Хара Корана

Биография

Индийско-американский биофизик Хар Гобинд Корана родился в Райпуре, небольшой деревне в провинции Пенджаб (в настоящее время Пакистан). Его родителями были индийские подданные Ганпат Рай Корана, сборщик налогов в британском колониальном управлении, и Кришна Корана (Деви). Хар Гобинд был младшим из пяти детей. Несмотря на бедность, семья К. была одной из немногих грамотных семей в Райпуре.

Начальное образование К. получил во внешкольном классе, с которым занимался сельский учитель. Затем он закончил среднюю школу в Мултане (Пенджаб), а после этого изучал химию в Пенджабском университете в Лахоре. В 1943 г. он получил в этом университете степень бакалавра наук с отличием, а два года сп

устя – степень магистра наук с отличием.

В 1945 г. К. получил государственную стипендию и уехал изучать органическую химию в Ливерпульский университет. В 1948 г. за диссертацию, посвященную химическому пигменту виолацеину, окрашивающему некоторые бактериальные клетки, он получил докторскую степен

ь по органической химии, после чего в течение года изучал химическую структуру некоторых алкалоидов (органических оснований) вместе с Владимиром Прелогом в Цюрихском федеральном технологическом институте в Швейцарии. В конце 1949 г. К. был назначен на должность научного сотрудника в Кембриджском уни

верситете. Здесь, работая вместе с Александером Тоддом, он заинтересовался биохимией нуклеиновых кислот – высокомолекулярных органических соединений, содержащихся в ядрах клеток.

В 1952 г. К. стал директором отдела органической химии Исследовательского совета Британской Колумбии в Университете Бр

итанской Колумбии в Ванкувере (Канада). Здесь он изучал химическую структуру ацетилкоэнзима А. Ферменты, или энзимы, – это биологически активные вещества белковой природы, ускоряющие биохимические реакции в клетках, а коэнзимы (коферменты) – это соединения, обычно входящие в состав ферментов и обесп

ечивающие их активность. Ацетилкоэнзим А, открытый Фрицем Липманом в 1945 г., представляет собой продукт конденсации коэнзима А с уксусной кислотой и играет ключевую роль в обмене углеводов, жиров и белков в клетках. В 1949 г. К. и его коллега Джон Моффат синтезировали ацетилкоэнзим А. Поскольку раз

работанный ими метод был гораздо проще и дешевле, чем существовавшие ранее способы выделения этого вещества из дрожжей, он дал возможность получать ацетилкоэнзим А в количествах, необходимых для изучения таких клеточных процессов, как расщепление углеводов с высвобождением энергии. Эта работа принес

ла К. мировое признание.

В 1960 г. К. был назначен одним из руководителей Института исследований ферментов Висконсинского университета в Мадисоне. В следующем году он опубликовал работу «Значение новейших достижений в химии эфиров фосфорной кислоты для биологических процессов» («Some Recent Devel

opments in the Chemistry of Phosphate Esters of Biological Interest»). В 1963 г. он был назначен одним из редакторов «Журнала Американского химического общества» («Journal of the American Chemical Society»). В следующем году К. занял должность профессора биологических наук в Висконсинском университе

те. С этого времени он начал заниматься главными проблемами современной генетики – биохимией нуклеиновых кислот, биосинтезом клеточных белков (ферментов) и природой генов.

Генетика как наука зародилась в 1866 г., когда Грегор Мендель опубликовал работы по наследованию окраски цветков садового гор

оха. Мендель считал, что за наследование физических свойств организма отвечают некие «элементы», которые сегодня называются генами. В 1869 г. Фридрих Мишер обнаружил, что гены локализованы в хромосомах ядер клеток. В первой половине XX в. в результате многочисленных исследований была выяснена биохим

ическая структура двух нуклеиновых кислот – рибонуклеиновой кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Гены образованы ДНК, управляющей синтезом клеточных белков, ферментов и коферментов и регулирующей биохимические процессы в клетках.

В 1953 г. Фрэнсис Крик и Джеймс Д. Уотсон расшифро

вали трехмерную структуру ДНК. ДНК оказалась похожей на веревочную лестницу, свернутую в двойную спираль. Двойная спираль ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, каждый из которых в свою очередь образован углеводом дезоксирибозой, азотистым основанием и фосфатом. Через фосфатные группировки нуклеотид

ы связаны друг с другом, а внутри двойной спирали они соединены через пары азотистых оснований («ступеньки лестницы»). Чередование четырех оснований и определяет генетический код ДНК. Триплет оснований (т.е. последовательность из трех оснований) представляет собой генетическую инструкцию для включен

ия той или иной аминокислоты в молекулу белка, состоящую из цепей таких аминокислот. Один ген содержит набор инструкций для синтеза одной молекулы белка.

Молекулы РНК, также состоящие из нуклеотидных цепей, дублируют генетический код ДНК и переносят его к цитоплазматическим органеллам – рибосомам

, в которых происходит синтез белка. Кроме того, РНК отвечает за перенос аминокислот к месту синтеза.

В начале 60-х гг. К. занялся расшифровкой генетического кода. ДНК кодирует 20 аминокислот, а количество возможных разновидностей триплетов, образованных четырьмя нуклеотидами с различными основан

иями, составляет 4·4·4 = 64. К. решил выяснить, какая последовательность оснований в триплете кодирует каждую из 20 аминокислот. Незадолго до этого исследователь из Национального института здоровья Маршалл У. Ниренберг разработал систему для синтеза белковых молекул, состоящую из смеси ДНК, РНК, ами

нокислот, рибосом и необходимых ферментов.

С помощью системы Ниренберга К. провел серию опытов, в которых смог определить последовательность нуклеотидов в триплетах, кодирующую каждую из 20 аминокислот. Он обнаружил, что некоторым аминокислотам соответствует более чем один триплет; отсюда был сде

лан вывод, что генетический код с эволюционной точки зрения несовершенен. К. и его коллеги синтезировали цепи ДНК и РНК, состоящие из 64 возможных триплетов, и выявили те, которые служат сигналом к началу и концу биосинтеза специфического белка. Кроме того, они изучили вторичную химическую структуру

транспортной РНК – разновидности РНК, переносящей аминокислоты к рибосомам. Первичная структура – это последовательность нуклеотидов из тех или иных оснований в цепи, а вторичная трехмерная структура зависит от того, в каких участках эта цепь изгибается и контактирует сама с собой. Оказалось, что п

о своей вторичной структуре транспортная РНК напоминает трехлистный клевер. Последовательность нуклеотидов в «среднем листке» комплементарна (т.е. дополняет) последовательности нуклеотидов информационной РНК, на которую переписывается генетический код ДНК для передачи к рибосомам. Благодаря этому пе

реносу включение аминокислот в белковую цепь осуществляется в необходимой последовательности.

В 1968 г. К., Роберту У. Холли и Ниренбергу была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за расшифровку генетического кода и его роли в синтезе белков». В поздравительной речи исследовате

ль из Каролинского института Петер Рейхард сравнил нуклеиновые кислоты и белки с языком, а их составные элементы – с буквами алфавита. Он отметил: «Химическая структура нуклеиновых кислот определяет химическую структуру белка, а алфавит нуклеиновых кислот – алфавит белков. Генетический код – это сло

варь, благодаря которому возможен переход с одного алфавита на другой». Рейхард добавил также, что синтез нуклеиновых кислот, осуществленный К., является «необходимым условием для окончательного решения проблемы генетического кода».

Через два года после получения Нобелевской премии К. и его колле

ги впервые синтезировали ДНК, содержащую 27 нуклеотидов, соответствующую гену дрожжей. Затем они синтезировали ген кишечной палочки Escherichia coli. С 1971 г. К. работает в должности профессора биологии и химии в Массачусетском технологическом институте.

В 1952 г. К. женился на уроженке Швейцари

и Эстер Элизабет Сиблер. В семье у них сын и две дочери. В 1966 г. К. принял американское гражданство. К. очень предан науке, может работать даже без отпуска, так однажды он не брал отпуска 12 лет подряд. К. любит слушать музыку и ходить на прогулки, во время которых он записывает пришедшие в голову

идеи.

К. был удостоен многих наград, в т.ч. премии Мерка Канадского химического института (1958), премии Луизы Гросс-Хорвиц Колумбийского университета (1968), премии Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (1968) и медали Уилларда Гиббса Американского химического общества (1