Leslie Eleazer Orgel FRS [1] (12 de enero de 1927 – 27 de octubre de 2007) fue un químico británico . Es conocido por sus teorías sobre el origen de la vida .
Leslie Orgel nació en Londres, Inglaterra , el 12 de enero de 1927. Recibió su licenciatura en química con honores de primera clase de la Universidad de Oxford en 1948. En 1951 fue elegido miembro del Magdalen College, Oxford y en 1953 recibió su doctorado en química.
Orgel comenzó su carrera como químico inorgánico teórico y continuó sus estudios en este campo en Oxford, el Instituto Tecnológico de California y la Universidad de Chicago .
Junto con Sydney Brenner , Jack Dunitz , Dorothy Hodgkin y Beryl M. Oughton, fue una de las primeras personas en abril de 1953 en ver el modelo de la estructura del ADN , construido por Francis Crick y James Watson , en la época en que él y otros científicos trabajaban en el Departamento de Química de la Universidad de Oxford. [2] Según la difunta Dra. Beryl Oughton, más tarde Rimmer, todos viajaron juntos en dos automóviles una vez que Dorothy Hodgkin les anunció que se iban a Cambridge para ver el modelo de la estructura del ADN. Todos quedaron impresionados por el nuevo modelo de ADN, especialmente Brenner, quien posteriormente trabajó con Crick; el propio Orgel también trabajó con Crick en el Instituto Salk de Estudios Biológicos . [3]
En 1955 se incorporó al departamento de química de la Universidad de Cambridge . Allí trabajó en química de metales de transición y teoría de campos de ligandos , publicó varios artículos en revistas revisadas por pares y escribió un libro de texto titulado Transition Metal Chemistry: Ligand Field Theory (1960). Desarrolló el diagrama de Orgel que muestra las energías de los términos electrónicos en complejos de metales de transición.
Orgel formuló su teoría del envejecimiento basada en la catástrofe por error de traducción de proteínas en 1963, [4] (antes de que Manfred Eigen utilizara el término para la catástrofe por error mutacional ), que desde entonces ha sido cuestionada experimentalmente. [5]
En 1964, Orgel fue nombrado miembro senior y profesor de investigación en el Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California , donde dirigió el Laboratorio de Evolución Química. También fue profesor adjunto en el Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad de California en San Diego , y fue uno de los cinco investigadores principales en el programa NSCORT patrocinado por la NASA en exobiología . Orgel también participó en el Programa Viking Mars Lander de la NASA como miembro del Equipo de Análisis Molecular que diseñó el instrumento de espectrómetro de masas de cromatografía de gases que los robots llevaron al planeta Marte .
El laboratorio de Orgel encontró una forma económica de producir citarabina , un compuesto que es uno de los agentes anticancerígenos más utilizados en la actualidad .
Junto con Stanley Miller , Orgel también sugirió que los ácidos nucleicos peptídicos –en lugar de los ácidos ribonucleicos– constituyeron los primeros sistemas prebióticos capaces de autorreplicarse en la Tierra primitiva .
Su nombre es conocido popularmente debido a las reglas de Orgel , que se le atribuyen, particularmente la Segunda Regla de Orgel: " La evolución es más inteligente que tú". [6]
En su libro Los orígenes de la vida , Orgel acuñó el concepto de complejidad específica para describir el criterio por el cual los organismos vivos se distinguen de la materia inerte. Publicó más de trescientos artículos en sus áreas de investigación.
En 1993, Orgel realizó una presentación en la conferencia "¿Qué es la vida?" en el Trinity College de Dublín, Irlanda, junto con muchos otros científicos destacados que exploraban la investigación sobre el origen de la vida, como Manfred Eigen , John Maynard Smith y Stephen Jay Gould . La charla de Orgel fue sobre "Estructura molecular y cristales desordenados". [7]
Orgel murió de cáncer de páncreas el 27 de octubre de 2007 en el San Diego Hospice & Palliative Care en San Diego, California .
Orgel propuso una solución novedosa a un problema con el mecanismo de síntesis de nucleobases propuesto por Juan Oro en la Tierra primitiva , que se basaba en la reacción de cinco moléculas de cianuro de hidrógeno (HCN) para formar adenina . El problema con esto era que requeriría una concentración de cianuro de hidrógeno mucho mayor que la que sugería la evidencia existente.
Orgel sugirió que el cianuro de hidrógeno estaba congelado en solución. [8] Esto concentraría las moléculas de HCN en los espacios entre la red cristalina del hielo y también resolvería el problema de que el HCN sea demasiado volátil en una solución de agua líquida.
Para la síntesis de nucleósidos ( nucleobase + azúcar ribosa ), Orgel sugirió un enfoque casi opuesto, calentando una mezcla de ribosa y las nucleobases de purina hipoxantina , adenina y guanina a sequedad en presencia de iones de magnesio . [9] Esta reacción coloca el enlace glucosídico en la posición correcta de dos maneras: la nucleobase se une al carbono correcto en la ribosa y en la orientación correcta (el anómero beta ).
Sin embargo, la síntesis fue posteriormente criticada porque sólo funcionaba mejor con hipoxantina, una nucleobase que no es relevante para la vida actual en la Tierra, y porque no era específica para el azúcar ribosa y podía aplicarse en cambio a otros azúcares.
Continuando con su trabajo de estudio de la síntesis prebiótica de ARN , Orgel exploró los mecanismos por los cuales el fosfato inorgánico [10] y los grupos fosforilo de nucleótidos [11] podrían activarse químicamente para la condensación en polímeros de ácidos nucleicos. A partir de la década de 1960, Orgel exploró una variedad de agentes activadores basados en cianuro que podrían haber estado presentes de manera plausible en una tierra joven. Se descubrió que un reactivo de carbodiimida era eficaz para activar los grupos fosforilo de nucleótidos y promover la formación de dímeros y trímeros cortos de adenosina. [12] En 2018, John D. Sutherland y sus colaboradores propusieron que el isocianuro de metilo y el acetaldehído podrían combinarse para formar un agente activador de fosfato prebiótico que podría haberse formado de manera plausible en las condiciones de la tierra primitiva. [13]
Orgel también teorizó que una sola hebra de ARN podría haber sido la plantilla para la primera vida en la Tierra y que estos nucleótidos activados por imidazol podrían haber usado esta hebra de plantilla de ARN para polimerizar y replicarse . Lohrmann y Orgel informaron que el derivado de fosforimidazolida del monofosfato de adenosina (en el que un oxígeno del grupo fosforilo se sustituye por un anillo de imidazol) forma oligómeros de adenosina cortos en presencia de plantillas de poliuridina. [11] Además, descubrieron que el catión metálico divalente utilizado para catalizar la reacción influyó en la regioquímica del enlace internucleótido. [14] Pb 2+ dio principalmente nucleótidos enlazados 5'-2' mientras que Zn 2+ dio principalmente nucleótidos enlazados 5'-3' a partir de guanosina fosforimidazolidas en presencia de una plantilla de policitidina. También se ha demostrado que la arcilla de montmorillonita promueve la polimerización de la fosforimidazolida de adenosina en oligonucleótidos de decenas de bases de longitud a partir de un cebador de poliadenosina de 10 meros. [15] En ausencia de montmorillonita , el cebador se protegió mediante la formación de un pirofosfato de adenosina 5' .
Los productos oligonucleótidos en los primeros estudios se caracterizaron típicamente mediante una combinación de radiomarcaje con 14 C , electroforesis en gel y electroforesis en papel . Se utilizó la digestión enzimática para diferenciar los regioisómeros . [12] La llegada de la HPLC permitió la caracterización de oligómeros largos de guanosina. [14]
Aunque más tarde restó importancia a la hipótesis, Orgel, junto con Francis Crick , propuso un escenario detallado de panspermia para el origen de la vida en la Tierra, llegando tan lejos como para sugerir que la vida en la Tierra fue diseñada por una especie extraterrestre y enviada a la Tierra. [16] Propusieron un diseño para la nave espacial que los extraterrestres podrían haber usado para sembrar vida en la Tierra.
A finales de los años 1960, Orgel propuso que la vida se basaba en el ARN antes de basarse en el ADN o las proteínas. Su teoría incluía genes basados en el ARN y enzimas del ARN. [17] Esta visión se desarrollaría y tomaría forma en la hipótesis del mundo del ARN, hoy ampliamente aceptada .
Casi treinta años después, Orgel escribió una extensa revisión de la hipótesis del mundo del ARN. [18] Esta revisión destacó muchas síntesis propuestas para el ARN y sus partes en condiciones abióticas , señaló la importancia del descubrimiento de las ribozimas (moléculas de ARN que funcionan como enzimas tal como Orgel había predicho una vez) y, al mismo tiempo, demostró polímeros de ácidos nucleicos con alternativas a la ribosa, como el ácido treosa nucleico (TNA) y el ácido nucleico peptídico (PNA) .
En conclusión, Orgel escribió: “Hay que reconocer que, a pesar del considerable progreso, el problema del origen del mundo del ARN está lejos de estar resuelto”. [18]