийому знижується відсоток уражених хворобою і пришвидшується одужання. (Про це ще поговоримо.) Зниження температури після прийому вітаміну З викликається його протизапальною ефектом — гнобленням синтезу специфічних сигнальних речовин, простагландинів. (Отож жертвам сінний лихоманки і іншим алергікам аскорбінка також може бути полезна.).

Подібною діють багато антигістамінні кошти, наприклад аспірин. З одним «але »: синтез однієї з простагландинів, саме PGE1, аскорбінова кислота не пригнічує, а стимулює. Тим часом він підвищує специфічний иммунитет.

Добова доза по Мінздоров'я і з горилле.

Одне слово, у цьому, що вітамін З корисний здоров’ю, немає сумнівів навіть найнепримиренніші противники Полинга. Запеклі суперечки протягом тридцяти років йдуть тільки про кількість, у його треба принимать.

Насамперед, звідки вони взялися узвичаєні норми — добові дози вітаміну З, які фігурують в енциклопедіях і довідниках? Щоденна норма для дорослого чоловіка, рекомендована Академією наук США, — 60 мг. Наші норми варіюють залежно від статі, віку і її професії людини: 60 — 110 мг чоловікам і 55 — 80 тоді. За цих і великих дозах не буває жодного цинги, ні вираженого гиповитаминоза (стомлюваності, кровоточивости ясен). За даними статистики, люди, які споживають щонайменше 50 мг вітаміну З, ознаки старості виявляються пізніше на 10 років, ніж у, чиє споживання не дотягує доти мінімуму (залежність не плавна, саме скачкообразная).

Проте мінімальна і оптимальна доза — не один і той ж, і, якщо людина не хворий цингою, але це означає, що він цілком здоровий. Ми, нещасні мутанти, нездатні забезпечити себе цим життєво важливих речовиною, мали бути зацікавленими ради кожному його кількості. Але скільки вітаміну З треба задля повного счастья?

Зміст аскорбінки в організмі (як та інших речовин, необхідних всіх органах і тканинам) часто висловлюють в миллиграмах на одиницю ваги тваринного. У організмі пацюки синтезується 26 — 58 мг аскорбінової кислоти на кілограм. (Таких великих пацюків, на щастя, немає, але у кілограмах зручніше порівнювати дані про різних видів.) Якщо перелічити по середня вага людини (70 кг), це дозволить 1,8 — 4,1 р — усе своєю чергою величини ближчі один до Полингу, ніж до офіційним нормам! Схожі дані отримані та інших животных.

Горила, яка, як і ми, дефектна по синтезу аскорбінової кислоти, але, на відміну нас, сидить на вегетаріанської дієті, на добу споживає близько 4,5 р вітаміну З. (Щоправда, треба пам’ятати, що сьогодні середня горила переважає середнього людини.) Якщо ж б людина суворо дотримувався рослинної дієти, він б він отримував за свої 2500 калорій, необхідні життя, від двох до дев’яти грамів аскорбінки. Харчуючись однієї смородиною і свіжим перцем, можна з'їсти і всі 15 грамів. Виходить, що «кінські дози «цілком физиологичны і з зауважують звичайному здоровому метаболизму.

Проте в більшості людей вільного часу менше, ніж в горил. Цілий день ремиґати свіжу низькокалорійну зелень, овочі й фрукти нам не дозволять справи. І вегетаріанська дієта, що містить варені продукти, становища не поправить. Звичайний повноцінний денний раціон без сыроядения і іншого героїзму видає лише лише близько 100 мг. Навіть якщо його покласти в тарілку капустяного салату і запити його апельсиновим соком.

Отже, у сучасних городян немає нічого іншого, крім додаткового прийому вітаміну З Ми попалися у боргову пастку, поставлену еволюцією, — спочатку втратили власний механізм синтезу аскорбінової кислоти, і потім навчилися полювати і ступили на шлях цивілізації, який повів нас від зелені і фруктів, належних вищим приматів, безпосередньо до цинзі і грипу. Але ті самі досягнення цивілізації подарували нам біохімію і органічний синтез, що дозволяє отримувати дешеві і загальнодоступні вітаміни. Чому би скористатися цим преимуществом?

" Будь-який препарат у великих дозах стає отрутою. Медикам давно відомі гіпервітамінози — хвороби, викликані надлишком вітаміну в організмі. Цілком мабуть, що пацієнт Полинга, почавши лікуватися від однієї хвороби, запрацює іншу ". Це зневага до Полинга питання принциповий. У своїх книжках він часто згадує, як і 60-ті роки, займаючись біохімією психічних захворювань, роботи канадських лікарів, яка давала ударні дози вітаміну В3, (до 50 р щодня) хворим на шизофренію. Полінг звернув увагу до парадоксальне поєднання властивостей: висока біологічна активність при мінімальної токсичності. Тоді ж вона назвав вітаміни і подібні їм сполуки «ортомолекулярными речовинами », щоб від інших ліків, які так легко вписуються в природний метаболизм.

Вітаміни загалом і аскорбінова кислота зокрема, пише Полінг, значно менш отруйні, ніж звичайні поширені засоби від застуди. Аспірином щорічно труяться до смерті десятки людей, проте сталося ні випадку отруєння аскорбінкою. Що ж до надлишку в організмі: описані гіпервітамінози А, D, але гіпервітамінозу З досі не описав ніхто. Неприємний єдиний ефект за його вживанні у великих дозах — послабляющее действие.

" Надлишок аскорбінової кислоти сприяє камнеобразованию, шкідливий для печінки, зменшує вироблення інсуліну. Лікування сверхдозами аскорбінової кислоти може бути застосована, якщо хворому необхідно підтримувати лужну реакцію сечі «. Про шкоду вітаміну З досі роблять рівні емоційного протиставлення «таблеток «і «природного ». Не було жодного коректного, добре спланованого експерименту, який би переконливо продемонстрував цей шкода. На тому випадку, коли чомусь небажаний прийом великих доз кислого речовини, може приймати, наприклад, аскорбат натрію. (Його легко приготувати, розчинивши порцію аскорбінки в склянці води чи соку і, «погасивши «содою, відразу випити.) Аскорбат як і дешевий і такий самий ефективний, а реакція в нього щелочная.

" Немає сенсу приймати величезні дози вітаміну З, які рекомендує Полінг, оскільки надлишок однаково не засвоюється, а виводиться з організму з сечею і калом ". Справді, за місячного споживання аскорбінки у невеликих кількостях (до 150 мг щодня) її концентрація у крові приблизно пропорційна споживання (майже п’ять мг/литр на кожні 50 мг проковтнутих), а зі збільшенням дози ця концентрація зростає повільніше, зате зростає зміст аскорбата в сечі. Але інакше і неспроможна. Первинна сеча, фильтрующаяся в ниркових канальцах, перебуває у рівновазі з плазмою крові, й у неї потрапляє багато людей цінні речовини — як аскорбат, а й, наприклад, глюкоза. Потім сеча концентрується, відбувається зворотне всмоктування води, а спеціальні молекулярні насоси повертають в ліжок все цінні речовини, які шкода втрачати, зокрема і аскорбат. При споживанні близько 100 мг аскорбінки на добу знову на кров повертається більш 99%. Вочевидь, робота насоса забезпечує найповніше засвоєння доз, близьких до мінімальної: подальше збільшення потужності - це надто великі по еволюційним мірками затраты.

Зрозуміло, чим більше початкова (відразу після перетравлення їжі) концентрація аскорбінки у крові, то більше вписувалося втрати. І все-таки і за дозах більше однієї грама три чверті вітаміну засвоюється, а попри величезні «полинговских «дозах (понад десять грамів) близько 38% вітаміну залишається в крові. З іншого боку, аскорбінова кислота в сечі і калі запобігає розвиток раку кишечника і сечового пузыря.

