Evrim Ağacı

Bütün Oksidoredüktaz Enzimlerinin Atası: Metabolizmanın Evrimini Mümkün Kılan, Enzimlerin Ortak Atasının Keşfine Adım Adım...

Bütün Oksidoredüktaz Enzimlerinin Atası: Metabolizmanın Evrimini Mümkün Kılan, Enzimlerin Ortak Atasının Keşfine Adım Adım...
Tavsiye Makale

Araştırmacılar, metabolizmadan sorumlu protein yapılarının kökenlerini keşfettiler: Dünya'da erken yaşama güç veren ve NASA'nın diğer gezegenlerde yaşam aramak için kullanabileceği kimyasal sinyaller işlevini de gören basit moleküller. Araştırmaları, ilk proteinlerin 3.5 ila 2.5 milyar yıl önce nasıl göründüğü konusunda tahmin yürütüyor.

Bu türev bir içeriktir. Yani bu yazının omurgası, Science Daily isimli kaynaktan çevrilerek dilimize uyarlanmıştır; ancak "çeviri" içeriklerimizden farklı olarak, bu içerikte orijinal metin birebir korunmamıştır. Anlatım ve konu akışı gibi detaylar Evrim Ağacı yazar(lar)ı ve/veya editörler tarafından güncellenmiş, değiştirilmiş ve/veya geliştirilmiştir. Yazar, kaynaktan alınan metin omurgası üzerine kendi örneklerini, bilgilerini, detaylarını eklemiş; içeriği ve anlatımı zenginleştirmiş ve/veya çeşitlendirmiş olabilir. Bu ek kısımlarla ilgili kaynaklar da, yazının sonunda gösterilmiştir. Metnin omurgasını oluşturan kaynağı, orijinal dilinde okumak için lütfen yukarıdaki bağlantıya tıklayınız. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Rutgers Üniversitesi araştırmacıları, metabolizmadan sorumlu protein yapılarının kökenini keşfetti: Dünya'da erken yaşama güç veren ve NASA'nın diğer gezegenlerde yaşam aramak için kullanabileceği kimyasal sinyaller işlevini de gören basit moleküller! 3.5 ila 2.5 milyar yıl önce, ilk proteinlerin nasıl göründüğünü tahmin eden araştırmaları, PNAS dergisinde yayınlandı.

Bilim insanları, binlerce parçadan oluşan bir yapboz gibi, günümüzden uzak geçmişe, enzimlerin (proteinlerin) evriminin kökenine indiler. Yapbozun çözümü için iki eksik parça gerekliydi ve Dünya'da yaşam, onlarsız var olamazdı. Metabolizmadaki rollerine bağlı bir ağ kuran ekip, bu eksik parçaları keşfetti. Araştırmacılar, çalışmalarının önemini şöyle anlatıyorlar:

Yaşam, elektron taşıma sistemlerini kullanarak, termodinamik denge halinden çok uzak bir noktada enerji saçar. Bu elektron taşıma sistemleri, dış oksidan ve redüktanlar ile bir arada çalışır. Buna bağlı olarak, biyolojik elektron taşıması, oksidoredüktazlar olarak bilinen bir enzim süperailesi tarafından katalizlenir (hızlandırılır). Bu oksidoredüktazların kökeni henüz keşfedilememiştir. Protein topolojilerini ve modern oksidoredüktazların dizilerini kıyaslayarak, metabolizmanın en erken evrelerinde var olabilecek varsayılan ortak atayı çıkarsamayı başardık. Çoklanma, diğer proteinlerin sürece dahil olması ve çeşitlenme yoluyla, bu atasal protein, metabolizmanın çok erken evrelerinde elektron transferini ve redoks katalizini mümkün kılacak biçimde evrimleşmiş olabilir.

Hem yazarlardan biri olan, hem de Rutgers Robert Wood Johnson Tıp Fakültesi'nde Biyokimya ve Moleküler Biyoloji profesörlüğü, Gelişmiş Biyoteknoloji ve Tıp Merkezi'nde ise asistan öğretim üyeliği yapmakta olan Vikas Nanda şöyle diyor:

Gezegenimizde yaşamın nasıl başladığı hakkında çok az şey biliyoruz. Bu çalışma, zamanın derinliklerini görüp ilk metabolik proteinleri ileri sürmemizi sağladı. Dünya'da yaşamın kökenini anlamak ve yaşamın başka yerlerde de nasıl oluşabileceğini bildirmek için, tahminlerimiz laboratuvarda test edilecek. Laboratuvarda protein modelleri geliştirerek, ilk metabolizma için kritik reaksiyonları tetikleyip tetiklemeyeceklerini test ediyoruz.
Farklı proteinlerin kabul edilen elektron transfer yolakları. Her bir düğüm noktası, mikroçevrelerin yapısal benzerliğine dayanan ayrı modüllere karşılık gelmektedir. Düğüm noktalarını birbirine bağlayan çizgiler (veya kenarlar) ise proteindeki komşuluğu temsil eder. Düğüm büyüklüğü, diğer modüllere elektron transferi yapabilen bağlantıların sayısına karşılık gelmektedir. Kenarların kalınlığı, veri setindeki bağlantı sayısına karşılık gelmektedir. Düğüm rengi, kofaktör tipine karşılık gelmektedir.
Farklı proteinlerin kabul edilen elektron transfer yolakları. Her bir düğüm noktası, mikroçevrelerin yapısal benzerliğine dayanan ayrı modüllere karşılık gelmektedir. Düğüm noktalarını birbirine bağlayan çizgiler (veya kenarlar) ise proteindeki komşuluğu temsil eder. Düğüm büyüklüğü, diğer modüllere elektron transferi yapabilen bağlantıların sayısına karşılık gelmektedir. Kenarların kalınlığı, veri setindeki bağlantı sayısına karşılık gelmektedir. Düğüm rengi, kofaktör tipine karşılık gelmektedir.
PNAS

Rutgers liderliğindeki bilim insanlarından oluşan ENIGMA adlı ekip, araştırmayı NASA bağışları ve NASA Astrobiyoloji Programı üyeliği yoluyla yürütüyor. ENIGMA projesi, yaşamın en erken evrelerini katalize eden en basit proteinlerin rolünü ortaya çıkarmaya çalışıyor.

Makalenin baş yazarı, ENIGMA'nın sorumlu araştırmacısı ve Rutgers Üniversitesi'nin (New Brunswick) Çevresel Biyofizik ve Moleküler Ekoloji Laboratuvarı'nı yöneten seçkin profesörü Paul G. Falkowski, şöyle dedi:

Yaşamın çok küçük yapı taşlarından oluştuğunu ve zamanla, hücreler ve bizim gibi daha karmaşık organizmalar oluşturmak için, bir lego seti gibi belirdiğini tahmin ediyoruz. Yaşamın yapı taşlarını - hücrelerin, hayvanların ve bitkilerin evrimine yol açan lego setini bulduğumuzu düşünüyoruz.

Rutgers ekibi, ilk metabolizmanın ilk yapıları olmasının muhtemel olduğu, iki protein ''kıvrımına'' odaklandı. Bunlar, demir-sülfür bileşiklerini bağlayan ferredoxin kıvrımı, ve nükleotitleri (DNA ve RNA'nın yapıtaşlarını) bağlayan ''Rossmann'' kıvrımı. Bu protein kıvrımları yapbozun, yaşamın evrimine uyması gereken iki parçası.

Proteinler aminoasit zincirleridir ve uzayda bir zincirin üç boyutlu yoluna kıvrım denir. Ferredoxinler, modern proteinlerde bulunan metallerdir ve metabolizmayı desteklemek için hücrelerin etrafındaki elektronları taşırlar. Elektronlar, katı, sıvı, gaz ve canlı enerji sistemlerinden geçebilir ve yaşamın bulunma şansı olan diğer gezegen sistemlerinde de aynı elektriksel kuvvet mevcut olmalıdır.

Bu iki kıvrımın ortak ataya sahip olabileceği konusunda kanıt var ve eğer bu doğruysa, bu ortak ata yaşamın ilk metabolik enzimi olabilir.

Baş yazar, Çevresel Biyofizik ve Moleküler Ekoloji Laboratuvarı'nın eski bir doktora sonrası üyesi, Hagai Raanan. Rutgers yazarlarından diğerleri, doktora sonrası üyesi Saroj Poudel ve ENIGMA projesinde doktora öğrencisi olan Douglas H. Pike.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 4
  • Tebrikler! 7
  • Bilim Budur! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 2
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 1
  • Umut Verici! 2
  • Merak Uyandırıcı! 3
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma

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 01/06/2020 02:41:58 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/8727

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.

Evrim Ağacı %100 okur destekli bir bilim platformudur. Maddi destekte bulunarak Türkiye'de modern bilimin gelişmesine güç katmak ister misiniz?
Destek Ol
Gizle
Güncel
Deri
Balıklar
Lgbt
İlaç
Mit
Maymun
Ay Ve Dünya
Ara Geçiş Türleri
Böcekler
Ölüm
Oyun Teorisi
Yaşlılık
Farmakoloji
Genel Görelilik
Bilim Tarihi
Sağlık Personeli
Jinekoloji
Balıkçılık
Yapay Seçilim
Sağlık Bilimleri
Etimoloji
Önlem
Doğa Yasaları
Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işıması (Cmb)
Zehirli Mantar
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

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
“Eğer okuduğunuz her şeye inanıyorsanız, okumamalısınız.”
Japon Atasözü
Geri Bildirim Gönder