Leslie Orgel

Leslie Eleazer Orgel FRS (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.

Biografía

Leslie Orgel nació en Londres, Inglaterra, el (1927-01-12)12 de enero de 1927. 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 de 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 Tecnológico 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 ese momento. él y los otros científicos trabajaban en el Departamento de Química de la Universidad de Oxford. Según la fallecida Dra. Beryl Oughton, más tarde Rimmer, viajaron todos juntos en dos coches una vez que Dorothy Hodgkin les anunció que iban a Cambridge para ver el modelo de la estructura del ADN. Todos quedaron impresionados por el nuevo modelo DNA, especialmente Brenner, que posteriormente trabajó con Crick; El propio Orgel también trabajó con Crick en el Instituto Salk de Estudios Biológicos.

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 en revistas revisadas por pares y escribió un libro de texto titulado Transition Metal Chemistry: Ligand Field Theory (1960). Desarrolló el diagrama de Orgel que muestra las energías de los términos electrónicos en complejos de metales de transición.

Orgel formuló su teoría del envejecimiento sobre el error de traducción de proteínas y la catástrofe en 1963 (antes de que Manfred Eigen usara el término para referirse a la catástrofe por error mutacional), que desde entonces ha sido cuestionada experimentalmente.

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 anticancerígenos más utilizados en la actualidad.

Junto con Stanley Miller, Orgel también sugirió que los ácidos peptídicos nucleicos (en lugar de los ácidos ribonucleicos) constituían los primeros sistemas prebióticos capaces de autorreplicarse en la Tierra primitiva.

Su nombre es conocido popularmente debido a las reglas de Orgel, que se le atribuyen, en particular la Segunda Regla de Orgel: "La evolución es más inteligente que tú".

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 congreso "¿Qué es la vida?" Conferencia en el Trinity College de Dublín, Irlanda, junto con muchos otros científicos destacados que exploran el origen de la vida, como Manfred Eigen, John Maynard Smith y Stephen Jay Gould. La charla de Orgel versó sobre “Estructura molecular y cristales desordenados”.

Orgel murió de cáncer de páncreas el 27 de octubre de 2007 en el San Diego Hospice & Cuidados paliativos en San Diego, California.

Investigación sobre el origen de la vida

Síntesis de nucleobases

Orgel propuso una solución novedosa a un problema con el mecanismo de síntesis de nucleobases 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.

Orgel sugirió que el cianuro de hidrógeno estaba congelado en solución. Esto concentraría las moléculas de HCN en los espacios entre la red cristalina del hielo y también resolvería el problema de que el HCN sea demasiado volátil en una solución de agua líquida.

Formación de nucleósidos

Para la síntesis de nucleósidos (nucleobase + azúcar ribosa), Orgel sugirió un enfoque casi opuesto: calentar una mezcla de ribosa y las nucleobases purínicas hipoxantina, adenina y guanina hasta sequedad en presencia de iones de magnesio. Esta reacción coloca el enlace glicosídico en la posición correcta de dos maneras: la nucleobase se une al carbono correcto de la ribosa y en la orientación correcta (el anómero beta).

Sin embargo, la síntesis fue criticada más tarde porque solo funcionaba mejor 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.

Pomerización de ARN

Continuando con su trabajo estudiando la síntesis prebiótica de ARN, Orgel exploró los mecanismos mediante los cuales los grupos fosforilo de nucleótidos y fosfatos inorgánicos podrían activarse químicamente para su condensación en polímeros de ácido nucleico. A partir de la década de 1960, Orgel exploró una variedad de agentes activadores a base de cianuro que podrían haber estado presentes en una Tierra joven. Se descubrió que un reactivo de carbodiimida era eficaz para activar grupos fosforilo de nucleótidos y promover la formación de dímeros y trímeros cortos de adenosina. En 2018, John D. Sutherland y sus colaboradores propusieron que el isocianuro de metilo y el acetaldehído podrían combinarse para formar un agente activador de fosfato prebiótico que posiblemente podría haberse formado en las condiciones de la Tierra primitiva.

Orgel también teorizó que una sola cadena de ARN podría haber sido la plantilla para la primera vida en la Tierra y que estos nucleótidos activados por imidazol podrían haber utilizado esta cadena plantilla de ARN para polimerizarse y replicarse. Lohrmann y Orgel informaron que el derivado fosforimidazolida del monofosfato de adenosina (en el que el oxígeno del grupo fosforilo se sustituye por un anillo de imidazol) forma oligómeros de adenosina cortos en presencia de plantillas de poliuridina. Descubrieron además que el catión metálico divalente utilizado para catalizar la reacción influía en la regioquímica del enlace entre nucleótidos. Pb²⁺ proporcionó principalmente nucleótidos con enlaces 5'-2', mientras que Zn²⁺ proporcionó principalmente nucleótidos con enlaces 5'-3' de guanosina fosforimidazolidas en presencia de una policitidina. plantilla. También se demostró que la arcilla de montmorillonita promueve la polimerización de adenosina fosforimidazolida en oligonucleótidos de decenas de bases de longitud a partir de un cebador de poliadenosina de 10 unidades. En ausencia de montmorillonita, el cebador se tapó mediante la formación de un pirofosfato de adenosina en 5'.

Los productos de oligonucleótidos en los primeros estudios generalmente se caracterizaban mediante una combinación de radiomarcado con ¹⁴C, electroforesis en gel y electroforesis en papel. Se utilizó digestión enzimática para diferenciar los regioisómeros. La llegada de la HPLC permitió la caracterización de oligómeros largos de guanosina.

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 incluso a sugerir que la vida en la Tierra fue diseñada por una especie alienígena y enviada a la Tierra.. Propusieron un diseño para la nave espacial que los extraterrestres podrían haber utilizado para sembrar vida en la Tierra.

Mundo del ARN

A finales de la década de 1960, Orgel propuso que la vida se basaba en el ARN antes que en el ADN o las proteínas. Su teoría incluía genes basados en ARN y enzimas de ARN. Esta visión se desarrollaría y daría forma a la ahora ampliamente aceptada hipótesis del mundo del ARN.

Casi treinta años después, Orgel escribió una extensa reseña sobre la hipótesis del Mundo ARN. Esta revisión destacó muchas síntesis propuestas para el ARN y sus partes en condiciones abióticas, señaló la importancia del descubrimiento de las 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 ribosa tal como ácido treosa nucleico (TNA) y ácido peptínucleico (PNA).

En conclusión, escribió Orgel, "Hay que reconocer que, a pesar de los considerables avances, el problema del origen del Mundo ARN está lejos de estar resuelto".

Premios

• Elegido a la Academia Nacional de Ciencias en 1990.
• Elegido como miembro de la Royal Society de Londres en 1962.
• American Academy of Arts and Sciences

Libros

• Leslie E. Orgel, Introducción a la química transition-metal. The Ligand Field Theory, 1961
• Leslie E. Orgel, Los orígenes de la vida: Molecules y Selección Natural, 1973
• Leslie E. Orgel y Stanley L. Miller, Los orígenes de la vida en la Tierra, 1974