" Сверхдозы аскорбінової кислоти перешкоджають зачаття, а й у вагітних можуть викликати викидень ". Надаємо слово самому Лайнусу Полингу. «Підставою для таких заяв послужила коротка замітка двох лікарів із Радянського Союзу, Самбірської і Фердмана (1966). Вони повідомили, що двадцяти жінкам віком від 20 до 40 років із затримкою менструації від 10 до 50 днів орально давали по 6 р аскорбінової кислоти протягом кожного із трьох послідовних днів і що в 16 їх після цього відновилися менструації. Я написав Самбірської і Фердману лист із проханням повідомити, чи проводили який-небудь тест на вагітність, але замість відповіді вони надіслали мені бачити ще примірника своєї статті «.

Так виникають міфи. На Америці аскорбінку разом із биофлавоноидами і вітаміном До прописують саме запобігання викидня. Аскорбінку у великих дозах застосовують для профілактики перенашивания вагітності, під час останніх тижнях терміну. Але цих випадках її дії скоріш нормализующее, ніж навпаки. І на нормі аскорбінова кислота вагітної жінці дуже потрібна: коли дитина зростає, синтез колагену йде на повну котушку. Ще 1943 року було встановлено, що концентрація аскорбата у крові пуповини приблизно в чотири рази перевищує концентрацію у крові матері: зростаючий організм вибірково «висмоктує «потрібну речовину. Майбутнім мамам навіть офіційна медицина рекомендує по вышенную норму аскорбінки (наприклад, таблетки для вагітних і годують жінок «Lady «p.s formula «містять її 100 мг). І дуже навіть російські лікарі іноді радять вагітним приймати аскорбінку, ніж захворіти на грип: при перших, найслабших симптоми чи помирають після контакту із психічно хворою — півтора грама, другого і третього дня — по грамму.

Заключение

.

Останні років із двадцять свого життя — помер Лайнус Полінг 1994 року — розробляв теорію, за якою людина має споживати підвищені дози вітаміну З. Сам Полінг з'їдав 18 грамів щодня (!) «аскорбінки «при встановленої медичної нормі 60−200 міліграмів. Людина, як і морська свинка, наприклад, внаслідок мутації втратив можливість виробляти вітамін З у своїй організмі, тому і потребує інтенсивному споживанні цього сполуки, вважав Полінг. Власне, цієї гіпотезі великого вченого ми бачимо зобов’язані несподівано що виникли «культом Полинга «на російському телевидении.

1995 року США було організовано якась фірма «Ірвінг Нейчуралс », отримавши право в родичів Полинга використати його ім'я для реклами своєї продукції - харчових добавок. У Росії її дистриб’ютором цієї категорії продукції стала фірма «Кобра Інтернейшнл » .

Треба сказати, у Росії харчові добавки до недавнього часу завжди розглядалися як ліки; США харчові добавки — продукт. Маленька термінологічна різниця у результаті призводить до дуже відчутним матеріальним вигодам. Ліки маємо проходити дуже жорсткі випробування спочатку — на безпеку, потім — на ефективність. Доводити ефективність харчових добавок зайве. Економія коштів — величезна, плюс спрощення всіх бюрократичних процедур. У для випуску нової харчової добавки досить попередити звідси відповідні інстанції за 90 дней.

У моєму рефераті висвітлюється значення біологічно активних речовин для організму людини, та інших функцій, важливих для професійної діяльності, профілактики захворюваності, і регуляції рождаемости.

Я розглянула масу різноманітних публікацій негативного впливу аскорбінової кислоти на людини. Наведений тут матеріал я вважаю найбільш значительным.

1. П. Лайнус «Вітамін З повагою та здоров’я », видавництво «Наука », 1974.

2. Журнал «Хімія життя й », № 1, 1976 г.

3. Журнал «Хімія життя й », № 7, 1995 г.

4. Журнал «Наука життя й », 1996 г.

5. Газета «Цілком таємно », № 3, 2001 г.

6. Щотижневої газеті «Алфавіт «[pic].

7. Щомісячному журналу «Aх… «[pic].

8. «Лауреати Нобелівської премії. », Енциклопедія, Пер. з англ.;

М.:Прогресс, 1992. ———————————- [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].