Magyar Hírlap, 1969. augusztus (2. évfolyam, 210-240. szám)
1969-08-08 / 217. szám
Magyar Hírlap A biológia forradalma (q j£) (Q Q ) Élet a kémcsőben ? Az ember ezt, ha egykor ellesi, Vegykonyhájában szintén megteszi. Madách szavai ma sokszor eszünkbe jutnak. Luciferjének monológja félreérthetetlenül a természettudomány törvényszerűségeire utal, s az „élet titkát” feszegeti. Mire vagyunk képesek „vegykonyháinkban”, mennyire tudjuk az életet vagy annak alapegységeit, a sejteket mesterségesen felépíteni? Az első lényeges lépések Az anyag kémiai egységei a molekulák. Közöttük nagy számmal vannak (a sejtekben is) olyanok, amelyekben legfeljebb néhányszor tíz, vagy néhány száz atom vesz részt. Az ilyen kismolekulájú anyagok, mint a cukor, az aminosavak, a zsírok, továbbá a vitaminok, számos hormon stb. molekulasúlya általában száz és ezer közt változik. Ezek mesterséges előállítása — akár az atomokból kiindulóban is — elvben régen megoldott feladat. Más a helyzet azokkal a molekulákkal, amelyekben legalább egy-két ezer, de néha sokszorosan több atom foglal helyet. Ebbe a kategóriába soroljuk az óriás molekulákat. Ilyenek az élő sejtek legfontosabb anyagai: a fehérjék (molekulasúlyuk akár néhány millió is lehet) és a nukleinsavak (az öröklődés anyagának, a dezoxiribonukleinsavnak, rövidítve a DNS-nek a molekulasúlya például a bélbaktériumokban hárommilliárd!). A fehérjék az élő szervezetek egyes tulajdonságainak hordozói, a nukleinsavak pedig a szervezetek öröklött tulajdonságait határozzák meg. Nyilvánvalóan e két anyagfajta vegyi úton való előállítása jelenti az első lényeges lépést az élő szervezetek „vegykonyhában” való utánzásában. Amihez kevés lenne az egész ismert világegyetem... E feladat megvalósítását még ezelőtt húsz évvel is kilátástalannak ítéltük meg. És íme: néhány hónappal ezelőtt közlemények jelentek meg arról, hogy két kutatócsoport — a New York-i Merrifield és Gutte, illetve a New Yerseyben dolgozó Denkewalter és Hirschmann vezetésével — megoldotta a hasnyálmirigyben termelődő ribonukleáz nevű enzim előállítását. Ezzel az enzimmel bontják el az állati szervezetek a táplálékkal felvett ribonukleinsavakat. Vizsgáljuk meg ezt az eredményt közelebbről. A ribonukleáz a legegyszerűbb fehérjék egyike. Mégis, ötféle atomból (szén, hidrogén, nitrogén, oxigén, kén) több mint 1500 darabot tartalmaz molekulánként. Ha csak ennyit tudnánk a ribonukleáz felépítéséről, akkor laboratóriumban való előállítása elképzelhetetlen lenne, mert 1500 ötféle atomot gyakorlatilag végtelen sokféle módon lehetne összerakni, és semmi esélyünk sem lenne arra, hogy éppen a jó sorrendet találjuk meg. A vegyészek azonban a fehérjékről már közel száz éve tudják, hogy azok nem egyszerű halmazai az ötféle atomnak. Ez utóbbiakból nagyobb építőkövek, aminosavak állnak össze. Legfeljebb húszféle aminosav építi fel a fehérjéket. A ribonukleázban például mind a húsz elő i£ fordul, s összesen 124 van belőlük egy-egy molekulában. Az aminosavak a láncszemekhez hasonlóan kapcsolódnak egymáshoz, s így alkotják az ún. peptidláncot Ám ennek a ténynek a tudása sem vezet még túl messzire. A matematikai kombinatorika segítségével kiszámítható, hogy a húszféle aminosavból — ha mindegyik tetszés szerinti mennyiségben fordulhatna elő a molekulában — 124 darab összesen 2010-féleképpen illeszthető egymáshoz. Az említett szám — nem kevesebb mint százhatvanegy nulla van benne! — olyan nagy, hogy az egész ismert világegyetemben nincs annyi anyag (atom, elemi részecske), amennyi ahhoz kellene, hogy mindegyik lehetséges mintát akár csak egyetlen molekula formájában is elkészíthessük. A ribonukleázról már 20 évvel ezelőtt is tudták, hogy az egyes aminosavakból mennyit tartalmaz. Ennek az adatnak a birtokában még mindig kb. trillió féle ribonukleáz molekula képzelhető el, tehát még mindig semmi esélye sem volt a vegyésznek arra, hogy a jó modellt építse fel. Nem kishitűség volt tehát, hogy ezt a feladatot még húsz évvel ezelőtt is reménytelennek ítélték meg a szakemberek. Mi történt azóta? Angol kutatók munkája nyomán kidolgozták azokat a módszereket, amelyekkel egy peptidláncban nemcsak az aminosavak mennyiségét és milyenségét, hanem azok sorrendjét is nyomon lehetett követni. Ennek eredményeképpen ma az egyszerűbb fehérjéi kémiai szerkezete egymás után világosodik meg előttünk. Sanger (1958), Perutz és Kendrew (1962) cambridgei tudósok Nobel-díjai ennek a munkának az elismerését jelentik. Erre támaszkodhattak a már említett Merrifield, Denkewalter és munkatársaik. Nem kellett vakon tapogatózniuk, hanem a szerkezet (az aminosav-sorrend) ismeretében az enzimmolekulát előre ismert terv szerint építették fel. A nukleinsavak mesterséges előállítása talán még a fehérjék előállításánál is bonyolultabb. Szintén építőkövekből (nukleotidokból) állnak, de ezek sorrendjének meghatározása még nehezebb, mint az aminosav-sorrend megállapítása a fehérjékben, így még nehezebb „tervet” adni a felépítést végző vegyészek kezébe. Bizonyos egyszerűbb nukleinsavak esetében azonban ezt a feladatot is megoldották már. R. Holley 1968-ban kapott Nobel-díjat az egyik szállító ribonukleinsav (RNS) nukleotid-sorrendjének felderítéséért, s a hírek szerint máris küszöbön áll ilyen bonyolultságú RNS- és DNS- molekulák szintézise. Ebben az ugyancsak 1968-ban Nobel-díjjal kitüntetett H. G. Khorana jár élen. Messze vagyunk még a csodálatos összhangtól... Ezeket az eredményeket gyakran úgy állítják be, mint az élet mesterséges, kémcsőben való megteremtését. Az élet azonban mindenképp több, mint bármilyen fajta kémiai molekula. Az élő sejtek, amelyek az anyagcsere, a növekedés, a szaporodás stb. életjelenségeit mutatják, a fehérjék és nukleinsavak ezreit tartalmazzák. Igen, mondhatja az olvasó, de mi lesz, ha ezeket mind sorban előállítják a kémikusok? Ez sem lesz élet? Nos, akkor a molekuláris biológia szemben fogja magát találni az élő sejtek legnehezebben „utánozható” sajátosságával, az őket felépítő alkatrészek csodálatos összhangjával. Mindaz, amit elmondottunk, e probléma felé vezet. Az élő szervezetek molekuláris szintű tanulmányozása egyre mélyebben tárja fel az élővilág szervezettségét. Ezt a szervezettséget semmilyen más területről vett példával nem lehet szemléltetni, mert az ember által teremthető legtökéletesebb megszervezett összműködés is csak dilettáns próbálkozás ahhoz a harmonikus tevékenységhez képest, amely az élő több milliárd éves fejlődése során kialakult. Ennek a rendnek, ennek a harmóniának a tanulmányozása és megértése a következő „ellesendő” feladat. Garzó Tamás, Orvosi Vegytani Intézet, Budapest TUDOMÁNY 1969. AUGUSZTUS 8. PÉNTEK 9 A plazmafizika új eredményei • Időből — közvetlenül elektromosság Nemrégiben fejeződött be a balatonvilágosi tudósüdülőben az a nemzetközi konferencia, amely a plazmafizika eredményeivel és azok felhasználási lehetőségeivel foglalkozott. A konferencián tíz ország tudósai vettek részt, s közel 30 előadás hangzott el, amelyet igen alapos értékelő vita követett. Az anyag negyedik halmazállapotával, a plazmával kapcsolatos vizsgálati eredmények már eddig is jelentős segítséget nyújtottak. Két olyan felhasználási területen nem sikerült még az eredményeket kamatoztatni, amely az energiaellátást érinti. Ez egyrészt az elektromos energia fúziós úton — mintegy a hidrogénbomba megszelídítésével — történő előállítása, másrészt pedig a hőenergia közvetlenül elektromos energiává való átalakítása lenne. Az energitermelés előbb említett, fúziós módszere lényegesen olcsóbbá tenné az előállított energiát, s az előállítás során a radioaktív melléktermék elhelyezésével sem lenne gond, ez a folyamat nem eredményez sugárzó anyagokat. Végső megoldást azonban csak 5—10 év múlva várhatunk. A statisztikai adatok egyre sürgetőbben követelik az energiagond megoldását. Az energiaigények rohamosan emelkednek. Ha e rohamosan növekvő energiaigényeket a hagyományos hőerőművekkel akarnánk megoldani, akkor a számítások szerint olyan helyzet állna elő, amikor is a felszabaduló veszteséghő (a rendkívül előnytelen energiaelőállítás következménye) meghaladná azt az energiamennyiséget, amelyet a Nap sugárzás útján a Földünkre juttat. Nem kétséges, hogy ezzel megváltozna a Föld egyensúlyi hőmérséklete és éghajlata. A sarki jégmezők, jégtakarók felolvadása számottevően emelné a tengerek és óceánok szintjét, s ennek egyik következményeként a tengerparti szárazföldterületek jelentékeny része — amelyeket keserves munkával hódítottunk el a tengerektől — víz alá kerülne. A hagyományos energiatermelésnél keletkező hőenergiát forgó gépekben hasznosítjuk, azaz alakítjuk át mechanikai energiává, pl. forgást idézve elő. Ezt az energiafajtát használhatják az elektromos energiát előállító generátorok. A hőenergia tehát többszörös átalakítás után eredményez elektromos energiát, márpedig minden ilyen átalakítás jelentékeny energiaveszteséggel jár. A keletkező elektromos energia ezért lényegesen kisebb mint a kiindulásnál felhasznált, mondhatni elpazarolt hőenergia. Emellett azt is figyelembe kell vennünk, hogy a hagyományos hőerőművek a hőenergia előállításával igen értékes ipari nyersanyagoktól fosztják meg az egyre fokozódó jelentőségű vegyipart, valamint a gyógyszeripart, nem is beszélve arról, hogy eközben rendkívüli mértékben szennyezik a levegőt az egészségre ártalmas anyagokkal. A közvetlen energiaátalakítás abban áll, hogy valamilyen módon, a mechanikai energiafajtát — forgómozgás — kikerülve és mellőzve, a felszabaduló hőt azonnal elektromos árammá alakítjuk át. Mintegy 130 évvel ezelőtt készítette el Faraday az első közvetlen energiaátalakítót: a Themze egyik hídjáról két hoszszú vezetéken függő rézlapocskát bocsátott a folyóba. Előzetes számításai szerint azt várta, hogy a két lemez között érzékeny galvanométerrel áramot fog kimutatni. A jelenlegi MHD — magnetohidrodinamikus — energiaátalakítók ugyanezen az elven működnek. Magas hőmérsékletű égéstermékeket áramoltatnak keresztül egy csatornán, s mágneses tér segítségével a térben levő elektromos töltéseket mintegy szétválogatják az előjelüknek megfelelően, a pozitív töltéseket az egyik lemezhez, a negatív töltéseket pedig a másik lemezhez gyűjtve, így a két lemez között elektromos feszültség jelenik meg. Faraday kísérleténél az elektromos töltéseket a folyó vizében levő, ugyancsak áramló szabad töltések helyettesítették, a mágneses teret pedig a Föld mágneses tere, mint természetadta mágneses erőtér biztosította. A rendkívül gyenge elektromos feszültségkülönbséget az akkori mű-szerekkel nem lehetett kimutatni. A Szovjetunióban folyó kísérletek már igen előrehaladott stádiumban vannak. Elkészült az első hordozható, teherautóra szerelt átalakító, amelynél a kiáramló, elektromos töltéseitől részben megfosztott gázt ismét visszavezetik a rendszerbe — zárt ciklus —, s ezzel még tovább javítják annak hatásfokát. A jelenlegi hatásfok 8—12% — még lényegesen elmarad a várakozástól. Ahhoz, hogy e rendszert érdemes legyen alkalmazni, legalább 40%-os hatásfokot kellene elérni. E cél érdekében fáradoznak a fizikusok, a legkülönbözőbb tökéletesítési lehetőségek elméleti és kísérleti elemzésével. Az energia átalakítása természetesen már most is közvetlenül megy végbe, minden forgógép közbeiktatása nélkül. Ezért, valamint az elérhető optimális hatásfok ismeretében igen sokat várnak a szakemberek e rendszerektől, bízva az egy-két éven belüli végleges megoldásban. Dr. Bitó János, a fizikai tudományok kandidátusa Prokrusztész-ágy és tudomány Aggodalom merült fel, hogy a tudományos dolgozatokat a jövőben valaminő Prokrusztész-ágyba szorítják. Ez a számítógépek kedvéért történnék. Miről is van szó? A tudományos művek, tanulmányok száma rohamos mértékben emelkedik és nemcsak közeledik, hanem tulajdonképpen már el is érkezett az az idő, amikor a gépek segítsége nélkül nem lehet remélni az eligazodást a tudományos információk óceánjában. Az információk tárolását, rendszerezését, visszakeresését automatizálni kell, így válik szinte elkerülhetetlenné, hogy a tudományos dolgozatok megírásánál bizonyos sémákhoz igazodjanak, bizonyos uniformist alkalmazzanak, hogy a számítógéppel való érintkezést minél egyszerűbbé tegyék. Friedrich H. Lang, a Német Könyvkereskedelem Tőzsdeegyesületének 10. konstanzi irodalmi beszélgetésén kifejtette — amint erről a Sajtószemle legutóbbi száma a Die Welt nyomán hírt ad —, hogy a tudományos művek szerzőinek meg kell tanulniuk, miként lehet a szöveget mentesíteni minden szubjektív sallangtól, le kell mondaniuk „minden stilisztikai tűzijátékról”. Mondanivalójukat referátummá, vezérszavakká kell sűríteniük. Ám az ilyen sűrített információ jól megfelelhet a gépnek — de kevésbé az embernek. Az említett tanácskozáson is elismerték, hogy „az abszolút információ önmagában emészthetetlen nyersanyag. Ha valaki — úgymond — beköltöznék egyik computer tárolójába, akkor nem az lenne a problémája, vajon boldoggá teszi-e őt az abban felhalmozott mérhetetlen mennyiségű információ, hanem az, hogy képes lesz-e még egyáltalában gondolkodni az abszolút információ kizárólagos társaságában?” • "Úgy tűnik, hogy az egységesítés, a gépi olvashatóság olyan követelmény, amelyről egyre kevésbé lehet lemondani. Itt társadalmi szükségletről van szó, amelynek kényszerítő ereje nagyobb, mint amekkora szelet támaszthatnak ellenében sóhajok. De talán mégis van remény az egyéniség megnyilvánulásainak a megmentésére is a tudományos dolgozatokban. Miért is mondanánk le a tudományos esszé stílusbeli szépségeiről, szellemességeiről, szemléltető hasonlatairól , amikor jól elképzelhető, hogy az ilyen „konzervatív” módon szubjektív írásművét kivonatolják majd, egységes szaknyelven, egységes elrendezésben a gépi tárolás céljaira, így jóllakna a kecske és megmaradna a káposzta is. Cs. L Töltse a szeptembert a balatonfüredi új Marina Szállodában Szeptember 1-től kedvezményes utóidényárak! Napi panzió 120,— Ft. Ebből: reggeli 15,— Ft, ebéd 35,— Ft, vacsora 35,— Ft. Jelentkezés: HUNGARHOTELS INFORMÁCIÓS IRODA Budapest, V., Petőfi Sándor u. 16. Telefon: 383-117, 180-642 gMÉMAR&QKLS