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

Next