Реферат: Лайнус Карл Полинг : Как жить долго и быть здоровым - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Лайнус Карл Полинг : Как жить долго и быть здоровым

Банк рефератов / Медицина и здоровье

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 500 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

34 Муниципальная средняя школа № 8 Реферат на тему : Лайн ус Карл Полинг Выполнила : ученица 11 Б класса Шарова Ольга Утвердил : учитель биологии Кузнецова Л . А. Кострома 2001 год. Содержание : Введение 3 Биография 4 Материальный носитель 11 Двойная спираль ДНК 14 "Крик и Гам " 19 Человек и другие мутанты 24 Немного биохимии 26 От рака до сенной лихорадки 27 Суточная доза по Минздраву и по горилле 29 Заключение 34 Литература 35 "Жизнь - это не свойство какой-либо одной молекулы , а скорее результат взаимодействия между молекулами " Лайнус Полинг Введение "ОН НАСТОЯЩИЙ гений !" - Альберт Эйнштейн о Лайнусе Полинге ". Телевизионный рекламный ролик вот уже , наверное , месяца два напоминает нам о 100-летии со дня рождения действительно незаурядного американского ученого . Однако в такое бескорыстие рекламодателей верится с трудом . В к о нце концов , почему бы не напомнить о дне рождения самого Альберта Эйнштейна (14 марта 1879 г .). Да мало ли еще достойных имен в мире науки ! Почему же все-таки Лайнус Карл Полинг ? Полинг , Крик и Уотсон возможно не осознавали в свое время , что их работы под вели к порогу новой эры в биологической науке . К моменту открытия двойной спирали биология , и химия были в первую очередь ремеслом , искусством практики . Эти науки создавались небольшими группами людей в основном в рамках академических исследований . Но сем е на перемен были уже посеяны . Благодаря ряду открытий в области лекарственных средств , и в первую очередь благодаря открытиям вакцины против полиомелита и пенициллина , наука биология подошла вплотную к тому , чтобы стать отраслью промышленности. Сегодня таки е области , как органическая химия , молекулярная биология и основные исследования по созданию лекарственных препаратов перестали быть делом небольшого числа «ремесленников» ; они превратились в промышленное производство . Академические исследования еще продо л жаются , однако же , явно большая часть исследователей и финансов , выделяемых на исследования , сосредоточены в фармацевтической промышленности . Союз науки с промышленностью , по меньшей мере , непрост . С одной стороны , фармацевтические компании в состоянии фи н ансировать исследования в объемах , о которых академические институты могут только мечтать . С другой стороны , это финансирование направляется только в темы , представляющие для компаний интерес . Судите сами , что предпочтет профинансировать фармацевтическая к омпания : исследования в области поисков способов излечения болезни , или исследования. Биография Американский химик Лайнус Карл Полинг (Паулинг ) родился в Портленде (штат Орегон ), в семье Льюси Айзабелл (Дарлинг ) Полинг и Хермана Хенри Уильяма Полинга , фармацевта . Полинг-старший умер , когда его сыну исполнилось 9 лет . Полинг с детства увлекался наукой . Вначале он собирал насекомых и минералы . В 13-летнем возрасте один из друзей Полинг приобщил его к химии , и будущий ученый начал с тавить опыты . Делал он это дома , а посуду для опытов брал у матери на кухне . Лайнус посещал Вашингтонскую среднюю школу в Портленде , но не получил аттестата зрелости . Тем не менее , он записался в Орегонский государственный сельскохозяйственный колледж (по з же он стал Орегонским государственным университетом ) в Корваллисе , где изучал главным образом химическую технологию , химию и физику . Чтобы поддержать материально себя и мать , он подрабатывал мытьем посуды и сортировкой бумаги . Когда Полинг учился на предп о следнем курсе , его как на редкость одаренного студента приняли на работу ассистентом на кафедру количественного анализа . На последнем курсе он стал ассистентом по химии , механике и материалам . Получив в 1922 г . степень бакалавра естественных наук в област и химической технологии , Полинг приступил к подготовке докторской диссертации по химии в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Полинг был первым в Калифорнийском технологическом институте , кто по окончании этого высшего учебного заведения сра зу стал работать ассистентом , а затем преподавателем на кафедре химии . В 1925 г . ему была присуждена докторская степень по химии summa cum laude (с наивысшей похвалой . – лат .). В течение последующих двух лет он работал исследователем и был членом Националь ного научно-исследовательского совета при Калифорнийском технологическом институте . В 1927 г . П . получил звание ассистент-профессора , в 1929 – адъюнкт-профессора , а в 1931 г . – профессора химии. Работая все эти годы исследователем , Полинг стал специалистом по рентгеновской кристаллографии – прохождению рентгеновских лучей через кристалл с образованием характерного рисунка , по которому можно судить об атомной структуре данного вещества . Применяя этот метод , Лайнус изучал природу химических связей в бензоле и других ароматических соединениях (соединениях , которые , как правило , содержат одно или несколько бензольных колец и обладают ароматичностью ). Стипендия Гуггенхейма позволила ему провести учебный год за изучением квантовой механики у Арнольда Зоммерфельда в Мюнхене , Эрвина Шредингера в Цюрихе и у Нильса Бора в Копенгагене . Созданной Шредингером в 1926 г . квантовой механике , которая была названа волновой механикой , и изложенному Вольфганго м Паули в 1925 г . принципу запрета предстояло оказать глубокое влияние на изучение химических связей. В 1928 г . Полинг выдвинул свою теорию резонанса , или гибридизации , химических связей в ароматических соединениях , которая основывалась на почерпнутой из к вантовой механики концепции электронных орбиталей . В более старой модели бензола , которая время от времени еще использовалась для удобства , три из шести химических связей (связывающих электронные пары ) между смежными атомами углерода были одинарными связя м и , а остальные три – двойными . Одинарные и двойные связи чередовались в бензольном кольце . Таким образом , бензол мог обладать двумя возможными структурами в зависимости от того , какие связи были одинарными , а какие – двойными . Известно было , однако , что д в ойные связи короче , чем одинарные , а дифракция рентгеновских лучей показывала , что все связи в молекуле углерода имеют равную длину . Теория резонанса утверждала , что все связи между атомами углерода в бензольном кольце были промежуточными по характеру меж д у одинарными и двойными связями . Согласно модели Полинга , бензольные кольца можно рассматривать как гибриды их возможных структур . Эта концепция оказалась чрезвычайно полезной для предсказания свойств ароматических соединений. В течение последующих несколь ких лет Лайнус продолжал изучать физико-химические свойства молекул , особенно связанных с резонансом . В 1934 г . он обратил внимание на биохимию , в частности на биохимию белков . Совместно с А .E. Мирски он сформулировал теорию строения и функции белка , вмес т е с Ч.Д. Корвеллом изучал влияние оксигенирования (насыщения кислородом ) на магнитные свойства гемоглобина , кислородсодержащего белка в красных кровяных клетках. Когда в 1936 г . умер Арту Нойес , Полинг был назначен деканом факультета химии и химической тех нологии и директором химических лабораторий Гейтса и Креллина в Калифорнийском технологическом институте . Находясь на этих административных должностях , он положил начало изучению атомной и молекулярной структуры белков и аминокислот (мономеров , из которых состоят белки ) с применением рентгеновской кристаллографии , а в учебном 1937-1938 гг . был лектором по химии в Корнеллском университете в Итаке (штат Нью-Йорк ). В 1942 г . ему и его коллегам , получив первые искусственные антитела , удалось изменить химическую структуру некоторых содержащихся в крови белков , известных как глобулины . Антитела представляют собой молекулы глобулина , выработанные специальными клетками в ответ на вторжение в тело антигенов (чуждых веществ ), таких , как вирусы , бактерии и токсины . Ан т итело сочетается с особым видом антигена , который стимулирует его образование . Полинг выдвинул верный постулат , что трехмерные структуры антигена и его антитела комплементарны и , таким образом , «несут ответственность» за образование комплекса антиген – ан т итело . В 1947 г . он и Джордж У. Бидл получили субсидию для проведения рассчитанных на пять лет исследований механизма , с помощью которого вирус полиомиелита разрушает нервные клетки . В течение следующего года Полинг занимал должность профессора Оксфордско г о университета. Работа над серповидноклеточной анемией началась в 1949 г ., когда он узнал , что красные кровяные клетки больных этой наследственной болезнью становятся серповидными только в венозной крови , где низок уровень содержания кислорода . На основе з нания химии гемоглобина П . немедленно выдвинул предположение , что серповидная форма красных клеток вызывается генетическим дефектом в глубине клеточного гемоглобина . (Молекула гемоглобина состоит из железопорфирина , который называется гема , и белка глобин а .) Это предположение – наглядное свидетельство удивительной научной интуиции , столь характерной для Полинга . Три года спустя ученому удалось доказать , что нормальный гемоглобин и гемоглобин , взятый у больных серповидноклеточной анемией , можно различать с п омощью электрофореза , метода разделения различных белков в смеси . Сделанное открытие подтвердило убеждение П . в том , что причина аномалии кроется в белковой части молекулы. В 1951 г . П . и Р.Б. Кори опубликовали первое законченное описание молекулярной стру ктуры белков . Это был результат исследований , длившихся долгих 14 лет . Применяя методы рентгеновской кристаллографии для анализа белков в волосах , шерсти , мускулах , ногтях и других биологических тканях , они обнаружили , что цепи аминокислот в белке закруче н ы одна вокруг другой таким образом , что образуют спираль . Это описание трехмерной структуры белков ознаменовало крупный прогресс в биохимии. Но не все научные начинания Лайнуса оказывались успешными . В начале 50-х гг . он сосредоточил свое внимание на дезок сирибонуклеиновой кислоте (ДНК ) – биологической молекуле , которая содержит генетический код . В 1953 г ., когда ученые в разных странах мира пытались установить структуру ДНК , П . опубликовал статью , в которой описывал эту структуру как тройную спираль , что н е соответствует действительности . Несколько месяцев спустя Фрэнсис Крик и Джеймс Д. Уотсон опубликовали свою ставшую знаменитой статью , в которой молекула ДНК описывалась как двойная спираль. В 1954 г . Полингу была присуждена Нобелевская премия по химии «з а исследование природы химической связи и ее применение для определения структуры соединений». В своей Нобелевской лекции Полинг предсказал , что будущие химики станут «опираться на новую структурную химию , в т . ч . на точно определенные геометрические взаим оотношения между атомами в молекулах и строгое применение новых структуральных принципов , и что благодаря этой технологии будет , достигнут значительный прогресс в решении проблем биологии и медицины с помощью химических методов». Несмотря на то , что в юные годы , которые пришлись на первую мировую войну , Полинг был пацифистом , во время второй мировой войны ученый занимал официальный пост члена Национальной научно-исследовательской комиссии по обороне и работал над созданием нового ракетного топлива и поиска м и новых источников кислорода для подводных лодок и самолетов . В качестве сотрудника Управления научных исследований и развития он внес значительный вклад в разработку плазмозаменителей для переливания крови и для военных нужд . Однако вскоре после того , ка к США сбросили атомные бомбы на японские города Хиросиму и Нагасаки , Полинг начал кампанию против нового вида оружия и в 1945-1946 гг ., являясь членом Комиссии по национальной безопасности , читал лекции об опасностях ядерной войны. В 1946 г . он стал одним и з основателей Чрезвычайного комитета ученых-атомщиков , учрежденного Альбертом Эйнштейном и 7 другими прославленными учеными с тем , чтобы добиваться запрещения испытаний ядерного оружия в атмосфере . Четыре года спустя гонка ядерных вооружений уже набрала скорость и Полинг выступил против решения своего правительства о создании водородной бомбы , п р извав положить конец всем испытаниям ядерного оружия в атмосфере . В начале 50-х гг ., когда и США , и СССР провели испытания водородных бомб и уровень радиоактивности в атмосфере повысился , он использовал свой немалый талант оратора , чтобы обнародовать возм о жные биологические и генетические последствия выпадения радиоактивных осадков . Озабоченность ученого потенциальной генетической опасностью отчасти объяснялась проводимыми им исследованиями молекулярных основ наследственных заболеваний . Полинг и 52 других н обелевских лауреата подписали в 1955 г . Лайнаускую декларацию , призывавшую положить конец гонке вооружений. Когда в 1957 г . Полинг составил проект воззвания , в котором содержалось требование прекратить ядерные испытания , его подписало более 11 тыс . ученых из 49 стран мира , и среди них свыше 2 тыс . американцев . В январе 1958 г . Лайнус представил этот документ Дагу Хаммаршёльду , который был тогда генеральным секретарем ООН . Предпринятые им усилия внесли свой вклад в учреждение Пагуошского движения за научное сотрудничество и международную безопасность , первая конференция сторонников которого состоялась в 1957 г . в Пагуоше (провинция Новая Шотландия , Канада ) и которому , в конечном счете , удалось способствовать подписанию договора о запрещении ядерных испытаний. Такая серьезная общественная и личная озабоченность по поводу опасности заражения атмосферы радиоактивными веществами привела к тому , что в 1958 г ., несмотря на отсутствие какого бы то ни было договора , США , СССР и Великобритания добровольно прекратили и с пытания ядерного оружия в атмосфере. Однако усилия Полинга , направленные на то , чтобы добиться запрета испытаний ядерного оружия в атмосфере , встречали не только поддержку , но и значительное сопротивление . Такие известные американские ученые , как Эдвард Те ллер и Уиллард Ф. Либби , оба члены Комиссии по атомной энергии США , утверждали , что Полинг преувеличивает биологические последствия выпадения радиоактивных осадков . Он также наталкивался на политические препятствия из-за приписываемых ему просоветских сим п атий . В начале 50-х гг . у ученого были трудности с получением паспорта (для выезда за рубеж . – Ред .), и он получил паспорт без всяких ограничений только после того , как был награжден Нобелевской премией. Как это ни странно , но в тот же самый период Полинг подвергался нападкам и в Советском Союзе , поскольку его резонансная теория образования химических связей считалась противоречащей марксистскому учению . (После смерти Иосифа Сталина в 1953 г . эта теория была признана в советской науке .) его дважды (в 1955 и 1960 гг .) вызывали в подкомиссию по вопросам внутренней безопасности сената США , где ему задавали вопросы относительно его политических взглядов и политической деятельности . В обоих случаях он отрицал , что когда бы то ни было , являлся коммунистом или сим п атизировал марксистским взглядам . Во втором же случае (в 1960 г .) он , рискуя вызвать обвинение в презрении к конгрессу , отказался назвать имена тех , кто помог ему собрать подписи под воззванием 1957 г . В конце концов , дело было прекращено. В июне 1961 г . П олинг и его жена созвали конференцию в Осло (Норвегия ) против распространения ядерного оружия . В сентябре того же года , несмотря на обращения П . к Никите Хрущеву , СССР возобновил испытания ядерного оружия в атмосфере , а на следующий год , в марте , это сдел а ли США . Он начал вести дозиметрический контроль над уровнями радиоактивности и в октябре 1962 г . сделал достоянием гласности информацию , которая показывала , что из-за проводимых в предыдущем году испытаний уровень радиоактивности в атмосфере поднялся вдво е по сравнению с предшествующими 16 годами . Полинг также составил проект предлагаемого договора о запрещении таких испытаний . В июле 1963 г . США , СССР и Великобритания подписали договор о запрещении ядерных испытаний , в основе которого лежал проект П. В 196 3 г . Полинг был награжден Нобелевской премией мира 1962 г. В своей вступительной речи от имени Норвежского нобелевского комитета Гуннар Ян заявил , что Полинг «вел непрекращающуюся кампанию не только против испытаний ядерного оружия , не только против распро странения этих видов вооружений , не только против самого их использования , но против любых военных действий как средства решения международных конфликтов» . В своей Нобелевской лекции , названной «Наука и мир» (« Science and Peace» ), Полинг выразил надежду н а то , что договор о запрещении ядерных испытаний положит «начало серии договоров , которые приведут к созданию нового мира , где возможность войны будет навсегда исключена». В том же году , когда он получил свою вторую Нобелевскую премию , он вышел в отставку и з Калифорнийского технологического института и стал профессором-исследователем в Центре изучения демократических институтов в Санта-Барбаре (штат Калифорния ). Здесь он смог уделять больше времени проблемам международного