Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Нобелевские лауреаты / Премия по физиологии и медицине
Начало сайта / Нобелевские лауреаты / Премия по физиологии и медицине

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Безумные идеи

Загадки простой воды

Генри Форд. Моя жизнь, мои достижения

Популярная библиотека химических элементов

Ум хорошо...

Часы. От гномона до атомных часов

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Научно-популярные статьи

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

НИРЕНБЕРГ (Nirenberg), Маршалл У.

род. 10 апреля 1927 г.

Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1968 г.
совместно с Робертом У. Холли и Харом Гобиндом Кораной

 

Маршалл Уоррен Ниренберг, американский биохимик, родился в Нью-Йорке, у Гарри и Минервы Ниренберг. Когда Маршаллу исполнилось 12 лет, семья переехала в Орландо (штат Флорида). В 1944 г. Н. был зачислен в Университет Флориды, где изучал зоологию и биологию, которые интересовали его с детских лет. С 1945 по 1947 г., будучи студентом последнего курса, он работал ассистентом в отделе биологии, где смог проверить свои педагогические способности. Он также изучал биохимию в лаборатории питания, приобретая опыт работы с радиоизотопами – радиоактивными элементами, которыми можно метить вещества, а затем прослеживать их активность в химических реакциях.

После получения в 1948 г. степени бакалавра в Университете Флориды Н. приступил к завершению обучения в отделе биологии. В качестве научного сотрудника он провел год в лаборатории питания и написал диссертацию по таксономии и экологии майской мухи (типичного насекомого Флориды) на соискание ученой степени магистра. В 1952 г. ему была присвоена степень магистра по биологии. После перехода в Мичиганский университет в Энн-Арборе Н. изучал биохимию как преподаватель-стажер. В 1957 г. он получил степень доктора биохимии, защитив диссертацию, посвященную утилизации гексозы (моносахарида, содержащего в своей молекуле 6 атомов углерода) раковыми клетками.

В этом же году Н. была вручена постдокторская стипендия Американского общества рака для обучения в Институте артрита и болезней обмена веществ Национального института здравоохранения (НИЗ) в Бетесде (штат Мэриленд) под руководством Дэвита Стэта. А через два года он получил субсидию Национального совета здравоохранения США, позволившую ему изучать биохимию веществ, контролирующих биосинтез белка. В 1960 г. Н. стал научным сотрудником по биохимии в отделе метаболизма ферментов Института артрита и болезней обмена веществ, где впервые начал работу по расшифровке генетического кода.

Генетика как наука зародилась в 1866 г., после публикации результатов исследований Грегора Менделя о наследовании окраски цветков у садового гороха. Мендель высказал мысль, что «элементы», называемые в настоящее время генами, осуществляют наследование физических свойств организма. В 1869 г. швейцарский биохимик Фридрих Мишер открыл нуклеиновые кислоты, но лишь в первой половине XX в. были выяснены их биохимические свойства. Существует два вида нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая кислота (РНК) и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Гены состоят из участков молекулы ДНК, которая направляет синтез клеточных белков, ферментов и коферментов. Ферменты представляют собой белки, выполняющие роль катализатора биохимических реакций в клетке; коферменты же необходимы для обеспечения активности ферментов.

Фрэнсис Крик и Джеймс Д. Уотсон определили химическую структуру ДНК, показав в 1953 г., что молекула имеет форму двойной спирали наподобие винтовой лестницы. Каждая цепь ДНК является цепью нуклеотидов, состоящих из дезоксирибозы (моносахарид), азотистого основания и молекулы фосфата. Молекулы фосфата связывают нуклеотиды вдоль всей цепи. Две цепи ДНК соединяются внутри парами азотистых оснований по типу «перекладин лестницы». ДНК содержит четыре азотистых основания: аденин, тимин, гуанин и цитозин. Молекула аденина в цепи ДНК всегда находится в паре с молекулой тимина другой цепи ДНК; аналогично молекула гуанина всегда связана с молекулой цитозина. Таким образом, две цепи ДНК комплементарны, и репликацию ДНК можно представить следующим образом: две цепи отделяются друг от друга и параллельно каждой из них синтезируется новая нуклеотидная цепь. Последовательность азотистых оснований в ДНК составляет генетический код, т.е. триплет нуклеотидов кодирует генетические инструкции по включению одной аминокислоты в молекулу белка. (Белки образованы из аминокислот, связанных в цепи.) Ген содержит инструкции по биосинтезу целой белковой молекулы.

