Yağmur Suyu Dünyada Yaşamın Doğmasına Yardımcı Oldu
Bilim insanları tarafından kaleme alınan bir makalede, ilksel et suyunda meydana gelmiş olabilecek ve yaşamın ortaya çıkmasına yol açan süreç tanımlandı. Bilim insanları, hücre duvarlarının ortaya çıkması için yağmurun – tatlı su damlalarının – gerekli olduğu sonucuna vardılar.
Yaşamın kökenine ilişkin çözülememiş en önemli sorulardan biri, ilkel et suyunda yüzen RNA damlacıklarının nasıl olup da zarla korunan hücrelere dönüştüğüdür. Ve şimdi bu süreci anlamaya yönelik bir adım daha atıldı.
Başlangıçta birincil et suyunda RNA molekülleri ortaya çıktı; buna RNA dünyası deniyor. Ve sudaki bitkisel yağ damlalarına benzeyen “koaservat damlacıkları” uzun zamandır ilk protosellerin rolü için aday olarak görülüyordu. Ancak bir sorun vardı.
Bu damlacıklar RNA moleküllerini birbirleriyle çok kolay değiştiriyorlardı. Bu da çok hızlı bir şekilde tüm damlacıkların aynı hale geldiği anlamına geliyor.
Ancak evrimin işleyebilmesi için damlacıkların birbirinden farklı olması gerekir. Molekül alışverişinde bulunmalılar, ancak bu süreç çok hızlı gerçekleşmemelidir.
Yeni, potansiyel olarak faydalı bir RNA mutasyonu içeren herhangi bir damlacık, bu RNA’yı birkaç dakika içinde diğer RNA damlacıklarıyla değiştirseydi, rekabet olmayacağı için evrimsel bir fayda olmazdı. Ve dolayısıyla yaşam da olmazdı.
Makalenin yazarlarından Aman Agrawal, “Eğer moleküller damlacıklar arasında ya da hücreler arasında sürekli olarak değiş tokuş edilirse, kısa bir süre sonra tüm hücreler aynı görünecek ve evrim olmayacaktır çünkü sonuçta birbirinin aynısı klonlar ortaya çıkacaktır” diyor.
“Bu tavuk ve yumurta problemi gibi. Hangisi önce geldi?” diyor. “DNA bilgiyi kodlayan bir moleküldür, ancak herhangi bir işlevi yerine getiremez. Proteinler ise işlevleri yerine getiren moleküllerdir, ancak herhangi bir kalıtsal bilgi kodlamazlar.”
Nobel Ödülü sahibi Jack Szostak gibi araştırmacılar, RNA’nın önce geldiğini ve her şeyi hallettiğini, proteinlerin ve DNA’nın da yavaş yavaş ondan evrimleştiğini öne sürmüşlerdir.
Agrawal, “RNA, DNA gibi bilgi kodlayabilen bir moleküldür, ancak aynı zamanda proteinler gibi katlanabilir, böylece kataliz gibi işlevleri yerine getirebilir” dedi.
RNA ilk biyolojik materyal olmaya adaydı. Koaservat damlacıkları ise ilk protoseller olmaya adaydı. RNA’nın erken formlarını içeren koaservat damlacıkları doğal bir sonraki adım gibi görünüyordu.
Ta ki Shostak 2014 yılında koaservat damlacıklardaki RNA’nın çok hızlı değiştiğini gösteren bir makale yayınlayana kadar.
“Farklı türde koaservatlardan her türlü damlacığı yapabilirsiniz, ancak bunlar ayrı kimliklerini korumazlar. RNA içeriklerini çok hızlı bir şekilde değiş tokuş etme eğilimindedirler. Bu uzun süredir devam eden bir sorun” diyor Shostak.
“Ancak yeni makalede, bu koaservat damlacıklarını yağmur suyu veya herhangi bir türdeki tatlı su gibi damıtılmış suya aktararak bu sorunun en azından bir kısmının üstesinden gelebileceğinizi gösterdik, daha sonra RNA içeriklerini çok hızlı bir şekilde değiştirmelerini önleyen bir tür sert kabuk elde ettiler.”
Yağmur damlalarıyla dolu bir hayat
RNA örnekleriyle çalışan Agrawal, koaservat damlalarının damıtılmış suya aktarılmasının RNA değişiminin zaman ölçeğini dakikalardan günlere çıkardığını buldu. Bu zaten mutasyon, rekabet ve evrim için yeterli bir süre.
“Kararsız protosel popülasyonlarınız varsa, genetik materyallerini birbirleriyle değiştirecek ve klonlara dönüşeceklerdir. Darwinci evrim imkansızdır,” diyor Agrawal.
“Ancak genetik bilgilerini, en azından birkaç gün boyunca, genetik dizilerinde mutasyonların meydana gelmesine izin verecek kadar iyi depolayacak kadar stabilize olurlarsa, popülasyon evrimleşecektir.”
Bilim insanları hipotezlerini test etmek için Houston’da yağmur suyu topladılar ve içindeki damlacıkların kararlılığını test ettiler. Gerçek yağmur suyuyla ve yağmur suyunun asitliğini taklit edecek şekilde modifiye edilmiş laboratuvar suyuyla yapılan testlerde bilim insanları aynı sonuçları elde etti: ağ duvarları oluştu ve yaşamın kökenine yol açabilecek koşullar oluştu.
Yeni makale, protosellerin etrafında bir ağ duvarı oluşturmaya yönelik bu yaklaşımın yaşam moleküllerini ayırabileceğini kanıtlıyor ve araştırmacıları protosellerin gelişmesine izin veren doğru kimyasal ve çevresel koşullar kümesine yaklaştırıyor.
Agrawal, “Bu protoselleri oluşturmak için kullandığımız moleküller sadece birer model” diyor. – “Kimya biraz farklı olsa da fizik aynı kalacak.”
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Yağmur Suyu Dünyada Yaşamın Doğmasına Yardımcı Oldu
Sibirya’daki Devasa Çukur Cehennemin Kapısı Hızla Genişliyor