Чаргафф вклад в биологию кратко

Обновлено: 02.07.2024

Ранняя жизнь

Эрвин Чаргафф родился 11 августа 1905 года в Черновице, Герцогство Буковина, Австро-Венгрия (современные Черновцы, Украина), в семье Германа Чаргаффа и Розы Зильберштейн. Это была образованная австрийская еврейская семья, а его отец владел банком. Он вырос со своей младшей сестрой Гретой. Поначалу Эрвину требовалось много времени, чтобы научиться говорить.

Когда ему было 5 лет, банк отца Эрвина столкнулся с финансовыми проблемами из-за хищений. Когда в июле 1914 года разразилась Первая мировая война, он и его семья переехали в Вену.

Он получил докторскую степень по химии в Венском университете в 1928 году. Его диссертация, написанная под руководством Фрица Фейгля, касалась органических комплексов серебра и реакции между йодом и азидами.

Карьера

В Йельском университете он опубликовал семь статей с Рудольфом Андерсоном и открыл две жирные кислоты с разветвленной цепью. Он также изучал бактерию туберкулеза. Однако вскоре Эрвин вернулся в Европу, так как Коннектикут ему не очень нравился.

ДНК и Чаргафф

Он работал со многими коллегами, включая Эрнста Фишера и Шарлотту Грин. Эрвин работал над ДНК, а Грин и Вишер использовали разделительную хроматографию, чтобы разделить ее на отдельные компоненты для анализа ультрафиолетовой спектрофотометрии. Результаты показали, что были заметные различия в ДНК, взятой у разных видов. В 1947 году Эрвин подумал, что молекула ДНК, вероятно, похожа на полосу Мебиуса, которая, если разделить ее по середине, перенесет топологию исходной молекулы на полученные части.

Альбрехт Коссель ранее уже заявлял, что ДНК содержит четыре основания: аденин, цитозин, гуанин и тимин (A, C, G и T).

К 1949 году Эрвин обнаружил, что разные виды имеют разные пропорции оснований в ДНК, что вызывает у них различия. Ранее Фебус Левен заявлял, что пропорции оснований в ДНК не различаются.

В 1950 году Эрвин заявил, что количества тимина и аденина в ДНК были почти такими же, как и количества гуанина и цитозина. Это стало известно как первое из двух Правил Чаргаффа. Таким образом, первое правило Чаргаффа гласит, что у любого вида соотношение A: T составляет 1: 1, а соотношение G: C — 1: 1. Второе правило гласит, что другие соотношения, такие как A: G, различаются от вида к виду.

С 1950-х годов Эрвин открыто выступил против молекулярной биологии. Он считал, что неустанное стремление человека контролировать природу с помощью генной инженерии обрекает мир на гибель.

После получения Нобелевской премии Криком, Уотсоном и Морисом Уилкинсом в 1962 году за их работу над двойной спиралью ДНК Эрвин добровольно отказался от всех исследований.

Награды и достижения

Письменные работы

Личная жизнь и смерть

Эрвин женился на Вере Бройдо в сентябре 1929 года в Нью-Йорке. У них родился сын Томас, 1939 года рождения.

Сегодня вряд ли кого-либо удивишь такими понятиями, как наследственность, геном, ДНК, нуклеотиды. Все знают о двойной спирали ДНК и что именно она ответственна за формирование всех признаков организма. Но не все знают о принципах ее устройства и подчиненности основным правилам Чаргаффа.

Обиженный биолог

Не многие открытия удостаиваются звания выдающихся в ХХ веке. Но открытия Эрвина Чаргаффа (1905-2002), выходца с Буковины (г. Черновцы, Украина), несомненно, относятся именно к таким. Хотя он и не получил Нобелевскую премию, до конца своих дней он считал что Джеймс Уотсон и Френсис Крик украли его идею о двухцепочечной спиральной структуре ДНК и его Нобелевку.

Академические основы

Напомним основные фундаментальные понятия, необходимые для понимания последующего текста.

Геном - совокупность всего наследственного материала данного организма.

Мономеры образуют полимеры - структурные единицы, которые соединяются в высокомолекулярные органические молекулы.

Нуклеотиды – аденин, гуанин, тимин и цитозин – мономеры молекулы ДНК, органические молекулы, образованные фосфорной кислотой, углеводом с 5 атомами углерода (дезоксирибозы или рибозы) и пуринового (аденин и гуанин) или пиримидинового (цитозин и тимин) основания.

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, основа наследственности организмов, представляет собой двойную спираль, образованную из нуклеотидов с углеводной составляющей – дезоксирибозой. РНК – рибонуклеиновая кислота, отличается от ДНК присутствием в составе нуклеотидов углевода рибозы и заменой тимина на урацил.

Как все началось

Группа ученых Колумбийского университета в Нью-Йорке во главе с Э. Чаргаффом в 1950-1952 годах занималась хроматографией ДНК. Что в ее состав входит четыре нуклеотида, уже было известно, но о ее спиральной структуре еще никто не знал. Многократные исследования показали. Что в молекуле ДНК количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых. А точнее, количество тимина всегда равно количеству аденина, а количество гуанина соответствует количеству цитозина. Эта равность азотистых оснований – правило Чаргаффа для дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот.

Значение в биологии

Именно это правило стало той опорой, на которую ориентировались Уотсон и Крик при выведении структуры молекулы ДНК. Их двухцепочечная спирально закрученная модель из шариков, проволоки и фигурок объяснила это равенство. Другими словами, правила Чаргаффа заключаются в том, что тимин соединяется с аденином, а гуанин - с цитозином. Именно это соотношение нуклеотидов идеально укладывалось в пространственную модель ДНК, предложенную Уотсоном и Криком. Открытие структуры молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты подтолкнуло науку к открытиям более широкого уровня: принципов изменчивости и наследственности, биологического синтеза ДНК, объяснения эволюции и ее механизмов на молекулярном уровне.

Правила Чаргаффа в чистом виде

Современная наука формулирует данные фундаментальные положения следующим тремя постулатами:

Количество аденина соответствует количеству тимина, а цитозина – гуанину: А = Т и Г = Ц.
Количество пуринов всегда равно количеству пиримидинов: А + Г = Т + Ц.
Количество нуклеотидов, которые содержат в положении 4 пиримидинового и 6 пуринового оснований, равно количеству нуклеотидов, что содержат в этих же положениях оксогруппы: А + Г = Ц + Т.

В 1990-х годах с открытием технологий секвенирования (определение последовательности нуклеотидов в длинных участках) ДНК правила Чаргаффа получили свое подтверждение.

Головная боль учеников

В старших классах школы и в университетах изучение молекулярной биологии обязательно предполагает решение задач на правило Чаргаффа. Только называют эти задачи построением второй цепочки ДНК на основании принципа комплементарности (пространственной взаимодополняемости пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов). К примеру, в условии дается последовательность нуклеотидов в одной цепи – ААГЦТАТ. От учащегося или студента требуется восстановить вторую цепочку на основании матричной цепочки ДНК и первого правила Чаргаффа. Ответ будет такой: ГГАТЦГЦ.

Другой тип задач предлагает рассчитать вес молекулы ДНК, зная последовательность нуклеотидов в одной цепочке и удельный вес нуклеотидов. Первое правило Чаргаффа в биологии считается основополагающим для понимания основ молекулярной биохимии и генетики.

Для науки не все так однозначно

Э. Чаргафф продолжал заниматься изучением состава ДНК, и через 16 лет после открытия первого закона он разделил молекулу на две отдельные нити и обнаружил, что количество оснований не равно точно, а лишь приблизительно. Это и есть второе правило Чаргаффа: в отдельной нити дезоксирибонуклеиновой кислоты количество аденина приблизительно равно количеству тимина, а гуанина - цитозину.

Нарушения равенства оказались прямо пропорциональны длине анализируемого участка. Точность сохраняется на длине в 70-100 тысяч пар нуклеотидов, но на длинах в сотни пар и меньше оснований оно уже не сохраняется. Почему у одних организмов процент гуанина-цитозина выше процента аденина-тимина или наоборот, наука пока не объяснила. Ведь в обычных геномах организмов равное распределение нуклеотидов, скорее, исключение, чем правило.

ДНК не открывает свои тайны

С развитием техник секвенирования геномов обнаружилось, что в одиночной цепочке ДНК содержится приблизительно одинаковое количество комплементарных одиночных нуклеотидов, пар нуклеотидов (динуклеотидов), тринуклеотидов и так далее - до олигонуклеотидов (участков в 10-20 нуклеотидов). Этому правилу подчиняются геномы всех известных живых организмов, за совсем не большим исключением.

Так, двое бразильских ученых – биолог Майкл Ямагиши и математик Роберто Херай – использовали теорию множеств, чтоб проанализировать необходимые для последовательности нуклеотидов, чтобы они приводили к выполнению правила Чаргаффа. Они вывели четыре уравнения множеств и протестировали 32 генома известных видов. И оказалось что фрактально-подобные закономерности верны для большинства видов, включая кишечную палочку, растений и человека. А вот вирус иммунодефицита человека и паразитическая бактерия, вызывающая быстрое увядание оливковых деревьев, совершенно не подчиняются закономерностям правила Чаргаффа. Почему? Ответ пока не найден.

Биохимики, биологи-эволюционисты, цитологи и генетики и сегодня бьются над загадками ДНК и механизмами наследования. Несмотря на достижения современной науки, человечество далеко от разгадки мироздания. Мы преодолели гравитацию, освоили космическое пространство, научились изменять геномы и определять патологию плода на ранних стадиях развития зародыша. Но мы все так же далеки от понимания всех механизмов природы, которые она создавала миллиарды лет на планете Земля.

Эрвин Чаргафф - биохимик, специализировался по проблемам химического состава и структуры нуклеиновых кислот, свертывания крови, изучения липидов и липопротеинов, метаболизма аминокислот. Основатель исследований гипо- и гиперхромосомии. Доказав, что у ДНК есть видовая специфичность, совершил прорыв в изучении генетического кода.

В конце июня исполнилось 18 лет, как ученый ушел из жизни, а 11 августа исполнится 115 лет со дня его рождения.

Генетика по "правилу Чаргаффа"

Не каждому из ученых удается сделать фундаментальное открытие, меняющее жизнь человечества. Чаргафф из Черновцов стоял у истоков того, без чего сейчас невозможно представить медицину, генетику, криминалистику и даже сериалы.

Сейчас тест ДНК - обычный анализ. Буковинцу выпала роль доказать, что именно она является носителем генетического кода. А для этого поверить в собственную гипотезу о том, что ДНК таки имеет отношение к передаче информации.

Многие десятилетия в науке господствовала тетрануклеотидная теория Федора Левина. Название - от четырех составляющих азотистых оснований нуклеотидов: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Ошибкой Левина стало то, что он считал их ни на что не способными полимерами, образующими отдельные блоки и повторяющимися в структуре нуклеиновой кислоты.

Чаргафф же после многих лет напряженных исследований в начале 1950-х доказал: тетрануклеотидная теория насквозь порочная. Нуклеотиды являются носителями генетического кода. Его исследования впоследствии стали базовыми для понимания видовой специфичности, а открытие вошло в историю науки как "Правило Чаргаффа". Вместе с этим структура загадочной ДНК все еще оставалась непонятной.

Награды нашли не всех

Отдадим должное: над "проблемой тысячелетия" ломали молекулярные копья и другие ученые. В первую очередь стоит упомянуть британца Фрэнсиса Крика, американца Джеймса Ватсона, британцев Мориса Уилкинса и Розалинд Франклин и американца Лайнуса Полинга.

Но случилось так, что "Эврика!" воскликнули двое первых, введя в хор третьего, за что получили Нобелевские премии (1962).

Американец впоследствии хоть и стал лауреатом двух Нобелевских премий, но за другие достижения. А вот Чаргаффу и биофизику и рентгенографу Розалинд Франклин не повезло ?.

Британка получила четкую рентгенограмму ДНК, что позволило Крику и Ватсону сделать выводы о ее структуре, но не дожила до триумфа коллег - умерла молодой от онкологии. Ее подруга Анна Сейр публично заявит: на работе та страдала от гендерного неравенства. В конце концов, это вынужден был подтвердить и сам Фрэнсис Крик: "Боюсь, что мы всегда относились к ней, скажем, снисходительно". Розалинд умерла за четыре года до присуждения коллегам Нобелевской премии, а посмертно ее не выдают.

Историческая несправедливость задела и Чаргаффа, так как номинантов на награду Нобеля в одной сфере должно быть не более трех. Хотя именно буковинец, как никто другой, заслуживал премию.

Элегантно стащили идею

За девять лет до того, в 1953 году, Чаргафф встретился с Криком и Ватсоном на конференции в Кембридже и неосторожно рассказал коллегам о своих исследованиях.

"Когда я встретил Крика и Ватсона, они были молоды, невежественны и ничего не знали о моих исследованиях. Пришлось о них рассказывать. Тогда они украли у меня идею о четности основ. Эти пары должны называться "Парами Чаргаффа", а теперь они известны как "Пары Крика и Ватсона". - Чаргафф, в интервью журналу "Штерн", 2001 г.

Впоследствии в своей книге "Двойная спираль" Джеймс Ватсон признает стартовый приоритет буковинца, добавив:

"Презрение Чаргаффа к нам достигло предела, когда Фрэнсис вынужден был констатировать: он не помнит химических различий между четырьмя азотистыми основаниями. Но что бы там ни думал саркастический Чаргафф, кто-то же должен был объяснить его результаты".

"В науке важно не кто был первым, а кто оказался последним",- подытожил Чаргафф.

Цитаты Эрвина Чаргаффа:

? Масштаб игры, которую может себе позволить природа, еще не измерен.

? Одно из главных несчастий моего времени - манипулирование человечеством с помощью рекламы. В области науки эта сила зла долго не проявляла себя.

? Дьявольская диалектика прогресса превращает причины в симптомы, а симптомы - в причины.

? Сейчас все трудятся над проектами, результат которых должен быть известен заранее, иначе не удастся отчитаться за непомерные ассигнования.

? Кого считать жертвой, а кого хищником, зависит от точки зрения.

? Люди пытаются обогнать и обмануть природу, как только могут - процессы, которые ранее требовали сотен тысяч лет, теперь могут произойти за одну ночь.

? Гибрид между Геростратом и Прометеем способен дать дьявольские результаты.

? Уровень развития государства определяется тремя составляющими: отношением к деревьям, отношением к детям, отношением к языку.

? Больше не существует физиков, химиков или биологов - они лишь пятая нога у сороконожки или тысяченожки.

Эрвин Чаргафф (англ. Erwin Chargaff ; 11 августа 1905 ( 19050811 ) , Черновицы, Австро-Венгрия — 20 июня 2002, Нью-Йорк, США) — американский биохимик австрийского происхождения.

Содержание

Биография

Эрвин Чаргафф родился 11 августа 1905 года в городе Черновицы в обеспеченной еврейской семье Германа Харгафа (1870—1934) и Розы Зильберштейн (1878—1943). [1] Герман Харгаф [2] унаследовал небольшую банковскую контору в Черновицах от своего отца, Исаака Харгафа (1842—1903), который был сефардского происхождения. [3] [4] [5] Во время Первой мировой войны банк Германа Харгаффа разорился и семья перебралась в Вену.

В 1924 году Чаргафф поступил на химическое отделение в Венский университет, который окончил в 1928 году и был принят в постдокторантуру в лаборатории обменной химии в Йельском университете в США (1928—1930), продолжил обучение в Берлинском университете (1930—1933), где был оставлен преподавать приватдоцентом. В 1933 году покинул Германию в связи с приходом к власти нацистов, в 1933—1934 годах работал в Пастеровском институте в Париже.

В 1935 году окончательно поселился в США, где работал в Колумбийском университете в Нью-Йорке (с 1952 года — профессором, с 1970 — заведующим кафедрой биохимии, с 1974 — профессором биохимии в лаборатории клетки). В 1940 году получил американское гражданство. Родители Чаргаффа остались в Вене; во время Второй мировой войны его мать была депортирована в концентрационный лагерь, где погибла. [6] [7]

Жена (с 1928 года) — Вера Бройдо (1907—1995), сын — Томас Чаргафф, полицейский следователь.

Научная деятельность

Главным направлением научной деятельности было изучение химического состава и структуры нуклеиновых кислот. Эрвин Чаргафф определил количественное отношение азотистых оснований, входящих в их состав. В 1950 — 1953 годах им было показано, что общее количество адениновых остатков в каждой молекуле ДНК равно количеству тиминовых остатков, а количество гуаниновых остатков — количеству цитозиновых. Правила Чаргаффа использовали Френсис Крик и Джеймс Уотсон при определении структуры ДНК в виде двойной спирали. Также Чаргафф доказал, что ДНК обладает видовой специфичностью, и отверг гипотезы о существовании многих разновидностей ДНК. Эрвин Чаргафф был первым кто начал исследовать денатурацию ДНК. Кроме того, он занимался исследованием свертывания крови, изучал липиды и липопротеины и метаболизм аминокислот.

Награды

Золотая медаль имени Л. Пастера Французского биохимического общества (1949 г.).
Медаль имени К. Нейбера Американского общества химиков и фармацевтов (1958 г.).

См. также

Примечания

Ссылки

Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
Проверить достоверность указанной в статье информации.

Персоналии по алфавиту
Учёные по алфавиту
Родившиеся 11 августа
Родившиеся в 1905 году
Родившиеся в Черновцах
Умершие 20 июня
Умершие в 2002 году
Умершие в Нью-Йорке
Биохимики США
Выпускники Венского университета
Преподаватели вузов США
Колумбийский университет
Члены Леопольдины
Награждённые Национальной медалью науки США

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Чаргафф, Эрвин" в других словарях:

Чаргафф Эрвин — (Chargaff) (р. 1905), американский биохимик. По происхождению австриец. С 1928 в США. Исследовал химический состав и структуру нуклеиновых кислот. Определил количественное соотношение азотистых оснований, входящих в их состав (правило Чаргаффа),… … Энциклопедический словарь

Чаргафф Эрвин — Чаргафф (Chargaff) Эрвин (р. 11.8.1905, Черновицы, Австро Венгрия), биохимик. По национальности австриец. С 1928 ‒ в США (в 1940 принял гражданство США). Член Национальной АН США (1965) и Американской академии искусств и наук (1961). Окончил… … Большая советская энциклопедия

ЧАРГАФФ (Chargaff) Эрвин — (р. 1905) американский биохимик. По происхождению австриец, с 1928 в США. Труды по химии нуклеиновых кислот. Установил соотношение пуриновых и пиримидиновых оснований в молекулах ДНК. Показал видовую специфичность ДНК … Большой Энциклопедический словарь

Чаргафф — (Chargaff) Эрвин (р. 11.8.1905, Черновицы, Австро Венгрия), биохимик. По национальности австриец. С 1928 в США (в 1940 принял гражданство США). Член Национальной АН США (1965) и Американской академии искусств и наук (1961). Окончил… … Большая советская энциклопедия

Чаргафф Э. — ЧÁРГАФФ (Chargaff) Эрвин (р. 1905), амер. биохимик. По происхождению австриец. С 1928 в США. Иссл. по хим. составу и структуре нуклеиновых кислот. Определил количеств. соотношение азотистых оснований, входящих в их состав (правило Ч.), установил… … Биографический словарь

Крик Фрэнсис Харри Комптон — (Crick) (р. 1916), английский биофизик и генетик. В 1953 совместно с Дж. Уотсоном создал модель структуры ДНК (двойную спираль), что позволило объяснить многие её свойства и биологические функции и положило начало молекулярной генетике. Труды по… … Энциклопедический словарь

Уилкинс Морис — (р. 1916), английский биофизик. Впервые получил высококачественные рентгенограммы молекулы ДНК, чем содействовал установлению её структуры (двойная спираль). Нобелевская премия (1962, совместно с Ф. Криком и Дж. Уотсоном). * * * УИЛКИНС Морис… … Энциклопедический словарь

Список награждённых Национальной медалью науки США — Джошуа Ледерберг (справа) получает Национальную медаль науки из рук Президента США Джорджа Буша старшего Список … Википедия

ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — (ДНК), высокополимерные природные соединения, содержащиеся в ядрах клеток живых организмов; вместе с белками гистонами (см. ГИСТОНЫ)образуют вещество хромосом. ДНК носитель генетической информации, ее отдельные участки соответствуют определенным… … Энциклопедический словарь

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Эрвин Чаргафф родился в 1905 году в городе Черновицы в Австро-Венгрии (сейчас Украина). Он учился в Венском университете, а после его окончания, в 1928 году, работал в Йельском университете. Затем вернулся в Европу, где работал в Берлинском университете (с 1930 по 1933 год) и в Пастеровском университете в Париже (с 1933 по 1934 год). В 1935 году Чаргафф переехал в США, где работал в Колумбийском университете профессором биохимии. В 1940 году учёный принял американское гражданство.

В 1961 году Эрвин Чаргафф стал членом Американской академии искусств и наук, а в 1965 году — Национальной Академии Наук США.

Читайте также: