אלכסנדר טוד: הכימאי שבנה את עמוד השדרה של ה-DNA
בשנת 1949, במעבדה בקיימברידג', סינתז אלכסנדר טוד (Alexander Todd) את אדנוזין טרי-פוספט (ATP), המולקולה הנושאת אנרגיה זמינה בתוך כל תא חי. שנתיים לאחר מכן הוא קבע כיצד עמוד השדרה של ה-DNA תפור יחדיו, כאשר אטומי הפחמן 3 ו-5 של טבעות הסוכר קשורים באמצעות פוספט. כאשר ווטסון וקריק חשפו את הסליל הכפול בשנת 1953, הכימיה של טוד הייתה הפיגומים עליהם הוא נשען. הוא כבר היה, בגיל שלושים ואחת, פרופסור לכימיה הצעיר ביותר בבריטניה מאז פרנקלנד.
התחלה בגלאזגו
אלכסנדר רוברטוס טוד נולד ב-2 באוקטובר 1907 בקאתקארט (Cathcart), בפאתי גלאזגו, בנם הבכור של אלכסנדר טוד, פקיד ברכבת התחתית של גלאזגו, וג'יין לאורי. הוא התחנך בבית הספר אלן גלן (Allan Glen's School) ולאחר מכן באוניברסיטת גלאזגו, שם קיבל תואר ראשון בכימיה בשנת 1928.
לאחר מכן הוא עשה מה שמעטים מהכימאים הבריטים בני דורו עשו: הוא עזב. באוניברסיטת גתה בפרנקפורט הוא השלים דוקטורט בשנת 1931 עם תזה על הכימיה של חומצות מרה, כשהוא סופג את המסורת הגרמנית של כימיה אורגנית מבנית ממקור ראשון. בחזרתו לבריטניה במסגרת מלגת מחקר של 1851, הוא קיבל דוקטורט שני - DPhil באוריאל קולג' (Oriel College), אוקספורד - בשנת 1933. עד גיל עשרים ושש הוא עבר הכשרה כפולה, בשתיים מהתרבויות הכימיות החזקות בעולם.
העלייה המהירה
טוד הצטרף לסגל אוניברסיטת אדינבורו בשנת 1934. בשנת 1937 הוא נשא לאישה את אליסון שרה דייל, בתו של הנרי האלט דייל, חתן פרס נובל בזכות עצמו; נולדו להם שלושה ילדים, אלכסנדר הנרי, הלן ג'ין והילרי אליסון. בשנת 1938 העניקה לו מנצ'סטר את הקתדרה לכימיה על שם סר סמואל הול. הוא היה בן שלושים ואחת - האדם הצעיר ביותר שהחזיק בקתדרה בריטית לכימיה מאז אדוארד פרנקלנד. באותה שנה הוא בילה שישה חודשים כפרופסור אורח במכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech), וסירב למשרת סגל קבועה שהוצע לו שם. הוא רצה להקים את בית ספרו בבריטניה.
בשנת 1944 בחרה בו קיימברידג' לקתדרה לכימיה משנת 1702, בה החזיק עשרים ושבע שנים, עד פרישתו בשנת 1971. שם נעשתה העבודה החשובה.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →העבודה
טוד בחר במטרה הפחות זוהרת והמשמעותית ביותר: נוקלאוטידים, נוקלאוזידים ואנזימים נוקלאוטידיים - היחידות הכימיות הבודדות מהן מורכבים ה-DNA וה-RNA, והמולקולות שדרכן תאים מעבירים אנרגיה. בשנות ה-40 אף אחד לא יכול היה ליצור אותם בצורה נקייה, ועד שאתה לא יכול לבנות מולקולה, אינך יכול לטעון שאתה מבין אותה.
בשנת 1949 סינתזה הקבוצה שלו אדנוזין טרי-פוספט ופלבין אדנין דינוקלאוטיד. ATP הוא המטבע האנרגטי האוניברסלי של הביולוגיה; FAD הוא נשא הנמצא בלב הנשימה התאית. הפקת שניהם במעבדה ביססה את המבנה שלהם מעבר לכל ספק והעניקה לביוכימיה אספקה של חומר טהור ומוגדר לעבודה.
בשנת 1951 הגיעה התוצאה המבנית. הקבוצה של טוד הראתה, באמצעים כימיים, כיצד עמוד השדרה של ה-DNA מקושר: פחמן 3 של סוכר אחד לפחמן 5 של הבא אחריו, דרך גשר פוספט. שנתיים לאחר מכן הופיע המודל המבוסס על קרני X של הסליל הכפול של ווטסון וקריק, ואומת על ידי הכימיה הזו. סליל הוא רק צורה; טוד סיפק את הדקדוק הקוולנטי שאפשר את הצורה הזו.
הוא המשיך בעבודתו. בשנת 1955 הוא סייע בפענוח המבנה של ויטמין B12, הוויטמין בעל המבנה המורכב ביותר הידוע, אם כי דורותי הודג'קין היא זו שקבעה את הנוסחה הסופית באמצעות קריסטלוגרפיה. הוא עבד על ויטמין B1 וויטמין E, על פיגמנטים של אנתוציאנין הצובעים פרחים ופירות, ועל אלקלואידים של קנאביס; בשנת 1940 הוא הפך לאדם הראשון שייצר H4-CBD ו-H2-CBD על ידי הידרוגנציה של קנאבידיול.
הוקרה
החברה המלכותית בחרה בו כחבר (Fellow) בשנת 1942. הוא קיבל תואר אבירות בשנת 1954, השנה שבה היה גם פרופסור אורח על שם ארתור ד. ליטל ב-MIT, לאחר שהיה מרצה אורח על שם ניוולנד באוניברסיטת נוטרדאם ב-1948. האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב קיבלה אותו בשנת 1955 והאקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים בשנת 1957 - השנה שבה קיבל את פרס נובל לכימיה "על עבודתו על נוקלאוטידים ואנזימים נוקלאוטידיים". האגודה הפילוסופית האמריקאית הלכה בעקבותיה בשנת 1965. בשנת 1977 מינתה אותו המלכה למסדר ההצטיינות, הכבוד המצומצם ביותר בבריטניה. יותר מארבעים אוניברסיטאות העניקו לו תארים לשם כבוד.
הכימאי הציבורי
הקריירה השנייה של טוד הייתה מוסדית. מ-1952 עד 1964 הוא עמד בראש הוועדה המייעצת של ממשלת בריטניה למדיניות מדעית, הגוף שדרכו החליטה בריטניה שלאחר המלחמה איזה מדע היא תממן. בשנת 1962 הוענק לו תואר אצולה לכל החיים כברון טוד מטראמפינגטון (Baron Todd of Trumpington). הוא היה ראש מכללת כרייסט (Christ's College), קיימברידג' מ-1963 עד 1978, הקנצלר הראשון של אוניברסיטת סטרתקלייד (University of Strathclyde) מ-1965, ונשיא החברה המלכותית מ-1975 עד 1980 - רצף נדיר של עמדות פיקוד במדע הבריטי. הוא היה חבר מייסד של המועצה התרבותית העולמית בשנת 1981 ולימד כפרופסור אורח ב-Hatfield Polytechnic מ-1978 עד 1986, מעל גיל שבעים ועדיין מרצה.
שנים אחרונות
אשתו אליסון נפטרה ב-1987. טוד נפטר בקיימברידג' ב-10 בינואר 1997, בגיל שמונים ותשע, לאחר התקף לב. החברה המלכותית לכימיה הציבה מאוחר יותר לוחית כחולה במחלקה לכימיה בקיימברידג' שבה עבד.
מדוע טוד חשוב
מהפכת הביולוגיה המולקולרית מסופרת בדרך כלל דרך פיזיקאים וקריסטלוגרפים. היא לא הייתה יכולה להתרחש ללא כימאים המסוגלים לפרק את מולקולות התורשה ולהרכיבן מחדש. טוד היה הגדול שבהם. הוא יצר את ה-ATP. הוא הגדיר את הקשר שנמשך לאורך כל כרומוזום. והוא הוביל מחלקה שסיפקה לתחום הן את האנשים והן את השיטות. הוא קבע את הכימיה של המידע של החיים על ידי בנייתו, קשר אחד בכל פעם.