David Nield*
Dünya tarihinin şimdi başlarında, organik moleküllerin karışımında yaşanan kimyasal yansımaların içeriden güç almaya başladığı ve ‘biyolojik’ olduğunu düşünmeye başlayabileceğimiz bir yapının oluştuğu bir dönüm noktası yaşandı.
Bu birinci metabolik yansımanın neye benzediği, spekülasyonların yapıldığı bir alan olmayı sürdürüyor. Bu, o devirde esasen var olması mümkün çeşitli bileşenlerden oluşabilecek kadar kolay lakin tekrar de bulunduğu ortamdaki değişimler açısından bir katalizör (hızlandırıcı) fonksiyonunu yerine getirecek kadar verimli olmalıydı.
ABD’nin Rutgers Üniversitesi ve New York Kent Koleji’nin oluşturduğu bir araştırma grubu, bildiğimiz tipten hayatın ortaya çıkışında ziyadesiyle kıymetli bir rol üstlenmiş olabilecek bir protein keşfetti; bu, ‘Nickelback’ (nikel-altyapı) ismini verdikleri kolay bir peptit** idi.
‘BİLİM İNSANLARI BUNUN KRİTİK BİR EŞİK OLDUĞUNA İNANIYOR’
Bu, tanınmış bir Kanadalı rock kümesi olan Nickelback’ten fazla, bir amino asit zinciri ve bir çift nikel atomuna bağlı iki azot atomundan meydana gelen proteinin yapısına ait bir gönderme. Bu keşif yalnızca burada, dünyada hayatın nasıl başladığını açığa çıkarmakla kalmadı. Birebir vakitte gökbilimcilere, bu ana kimyasal bileşenlerin yeni yeni oluşmaya başladığı öteki gezegenlerde süren ömür arayışı bağlamında da yeni bir ipucu sunabilir.
ABD’nin New Jersey kentindeki Rutgers Üniversitesi’nden biyokimyacı ve moleküler biyolog Vikas Nanda, “Bilim insanları, 3.5 ile 3.8 milyar yıl evvel (yaşamın ortaya çıkışından evvelki moleküller olan) prebiyotik kimyadan canlı, biyolojik sistemlere geçişi başlatan kritik bir eşik olduğuna inanıyor” dedi. Nanda, “Değişimin, çok eski bir metabolik yansımada büyük değer taşıyan adımlar atan birkaç küçük öncü protein sayesinde başladığını ve bu öncü peptitlerden birini keşfettiğimizi düşünüyoruz” bilgisini paylaştı.
Bilim insanları, sonuncu peptit dizaynlarına ulaşmak için birçok biyokimyasal yansımanın yönlendirilmesinde büyük ehemmiyete sahip metabolizma süreçlerine güç sağlayan günümüz proteinleriyle yola çıktı. Eski proteinlerin çok daha kolay olması gerektiği için, bu proteinler daha sonra en temel modüllerine ayrıştırıldı.
‘YAŞAMIN KÖKENİNE AİT ÇOK AZ TEORİ LABORATUVARDA TEST EDİLDİ’
Bir küme deney, hayatın ortaya çıkışından evvelki moleküllerin olduğu dünyada Nickelback’i yaratacak kadar kolay, lakin ortamdan güç sağlayacak ve bununla bir şeyler yapacak kadar karmaşık olması noktasında, mümkün bir adayı ortaya çıkardı. Nickelback toplamda 13 amino asit kullanıyor ve bu moleküller çoğunlukla proteinlerin ve şahsen hayatın ‘yapı taşları’ olarak nitelendiriliyor.
İki nikel atomu, bu temel yapıya nikel-demir kümesinin (NiFe) hidrojenazdaki temel fonksiyonunu, asetil-CoA sentazındaki*** nikel-nikel kümesini ve günümüzde metabolizma dahilinde değerli roller üstlenmeyi sürdüren iki eski proteini ekleyebilir ve özelliklerini yansıtabilir.
Nikel, gezegenimizde oluşan birinci okyanuslarda ziyadesiyle bol bulunan bir metal olmalıydı. En mühimi ise bir peptide bağlandığı vakit nikel atomlarının, milyarlarca yıl evvel hayati kıymete sahip bir güç kaynağı haline gelecek olan hidrojen gazının salınmasında katalizör fonksiyonu görmesi. Sonuç itibariyle, araştırma takımı laboratuvar ortamında, işleyen bu süreçleri kanıtlayabildi. Nanda da “Bu çok kıymetli; çünkü, hayatın kökenleriyle ilgili pek çok teori mevcutken, bu fikirlerin çok azı gerçek bir laboratuvar testinden geçti” dedi.
Şayet ‘nikel-altyapı’, dünyada ömrün ortaya çıkışında kıymetli bir rol üstlendiyse, bu durumun başka gezegenlerde, hatta tahminen evrimde bizim kadar ilerlememiş gezegenlerde dahi yaşanabileceğini varsaymak mantıklı görünüyor.
KEŞİF, UZAYDA HAYAT ARAYIŞINA KATKI SAĞLAYACAK
Araştırmacılar, kainatta, bizden uzaklarda bir hayat arayışı gerçekleştirmek gayesiyle ‘biyo-imza’ ismiyle bilinen bir ögesi, yani organizmaların var olduğunu ya da gelişebileceğini düşündürebilecek kimyasal izleri kullanıyor. Potansiyel olarak Nickelback de bu biyo-imzalar listesine eklenebilir. Dünya üzerindeki hayatın birinci periyoduna geri dönmek kolay olmasa da bugünden geriye gerçek araştırmak için birtakım zekice tekniklerle, git gide, başlangıçta karmaşık hayatın nasıl meydana geldiğine dair daha isabetli bir fikre gerçek ilerliyoruz.
Nanda, “Bu araştırma kolay protein bazlı metabolik enzimlerinin oluşmasının yalnızca mümkün olmadığını, tıpkı vakitte bunların çok kararlı ve aktif olduklarını ortaya koyuyor; bu ise onları hayat açısından akla yatkın bir başlangıç noktası haline getiriyor” dedi.
Araştırmanın detayları Science Advances isimli bilimsel mecmuada yayınlandı.
* Science Alert sitesinde gazeteci
** Peptitler, tipik olarak 2-50 ortası amino asit içeren kısa amino asit dizileri olarak tanımlanır. Proteinlerin daha küçük versiyonları olarak da nitelendirilebilir. [ç.n.]
**Sentaz (liyaz), nükleosit trifosfatları güç kaynağı olarak kullanmayan ve moleküllerin birbirine bağlandığı tepkileri katalize eden enzim.
Yazının yepyenisi Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)