Hayatın Kimyasal Başlangıcı: Amino Asitler Nasıl Oluştu?

Hayatın Kimyasal Başlangıcı:Amino asitler nasıl oluştu?

Organik kimyadanda bildiğimiz gibi, 4 temel molekül vardır. Bunlar- proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitlerdir.Bu gün ki konumuz, proteinler. Proteinlerin yapı taşı amino asitlerdir. Amino asitlerin, nerede, nasıl oluştuğunu araştırmak için derin bir bilimsel yolculuğa çıkmamız gerek. Hayatın kimyasal başlangıcına gitmemiz gerek.

Amino asitler hakkında bir makale yazacaksak, ilk önce amino asitlerin ne olduğunu bilmemiz gerek. Amino asitler, Karbon, Hidrojen, Nitrojen (azot), ve bazı durumlarda Kükürt elementinden oluşan organik birleşmelerdir. Toplam 20 küsür amino asit bulunur ve bu amino asitler bir araya gelerek binlerce, onbinlerce proteini oluşturur. Bu proteinler ise enzimlerden kas dokularına, hormonlardan antikorlara kadar pek çok yaşamsal işlevi yerine getirir. Bu bilgilerden sonra akıllarda bir soru beliriyor : “Amino asitler mantıksal olarak, yaşamdan önce varolduysa, nasıl varoldu?”

Bu konuda yapılan iki önemli çalışmalardan biri Oparin-Haldane “Yaşamın Kimyasal Tohumları” isimli çalışmadır. 1920 yılında Sovyet biyokimyager Aleksander Oparin ve İngiliz biyolog J.B.S Haldane, bir-birinden bağımsız olarak, yaşamın cansız kimyasallardan evrimleşmiş olabileceğini öne sürdüler. Bu hipoteze göre, dünyanın ilkel atmosferinde oksijen yoktu ve atmosfer, metan, amonyak, su buharı gibi indirgen gazlardan oluşuyordu. Ancak, Güneş’ten gelen ultraviyole ışınlar bu gazları, daha karmaşık moleküllere dönüştürüyordu. Bu görüşte, Amino asitler ve diğer organik bileşikler doğal yolla sentezlenebilirdi “ilkel çorbada” (ilkel okyanuslarda) birikebilirdi. İşte bu hipotez, diğer bir önemli çalışmaya ilham verdi.

Diğer çalışmamız “Miller-Urey Deneyi: İlkel Dünya'da Laboratuvar”, 1953 yılında, Amerikalı Stanley Miller ve Harold Urey, Oparin-Haldane hipotezini test etmek için, tarihe geçen bir deney gerçekleştirdiler. Cam tüplerinden oluşan düzeneklere, metan, amonyak, su buharı ve hidrojen gazı eklediler. Ardından bunlara elektrik kıvılcımları uygulayarak, ilkel dünyadakı şimşekleri taklit ettiler. Bir hafta sonra, deney tüplerinde, glisin, alanin ve aspartik asit gibi bir kaç amino asidin oluştuğunu gördüler. Bu deney, yaşamın yapı taşlarının cansız ortamda ve kendiliğinden oluşabileceğini ilk defa doğrudan gösterdi. Bu buluş, modern biyokimya ve astrobiyoloji için devrim niteliğindeydi.

Amino asitler iyi bir başlangıçtı, ancak, yaşam için sadece protein yetmez. En az proteinler kadar, genetik bilgi’de önemlidir. Bu noktada RNA Dünyası Hipotezi devreye girer. Bu hipoteze göre, yaşamın ilk molekülleri RNA gibi hem bilgi taşıyan hem de katalitik (tepkime hızlandırıcı) özellik gösteren moleküllerdi. RNA molekülleri, ilkel Dünya koşullarında bazı minerallerin yardımıyla kendiliğinden oluşabilecek nükleotidlerden sentezlenmiş olabilir. Zamanla, RNA molekülleri hem kopyalanabilir hem de basit proteinleri sentezleyebilir hale gelmiş olabilir. Proteinler ve RNA’lar birbirlerini destekledikçe, ilkel hücre benzeri yapılara (protobiontlar) doğru evrimleşme başlamış olabilir

Peki, dünya üzerinden tüm bilgilere baktık. Şimdi kafamızı kaldırıp göğe, uçsuz bucaksız evrene bakma vakti çünki, gökte de yerdeki kadar sağlam bilgiler var. Hayatın yapı taşlarının sadece Dünya’da değil, uzayda da oluşmuş olabileceği fikri bilim dünyasında ciddi şekilde tartışılıyor. Örneğin, 1969’da Avustralya’ya düşen Murchison meteoriti incelendiğinde içinde 70'ten fazla farklı amino asit tespit edilmiştir. Bunlardan bazıları Dünya'da doğal olarak bulunmayan türlerdir.

Bu bulgu, amino asitlerin yıldızlararası bulutlarda veya kuyruklu yıldızlarda oluşup meteoritlerle Dünya’ya taşınmış olabileceğini gösteriyor. Bu görüşe panspermi hipotezi denir. Bu durumda, yaşamın yapı taşları evrensel olabilir.

Sonuç olarak, Amino asitlerin cansız maddelerden oluşabildiği, deneylerle ve kozmik bulgularla defalarca gösterilmiştir. Bu moleküller, enerji kaynakları ve uygun çevre koşulları sayesinde bir araya gelerek daha karmaşık yapılar oluşturabilir. Bu karmaşık yapıların zamanla organize olup ilkel yaşam formlarını meydana getirmiş olması, modern bilim tarafından oldukça olası görülmektedir.

Elbette ki bu süreç hâlâ tam anlamıyla çözülmüş değildir. Ancak her yeni deney, her yeni gözlem, bizi yaşamın büyük sırrına bir adım daha yaklaştırıyor. Belki de bir gün, hayatın kimyasal başlangıcını laboratuvar ortamında baştan yaratabileceğiz.

İlk makalem bu. Hatalarımı bildirirseniz sevinirim. Sonraki sefere onları yapmayacağıma söz veriyorum.