разоружения . В 1967 г . Полинг такж е занял должность профессора химии в Калифорнийском университете (Сан-Диего ), надеясь проводить больше времени за исследованиями в области молекулярной медицины . Спустя два года он ушел оттуда и стал профессором химии Стэнфордского университета в Пало-Альт о (штат Калифорния ). К этому времени он уже вышел в отставку из Центра изучения демократических институтов. В конце 60-х гг . Лайнус заинтересовался биологическим воздействием витамина С . Ученый и его жена сами стали регулярно принимать этот витамин , Полинг же начал публично рекламировать его употребление для предотвращения простудных заболеваний . В монографии «Витамин С и простуда» (« Vitamin C and the Common Cold» ), которая вышла в 1971 г ., он обобщил опубликованные в текущей печати практические свидетельств а и теоретические выкладки в поддержку терапевтических свойств витамина С. В начале 70-х гг . Полинг также сформулировал теорию ортомолекулярной медицины , в которой подчеркивалось значение витаминов и аминокислот в поддержании оптимальной молекулярной сред ы для мозга . Эти теории , получившие в то время широкую известность , не нашли подтверждения в результатах последующих исследований и в значительной мере были отвергнуты специалистами по медицине и психиатрии . Полинг , однако , придерживается точки зрения , что основания их контраргументов далеко не безупречны. В 1973 г . П . основал Научный медицинский институт Лайнуса Полинга в Пало-Альто . В течение первых двух лет он был его президентом , а затем стал там профессором . Он и его коллеги по институту продолжают пров одить исследования терапевтических свойств витаминов , в частности возможности применения витамина С для лечения раковых заболеваний . В 1979 г . Полинг опубликовал книгу «Рак и витамин С» (« Cancer and Vitamin С» ), в которой утверждает , что прием в значительн ых дозах витамина С способствует продлению жизни и улучшению состояния больных определенными видами рака . Однако авторитетные исследователи раковых заболеваний не находят его аргументы убедительными. В 1922 г . Лайнус женился на Аве Элен Миллер , одной из ег о студенток в Орегонском государственном сельскохозяйственном колледже . У супругов три сына и дочь . После смерти жены в 1981 г . Полинг живет в их загородном доме в Биг-Сюре (штат Калифорния ). Помимо двух Нобелевских премий , Полинг был удостоен многих награ д . В их числе : награда за достижения в области чистой химии Американского химического общества (1931), медаль Дэви Лондонского королевского общества (1947), советская правительственная награда – международная Ленинская премия «За укрепление мира между нар о дами» (1971), национальная медаль «За научные достижения» Национального научного фонда (1975), золотая медаль имени Ломоносова Академии наук СССР (1978), премия по химии американской Национальной академии наук (1979) и медаль Пристли Американского химичес к ого общества (1984). Ученому присвоены почетные степени Чикагского , Принстонского , Йельского , Оксфордского и Кембриджского университетов . Полинг состоит во многих профессиональных организациях . Это и американская Национальная академия наук , и Американская академия наук и искусств , а также научные общества или академии Германии , Великобритании , Бельгии , Швейцарии , Японии , Индии , Норвегии , Португалии , Франции , Австрии и СССР . Он был президентом Американского химического общества (1948) и Тихоокеанского отдел е ния Американской ассоциации содействия развитию науки (1942...1945), а также вице-президентом Американского философского общества (1951...1954). Материальный носитель До начала 40-х годов главными "кандидатами " на роль материальных структур наследственности считались белки , макромол екулы большой молекулярной массы , состоящие из ограниченного разнообразия мономеров - аминокислот . Мономеры связаны между собой стандартными пептидными связями , а все разнообразие белков определяется составом и порядком боковых радикалов . Сопоставимые дан ные для нуклеиновых кислот получили значительно позже , и это было связано с некоторыми драматическими обстоятельствами . Ключевую и противоречивую роль в выявлении мономеров , связей между ними , а также в формировании общих представлений о роли нуклеиновых к ислот сыграл американский биохимик русского происхождения Ф.А.Левин . В то же время Левин - автор так называемой "тетрануклеотидной гипотезы ", основанной на ранних и достаточно неточных данных о молярных концентрациях оснований в нуклеиновых кислотах . В 19 08 - 1909 гг . он и сотрудники показали , что нуклеиновые кислоты из тимуса теленка и дрожжей имеют равные молярные концентрации всех четырех нуклеотидов . Это дало основание предположить , что четыре разных нуклеотида связаны последовательно в стандартный те т рануклеотид , который многократно повторяется в структуре нуклеиновой кислоты . В более поздних вариантах гипотеза допускала высокую полимерность нуклеиновых кислот путем повторения тетрануклеотида , но , очевидно , исключала возможную комбинаторику нуклеотидо в . Таким образом , "стандартный тетрануклеотидный кирпич " (М ~ 1500) позволял строить только унылую , однообразную последовательность . В этом случае нуклеиновые кислоты не годились на роль материальной структуры генов . Однако большинство выдающихся биохимико в приняло эту гипотезу на веру , что надолго задержало развитие молекулярных представлений о генах . Но в 40-е годы Э.Чаргафф и многие другие исследователи подвергли тетрануклеотидную гипотезу уничтожающей критике , а ее автор оказался "козлом отпущения " за свое заблуждение . По мнению историков науки Ф.Португала и Дж.Коэна , именно тетрануклеотидная гипотеза помешала Левину получить Нобелевскую премию за другие работы , которой он несомненно заслуживал . Умер Левин в 1940 г ., когда уже началась война , и вопросы чистой науки оказались за пределами внимания большинства ученых . Тем не менее к началу 40-х годов уже было ясно , что нуклеиновые кислоты (нынешние ДНК и РНК ) могут быть высоко полимерны (М ~ 500 тыс . - 1 млн ). В конце 40-х годов Чаргафф показал , что ДНК р азного видового происхождения имеют разный состав нуклеотидов , а общая их эквимолярность не выполняется . Использовав новый метод хроматографии на бумаге , Чаргафф обнаружил , что между молярными концентрациями пуринов и пиримидинов имеются другие регулярные соотношения : A=T и G=C. И хотя он не объяснил эти свойства , стало совершенно ясно , что мономеры нуклеиновых кислот - не тетрануклеотиды , а четыре стандартных нуклеотида , у которых одинаковая сахаро-фосфатная часть , участвующая в образовании стандартных фо с фо-диэфирных связей , и различные основания . Их комбинаторика и допускает огромное разнообразие вариантов . Тем не менее , даже с учетом этих свойств , генетическую роль ДНК еще предстояло доказать . Это сделал в 1944 г . О.Эвери с сотрудниками . Еще в 1928 г . а нглийский врач-инфекционист Ф.Гриффитс обнаружил , что пневмококки одного штамма (невирулентные ) приобретают наследуемую вирулентность при контакте с лизатом инфекционных бактерий , убитых нагреванием (явление трансформации ). Свыше 10 лет Эвери и сотрудники отрабатывали методы фракционирования лизата бактерий пока , наконец , не выделили активную фракцию , по физико-химическим свойствам совпадающую с ДНК . С одной стороны , это была сенсация , опровергавшая тетрануклеотидную гипотезу (ДНК обладала генетическими св о йствами ), с другой - интерпретация такой трансформации не была однозначной . ДНК могла быть либо генетическим материалом , который рекомбинирует с гомологичным геномом бактерии-реципиента , либо мутагеном , вызывающим мутации генов (тогда природа генов может б ыть другой ), либо специфическим сигналом , переключающим функциональное состояние гена (этот вариант выявился позже ). Дж.Ледерберг насчитал семь альтернативных гипотез о природе трансформации . Многие генетики не поняли фундаментального значения работы Эвер и . Например , выдающийся цитолог А.Мирский , работавший в том же Рокфеллеровском институте , резко возражал против доказательств трансформирующей роли ДНК . Тем не менее , значительная группа биохимиков , генетиков и физиков сосредоточилась на изучении химии , ге нетической роли и молекулярного строения ДНК . Дискуссии прекратились только после 1952 г ., когда А.Херши и М.Чейз показали , что при заражении бактерии E.coli фагом T2 инфекционным началом является почти чистая ДНК фага 2. Эвери умер в 1955 г ., не дождавшис ь своей Нобелевской премии , которой , несомненно , был достоин . В 1939 - 1940 гг . близкое открытие сделал С.М.Гершензон в Киеве , показав , что введение или скармливание дрозофиле чужеродной ДНК вызывает вспышку мутаций признаков крыла . Двойная спираль ДНК Следующее "одиночное касание ", высекшее "искру гения ", состоялось в английском Кембридже между двумя очень непохожими людьми . Осенью 1951 г . туда приехал Дж.Уотсон , только что защитивший докторскую диссерта цию у С.Лурии в Университете штата Индиана (США ). Он был членом "фаговой группы " М.Дельбрюка и находился под влиянием этой легендарной личности , а также книги Э.Шредингера "Что такое жизнь ". Его "интерес к ДНК вырос из возникшего в колледже на последнем к у рсе желания узнать , что же такое ген ". Формально Уотсон получил стипендию для изучения методов рентгеноструктурного анализа белков в группе М.Перуца в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета . Тогда в этой группе физик Ф.Крик работал над теорие й дифракции рентгеновских лучей . Во время войны он занимался оборонными исследованиями в Военно-морском ведомстве . В 1946 г . под впечатлением книги Э.Шредингера и лекции Л.Полинга он решил заняться приложением физики в биологии . Итак , Уотсон и Крик оказал ись в одной комнате . Позже Уотсон вспоминал : " После разговоров с Френсисом моя судьба была решена . Мы быстро поняли , что в биологии мы намереваемся идти одинаковым путем . Центральной проблемой биологии были ген и контролируемый им метаболизм . Главной задач ей было понять репликацию гена и путь , которым гены контролируют синтез белков . Было очевидно , что приступить к решению этих проблем можно лишь после того , как станет ясной структура гена . А это значило выяснение структуры ДНК ". " В лаборатории Макса Перуц а . нашелся человек , который знал , что ДНК важнее , чем белки , - это было настоящей удачей . Вот как Ф.Португал и Дж.Коэн характеризуют этот научный тандем : " Контраст между Уотсоном и Криком мог показаться очень большим . Крику во время их встречи в 1951 г . было 35 лет , и он еще не имел докторской степени . Уотсону было 23 года , он получил свою докторскую степень необычно рано - в 22 года и был приглашен в члены фаговой группы . Крик был крупным и гениальным , Уотсон - тощим и угловатым . Но они имели много обще г о . Оба были одиночками , которые , тем не менее , не скрывали своих веских идей по многим вопросам . Оба имели выраженный интерес к открытию строения генетического материала . Но там , где из разных подходов - рентгеноструктурного анализа и генетики фагов - воз н икала их комплементарность , такой синтез вел к существенным результатам . В этом важном отношении Уотсон выполнял роль моста между информационной и структурной школой в молекулярной биологии ". Чтобы понять причины успеха совместной работы Уотсона и Крика , н адо учесть некоторые обстоятельства . Во-первых , поблизости от Кембриджа , в Лондонском Кингс-Колледже , работали крупнейшие английские специалисты по рентгеноструктурному анализу ДНК , М.Уилкинс и Р.Франклин . Именно их экспериментальные данные Уотсон и Крик использовали для обоснования и проверки своей модели . Во-вторых , существенную роль для молодых исследователей играл дух конкуренции с крупнейшим американским физико-химиком Лайнусом Полингом . В то время звезда Полинга достигла своего зенита : он был авторо м блестящей классической книги "Природа химической связи " (1939); вместе с Г.Кори теоретически , с помощью молекулярных стереомоделей , предсказали существование альфа-спиралей в глобулярных белках . С тех пор идея спирали как бы "висела в воздухе " примените л ьно к любым макромолекулам . Вот мнение Дж.Уотсона : " Спирали в то время были в центре внимания лаборатории , главным образом из-за альфа-спирали Полинга ". <...> Через несколько дней после моего (Уотсона . - В.Р. ) приезда мы уже знали , что нам следует предприн ять : пойти по пути Полинга и одержать над ним победу его же оружием ". Но и Полинг активно обдумывал варианты молекулярных моделей ДНК. В-третьих , к началу работы Крик уже имел опыт разработки теории диффракции рентгеновых лучей на спиралях , что позволяло е му мгновенно отыскивать признаки спиральности на фотографиях диффракции рентгеновских лучей . Иначе говоря , он был подготовлен к поиску спиралей . В-четвертых , Уотсон и Крик понимали , что ставки очень высоки . Речь шла о молекулярной структуре генов - ключев ых объектов биологической организации . Это требование налагало на любую модель ряд очевидных требований . Следовало в молекулярных терминах объяснить , как гены выполняют свои основные функции : самоудвоение , мутирование , запись информации , контроль над синт е зом белков и др . В частности , следовало понять , каков механизм самоудвоения (репликации ) ДНК . Генетическая традиция , основанная на микрофотографиях поведения хромосом в митозе и мейозе , постулировала идею гомологичного узнавания подобных генов и сегментов хромосом . Уже в модели Н.К.Кольцова репликация хромосом рисуется как гомологичное выстраивание сегментов вдоль матрицы . Для этого требуются определенные молекулярные силы и отношения . Поддерживая этот подход , известный немецкий физик-теоретик П.Иордан пр е дположил , что помимо известного физико-химического "близкодействия " (Ван-дер-Ваальсовы силы , солевые мостики , водородные связи и др .) существуют пока неизвестные квантовые резонансные "силы дальнодействия ", которые способны притягивать гомологичные структ у ры друг к другу . Против этого резко возражал Полинг . Весь опыт структурной химии и квантовой физики подсказывал ему , что воображаемые "силы дальнодействия " - это фикция . Что касается "сил близкодействия ", то они требуют наиболее тесного контакта между вза имодействующими молекулярными поверхностями . Ясно , что этому отвечал широко известный к тому времени принцип взаимодействия антиген - антитело , фермент - субстрат и др ., т.е . принцип "ключ - замок ". Иначе говоря , тесно взаимодействующие поверхности должны быть взаимно комплементарны . В 1940 г . Полинг и Дельбрюк изложили свои аргументы против Иордана в журнале "Science". Мозговой штурм продолжался 18 месяцев . Он сопровождался довольно сложными отношениями между его участниками . Так , Уотсон и Крик встречали решительный отпор со стороны Франклин , хотя именно ее данные по В-форме ДНК дали ключевой импульс для разработки модели и лучше всего соответствовали результатам моделирования . Авторы перебрали многие десятки возможных спиральных структур , но все они имел и какие-нибудь недостатки . Полинг тоже исследовал различные варианты спиральных структур , но он остановился на трехцепочечных спиралях , т.е . пошел по неправильному пути . Отсутствие непосредственных контактов Уотсона - Крика и Полинга позволило первым совер шить "интеллектуальный рывок ". Даже случай способствовал этому . Полинг неоднократно просил прислать ему рентгенограммы диффракции , но Уилкинс не торопился . А когда Полинг собрался на конференцию в Лондон , чтобы посетить Кембридж и увидеть все воочию , Госд е партамент США не выдал ему визу (!). Виной тому была активная пацифистская деятельность Полинга против ядерных испытаний. В начале 1953 г . Уотсон и Крик познакомились (полулегально !) с последними данными Франклин по диффракции рентгеновских лучей на препар атах В-формы ДНК в условиях высокой влажности . Они сразу узнали признаки спирали с шагом 34 A и диаметром 20 A . Для проверки срочно нужны были стереомодели , однако мастерские задерживали изготовление металлических деталей , моделирующих пурины и пиримидин ы . Тогда Уотсон нарезал их из толстого картона и стал раскладывать на плоскости стола . Тут его и настигло озарение . Впоследствии он вспоминал : " И вдруг я заметил , что пара аденин - тимин , соединенная двумя водородными связями , имеет точно такую же форму , ка к и пара гуанин - цитозин , тоже соединенная , по меньшей мере , двумя водородными связями . <...> Если пурин всегда соединяется водородными связями с пиримидином , то две нерегулярные последовательности оснований прекрасно укладываются регулярно в центре спир а ли . При этом аденин всегда должен спариваться только с тимином , а гуанин только с цитозином , и правила Чаргаффа , таким образом , неожиданно оказывались следствием двуспиральной структуры ДНК . А главное , такая двойная спираль подсказывала гораздо более прие м лемую схему репликации . Последовательности оснований двух переплетенных цепей комплементарны друг другу . <...> Поэтому было очень легко представить себе , как одна цепь может стать матрицей для другой ". В течение ближайших дней была построена стерео-модель двуцепочечной ДНК . Она оказалась правовинтовой спиралью с противоположной ориентацией цепей . " Уже через два дня Морис (Уилкинс . - В.Р. ) позвонил нам и сказал , что , как убедились они с Рози (Франклин . - В.Р. ) рентгенографические данные явно подтверждают с уществование двойной спирали ". В мае 1953 г . вышла первая статья о двойной спирали ДНК . " Полинг впервые услышал о двойной спирали от Дельбрюка . Полинг , как и Дельбрюк , был сразу же покорен . ... Открытие двойной спирали принесло нам не только радость , но и облегчение . Это было невероятно интересно и сразу позволило нам сделать важное предположение о механизме дупликации генов ". Модель Уотсона - Крика благодаря своим неоспоримым достоинствам признали быстро и повсеместно . Она полностью выдержала также испы тание временем . Одним ударом она разрешила множество трудных проблем ; прежде всего объяснила правила Чаргаффа и рентгеноструктурные данные . Сам Чаргафф , который весьма скептически относился к тандему Уотсон - Крик , не смог ничего возразить по существу , ег о критика скорее напоминала брюзжание : " ...мне кажется , что то огромное искусство и изобретательность , которые были затрачены на конструирование различных малоподходящих моделей , по существу пропали даром ". Модель утвердила матричный принцип , основанный на парной комплементарности нуклеотидов (т.е . на принципе "близкодействия "), из чего вытекала простая и естественная схема матричной репликации . Ясно , что в этом случае копирование отдельной матрицы можно произвести только в два этапа : позитив --> негатив - -> позитив. Однако двуцепочечность спирали решает и эту проблему . Двойная цепь способна к точному копированию в один этап благодаря двум сопряженным матричным процессам , т.е . обладает вожделенным генетическим свойством - удвоением путем контактного гомоло гичного выстраивания сегментов на матрице : позитив - негатив -->позитив – негатив + позитив – негатив Наконец , модель как бы открыла путь для понимания других фундаментальных генетических процессов и свойств . Оказалось , что генетическое разнообразие мож но свести к вариантам порядка мономеров , как предполагали Кольцов , Дельбрюк , Шредингер и многие другие . Тогда сохранение порядка обеспечивает консервативность наследственности . Двойная цепь ДНК , где стандартный сахаро-фосфатный костяк расположен снаружи , а вся специфичность (водородные связи оснований ) спрятана внутри и менее доступна для воздействий , прекрасно соответствовала ожиданиям генетиков . Изменения же порядка мономеров , очевидно , должны были вызывать наследственные изменения , т.е . мутации . В 1962 г . Дж.Уотсон , Ф.Крик и М.Уилкинс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за установление молекулярной структуры нуклеиновых кислот и ее роли в передаче информации в живой материи . К сожалению , Р.Франклин не дождалась такого признания , она уме р ла в 1958 г . Оценим полученные результаты с точки зрения информационно-кибернетического подхода . Материальный носитель генетической информации найден - это нуклеиновые кислоты (ДНК и , как стало ясно позже , РНК ). Определен также промежуточный получатель ге нетической информации - белки . Те и другие имеют ряд общих особенностей : это линейные полимеры , построенные из небольшого разнообразия мономеров - нуклеотидов и аминокислот . В обоих случаях у мономеров есть стандартная , универсальная часть , позволяющая им соединяться в последовательности произвольной длины и порядка . Кроме этого , мономеры имеют специфические боковые группы (основания , радикалы аминокислот ), порядок которых определяет функциональные свойства соответствующих последовательностей . Разнообразие перестановок астрономическое . Между мономерами полинуклеотидов существуют особые парные отношения комплементарности ( A - T, G - C ), позволяющие полинуклеотидам выполнять матричные функции . Ясно , что ситуация весьма напоминает лингвистические и другие инфо рмационные системы , где информация кодируется при помощи порядка символов . Налицо алфавиты (мономеры ), тексты (последовательности ), матричный принцип копирования (комплементарность ). Можно ожидать , что существуют некие правила кодирования , которые использ у ются клеткой . "Крик и Гам " Этим словесным каламбуром Н.В.Тимофеев-Ресовский охарактеризовал события , последовавшие за расшифровкой структуры ДНК . Уотсон и Крик , разумеется , хорошо понимали генетико-инфор мационный смысл и значение своей модели . Недаром Уотсон в своей книге сообщает : " Буквально все имевшиеся тогда факты убеждали меня в том , что ДНК служит матрицей , на которой образуются цепочки РНК . В свою очередь , цепочки РНК были вполне вероятным кандидат ом на роль матриц для синтеза белка . <...> Идея бессмертия генов была похожа на правду , и я повесил на стену над своим столом листок с надписью ДНК --> РНК --> Белок . Стрелки обозначают не химические превращения , а перенос генетической информации... " В 1 958 г . Крик сформулировал этот принцип как "центральную догму " молекулярной генетики . Однако вскоре после публикации модели в бой вступила неожиданная и свежая сила . Это был крупнейший физик-теоретик Г.А.Гамов (в английской транскрипции Дж.Эн . Геймов ). В конце 20-х - начале 30-х годов Гамов был гордостью молодой советской теоретической физики . Его , выпускника и аспиранта Ленинградского университета , друга Л.Д.Ландау , послали за границу в Геттинген (Германия ) к М.Борну , а затем в Копенгаген (Дания ) к Н.Бор у для научной стажировки . Там он выполнил ряд теоретических работ высочайшего класса и был признан одним из самых обещающих молодых физиков Европы . Интересно , что одна из его статей в 1930 г . была опубликована совместно с молодым немецким физиком-теоретико м Дельбрюком . А в 1932 г ., когда Гамова не выпустили за границу , его доклад Сольвеевскому конгрессу представил его друг Дельбрюк . В 1932 г . по представлению В.А.Вернадского и двух других академиков Гамова избрали член-корреспондентом АН СССР . Ему было 28 л ет , его воспевали поэты : " ...советский парень Гамов <...> уже до атома добрался лиходей " (Д.Бедный ). Но в 1933 г ., выехав на очередной Сольвеевский конгресс , Гамов не дождался продления командировки и не вернулся , став невозвращенцем . За этот большой грех его отлучили от Академии наук , от Родины . И посмертно восстановили только в 1990 г . Гамову принадлежали два крупнейших открытия : теория альфа-распада и космологическая теория "горячей Вселенной " - работы нобелевского уровня . Третьим своим основным до стижением Гамов считал постановку проблемы генетического кода . Вот как сам Гамов описывал этот момент : "Прочитав в "Nature" в мае 1953 г . статью Уотсона и Крика , которая объясняла , как наследственная информация хранится в молекулах ДНК в форме последовате льности четырех видов простых атомных групп , известных как "основания " (аденин , гуанин , тимин и цитозин ), я задался вопросом , как эта информация переводится в последовательность двадцати аминокислот , которые образуют молекулы протеина . Простая идея , котор а я пришла мне в голову , состояла в том , что можно получить 20 из 4 подсчетом числа всех возможных триплетов , образующихся из четырех различных сущностей . Возьмем , например , колоду игральных карт , в которой мы обращаем внимание только на масть карты . Скольк о триплетов одного и того же вида можно получить ? Четыре , конечно : трое червей , трое бубен , трое пик и трое треф . Сколько триплетов с двумя картами одной и той же масти и одной другой ? Пусть мы имеем четыре выбора для третьей карты . Поэтому мы имеем 4x3 = 1 2 возможностей . В дополнение мы имеем четыре триплета со всеми тремя различными картами . Итак , 4+12+4=20, а это и есть точное число аминокислот , которое мы хотели получить ". Таким образом , Гамов первым сформулировал проблему генетического кода . Генетическ ая информация записана в полинуклеотидах в виде последовательности символов четырех типов : A, T, G и C. Затем она перекодируется в последовательность 20 типов (аминокислот ). Кодирующие группы символов могут быть только триплетными . Правила соответствия тр и плетных групп нуклеотидных символов (в дальнейшем названных кодонами ) и символов аминокислот образуют генетический код . Главная задача - расшифровать этот код , в том числе - объяснить происхождение числа 20, имея в наличии 64 триплета . Чтобы понять такой поворот мысли , надо учесть некоторые обстоятельства . Во-первых , Гамов сравнил последовательность нуклеотидов с длинным числом , записанным в четверичной системе счета . В шутку он назвал его "звериным числом ", имея в виду религиозную легенду из "Апокалипсис а ", где имя антихриста ("зверя из бездны ") скрыто под неизвестным числом . Расшифровка "звериного числа " необходима для победы над зверем . Кроме того , 20 - число аминокислот - он назвал "магическим числом ", предполагая , что объяснить его из внутренней стру к туры кода - это и значит решить проблему . Первая статья Гамова и Томкинса была послана в "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America", и отвергнута редакцией , поскольку Томкинс - это мифический персонаж популярных книг Гамова , а не реальное лицо . Эта статья вышла в свет в 1954 г . в Докладах Датской академии наук в Копенгагене от имени одного Гамова . Во-вторых , летом 1953 г . Уотсон и Крик составили стандартный список из 20 аминокислот , непосредственно участвующих в синт езе белков , а вторичные их производные исключили . Впоследствии этот список был канонизирован . В-третьих , Гамов очень непринужденно использовал карточную терминологию . Чего стоят хотя бы такие пассажи : " Возьмем , например , колоду игральных карт... " или " Доп устим , мы играем в "упрощенный покер ..." и далее по тексту . Образ оказался очень точным . Действительно , имеем четыре масти - две черных с ножками (пурины ) и две красных без ножек (пиримидины ). Последовательность нуклеотидов можно представить в до боли знак омом виде . Природа как бы играет с теоретиком в "упрощенный покер ", игра азартная , а выигрыш - крупнейшее открытие XX века . Ясно , что души теоретиков дрогнули ! Сбывались предсказания Шредингера ! Интерес к проблеме стремительно достиг апогея . Начался оптим истический этап в изучении генетического кода . В-четвертых , Гамов попытался использовать для решения проблемы генетического кода методы дешифровки шпионских кодов , в которых имел некоторый опыт . Вначале он предложил гипотезу о "перекрывающемся ромбическом коде ", когда можно было проследить за определенными закономерностями в структуре известных полипептидов . В своей автобиографии Гамов писал : " ...работа была столь же трудна , как расшифровка секретного военного кода на основе только двух коротких посланий , добытых шпионами . Так как в то время я (Гамов . - В.Р. ) был консультантом в Военно-морском министерстве Соединенных Штатов в Вашингтоне , я пошел к адмиралу , под командованием которого находился , и спросил , можно ли поручить сверхсекретной криптографической группе расшифровку японского кода . В результате в моем отделе Университета им.Дж.Вашингтона появились три человека... Я поставил перед ними задачу , и через несколько недель они сообщили мне , что она не имеет решения . То же заключение было получено моими д рузьями-биологами : Мартинасом Ичасом , уроженцем Литвы , и Сиднеем Бреннером , уроженцем Южной Африки . Это исключило возможность перекрывающегося кода... " В целом такая же судьба постигла и другие гипотезы . Гамов и Ичас предложили гипотезу "комбинаторного " к ода , где все триплеты одинакового состава считались синонимами ; 64 триплета образовали 20 групп (магическое число !); код был вырожден , триплеты в тексте не перекрывались . Очень похоже на правду ! Но и этот код был забракован . Крик , Гриффитс (племянник откр ывателя трансформации ) и Л.Орджел предложили идею "кода без запятых ", когда триплеты в тексте не отделены какими-либо знаками , но считываются единственным образом : кодирующие - 20 гетеротриплетов , а все их циклические перестановки (40) - некодирующие . Чет ы ре гомотриплета в этом случае - тоже некодирующие . Этот вариант также не подтвердился , хотя сама проблема "кодов без запятых " исследуется математиками до сих пор . В этом умственном состязании участвовали многие выдающиеся математики , физики , химики , инжен еры , а также - научная молодежь . Однако , несмотря на остроумие многих предложений , все они оказались неверными . " Природа хитра... " - заключил Гамов через 10 лет . Оптимистический этап изучения генетического кода закончился . Наступило время экспериментальн ого решения , которое в итоге оказалось очень успешным и совершенно иным . Имя Гамова почти исчезло из научной литературы по молекулярной биологии . В 1968 г . он умер . Значение работ Гамова было очень точно сформулировано Криком : " Важность работы Гамова сост ояла в том , что это была действительно абстрактная теория кодирования , которая не была перегружена массой необязательных химических деталей... " Иначе говоря , это был информационно-кибернетический подход в чистом виде , который позднее полностью себя оправда л при разработке теории молекулярно-генетических систем управления и генетического языка . Молекулярные основы жизни оказались в центре научных интересов Л . Полинга . Вместе со своими сотрудниками Л . Полинг , выполнил ряд блестящих исследований по структуре белка и установил , что заболевание серповидно-клеточной анемией связано с образованием в эритроцитах человека аномального гемоглобина . Серповидно-клеточная анемия была названа Л . Полингом "Молекулярной болезнью ". По мнению исследователя , изменение структу р ы и функции макромолекул или недостаток физиологически активных молекул в организме могут служить причиной расстройства здоровья и ряда заболеваний человека . В связи с этим понятен интерес Л . Полинга к проблемам заместительной терапии , в частности к витам и нотерапии , направленной на концепцию дефицита в организме соединений , обеспечивающих оптимальный уровень физиологических процессов . С полным основанием к числу важнейших активаторов жизненных процессов и средств , повышающих устойчивость организма к просту д ным и инфекционным заболеваниям , относит Полинг витамин С Человек и другие мутанты Передо мной аптечный пузырек с этикеткой : "Аскорбиновая кислота 0,05 г . Детям 1 шт ., взрослым 2 - 3 шт . ". Сверяюсь с таблицами ... Чтобы жить дольше и чувствовать себя лучше , таких желтеньких табл еток нужно глотать не менее двадцати в день , а лучше сразу пятьдесят или сто . Бред какой-то . Однако Лайнуса Полинга , одного из отцов современной биохимии , открывателя белковой альфа-спирали , я привыкла уважать . Как говорил К.С.Льюис , если человек , сделавш ий невероятное заявление , до этого был разумен и правдив , мы не имеем права сразу назвать его лжецом или дураком . Надо , по крайней мере , выслушать его аргументы . Все знают , что некоторые вещества , необходимые человеку , не синтезируются в организме , а пост упают извне . В первую очередь это витамины и незаменимые аминокислоты , важнейшие компоненты полноценного питания (не в кризис будь сказано ). Но мало кто задает себе вопрос : как получилось , что более десятка абсолютно необходимых веществ в нашем организме н е синтезируется ? Живут ведь лишайники и низшие грибы на минимуме органики и все необходимое создают в собственной биохимической кухне . Почему у нас так не выходит ? Вещества , которые добываются во внешней среде (а значит , могут поступать нерегулярно или со всем пропасть ), вряд ли заняли бы важные "посты " в метаболизме . Вероятно , наши предки умели синтезировать и витамины , и все аминокислоты . Позднее гены , кодирующие нужные ферменты , были испорчены мутациями , но мутанты не погибали , если находили пищу , котор а я восполняла дефицит . Они даже получали преимущество перед немутантной родней : переваривание пищи и удаление отходов требует меньше энергии , чем синтез полезного вещества de novo. Неприятности начинались только при перемене рациона ... Очевидно , что-то под обное происходило и с другими видами . Кроме людей и человекообразных обезьян , аскорбиновую кислоту не умеют синтезировать и другие исследованные приматы (например , беличья обезьяна , макака-резус ), морские свинки , некоторые летучие мыши , 15 видов птиц . А у многих других животных (в том числе у крыс , мышей , коров , коз , кошек и собак ) с аскорбиновой кислотой все в порядке . Интересно , что и среди морских свинок , и среди людей встречаются индивидуумы , которые неплохо обходятся без аскорбинки или нуждаются в гор аздо меньших ее количествах . Самый знаменитый из таких людей - Антонио Пифагегга , спутник и хронист Магеллана . В его корабельном журнале отмечено , что во время путешествия на флагманском корабле "Тринидад " 25 человек из 30 заболело цингой , сам же Пифагегг а , "благодарение Богу , не испытал такого недуга ". Современные опыты с добровольцами также показали , что бывают люди с уменьшенной потребностью в витамине С : по долгу не едят ни фруктов , ни зелени и хорошо себя чувствуют . Возможно , в их генах произошли испр а вления , вернувшие активность , или же появились другие мутации , позволяющие более полно усваивать витамин С из пищи . Но пока запомним главное : потребность в аскорбиновой кислоте индивидуальна. http://www.peoples.ru/medicine/founders/pauling/foto_01.shtml Рис .1 Превращение аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбат необходимо для нормального протекания некоторых важнейших клеточных реакций . Действи е витамина С как стимулятора иммунной системы еще не до конца изучено , но сам факт стимуляции не подлежит сомнению Немного биохимии Зачем вообще нужно это незаменимое вещество ? Основная роль аскорбиновой кислоты (точнее , аскорбат-иона , поскольку в нашей внутренней среде эта кислота диссоциирует ) - участие в гидроксилировании биомолекул (рис .1). Во многих случаях для того , чтобы фермент присоединил к молекуле ОН-группу , одновременно должно произойти окисл е ние аскорбат-иона до дегидроаскорбата . (То есть витамин С работает не каталитически , а расходуется , как и другие реагенты .) Важнейшая реакция , которую обеспечивает витамин С , - синтез коллагена . Из этого белка , по сути , сплетено наше тело . Коллагеновые тя жи и сетки формируют соединительные ткани , коллаген содержится в коже , костях и зубах , в стенках сосудов и сердца , в стекловидном теле глаз . А чтобы вся эта арматура могла собраться из белка-предшественника , проколлагена , определенные аминокислоты в его ц е почках (пролин и лизин ) должны получить ОН-группы . Когда аскорбинки не хватает , наблюдается дефицит коллагена : прекращается рост организма , обновление стареющих тканей , заживление ран . Как следствие - цинготные язвы , выпадение зубов , повреждения стенок со с удов и прочие страшные симптомы . Другая реакция , в которой участвует аскорбат , превращение лизина в карнитин , протекает в мышцах , а сам карнитин необходим для мышечных сокращений . Отсюда усталость и слабость при С-авитаминозах . Кроме того , организм исполь зует гидроксилирующее действие аскорбата , чтобы превращать вредные соединения в безвредные . Так , витамин С очень неплохо способствует выведению холестерина из организма : чем больше витамина принимает человек , тем быстрее холестерин превращается в желчные к ислоты . Сходным образом быстрее выводятся и бактериальные токсины . С обратным процессом - восстановлением аскорбата из дегидроаскорбата - по-видимому , связано действие витаминов-синергистов С (то есть усиливающих эффект от его приема ): многие из этих вита минов , как , например , Е , обладают восстановительными свойствами . Интересно , что восстановление аскорбата из полудегидроаскорбата тоже вовлечено в очень важный процесс : синтез дофамина , норадреналина и адреналина из тирозина . Наконец , витамин С вызывает фи зиологические эффекты , механизм которых еще не раскрыт до конца , но наличие их четко продемонстрировано . Самый известный из них - стимуляция иммунной системы . В усиление иммунного ответа вносит вклад и увеличение числа лимфоцитов , и быстрейшее перемещение фагоцитов к месту инфекции (если инфекция локальна ), и некоторые другие факторы . Показано , что в организме больного при регулярных приемах витамина С повышается выработка интерферона . От рака до сенной лихорадки Из сказанного в предыдущей главе легко вычислить , какие болезни должен пр едотвращать витамин С . Про цингу мы говорить не будем , поскольку надеемся , что нашим читателям она не угрожает . (Хотя даже в развитых странах иногда болеют цингой . Причина , как правило , - не отсутствие денег на фрукты , а лень и равнодушие больного . Апельс и ны , конечно , дорогое удовольствие , но смородина летом и квашеная капуста зимой никого еще не разорили .) Однако цинга - экстремальный случай авитаминоза С . Потребность в этом витамине возрастает и во многих других случаях . Усиление иммунного ответа и актив ный синтез коллагена - это и заживление ран и ожогов , и послеоперационная реабилитация , и торможение роста злокачественных опухолей . Как известно , опухоли , чтобы расти , выделяют в межклеточное пространство фермент гиалуронидазу , который "разрыхляет " окруж а ющие ткани . Ускорив синтез коллагена , организм мог бы противодействовать этому разбойному нападению , локализовать опухоль и , может быть , даже задушить ее в коллагеновых сетях . Разумеется , простое , и общедоступное средство от рака не внушает доверия . Но на до подчеркнуть , что сам Полинг никогда не призывал онкологических больных заменить все виды терапии ударными дозами аскорбиновой кислоты , а предлагал применять и то , и другое . А не испробовать средство , которое теоретически может помочь , было бы преступно. Еще в 70-е годы Полинг и шотландский медик Айвен Камерон провели несколько серий экспериментов в клинике "Вейл оф Левен " в Лох-Ломондсайде . Результаты были настолько впечатляющими , что в скором времени Камерон перестал выделять среди своих пациентов "кон т рольную группу " - счел безнравственным ради чистоты эксперимента лишать людей лекарства , которое доказало свою пригодность (рис .2) . http://www.peoples.ru/medicine/founders/pauling/foto_02.shtml Рис .2 Действие сверхдоз аскорбиновой кислоты при восьми видах онкологических заболеваний. В контрольной группе (она показана гладкой линией ) спати не удалось никого , а среди пациентов Полинга и Камерона есть выздоровевшие Сходные результаты получил доктор Фукуми Моришиге в Японии , в онкологической клинике города Фукуока . По данным Камерона , у 25% больных , получавших по 10 г аскорбиновой к ислоты в день на поздней стадии рака , замедлялся рост опухоли , у 20% опухоль переставала изменяться , у 9% - регрессировала , и у 1% наблюдалась полная регрессия . Идейные противники Полинга резко критикуют его работы в этой области , но десятки человеческих ж изней - аргумент весомый . Про лечение гриппа и простуды "по Полингу " знают все . Регулярный прием больших доз аскорбинки снижает заболеваемость . Сверхдозы при первых симптомах предотвращают болезнь , а сверхдозы , принятые с опозданием , облегчают ее течение. С этими положениями Полинга уже никто всерьез и не спорит . Споры идут лишь о том , на сколько процентов и при каких условиях приема снижается процент заболевших и ускоряется выздоровление . (Об этом мы еще поговорим .) Снижение температуры после приема вита м ина С вызывается его противовоспалительным эффектом - угнетением синтеза специфических сигнальных веществ , простагландинов . (Так что жертвам сенной лихорадки и прочим аллергикам аскорбинка тоже может быть полезна .) Подобным образом действуют многие антиги стаминные средства , например аспирин . С одним "но ": синтез одного из простагландинов , а именно PGE1, аскорбиновая кислота не угнетает , а стимулирует . Между тем именно он повышает специфический иммунитет Суточная доза по Минздраву и по горилле Словом , в том , что витамин С полезен для здоровья , не сом неваются даже самые непримиримые противники Полинга . Яростные споры на протяжении тридцати с лишним лет идут только о количестве , в котором его надо принимать . Прежде всего , откуда взялись общепринятые нормы - суточные дозы витамина С , которые фигурируют в энциклопедиях и справочниках ? Ежедневная норма для взрослого мужчины , рекомендуемая Академией наук США , - 60 мг . Наши нормы варьируют в зависимости от пола , возраста и профессии человека : 60 - 110 мг для мужчин и 55 - 80 для женщин . При этих и больших д о зах не бывает ни цинги , ни выраженного гиповитаминоза (утомляемости , кровоточивости десен ). По данным статистики , у людей , потребляющих не менее 50 мг витамина С , признаки старости проявляются позже на 10 лет , чем у тех , чье потребление не дотягивает до э т ого минимума (зависимость тут не плавная , а именно скачкообразная ). Однако минимальная и оптимальная доза - не одно и то же , и , если человек не болен цингой , это не означает , что он совершенно здоров . Мы , несчастные мутанты , неспособные обеспечить себя эт им жизненно важным веществом , должны быть рады любому его количеству . Но сколько витамина С нужно для полного счастья ? Содержание аскорбинки в организме (как и других веществ , необходимых всем органам и тканям ) часто выражают в миллиграмах на единицу веса животного . В организме крысы синтезируется 26 - 58 мг аскорбиновой кислоты на килограмм . (Таких больших крыс , к счастью , не бывает , но в килограммах удобнее сравнивать данные по разным видам .) Если пересчитать на средний вес человека (70 кг ), это даст 1, 8 - 4,1 г - по порядку величины ближе к Полингу , чем к официальным нормам ! Сходные данные получены и для других животных . Горилла , которая , как и мы , дефектна по синтезу аскорбиновой кислоты , но , в отличие от нас , сидит на вегетарианской диете , в сутки пот ребляет около 4,5 г витамина С . (Правда , надо иметь в виду , что средняя горилла весит больше среднего человека .) А если бы человек строго придерживался растительной диеты , он получал бы на свои 2500 калорий , необходимых для жизни , от двух до девяти граммо в аскорбинки . Питаясь одной смородиной и свежим перцем , можно съесть и все 15 граммов . Получается , что "лошадиные дозы " вполне физиологичны и со ответствуют обычному здоровому метаболизму . Однако у большинства людей свободного времени меньше , чем у горилл. Целый день пережевывать свежую низкокалорийную зелень , овощи и фрукты нам не позволят дела . И вегетарианская диета , содержащая вареные продукты , положения не поправит . Обычный полноценный