Молекулы РНК, которые также образованы нуклеотидными цепями, снимают копию с генетического кода ДНК в ядре клетки и переносят ее в цитоплазму к рибосомам, где формируются молекулы белка. РНК также отвечает за перенос аминокислот к месту синтеза белка, обеспечивая таким образом их соединение в надлежащей последовательности.

Незадолго до начала исследований Н. по биохимии нуклеиновых кислот в НИЗ были выделены и очищены ферменты, ответственные за биосинтез ДНК и РНК. В начале 60-х гг. Н. и его коллеги провели важную серию экспериментов, которые позволили им расшифровать генетический код. Сначала они синтезировали полиурацил, молекулу РНК, которая содержит только урацил (РНК в отличие от ДНК содержит урацил вместо тимина). Затем исследователи поместили полиурацил в бесклеточную экспериментальную систему, образованную осторожным размельчением бактерий, способствующим получению смеси аминокислот, РНК, рибосом, необходимых ферментов и других веществ. Полиурациловая РНК направляла синтез молекулы белка, состоящего из цепочки молекул аминокислоты фенилаланина. Следовательно, код для фенилаланина представлял собой триплет урацил-урацил-урацил (т.к. урацил является единственным азотистым основанием в полиурациле), или УУУ. Поскольку ДНК содержит 4 азотистых основания, а генетический код образуется из триплетов азотистых оснований, то существует 64(4 х 4 х 4) возможные триплетные комбинации для ДНК. Н. и его коллегам удалось синтезировать все возможные триплетные последовательности, повторив бесклеточные эксперименты с каждой из них и открыв таким путем коды триплетов азотистых оснований для всех 20 аминокислот. Некоторые из аминокислот кодируются более чем одним триплетом, а некоторые триплеты известны как «бессмысленные», т.к. они не кодируют ни одну аминокислоту. Н. обнаружил, что «бессмысленные триплеты», как точка в предложении, могут сигнализировать об окончании процесса биосинтеза в клетке. Он и его коллеги провели позднее дополнительные эксперименты, чтобы определить последовательность азотистых оснований в каждом триплете.

Генетический код контролирует не только образование всех белков, необходимых организму для поддержания своего существования, но также и передачу наследственных признаков. Расшифровав код, Н. предоставил сведения, которые со временем могут дать возможность ученым контролировать наследственность и устранять заболевания, вызванные генетическими дефектами.

В 1968 г. Н. разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Робертом У. Холлы и Харом Гобиндом Кораной, которая была присуждена им «за расшифровку генетического кода и его функционирования в синтезе белков». В Нобелевской лекции Н. сказал: «Передача информации от нуклеиновой кислоты к белковому синтезу происходит последовательно, в соответствии с систематическим кодом по относительно простым правилам. Каждая единица нуклеиновой кислоты определяет вид отобранных молекул, их положение относительно предыдущей отобранной молекулы и время события относительно предыдущего. Таким образом, нуклеиновая кислота функционирует одновременно как матрица для других молекул и как биологические часы».

После того как генетический код был разгадан, Н. обратил внимание на клеточные механизмы контроля, надеясь понять, почему определенный набор биохимических реакций происходит именно в данной клетке. Его также интересовало, как различные типы клеток, такие, как нервные и мышечные, дифференцируются в ходе эмбрионального развития или в случае опасности в окружающей среде. Его работа дала основание предположить, что генетический код млекопитающих существует несколько биллионов лет и что он одинаков у всех видов.

С 1966 г. Н. – главный биохимик в генетической лаборатории Национального института сердца, легких и крови. Он и его жена, урожденная Перола Зальцман, биохимик, с которой он вступил в брак в 1961 г., живут в Бетесде (штат Мэриленд).

Многочисленные награды Н. включают Национальную медаль науки Национального научного общества (1965), медаль Франклина Франклиновского института распространения технических знаний (1968), медаль Пристли Американского химического общества (1968) и награду Луизы Гросс-Хорвиц Колумбийского университета (1968). Он – член Национальной академии наук, Американского химического общества, Биофизического общества и Общества эволюционной биологии; имеет почетные степени университетов Мичигана, Чикаго, Виндзора, Йельского университета, Университета им. Джорджа Вашингтона и Вейцмановского института (Израиль).

 

Ранее опубликовано:

Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
© The H.W. Wilson Company, 1987.
© Перевод на русский язык с дополнениями, издательство «Прогресс», 1992.

Дата публикации:

4 мая 2001 года

Электронная версия:

© НиТ. Лауреаты Нобелевской премии, 1998

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2017
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика