Jacques Lucien Monod ( en francés: [mɔno] ; 9 de febrero de 1910 - 31 de mayo de 1976) fue un bioquímico francés que ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1965, compartiéndolo con François Jacob y André Lwoff "por sus descubrimientos sobre el control genético de la síntesis de enzimas y virus". [2] [3] [4] [5] [6] [7]
Monod y Jacob se hicieron famosos por su trabajo sobre el operón lac de E. coli , que codifica proteínas necesarias para el transporte y la descomposición del azúcar lactosa (lac). A partir de su propio trabajo y del trabajo de otros, idearon un modelo de cómo se controlan los niveles de algunas proteínas en una célula. En su modelo, la fabricación de un conjunto de proteínas relacionadas, como las codificadas dentro del operón lac (lactosa) , se evita cuando una proteína represora , codificada por un gen regulador , se une a su operador , un sitio específico en la secuencia de ADN que está cerca de los genes que codifican las proteínas. (Ahora se sabe que un represor unido a un operador bloquea físicamente la unión de la ARN polimerasa al promotor , el sitio donde comienza la transcripción de los genes adyacentes).
El estudio del control de la expresión de los genes en el operón lac proporcionó el primer ejemplo de un sistema de regulación de la transcripción . Monod también sugirió la existencia de moléculas de ARN mensajero que vinculan la información codificada en el ADN y las proteínas . Por estas contribuciones, se le considera ampliamente uno de los fundadores de la biología molecular . [8] [9]
Como estudiante en la Universidad de París , Monod descubrió que el plan de estudios estaba décadas por detrás de la ciencia biológica actual. Aprendió de otros estudiantes un poco mayores que él, en lugar de hacerlo del profesorado. "A George Teissier le debe su preferencia por las descripciones cuantitativas; André Lwoff lo inició en las posibilidades de la microbiología; a Boris Ephrussi le debe el descubrimiento de la genética fisiológica, y a Louis Rapkine el concepto de que sólo las descripciones químicas y moleculares podían proporcionar una interpretación completa de la función de los organismos vivos". [10]
Antes de su trabajo doctoral, Monod pasó un año en el laboratorio de Thomas Hunt Morgan en el Instituto Tecnológico de California trabajando en la genética de la Drosophila . Esto fue una verdadera revelación para él y probablemente lo influenció a la hora de desarrollar una concepción genética de la bioquímica y el metabolismo. [11]
El interés de Monod en el operón lac se originó a partir de su tesis doctoral, que exploró el crecimiento de bacterias en mezclas de azúcares y documentó la utilización secuencial de dos o más azúcares. [10] [12] [13] El trabajo se llevó a cabo en la Universidad de París, con André Lwoff del Instituto Pasteur que brindó un importante asesoramiento. [14] Monod acuñó el término diauxie para denotar las frecuentes observaciones de dos fases de crecimiento distintas de bacterias cultivadas en dos azúcares. Teorizó sobre el crecimiento de cultivos bacterianos y promovió la teoría del quimiostato como un poderoso sistema de cultivo continuo para investigar la fisiología bacteriana. [15]
Monod se unió al Instituto Pasteur en 1943 y Jacob en 1949. El sistema experimental utilizado finalmente por Jacob y Monod fue una bacteria común, E. coli , pero el concepto regulador básico (descrito en el artículo sobre el operón Lac ) que fue descubierto por Jacob y Monod es fundamental para la regulación celular de todos los organismos. La idea clave es que E. coli no desperdicia energía produciendo dichas enzimas si no hay necesidad de metabolizar la lactosa , como cuando hay otros azúcares como la glucosa disponibles. El tipo de regulación se llama regulación genética negativa , ya que el operón es inactivado por un complejo proteico que se elimina en presencia de lactosa (inducción reguladora).
Junto con Jean-Pierre Changeux y François Jacob , [16] Monod propuso una teoría de las transiciones alostéricas para explicar cómo los efectos conformacionales podrían permitir que los efectores enzimáticos que son estructuralmente muy diferentes de los sustratos y productos de la enzima activen o inhiban la reacción: la unión en un sitio alostérico de la enzima alejado del sitio activo podría provocar un cambio en el sitio activo. Hizo una importante contribución a la enzimología cuando colaboró con Jeffries Wyman y Changeux para extender este concepto para explicar el comportamiento cooperativo de algunas proteínas multisubunitarias. [17] Esta se ha convertido en la explicación más ampliamente aceptada de la cooperatividad. [18]
Monod no sólo era biólogo, sino también un músico de calidad y un escritor de renombre sobre filosofía de la ciencia . Fue activista político y jefe del Estado Mayor de Operaciones de las Fuerzas Francesas del Interior durante la Segunda Guerra Mundial . En preparación para el desembarco de los aliados, organizó lanzamientos de armas en paracaídas, bombardeos de ferrocarriles e interceptaciones de correo.
En 1970, Monod publicó Le hasard et la nécessité –traducción al inglés Chance and Necessity (1971)–, un libro basado en una serie de conferencias que había dado en el Pomona College en 1969. [19] El libro es un examen breve pero influyente de las implicaciones filosóficas de la biología moderna , escrito para un público general. [20] Monod reconoce su conexión con los existencialistas franceses en el epígrafe del libro, que cita los párrafos finales de El mito de Sísifo de Camus . Al resumir el progreso reciente en varias áreas de la biología, incluida su propia investigación, Monod destaca las formas en que se descubre que la información toma forma física y, por lo tanto, se vuelve capaz de influir en los eventos del mundo. Por ejemplo, la información que permite a una enzima proteica "seleccionar" solo uno de varios compuestos similares como sustrato de una reacción química está codificada en la forma tridimensional precisa de la enzima; Esa forma precisa está codificada por la secuencia lineal de aminoácidos que constituyen la proteína; y esa secuencia particular de aminoácidos está codificada por la secuencia de nucleótidos en el gen de esa enzima.
En el título del libro, la "necesidad" se refiere al hecho de que la enzima debe actuar como lo hace, catalizando una reacción con un sustrato pero no con otro, según las restricciones impuestas por su estructura. Si bien no se puede decir de ninguna manera significativa que la enzima en sí tenga una opción sobre su actividad, el objetivo de la investigación de Jacob y Monod, ganadora del premio Nobel, era demostrar cómo una célula bacteriana puede "elegir" si lleva a cabo o no la reacción catalizada por la enzima. Como explica Monod, una forma en que la célula puede hacer esa elección es sintetizando o no la enzima, en respuesta a su entorno químico. Sin embargo, la elección de síntesis o no síntesis está a su vez gobernada por interacciones bioquímicas necesarias entre una proteína represora, el gen de la enzima y el sustrato de la enzima, que interactúan de modo que el resultado (síntesis de enzima o no) difiere según la composición variable del entorno químico de la célula. La organización jerárquica y modular de este sistema implica claramente que pueden existir elementos reguladores adicionales que gobiernan, son gobernados por o interactúan de alguna otra manera con cualquier conjunto dado de componentes reguladores. Debido a que, en general, la actividad bacteriana que resulta de estos circuitos reguladores está de acuerdo con lo que es beneficioso para la supervivencia de la célula bacteriana en ese momento, la bacteria en su conjunto puede describirse como una bacteria que toma decisiones racionales, aunque los componentes bacterianos involucrados en decidir si fabricar o no una enzima (represor, gen y sustrato) no tienen más opciones sobre sus actividades que la enzima misma.
Monod muestra un paradigma de cómo la elección en un nivel de organización biológica (actividad metabólica) es generada por interacciones necesarias (sin elección) en otro nivel (regulación genética); la capacidad de elegir surge de un sistema complejo de bucles de retroalimentación que conectan estas interacciones. Continúa explicando cómo la capacidad de los sistemas biológicos para retener información, combinada con variaciones aleatorias durante la replicación de la información (es decir, mutaciones genéticas) que son raras individualmente pero comunes en conjunto, conduce a la preservación diferencial de esa información que tiene más éxito en mantenerse y replicarse a sí misma. Monod escribe que este proceso, que actúa durante largos períodos de tiempo, es una explicación suficiente (de hecho, la única explicación plausible) para la complejidad y la actividad teleonómica de la biosfera. Por lo tanto, los efectos combinados del azar y la necesidad, que son susceptibles de investigación científica, explican nuestra existencia y el universo que habitamos, sin la necesidad de invocar explicaciones místicas, sobrenaturales o religiosas.
Aunque reconoce el probable origen evolutivo de la necesidad humana de mitos explicativos, en el capítulo final de Chance and Necessity Monod defiende una cosmovisión científica objetiva (y, por tanto, libre de valores) como guía para evaluar la verdad. La describe como una "ética del conocimiento" que trastoca las antiguas ontologías filosóficas, mitológicas y religiosas, que pretenden proporcionar valores éticos y un estándar para juzgar la verdad. Para Monod, evaluar la verdad independientemente de cualquier juicio de valor es lo que libera a los seres humanos para actuar con autenticidad, al exigirles que elijan los valores éticos que motivan sus acciones. Concluye que "el hombre sabe por fin que está solo en la inmensidad insensible del universo, del que ha surgido sólo por casualidad. Su destino no está explicado en ninguna parte, ni tampoco su deber. El reino de arriba o la oscuridad de abajo: es él quien debe elegir". [21] Aunque aparentemente parezca sombría en comparación con los conceptos de que la humanidad pertenece a un proceso inevitable y universal, o de que un Dios benévolo nos creó y nos protege, la aceptación de la evaluación científica descrita en la primera parte de la cita es, para Monod, la única base posible de una vida humana auténtica y ética. Es razonable concluir que el propio Monod no consideraba sombría esta posición; la cita que eligió de Camus para introducir El azar y la necesidad termina con la frase: "Hay que imaginar a Sísifo feliz".
En 1973, Jacques Monod fue uno de los firmantes del Manifiesto Humanista II . [22]
El sociólogo Howard L. Kaye ha sugerido que Monod fracasó en su intento de desterrar "la mente y el propósito del fenómeno de la vida" en nombre de la ciencia. [23] Puede ser más preciso sugerir que Monod buscó incluir la mente y el propósito dentro del ámbito de la investigación científica, en lugar de atribuirlos a causas sobrenaturales o divinas. Si bien Monod no aborda explícitamente la mente o la conciencia, su investigación científica demostró que la biología incluye bucles de retroalimentación que gobiernan los sistemas interactivos de reacciones bioquímicas, de modo que el sistema en su conjunto puede describirse como teniendo un propósito y tomando decisiones. Los escritos filosóficos de Monod indican que reconoció la implicación de que tales sistemas podrían surgir y ser elaborados por la evolución a través de la selección natural. La importancia del trabajo de Monod como un puente entre el azar y la necesidad de la evolución y la bioquímica por un lado, y el reino humano de la elección y la ética por el otro, puede juzgarse por su influencia en filósofos, biólogos y científicos informáticos como Daniel Dennett , Douglas Hofstadter , Marvin Minsky y Richard Dawkins .
Además de compartir un Premio Nobel, Monod también recibió la Legión de Honor y fue elegido miembro de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1960. [24] Fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias , [25] de la Sociedad Filosófica Estadounidense , [26] y Miembro Extranjero de la Royal Society en 1968. [ 1] El Instituto Jacques Monod, financiado conjuntamente por el CNRS y la Universidad de París, es uno de los principales centros de investigación básica en biología en el área de París. Está dirigido por Michel Werner, Director de Investigación.
Monod nació en París de madre estadounidense de Milwaukee , Charlotte (Sharlie) MacGregor Todd, y de padre hugonote francés , Lucien Monod, que era pintor y lo inspiró artística e intelectualmente. [1] [10] Asistió al liceo de Cannes hasta los 18 años. [1] En octubre de 1928 comenzó sus estudios de biología en la Universidad de París. [1]
En 1938 se casó con Odette Bruhl (fallecida en 1972). [27]
Durante la Segunda Guerra Mundial , Monod participó activamente en la Resistencia francesa , llegando a ser jefe del Estado Mayor de las Fuerzas del Interior francesas . [14] Fue Caballero de la Legión de Honor (1945) y recibió la Cruz de Guerra (1945) y la Medalla de la Estrella de Bronce estadounidense . [28] [10] Monod se convirtió en miembro del Partido Comunista Francés después del final de la Segunda Guerra Mundial, pero se distanció del partido después del Asunto Lysenko . [29] Se convirtió en un amigo cercano de Albert Camus , premio Nobel de literatura que también había participado activamente en la Resistencia francesa y compartía las críticas de Monod al sistema soviético. [14]
Monod, entonces profesor en la Universidad de París, apoyó las protestas estudiantiles de mayo de 1968 y, junto con varios compañeros premios Nobel, apeló al presidente Charles de Gaulle en nombre de los estudiantes. [14]
Jacques Monod murió de leucemia en 1976 y fue enterrado en el Cimetière du Grand Jas en Cannes, en la Riviera francesa .
