Bilim İnsanları, Canlılığı Başlatan İlk Hücrelerin, Hücre Zarını Bozan Yapıdaki İyonların Varlığında Nasıl Evrimleştiğini Çözdüler!

İlk Hücreler, Proteinlerin Yapı Taşlarının Hücre Zarlarını Dengelemesi Sayesinde Ortaya Çıkmış Olabilir!

Bilim İnsanları, Canlılığı Başlatan İlk Hücrelerin, Hücre Zarını Bozan Yapıdaki İyonların Varlığında Nasıl Evrimleştiğini Çözdüler! Pixabay
Yazar James Urton Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
5 dakika
1,539 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat
Tarihi Geçmiş Haber

Bu haber 5 ay öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.

Dünya'da yaşam, yaklaşık 4 milyar yıl önce, ilk hücrelerin karbonca zengin bileşiklerden oluşan karmaşık ilkel bir çorbada oluşmasıyla ortaya çıktı ve bu hücreler, kimyasal bir bilmeceyle karşı karşıya kaldılar: Temel fonksiyonlarını yerine getirebilmeleri için ilkel çorbadaki belirli iyonlara ihtiyaçları vardı; fakat bu yüklü iyonlar, hücrenin içeriğini sarmalayan basit hücre zarlarını dağıtan yapıdaydı!

Washington Üniversitesi'ndeki bir grup araştırmacı, sadece Dünya'nın ilk zamanlarında bulunan molekülleri kullanarak, bu bulmacayı çözmeyi başardı. Ekip, yağ asidi moleküllerinden oluşan, zarlarla çevrili ve hücre büyüklüğünde sıvı dolu bölmeler kullanarak, proteinlerin yapı taşları olan aminoasitlerin, hücre zarını magnezyum iyonlarına karşı dengede tutabileceğini keşfetti. Elde edilen sonuçlar; ilk hücrelerin, hücre zarının dengesini sağlarken, DNA ile ilişkili olan ve sentezlenmesi için magnezyuma ihtiyaç duyan RNA'da genetik maddelerini kodlamaları için ortam sağladı.

Transmisyon elektron kriyomikroskopisi kullanılarak alınan, daire şeklinde gözlenen hücre zarlarının fotoğrafları. Üstteki görsel: solüsyondaki aminoasit bulundurmayan hücre zarları. Alttaki görsel: Hücre zarlarını, çoklu eşmerkezli zar tabakalarını oluşturmak üzere tetikleyen bir aminoasit olan serini içeren solüsyondaki hücre zarları. (Ölçek çubukları: 100 nanometre)
Transmisyon elektron kriyomikroskopisi kullanılarak alınan, daire şeklinde gözlenen hücre zarlarının fotoğrafları. Üstteki görsel: solüsyondaki aminoasit bulundurmayan hücre zarları. Alttaki görsel: Hücre zarlarını, çoklu eşmerkezli zar tabakalarını oluşturmak üzere tetikleyen bir aminoasit olan serini içeren solüsyondaki hücre zarları. (Ölçek çubukları: 100 nanometre)
SciTechDaily

Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlanan bulgular, aminoasitlerin elverişsiz ortamlarda zarları nasıl dengede tutabileceğini açıklamanın ötesine geçiyor.[1] Bulgular ayrıca hücresel yapıların; hücre zarları, proteinler ve RNA gibi bireysel yapı taşlarının, eski Dünya'daki sulu ortamlarda birlikte nasıl yerleşmiş olabileceğini gösteriyor. Washington Üniversitesinde kimya ve biyomühendislik profesörü olan çalışmanın ortak yazarı Roy Black şöyle söylüyor:

Hücreler, birbirlerinden tamamen farklı türde yapı taşlarına sahip çok farklı yapılardan meydana geliyor ve hücrelerin, işlevlerini yerine getirebilmek için neden bir araya geldikleri konusu hala net değil. Varsayım ise hücrelerin bir şekilde bir araya geldikleri yönündeydi.

Black, Amgen'deki (Ç.N.: Amgen, merkezi Amerika'da bulunan bir biyoteknoloji ve ilaç şirketidir.) kariyerinden sonra bu "bilinmezliğin" ardındaki kayıp ve can alıcı boşlukları doldurmak üzere Washington Üniversitesine geldi ve burada, Sarah Keller adında, hücre zarları üzerinde uzmanlaşmış bir kimya profesörü ile birlikte çalışmaya başladı.

Reklamı Kapat

Yağ asidi moleküllerinin hücre zarını oluşturmak üzere kendi kendine birleşmesini gözlemlemek Black'e ilham veriyordu ve bu hücre zarlarının, RNA ve proteinlerin yapı taşlarının birleşmesi için elverişli bir yüzey görevini üslenebileceği varsayımında bulundu. Çalışmanın ortak yazarı olan Keller şöyle söylüyor:

Farklı moleküllerin, ilkel çorbanın içinde adeta tüylü tenis topları gibi hareket ettiğini ve sallanan büyük bir kutudaki sert squash topları gibi zıpladığını hayal edebilirsiniz (Ç.N.: Squash, tenise benzeyen bir tür raket oyunudur; fakat squash topu, tenis topuna kıyasla daha küçüktür). Kutunun bir yüzeyini cırtcırtla kaplayacak olursanız, sadece tenis topları bu yüzeye yapışacak ve birbirlerine yakın olacaktır. Roy, yerel molekül konsantrasyonlarının benzer bir mekanizmayla geliştirilebileceğini seziyordu.

Ekip daha önce, RNA'nın yapı taşlarının tercihen yağ asidi zarlarına bağlandığını ve ayrıca şaşırtıcı bir biçimde, tuz gibi, geçmişte ve günümüzde yaygın olan bileşenlerin zararlı etkilerine karşı hassas olan hücre zarını dengelediğini göstermişti.

Transmisyon elektron kriyomikroskopisi kullanılarak alınan, daire şeklinde görünen zarların fotoğrafı. Üstteki görsel: aminoasit içermeyen hücre zarları, magnezyum klorür solüsyonu, zarların yapısını bozan tuzlar. Alttaki görsel: magnezyum klorür ve serin solüsyonundaki zarlar ve zarları birden çok eşmerkezli zar oluşturmak üzere tetikleyen bir aminoasit. Ölçek çubukları: 100 nanometre.
Transmisyon elektron kriyomikroskopisi kullanılarak alınan, daire şeklinde görünen zarların fotoğrafı. Üstteki görsel: aminoasit içermeyen hücre zarları, magnezyum klorür solüsyonu, zarların yapısını bozan tuzlar. Alttaki görsel: magnezyum klorür ve serin solüsyonundaki zarlar ve zarları birden çok eşmerkezli zar oluşturmak üzere tetikleyen bir aminoasit. Ölçek çubukları: 100 nanometre.
SciTechDaily

Ekip ayrıca, aminoasitlerin hücre zarlarını dengeleyebileceği hipotezini ortaya attı. 10 farklı aminoasidin hücre zarlarıyla nasıl etkileşime girdiğini test etmek için ışık mikroskobu, elektron mikroskobu ve spektroskopi dahil birçok farklı deneysel teknik kullandılar.

Deneyler, belirli aminoasitlerin hücre zarlarına bağlanarak hücre zarlarını dengelediğini ortaya çıkardı ve hatta bazı aminoasitler soğan katmanlarına benzer eşmerkezli zar küreleri oluşturmak gibi büyük yapısal değişiklikleri de tetikledi. Washington Üniversitesi Kimya Bölümünde doktora öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı olan Caitlin Cornell şöyle söylüyor:

Aminoasitler, vezikülleri sadece magnezyum iyonları tarafından bozulmalarına karşı korumakla kalmadılar, aynı zamanda iç içe geçmiş zarlar gibi çok katmanlı veziküller oluşturdular.

Araştırmacılar ayrıca, aminoasitlerin konsantrasyondaki değişiklikler sayesinde zarları dengelediğini keşfettiler. Bazı bilim insanları, ilk hücrelerin, su buharlaştıkça ve yeni su taşıdıkça yüksek ve düşük konsantrasyonlarda aminoasit döngülerinden geçen sığ havzalar içerisinde şekillenmiş olabileceğini varsaydılar.

RNA yapı taşlarının da benzer bir rol oynayabileceğini gösteren önceki çalışmaların yanı sıra, aminoasitlerin hücre zarlarını koruduğuna dair yeni bulgular, hücre zarlarının, bu öncül moleküllerin birlikte konumlanması için alan oluşturabileceğini gösteriyor ve yaşam için gerekli bileşenleri neyin bir araya getirdiğini anlatan potansiyel bir mekanizma sağlıyor.

İlk hücrelerin yapı taşlarının, hücre zarı üzerinde nasıl birlikte konumlanabileceğini gösteren bir model. Soldaki: ilkel çorbada bulunan RNA, protein ve hücre zarlarının yapı taşları. Ortadaki: gri daire olarak gösterilmiş olan zarlar, zarları dengeleyen yapı taşlarının bir alt kümesini oluşturur ve bağlar. Sağdaki: zarla çevrelenmiş işlevsel RNA ve proteinler.
İlk hücrelerin yapı taşlarının, hücre zarı üzerinde nasıl birlikte konumlanabileceğini gösteren bir model. Soldaki: ilkel çorbada bulunan RNA, protein ve hücre zarlarının yapı taşları. Ortadaki: gri daire olarak gösterilmiş olan zarlar, zarları dengeleyen yapı taşlarının bir alt kümesini oluşturur ve bağlar. Sağdaki: zarla çevrelenmiş işlevsel RNA ve proteinler.
SciTechDaily

Keller, Black ve ekibi, birlikte konumlanmış yapı taşlarının, işlevsel makineler oluşturmak için nasıl birbirlerine bağlandığı gibi daha dikkat çekici bir konuya dikkatlerini çevirdi. Black sonraki adımın bu olduğunu söylüyor.

Sürdürdükleri çaba aynı zamanda Washington Üniversitesi'ndeki disiplinler arasında bağlar kuruyor. Keller şunları söylüyor:

Washington Üniversitesi, barındırdığı bilimsel topluluğun, ekipman ve fikirleri departmanlar ve alanlar arasında paylaşmak üzere iş birliği yapmaya dair duyduğu coşku sayesinde keşif yapmak için olağanüstü iyi bir yer. Drobny Laboratuvarı ve Lee Laboratuvarı ile yaptığımız iş birliği gerekliydi. Hiçbir laboratuvar bunları tek başına yapamazdı.
Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 10
  • Bilim Budur! 7
  • Muhteşem! 3
  • İnanılmaz 2
  • Güldürdü 1
  • Umut Verici! 1
  • Tebrikler! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: SciTechDaily | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 25/06/2021 16:00:13 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9937

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Instagram
Depresyon
Amerika
Ara Tür
Darwin
Hamilelik
Diş Hastalıkları
Aslan
Köpekbalığı
Mitler
Yüz
Neandertaller
Kamuflaj
Görme
Toplumsal Cinsiyet
Parçacık
Nükleer
Şiddet
Samanyolu Galaksisi
Nöron
Araştırma
Teknoloji
Manyetik Alan
İnsan Evrimi
Coğrafya
Beslenme Davranışı
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın