2004   ***   2005   ***   2006   ***   2007   ***   2008   ***   2009   ***   2010
2011   ***   2012   ***   2013   ***   2014   ***   2015   ***   2016   ***   2017

Nagroda Nobla  to arcyważne wyróżnienie przyznawane od 1901 roku za wybitne osiągnięcia naukowe, literackie lub zasługi dla społeczeństw i ludzkości. Nagroda została ustanowiona ostatnią wolą fundatora, szwedzkiego przemysłowca i wynalazcy dynamitu – Alfreda Nobla.

Corocznie… Królewska Szwedzka Akademia Nauk przyznaje m. in. nagrodę za "najważniejsze odkrycie lub postęp w dziedzinie chemii".

My Polacy… możemy być dumni, że nasza rodaczka Maria Skłodowska – Curie  została dwukrotnie uhonorowana Nagrodą Nobla:

  • w dziedzinie fizyki w 1903 r. wraz z mężem Piotrem Curie oraz Becquerelem za prace nad promieniotwórczością;
  • w dziedzinie chemii 1911 r. za rozwój chemii dzięki odkryciu polonu i radu oraz za zbadanie metalicznego radu i jego związków chemicznych.

2004



Odkrycie ubikwityny...

Za antybiotyk ze stułbi uhonorowani zostali biochemicy - Aaron Ciechanover i Avram Hershko z Izraela oraz Irwin Rose z USA za badania nad procesem wewnątrzkomórkowej degradacji zbędnych białek.

Definicja:

Antybiotyki togrupa leków mających zdolność niszczenia bakterii lub hamowania ich wzrostu. Antybiotyki nie działają (lub działają w znikomy sposób) na zdrowe komórki organizmu. Początkowo otrzymywane były z hodowli gł. grzybów czy bakterii, obecnie wiele z nich wytwarza się sztucznie.

Nagrodzeni naukowcy są odkrywcami ubikwityny - krótkiego peptydu, odpowiedzialnego za znakowanie tych białek komórkowych, które zostały uszkodzone lub przestały być potrzebne. Związanie ubikwityny z wybranym, ściśle określonym białkiem, uruchamia wielostopniowy proces jego rozpadu. Jest to mechanizm kluczowy dla funkcjonowania każdej komórki. Bez degradacji nagromadzonych, zbędnych protein nie mogłyby się odbywać: podziały komórkowe, naprawa uszkodzonych fragmentów DNA oraz kontrola jakości nowo tworzonych białek.

Z nieprawidłowościami w mechanizmie usuwania białek związane są niektóre nowotwory (np. rak szyjki macicy), stany zapalne, mukowiscydoza oraz prawdopodobnie schorzenia układu nerwowego (choroba Alzheimera i Parkinsona). Komórkowy proces niszczenia białek wykorzystują także niektóre wirusy, np. HIV. Dzięki odkryciu tegorocznych laureatów być może uda się opracować skuteczne leki przeciwko tym chorobom.

Cykl degradacji białek szlakiem ubikwityn. Cząsteczka ubikwityny ulega pod wpływem ATP aktywacji (A). Białko rozpoznane przez rekogninę E3 ulega sprzężeniu z aktywowaną ubikwityną przez enzym sprzęgający E2 (B). Cykl koniugacji (C) może przebiegać wielokrotnie, co powoduje wydłużanie łańcucha poliubikwitynowego. Koniugat białkowo-ubikwitynowy jest degradowany proteolitycznie (D) przez kompleksy proteaz i ATP-az nazywane proteasomami 26S (E). (na podstawie Med. Prakt. wyd specj. 1/2001, s. 91)

Do góry

2005



"Taniec cząsteczek..."

Za "taniec odbijany dwóch cząsteczek chemicznych" - jak obrazowo określiła reakcję metatezy komisja noblowska, nagrodzoną tegorocznym Noblem, wyróżniono FrancuzaYves Chauvin i dwóch Amerykanów - Roberta H. Grubbsa i Richarda R. Schrocka.

Definicja:

Alkeny- olefiny, nienasycone węglowodory alifatyczne, o ogólnym wzorze CnH2n (n jest liczbą naturalną większą od 1). Alkeny tworzą szereg homologiczny. Pierwsze trzy alkeny (zawierające w cząsteczce 2-4 atomy węgla) są gazami, następnych 15 cieczami, wyższe alkeny są ciałami stałymi. Alkeny są nierozpuszczalne w wodzie ze względu na niepolarny charakter.

"Tegoroczni laureaci Nagrody Nobla z chemii sprawili, że metateza stała się jedną z najważniejszych reakcji chemii organicznej. Dało to fantastyczne możliwości wytwarzania wielu nowych cząsteczek, na przykład leków. Wkrótce jedynie wyobraźnia nałoży nam ograniczenia w wymyślaniu tego, jakie cząsteczki możemy budować" - uzasadniła swój werdykt komisja noblowska.

Dzięki można przeprowadzać reakcje chemiczne w niższych temperaturach i przy mniejszym ciśnieniu w porównaniu z innymi metodami, co zmniejsza ich koszty i zagrożenie awarią. Nie trzeba używać trujących rozpuszczalników, a i odpady są mniej szkodliwe. Synteza organiczna stała się bardziej ekologiczna, "zielona". To dobry przykład wpływu badań podstawowych na społeczeństwo i środowisko.


Katalizator metafazy olefin

Do góry

2006



Proces transkrypcji genów...

"Aby nasze ciało mogło czynić użytek z informacji przechowywanej w genach, jej kopia musi przedostać się z jądra komórkowego do komórki. Jest ona tam wykorzystywana jako instrukcja do produkcji białek. Proces kopiowania informacji nazywamy transkrypcją.prof. Roger D. Kornberg był pierwszym badaczem, który poznał ten mechanizm na poziomie cząsteczek chemicznych w organizmach nazywanych eukariotami. To organizmy, które posiadają w swoich komórkach jądra komórkowe; należą do nich zarówno drożdże, jak i ludzie" - uzasadniła swój werdykt Komisja Noblowska.

Definicja:

Transkrypcja   -w genetyce przepisywanie informacji genetycznej z DNA na mRNA (kwasy nukleinowe), zachodzące w jądrze komórkowym w drodze syntezy RNA na matrycy DNA, kodującej białko. Z kolei mRNA w procesie translacji przekazuje informację genetyczną, według której zostaje ustalona sekwencja aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym.

"Ten Nobel to w pełni zasłużona nagroda" - uważa profesor genetyki Ewa Bartnik z Wydziału Biologii UW oraz Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. "Kornberg od lat tłumaczył, jak wygląda materiał genetyczny. W końcu rozgryzł, w jaki sposób przebiega proces powstawania RNA z DNA i jakie enzymy biorą w nim udział. Proces ten nazywa się transkrypcją i jest niezwykle złożony".


DNA   [wg rafalstec.blox.pl]

Do góry

2007



Reakcje zachodzące na powierzchni ciał stałych...

Gdy mała cząsteczka zderza się z powierzchnią ciała stałego, może się po prostu odbić lub też przyczepić do niej (ulec adsorpcji). Jeśli dojdzie do adsorpcji, przyczepiona cząsteczka może się rozpaść na mniejsze cząsteczki lub na atomy. Zaadsorbowane cząsteczki mogą również zmieniać chemiczne właściwości powierzchni lub reagować z innymi zaadsorbowanymi cząsteczkami.  

Definicja:

Adsorpcja,zjawisko gromadzenia się jakiejś substancji (adsorbatu) na powierzchni ciała stałego lub cieczy (adsorbentu). Natura oddziaływań pomiędzy cząsteczkami adsorbatu i adsorbentu decyduje o rozróżnieniu adsorpcji fizycznej i chemicznej.

Nagrodę Nobla otrzymał prof. Gerhard Ertl z berlińskiego Towarzystwa Maxa Plancka za badania nad zachowaniem pojedynczych atomów i cząsteczek na powierzchni niezwykle czystego metalu. Prace te wymagały zastosowania wielu wyrafinowanych technik, a jakiekolwiek zanieczyszczenia zakłóciłyby pomiary. 

Badania Ertla położyły podstawy zarówno dla dalszych odkryć teoretycznych, jak i zastosowań przemysłowych.


Mechanizm adsorpcji na węglu aktywnym

Do góry

2008



Podglądanie niewidzialnego...

Definicja:

Białka są to wielkocząstecz- kowe (masa cząsteczkowa od ok. 10 000 do kilku mln) biopolimery zbudowane z reszt aminokwasów połączonych wiązaniem peptydowym, występujące we wszystkich organizmach roślinnych i zwierzęcych. Są zasadniczymi elementami metabolicznymi i strukturalnymi komórek, tkanek i narządów organizmów żywych.

Dzięki zielonemu białku fluoryzującemu (GFP) można obserwować w komórkach wszystkich żywych organizmów to, co wcześniej było niewidoczne. Odkrywcy i badacze tego białka zostali w tym roku uhonorowani Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii. Laureatami prestiżowego wyróżnienia zostali Amerykanie, Osamu Shimomura, Martin Chalfie i Roger Y. Tsien.Każda komórka żywego organizmu przypomina miniaturową fabrykę, w której działają tysiące różnych białek. Bez specjalnego „podświetlacza” nie sposób było je od siebie odróżnić, bo nawet przez mikroskop elektronowy wyglądają jak obserwowane z okna samolotu miasto. Odkrycie białka GFP (green fluorescent protein) okazało się przełomem.Białko GFP pozwala śledzić rozwój embrionów i komórek nerwowych w mózgu oraz obserwować przerzuty komórek nowotworowych. Wykorzystuje się je także do obserwacji procesów tworzenia się komórek podczas regeneracji narządów oraz tworzenia się tkanek z pojedynczych komórek.


Obrazek namalowany w szalce laboratoryjnej
koloniami bakterii świecących na różne kolory
dzięki białkom otrzymanym na bazie białka GFP
/fot. Andrew Hires / wikipedia / GNU

Do góry

2009



Tajemnice komórkowych „fabryk życia”…

Nagrodę Nobla z chemii otrzymała trójka naukowców, którzy przebadali rybosomy.


Definicja:
Rybosomy to struktury w żywych komórkach, które odczytują informacje przepisane uprzednio z DNA i na ich podstawie produkują białka potrzebne do działania komórkowej maszynerii. Produkty rybosomów mogą być bardzo złożone. Rybosomy to najdoskonalsze  w świecie fabryki polimerów. Potrafią bezbłędnie wyprodukować wielkie cząsteczki, dokładnie według zadanego projektu.

Ada Yonath (Izrael) jako pierwsza zaczęła badać rybosomy metodami krystalografii. Rybosomy składają się z dwóch dopasowanych do siebie podjednostek: małej i dużej. Gdy fabryka nie pracuje, obie podjednostki rozłączają się i pływają swobodnie po komórce. Kiedy zaś rybosom ma znów rozpocząć pracę, dwie dowolne podjednostki znajdują się i odtwarzają rybosom. Venkatraman Ramakrishnan (Wielka Brytania) jest najbardziej znany z wyznaczenia trójwymiarowej struktury małej podjednostki, a Thomas Steitz (USA) – ze zbadania struktury atomowej dużej podjednostki. Laboratorium Steitza jako pierwsze w świecie sfotografowało z bliska, jak rybosom buduje cząsteczkę białka na podstawie kodu genetycznego sczytywanego z RNA.

  

Do góry

2010



Przekształcenie chemii organicznej w sztukę…

Definicja:
Chemia organiczna, czyli chemia zajmująca się węglem, jest fundamentem istnienia życia i czynnikiem odpowiedzialnym za wiele fascynujących cudów natury: kolorów kwiatów, trucizny węża czy zabójczych dla bakterii substancji, takich jak penicylina.

Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii otrzymali trzej naukowcy, zajmujący się chemią organiczną - Richard F. Heck i Ei-ichi Negishi z USA oraz Akira Suzuki z Japonii. Wyróżniono ich za "katalizowane przez pallad reakcje krzyżowego sprzęgania w syntezie.

Chemia organiczna przekształciła się w rodzaj sztuki, gdzie naukowcy wytwarzają w swoich probówkach cudne reakcje chemiczne. Ludzkość czerpie z tego korzyści w medycynie, coraz doskonalszej elektronice i rozwiniętych materiałach technologicznych - czytamy w uzasadnieniu Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk.

Katalizowane przez pallad reakcje krzyżowego sprzęgania to narzędzia chemiczne, które  otworzyły nowe możliwości, pozwalające chemikom na tworzenie wyszukanych substancji, na przykład molekuł węgla tak złożonych, jak te, które stworzyła sama natura.

Obecnie katalizowane przez pallad reakcje krzyżowego sprzęgania stosowane są na całym świecie - zarówno w produkcji leków jak i w przemyśle elektronicznym.

Do góry

2011



Odkrycie kwazikryształów…

Definicja:
Kwazikryształy to szczególna forma ciała stałego, w której atomy układają się w pozornie regularną, jednak nie w powtarzającą się strukturę, co uniemożliwia wyróżnienie ich komórek elementarnych.

W 2011r. Nagrodę Nobla z chemii otrzymał Izraelczyk Daniel Shechtman. Komitet Noblowski uhonorował go za odkrycie kwazikryształów - struktur, których istnienie w przyrodzie uznawano wcześniej za niemożliwe.

Laureat jako pierwszy zaobserwował kryształy, w których występują regularne koncentryczne kręgi, składające się z dziesięciu elementów. To zjawisko przeczyło przyjętym prawom krystalografii, mówiącym, że kryształy mogą powstawać z takich układów, ale składających się maksymalnie z sześciu elementów. Noblista zaobserwował pod mikroskopem elektronowym nieznaną wcześniej strukturę skrystalizowanego metalu, będącego stopem aluminium i manganu. Stało się to w kwietniu 1982 r.

Do góry

2012



Receptory sprzężone z białkami…

Definicja:
Białka to wielkocząsteczkowe biopolimery, a właściwie biologiczne polikondensaty, zbudowane z reszt aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi -CONH-. Występują we wszystkich żywych organizmach oraz wirusach. Synteza białek odbywa się przy udziale specjalnych organelli komórkowych zwanych rybosomami.

W 2012r. Nagroda Nobla za osiągnięcia w dziedzinie chemii powędrowała do dwóch amerykańskich biochemików: Roberta J. Lekowitza oraz Briana K. Kobalika. Zostali oni uznani za prace badawcze związane z receptorami sprzężonymi z białkami G.  Wiele procesów zachodzących w organizmie jak na przykład reakcja we wnętrzu komórek spowodowana zwiększeniem stężenia adrenaliny wokół nich nie było do tej pory do końca wyjaśnionych.

Wiele leków powszechnie stosowanych oddziałuje na takie receptory, więc znajomość struktury i funkcji takich receptorów umożliwia lepsze projektowanie leków. Uwzględnienie takich danych pozwala na opracowanie środków farmakologicznych o bardziej skutecznym działaniu, jak również ograniczonych pod względem powodowania skutków ubocznych.

Do góry

2013



Przenoszenie chemicznych eksperymentów do cyberprzestrzeni...

W 2013 r. Komitet Noblowski uhonorował trzech amerykańskich naukowców: Martina Karplusa, Michaela Levitta i Arieh Warshela za rozwój wieloskalowych modeli dla złożonych układów chemicznych.

Definicja:
„Model komputerowy – program komputerowy umożliwiający wprowadzanie parametrów modelowanego układu i stanu początkowego, otrzymanie na drodze obliczeniowej przebiegów czasowych zjawisk i charakterystyk modelowanego układu”.

Pomysł, za który przyznano tegoroczną nagrodę z chemii: takie połączenie metod obliczeniowych, w którym modeluje się interesujący fragment cząsteczki za pomocą metod kwantowych, zaś resztę cząsteczki oraz jej otoczenie za pomocą metod klasycznych.
/źródło: materiały prasowe Komitetu Noblowskiego

Podczas telekonferencji Arieh Warshel powiedział: „Nagroda, którą otrzymałem, jest za rozwój metody, która pozwala odkryć, jak białka tak naprawdę działają. Wymagane do tego jest modelowanie komputerowe. Gdy np. enzymy trawią jedzenie, my chcemy dokładnie sprawdzić, jak to działa. Jedni chcą robić na tej podstawie leki, w moim przypadku chodziło o zaspokojenie zwykłej ciekawości”.

Do góry

2014



Mikroskopia stała się nanoskopią...

Definicja:
„Mikroskop fluorescencyjny
– to mikroskop świetlny używany w badaniach substancji organicznych i nieorganicznych, którego działanie oparte jest na zjawisku fluorescencji i fosforescencji, zamiast, lub razem ze zjawiskami odbicia i absorpcji światła (co jest wykorzystane w klasycznym mikroskopie optycznym)”.

Komórki śródbłonka widoczne pod mikroskopem fluorescencyjnym.
Fot. http://rsb.info.nih.gov/ij/images/Wikimedia

Jak zaznaczył Komitet, opracowanie przez noblistów wysokorozdzielczej metody konfokalnej mikroskopii fluorescencyjnej - STED pozwoliło obserwować m.in. białka biorące udział w rozwoju chorób uszkadzających mózg, np. w chorobie Parkinsona, Alzheimera, Huntingtona.

Przez wiele lat naukowcy sądzili, że niemożliwa będzie obserwacja mikroskopowa najdrobniejszych struktur komórkowych o rozmiarze mniejszym niż 250 nanometrów (miliardowych części metra) – granicę tę wyznacza właśnie długość fali światła. Tymczasem wiele struktur komórkowych ma rozmiary od 10 do 200 nanometrów, przez co nie mogły być obserwowane z wykorzystaniem mikroskopu świetlnego.

Naukowcy zastosowali mikroskopy fluorescencyjne, w których wykorzystuje się promieniowanie świetlne, pobudzające do świecenia substancje naturalnie zawarte w próbce lub do niej wprowadzone. Odmianą tej metody jest mikroskopia konfokalna, w której wiązka lasera skanuje próbkę biologiczną i lokalnie wzbudza cząsteczki barwnika (wcześniej wprowadzone do próbki).

Do góry

2015



Badania mechanistyczne nad naprawą DNA…

Definicja:
Kwas deoksyrybonukleinowy, DNA (z ang. deoxyribonucleic acid), dawniej  kwas dezoksyrybonukleinowy – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny z grupy kwasów nukleinowych. U eukariontów zlokalizowany jest przede wszystkim w jądrach komórek, u prokariontów bezpośrednio w cytoplazmie, natomiast u wirusów w kapsydach. Pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych”.

Źródło:  Shutterstock

Nobel z chemii przyznany. Otrzymali go Szwed Tomas Lindahl, Amerykanin Paul Modrich i Amerykanin tureckiego pochodzenia Aziz Sancar za badania nad mechanizmami naprawy DNA.

Nagrodzono badania, które wykazały, w jaki sposób organizm sam sobie radzi w sytuacji, gdy DNA zostanie uszkodzony. Mowa tu o trzech przypadkach: gdy zostanie samoistnie uszkodzony, gdy zostanie uszkodzony w czasie replikacji lub gdy uszkodzenie nastąpi w wyniku promieniowania nadfioletowego.

Obecnie prowadzone są już badania, które pozwolą wpływać na DNA, zmuszać do naprawy zniszczone komórki. Szczególnie, że nasz organizm robi to cały czas i właśnie nobliści opisali te mechanizmy. Zbigniew Stojek uważa, że badania Lindahla, Modricha i Sancara mogą w przyszłości pomóc znaleźć lek na nowotwory. Zresztą już teraz trwają prace nad używaniem DNA do naprowadzania leków do uszkodzonych komórek.

Do góry

2016



Badania mechanistyczne nad naprawą DNA…

Nagroda Nobla z chemii w 2016 r. trafiła do Jean-Pierre'a Sauvage'a, Sir J. Frasera Stoddarta i Bernarda L. Feringi. Szwedzki Komitet Noblowski docenił opracowanie i syntezę maszyn molekularnych - pojedynczych cząstek, które mogą wykonywać pracę. Przypominają podnośniki, mięśnie i silniki, ale w skali mikro, a nawet nano - widoczne tylko pod mikroskopem.

Definicja:
„Maszyna molekularna – cząsteczka lub układ cząsteczek zdolne do wykonywania quasi-mechanicznego ruchu albo znacznej zmiany geometrii (wyjście) w odpowiedzi na specyficzny bodziec zewnętrzny (wejście). Określenie to stosowane jest najczęściej do cząsteczek, które naśladują funkcje maszyn działających na poziomie makroskopowym.”

źródło: pixabay.com

Maszyny molekularne najprawdopodobniej zostaną wykorzystane w przyszłości w nowych materiałach, czujnikach czy systemach przechowywania energii. Ale być może, jak przewidywał Feynman, powstaną także nanoroboty do podawania leków wprost do chorych komórek lub ich usuwania.

Do góry

2017



Nowa era w dziedzinie badań biochemicznych…

Nagrodą Nobla w 2017 w dziedzinie chemii uhonorowani zostali: Jacques Dubochet, Joachim Frank i Richard Henderson to tegoroczni laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. Królewska Szwedzka Akademia Nauk doceniła ich "za prace nad metodą mikroskopii krioelektronowej, pozwalającej na określanie w wysokiej rozdzielczości struktury biocząsteczek w roztworach".

Definicja:
Biomolekuła, biocząsteczka, cząsteczka biologiczna – każda cząsteczka chemiczna biorąca udział w procesach biologicznych. Do biomolekuł należą między innymi: lipidy, glikolipidy, sterole, witaminy, hormony, neuroprzekaźniki, metabolity. Niektóre biocząsteczki występują w formie monomerów oraz wchodzą w skład oligomerów i polimerów.

 

Osiągnięcia noblistów zarówno uprościły obrazowanie biocząsteczek, jak i poprawiły możliwości z tym związane. Ta metoda pozwoliła otworzyć nową erę w dziedzinie badań biochemicznych.

Praca nagrodzonych naukowców umożliwiła oglądanie w ogromnym powiększeniu, w trójwymiarze, złożonych struktur białek. Dzięki nim w ostatnich latach udało się uzyskać obrazy struktur przeróżnych cząstek: od białek, które powodują oporność na antybiotyki, albo które zawiadują rytmem dobowym – po powierzchnię wirusa Zika.

Według Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk osiągnięcia nagrodzonych "zdecydowały zarówno o podstawowym zrozumieniu chemii życia, jak i o opracowaniu nowych leków".

Do góry

© Copyright 2013 by B.G.