Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Hidrojen Peroksit, "İlkel Çorba" İçinde Cansızlıktan Evrimleşen İlk Canlılığı ve RNA Evrimini Açıklayabilir!

Yaşam Nasıl Başladı ve Şimdi Neden Yeniden Başlamıyor?

Hidrojen Peroksit, "İlkel Çorba" İçinde Cansızlıktan Evrimleşen İlk Canlılığı ve RNA Evrimini Açıklayabilir!
Tavsiye Makale
Reklamı Kapat

Bu yazı, Phys.org isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Bu haber 6 yıl 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.

Saç rengi açıcı içinde bulunan bir kimyasal, yaşamın kökeniyle ilgili soruları cevaplamada ve günümüz Dünya’sında neden yeni yaşam formlarının oluşmadığını açıklamada yardımcı olabilir. Journal of Royal Society Interface’de yayınlanan bir çalışmaya göre, hidrojen peroksit, RNA’nın (ribo nükleik asit) yaşamın yapı taşlarından birine dönüşmesine yardım etmiş olabilir.

3.6 milyardan daha uzun bir zaman önce, Dünya’daki ilkel çorbada yaşayan bir hücre veya protein yoktu. RNA dünyası hipotezi, DNA ve hücre zarı evriminden daha önce, hücreleri olmayan toplulukların hidrotermal bacaların etrafındaki kaya gözeneklerinde oluştuğunu, kendini kopyaladığını ve evrimleştiğini savunur.

Fakat hücresiz RNA kopyalanması ısıl döngüye ihtiyaç duyuyor, şöyle ki çift bazlı ikili sarmalların ısıtılarak ayrılması ve sonra da birbirini tamamlayıcı sarmalların yeni kopyalanmış çift sarmallar hâline soğutularak tavlanması fazını gerektirir.

Laboratuvarda DNA çoğaltımı (amplifikasyonu) için her zaman kullanılan polimeraz zincir tepkimesi (PCR) yöntemi, yapay olarak ısıl döngü kullansa da yaşamın kökeniyle ilgili hipotezlerde bu gerçek sıklıkla göz ardı edilir. Peki, kendiliğinden olan ve kendi kendine devam eden bu ısıl döngüyü dünyanın ilk zamanlarında hangi mekanizma sağladı?

Çığır Açan Buluş

Çalışmamız Avustralya Ulusal Üniversitesi ve İngiltere’de bulunan Leeds Üniversitesi’ndeki çeşitli disiplinlerden araştırmacıları bir araya getirdi. Kimyagerler ve moleküler biyologların üzerinde çalıştığı bir problemi çözmek için uygulamalı matematik ve kimya mühendisliğinin edindiği anlayışları bir araya getirerek prebiyotik dünyadaki kendi kendini kopyalayan moleküler sistemi başlatmak için daha önce bilinmeyen bir mekanizmayı belirleyip test ettik.

Araştırmacılar daha önce, milimetre büyüklüğündeki kaya gözeneklerinde oluşan konvektif salınımın ısıl döngüyü sağlamış olabileceğini önermişlerdi.

Grafik 1. Burada, hidrojen peroksitin termokimyasal salınım grafiğini görmektesiniz. Yukarıdaki grafik sıcaklık tepkisini göstermektedir, aşağıdaki grafikte ise hidrojen peroksit konsantrasyonunun sıcaklıkla farklı fazda salındığını görebiliriz.
Grafik 1. Burada, hidrojen peroksitin termokimyasal salınım grafiğini görmektesiniz. Yukarıdaki grafik sıcaklık tepkisini göstermektedir, aşağıdaki grafikte ise hidrojen peroksit konsantrasyonunun sıcaklıkla farklı fazda salındığını görebiliriz.

İlkel çorbadaki ısıl döngünün, kendiliğinden oluşan ve ısıveren (ısı üreten) hidrojen peroksit tepkimelerinin neden olduğu doğal bir termokimyasal salınım üreteci tarafından sağlanmış olabileceğini ortaya attık. Termokimyasal salınım üreteci, belirli aralıklarla sıcaklık tepkisi veren ve tepkimeye girdiğinde ısı salan kimyasal bir sistemdir. 1969’dan beri bu konuda deneyler yapılmaktadır.

Hidrojen peroksit, kimyasal formülü H₂O₂ olan basit bir moleküldür. Polimer endüstrisinde çok miktarlarda yapılıp kullanılmaktadır, ayrıca saç açıcı ve antiseptiklerde kullanımı vardır, fakat Dünya’da ve biyosferde de küçük miktarlarda doğal hâlde bulunmaktadır.

Salınımsal ısıl-değişim, hidrojen peroksit gibi yüksek derecede enerjik, ısıya duyarlı sıvılara özgü bir özelliktir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Böyle sıvıların özgül ısı kapasiteleri yüksektir, bu nedenle moleküller arasındaki bağlar tepkime ısısının çoğunu emebilir. Ancak bağlar artık daha fazla ısı ememediğinde sıcaklık en yüksek seviyeye sıçrar, sonra en düşük seviyeye düşer ve döngü tekrar başlar. 

Hidrojen peroksit salınım üretecinin, tam da küçük RNA’ların kopyalanmasını başlatmak için gerekli olan periyoda, yaklaşık 90 saniye, sahip olduğu ortaya çıktı. Periyot çok uzun olursa RNA’lar, kopyalanmanın onları artırabileceğinden daha hızlı bir şekilde çürür. Çok kısa olursa sarmallar tamamıyla ayrılamaz ve kopyalanma başarısız olur.

Kopyalanma, Çoğalma ve Evrimleşme

Ayrıntılandırılmış bilgisayarlı simülasyonlar hazırladık ve hidrojen peroksit salınım üretecinin hızlı bir RNA kopyalanma ve çoğalımını başlatabileceğini gördük. 

Dahası da var. Salınım sistemi, RNA örnek sarmalların varlığında, kısmî-periyodik olabilir ve ısıl salınımlar daha karmaşık bir şekil alabilir, örneğin salınımların iki periyodu olabilir. Bu, böyle bir moleküler kopyalanma sistemine ilave güçlü yetenekler katabilir. İki periyotlu sıcaklık tepkisi, iki farklı RNA türü kopyalanmasını sağlayabilir, ilkel kaya gözeneklerinde doğa tam da bunu yapmış olabilir.

Birbirini tamamlayıcı RNA sarmalları, prebiyotik ilkel çorbada nasıl üretilmiş olabilir? Mineral yüzeylerinde uzun polinükleotitlerin birleştirilebileceği kanıtlanmıştı. Yine kendisini de hidrojen peroksit salınım üretecinin başlatmış olabileceği yüzey destekli bir taslak önerdik.

Gerçekten yaşayan bir sistem, kopyalandığı kadar evrimleşmelidir de. RNA, hidrojen peroksit varlığında tamamıyla kararlı değildir. Bu da iyidir, çünkü kopyalanmada bir miktar farklılıklar oluşabilir böylece.

Başka bir deyişle evrimleşme var! Tabii ki, hidrojen peroksit hasarına direnç gösterecek şekilde hidrojen peroksit etkisiyle değişen RNA seçilecektir. Doğal seçilim de var!

Diğer Dünyalar

Deneyler, hidrojen peroksitin Dünya’nın ilk zamanlarında var olduğunu ve hidrotermal kaya gözeneklerindeki salınımsal ısıl değişime girecek kadar yeterli yüksek konsantrasyonlarda da rahatlıkla bulunmuş olabileceğini göstermiştir.

Jüpiter’in uydusu Europa’da çokça hidrojen peroksitin bulunduğu biliniyor, daha önce Mars’ta da bulunduğuna inanılıyor; bu da aklımıza söz konusu gezegen yapılarının kendi RNA dünyalarını evrimleştirmiş olabileceklerini getiriyor.

Sonuçlarımız, (daha önce cevaplanamayan) günümüz dünyasında niçin cansız öncüllerden yaşamın oluşmadığı sorusuna da bir cevap bulabilir. Kendiliğinden oluşan, kendi kendini kopyalayan ve evrim geçiren RNA organizma topluluklarını, günümüz hidrotermal bacalarının etrafında bulamayız.

Cevap? Gayet basit: Bir zamanlar bu ortamda bulunan hidrojen peroksit miktarının artık aynı çoklukta olmaması.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Umut Verici! 3
  • Muhteşem! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • İnanılmaz 1
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Güldürdü 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Phys.org | 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 22/10/2020 13:18:38 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/2141

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
Kanser Tedavisi
Psikoloji
Stres
Çağ
Öğrenme Teorileri
Ses Kaydı
Gerçek
Skeptisizm
Deizm
Popülasyon
Sağlık
Karbonhidrat
Kuşlar
Maske
Richard Dawkins
Genetik Müdahale
Kuyruk
İspat
Felsefe
Beslenme
Evrim Ağacı Duyurusu
Yeni Koronavirüs
Enerji
Astronot
Doğa Olayları
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
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
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
“Bir gün hayvanlarla konuşabileceğiz. Bize tek bir şey soracaklar: Neden?”
Anthony D. Williams
Geri Bildirim Gönder