дневной рацион без сыроядения и прочего героизма дает всего лишь о к оло 100 мг . Даже если положить в тарелку капустного салата и запить его апельсиновым соком . Таким образом , у современных горожан нет иного выхода , кроме дополнительного приема витамина С Мы попались в ловушку , поставленную эволюцией , - сначала утратили со бственный механизм синтеза аскорбиновой кислоты , а потом научились охотиться и ступили на путь цивилизации , который увел нас от зелени и фруктов , положенных высшим приматам , прямо к цинге и гриппу . Но те же достижения цивилизации подарили нам биохимию и о р ганический синтез , который позволяет получать дешевые и общедоступные витамины . Почему бы не воспользоваться этим преимуществом ? "Любой препарат в больших дозах становится ядом . Медикам давно известны гипервитаминозы - болезни , вызванные избытком витамина в организме . Вполне вероятно , что пациент Полинга , начав лечиться от одной болезни , заработает другую ". Это для Полинга вопрос принципиальный . В своих книгах он часто вспоминает , как в 60-е годы , занимаясь биохимией психических заболеваний , узнал о работ а х канадских врачей , которые давали ударные дозы витамина В 3, (до 50 г в день ) больным шизофренией . Полинг обратил внимание на парадоксальное сочетание свойств : высокая биологическая активность при минимальной токсичности . Тогда же он назвал витамины и под о бные им соединения "ортомолекулярными веществами ", чтобы отличить от других лекарств , которые не столь легко вписываются в естественный метаболизм . Витамины вообще и аскорбиновая кислота в частности , пишет Полинг , значительно менее ядовиты , чем обычные ши роко распространенные средства от простуды . Аспирином ежегодно травятся насмерть десятки людей , однако не наблюдалось ни одного случая отравления аскорбинкой . Что касается избытка в организме : описаны гипервитаминозы А , D, но гипервитаминоза С до сих пор н е описал никто . Неприятный единственный эффект при его употреблении в больших дозах - послабляющее действие . "Избыток аскорбиновой кислоты способствует камнеобразованию , вреден для печени , уменьшает выработку инсулина . Лечение сверхдозами аскорбиновой кис лоты не может быть применено , если больному необходимо поддерживать щелочную реакцию мочи ". Разговоры о вреде витамина С до сих пор идут на уровне эмоционального противопоставления "таблеток " и "естественного ". Не было ни одного корректного , хорошо сплани р ованного эксперимента , который бы убедительно продемонстрировал этот вред . А в тех случаях , когда почему-либо нежелателен прием больших доз кислого вещества , можно принимать , например , аскорбат натрия . (Его легко приготовить , растворив порцию аскорбинки в стакане воды или сока и , "погасив " содой , сразу выпить .) Аскорбат так же дешев и так же эффективен , а реакция у него щелочная . "Нет смысла принимать огромные дозы витамина С , которые рекомендует Полинг , так как избыток все равно не усваивается , а выводитс я из организма с мочой и калом ". Действительно , при потреблении аскорбинки в небольших количествах (до 150 мг в день ) ее концентрация в крови примерно пропорциональна потреблению (около 5 мг /литр на каждые 50 мг проглоченных ), а при увеличении дозы эта ко н центрация возрастает медленнее , зато растет содержание аскорбата в моче . Но по-другому и быть не может . Первичная моча , фильтрующаяся в почечных канальцах , находится в равновесии с плазмой крови , и в нее попадают многие ценные вещества - не только аскорба т , но и , например , глюкоза . Затем моча концентрируется , происходит обратное всасывание воды , а специальные молекулярные насосы возвращают в кроваток все ценные вещества , которые жалко терять , в том числе и аскорбат . При потреблении около 100 мг аскорбинки в сутки обратно в кровь возвращается более 99%. Очевидно , работа насоса обеспечивает наиболее полное усвоение доз , близких к минимальной : дальнейшее увеличение мощности - это слишком большие по эволюционным меркам затраты . Понятно , что чем больше начальная (сразу после переваривания пищи ) концентрация аскорбинки в крови , тем больше потери . Но все же и при дозах более 1 грамма три четверти витамина усваивается , а при огромных "полинговских " дозах (более 10 граммов ) около 38% витамина остается в крови . Кроме того , аскорбиновая кислота в моче и кале предотвращает развитие рака кишечника и мочевого пузыря . "Сверхдозы аскорбиновой кислоты препятствуют зачатию , а у беременных могут вызывать выкидыш ". Предоставляем слово самому Лайнусу Полингу . "Основанием для так их заявлений послужила короткая заметка двух врачей из Советского Союза , Самборской и Фердмана (1966). Они сообщили , что двадцати женщинам в возрасте от 20 до 40 лет с задержкой менструации от 10 до 50 дней орально давали по 6 г аскорбиновой кислоты в теч е ние каждого из трех последовательных дней и что у 16 из них после этого возобновились менструации . Я написал Самборской и Фердману письмо с просьбой сообщить , проводился ли какой-нибудь тест на беременность , но вместо ответа они прислали мне еще один экзе м пляр своей статьи ". Вот так и возникают мифы . А в Америке аскорбинку в сочетании с биофлавоноидами и витамином К прописывают как раз для предотвращения выкидыша . Аскорбинку в больших дозах применяют и для профилактики перенашивания беременности , на послед них неделях срока . Но в этих случаях ее действие скорее нормализующее , чем наоборот . И в норме аскорбиновая кислота беременной женщине очень нужна : когда ребенок растет , синтез коллагена идет полным ходом . Еще в 1943 году было установлено , что концентраци я аскорбата в крови пуповины примерно в четыре раза превышает концентрацию в крови матери : растущий организм избирательно "высасывает " нужное вещество . Будущим мамам даже официальная медицина рекомендует по вышенную норму аскорбинки (например , таблетки для беременных и кормящих женщин "Lady's formula" содержат ее 100 мг ). И даже российские врачи иногда советуют беременным принимать аскорбинку , чтобы не заболеть гриппом : при первых , самых слабых симптомах или после контакта с больным - полтора грамма , на вто р ой и на третий день - по грамму . Заключение Последние лет двадцать своей жизни - умер Лайнус Полинг в 1994 году - разрабатывал теорию , согласно которой человек должен потреблять повышенные дозы витамина С . Сам Полинг съедал 18 граммов в день (!) "аскорбинки " при установленной медицинской норме 60-200 миллиграммов . Человек , как и морская свинка , например , в результате мутации утратил возможность вырабатывать витамин С в своем организме , поэтому он и нуждается в интенси в ном потреблении этого соединения , считал Полинг . Собственно , этой гипотезе великого ученого мы и обязаны неожиданно возникшим "культом Полинга " на российском телевидении . В 1995 году в США была организована некая фирма "Ирвинг Нейчуралс ", получившая право у родственников Полинга использовать его имя для рекламы своей продукции - пищевых добавок . В России дистрибьютором этой продукции стала фирма "Кобра Интернейшнл ". Надо сказать , что в России пищевые добавки до недавних пор всегда рассматривались как лека рство ; в США пищевые добавки - продукт . Маленькая терминологическая разница в итоге приводит к весьма ощутимым материальным выгодам . Лекарства должны проходить очень жесткие испытания сначала - на безопасность , затем - на эффективность . Доказывать эффекти в ность пищевых добавок не надо . Экономия средств - огромная , плюс упрощение всех бюрократических процедур . В США для выпуска новой пищевой добавки достаточно предупредить об этом соответствующие инстанции за 90 дней . В моем реферате освещается значение био логически активных веществ для организма человека , и других функций , важных для профессиональной деятельности , в профилактике заболеваемости , и регуляции рождаемости. Я рассмотрела множество различных публикаций о воздействии аскорбиновой кислоты на челове ка . Но приведенный здесь материал представляется мне наиболее значительным. Литература 1. П . Лайнус "Витамин С и здоровье ", издательство "Наука ", 1974 2. Журнал "Химия и жизнь ", № 1, 1976 г. 3. Журнал "Химия и жизнь ", № 7, 1995 г. 4. Журнал "Наука и жизнь ", 1996 г. 5. Газета "Совершенно секретно ", № 3, 2001 г. 6. Еженедельной газете 'Алфавит ' 7. Ежемесячному журналу 'Aх ...' 8. "Лауреаты Нобелевской премии .", Энциклопедия , Пер . с англ .- М .:Прогресс , 1992.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Раньше я думала, что с ума меня сведут мужчины. Теперь я точно знаю, что справлюсь сама.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по медицине и здоровью "Лайнус Карл Полинг : Как жить долго и быть здоровым", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru