ألكسندر تود: الكيميائي الذي بنى هيكل الحمض النووي (DNA)

في عام 1949، في مختبر في كامبريدج، قام ألكسندر تود بتصنيع أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، وهو الجزيء الذي ينقل الطاقة القابلة للاستخدام داخل كل خلية حية. وبعد عامين، حدد كيفية ربط هيكل الحمض النووي معاً، حيث ترتبط ذرات الكربون 3 و 5 من حلقات السكر عبر الفوسفات. عندما كشف واتسون وكريك عن اللولب المزدوج في عام 1953، كانت كيمياء تود هي السقالة التي استند إليها. في سن الحادية والثلاثين، كان بالفعل أصغر أستاذ للكيمياء في بريطانيا منذ فرانكلاند.

بداية في غلاسكو

ولد ألكسندر روبرتوس تود في 2 أكتوبر 1907 في كاثكارت، على مشارف غلاسكو، وهو الابن الأكبر لألكسندر تود، موظف في مترو غلاسكو، وجين لوري. تلقى تعليمه في مدرسة ألان غلين ثم في جامعة غلاسكو، حيث حصل على درجة البكالوريوس في الكيمياء عام 1928.

ثم فعل ما لم يفعله سوى قلة من الكيميائيين البريطانيين في جيله: غادر. في جامعة غوته في فرانكفورت حصل على الدكتوراه عام 1931 بأطروحة عن كيمياء الأحماض الصفراوية، مستوعباً التقاليد الألمانية للكيمياء العضوية الهيكلية من مصدرها. عاد إلى بريطانيا بمنحة بحثية عام 1851، وحصل على دكتوراه ثانية (DPhil) في كلية أوريل بأكسفورد عام 1933. في سن السادسة والعشرين، كان قد تدرب مرتين، في اثنتين من أقوى الثقافات الكيميائية في العالم.

الصعود السريع

انضم تود إلى هيئة التدريس في جامعة إدنبرة عام 1934. في عام 1937 تزوج من أليسون سارة ديل، ابنة هنري هاليت ديل، الحائز على جائزة نوبل؛ وأنجبا ثلاثة أطفال، ألكسندر هنري، هيلين جين، وهيلاري أليسون. في عام 1938 منحته مانشستر كرسي السير صموئيل هول للكيمياء. كان يبلغ من العمر واحداً وثلاثين عاماً - أصغر رجل يشغل كرسي كيمياء بريطاني منذ إدوارد فرانكلاند. في ذلك العام نفسه قضى ستة أشهر كأستاذ زائر في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) ورفض المنصب الدائم الذي عرضوه عليه. كان سيبني مدرسته في بريطانيا.

في عام 1944 انتخبته كامبريدج لكرسي الكيمياء لعام 1702، الذي شغله لمدة سبعة وعشرين عاماً، حتى تقاعده عام 1971. هناك تم إنجاز العمل الذي كان مهماً.

العمل

اختار تود الهدف الأقل بريقاً والأكثر أهمية المتاح: النيوكليوتيدات، والنيوكليوسيدات، والإنزيمات المساعدة للنيوكليوتيدات - الوحدات الكيميائية الفردية التي يتم تجميع الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) منها، والجزيئات التي تتحرك الطاقة من خلالها في الخلايا. في الأربعينيات لم يستطع أحد صنعها بشكل نظيف، وما لم تتمكن من بناء جزيء، لا يمكنك الادعاء بأنك تفهمه.

في عام 1949 قام فريقه بتصنيع أدينوسين ثلاثي الفوسفات وفلافين أدينين ثنائي النيوكليوتيد. ATP هو عملة الطاقة العالمية في علم الأحياء؛ FAD هو ناقل في قلب التنفس الخلوي. أدى إنتاج كليهما في المختبر إلى تحديد هياكلهما دون جدال ومنح الكيمياء الحيوية إمداداً من المواد النقية والمحددة للعمل بها.

في عام 1951 جاءت النتيجة الهيكلية. أظهر فريق تود، بالوسائل الكيميائية، كيفية ربط هيكل الحمض النووي: كربون 3 من سكر واحد إلى كربون 5 من السكر التالي، عبر جسر فوسفات. بعد عامين ظهر نموذج اللولب المزدوج القائم على الأشعة السينية لواتسون وكريك وتم تأكيده بواسطة تلك الكيمياء. اللولب مجرد شكل؛ قدم تود القواعد التساهمية التي جعلت الشكل ممكناً.

استمر في عمله. في عام 1955 ساعد في توضيح هيكل فيتامين B12، وهو الفيتامين الأكثر صعوبة من الناحية الهيكلية المعروفة، على الرغم من أن دوروثي هودجكين هي التي حددت الصيغة النهائية عن طريق البلورات. عمل على فيتامين B1 وفيتامين E، وعلى أصباغ الأنثوسيانين التي تلون الزهور والفواكه، وعلى قلويدات القنب؛ في عام 1940 أصبح أول شخص يصنع H4-CBD و H2-CBD عن طريق هدرجة الكانابيديول.

التقدير

انتخبته الجمعية الملكية زميلاً عام 1942. حصل على لقب فارس عام 1954، وهو العام الذي كان فيه أيضاً أستاذاً زائراً لآرثر د. ليتل في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بعد أن كان محاضراً في جامعة نوتردام عام 1948. قبلته الأكاديمية الوطنية للعلوم الأمريكية عام 1955 والأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم عام 1957 - وهو العام الذي حصل فيه على جائزة نوبل في الكيمياء "لعمله على النيوكليوتيدات والإنزيمات المساعدة للنيوكليوتيدات". تبعتها الجمعية الفلسفية الأمريكية عام 1965. في عام 1977 عينته الملكة في وسام الاستحقاق، وهو التكريم الأكثر تقييداً في بريطانيا. منحته أكثر من أربعين جامعة درجات فخرية.

الكيميائي العام

كانت مهنة تود الثانية مؤسسية. من 1952 إلى 1964 ترأس اللجنة الاستشارية للحكومة البريطانية للسياسة العلمية، وهي الهيئة التي قررت من خلالها بريطانيا ما بعد الحرب العلم الذي ستموله. في عام 1962 تم تعيينه نبيلاً مدى الحياة بلقب بارون تود من ترامبينغتون. كان رئيساً لكلية المسيح في كامبريدج من 1963 إلى 1978، وأول مستشار لجامعة ستراثكلايد من 1965، ورئيساً للجمعية الملكية من 1975 إلى 1980 - وهي سلسلة نادرة من المناصب القيادية في العلوم البريطانية. كان عضواً مؤسساً للمجلس الثقافي العالمي عام 1981 ودرس كأستاذ زائر في هاتفيلد بوليتكنيك من 1978 إلى 1986، متجاوزاً السبعين ولا يزال يلقي المحاضرات.

السنوات الأخيرة

توفيت زوجته أليسون عام 1987. توفي تود في كامبريدج في 10 يناير 1997، عن عمر يناهز تسعة وثمانين عاماً، بعد نوبة قلبية. وضعت الجمعية الملكية للكيمياء لاحقاً لوحة زرقاء في قسم الكيمياء في كامبريدج حيث كان يعمل.

لماذا يهم تود

عادة ما يتم سرد ثورة البيولوجيا الجزيئية من خلال الفيزيائيين وعلماء البلورات. لم يكن من الممكن أن تحدث بدون كيميائيين قادرين على تفكيك جزيئات الوراثة وإعادة تجميعها. كان تود أعظمهم. لقد صنع ATP. وحدد الرابطة التي تمتد على طول كل كروموسوم. وقاد قسماً زود المجال بأفراده وأساليبه. لقد نجح في كيمياء معلومات الحياة من خلال بنائها، رابطة تلو الأخرى.