Keşfedin, Öğrenin ve Paylaşın
Evrim Ağacı'nda Aradığın Her Şeye Ulaşabilirsin!
Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Tüm Reklamları Kapat

Homokiralite ve Manyetizma: Yaşam Molekülleri Neden Sadece Sol veya Sağ Elli?

Harvard Üniversitesi'nden Furkan Öztürk ve Ekibi, Yaşam Moleküllerinin Neden Sadece Sol veya Sağ Elli Olduğunun Sırrını Çözmüş Olabilir!

5 dakika
15,178
Homokiralite ve Manyetizma: Yaşam Molekülleri Neden Sadece Sol veya Sağ Elli?
Tarihi Geçmiş Haber

Bu haber 1 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.

Tüm Reklamları Kapat

1848'de Fransız kimyager Louis Pasteur, yaşam için gerekli olan bazı moleküllerin, tıpkı sol ve sağ ellerimizde olduğu gibi birbirinin "ayna görüntüsü formlarında" bulunduğunu keşfetti. Günümüzdeyse biyolojinin, moleküllerin bu "kiral" formlarından yalnızca bir tanesini tercih ettiğini biliyoruz: DNA, RNA ve bunların yapı taşlarının hepsi sadece sağ elli moleküllerden oluşurken, amino asitler ve proteinlerin tümü sol elli moleküllerden oluşuyor.

Molekülerde ayna simetrisini ("kiralite") gösteren bir çizim.
Molekülerde ayna simetrisini ("kiralite") gösteren bir çizim.
Wikimedia

Bu seçiciliğin veya "homokiralliğin" ipuçlarını gören Pasteur, bu tuhaf durumu manyetik alanların açıklayabileceğini düşündü; ancak sorunun nihai cevabı, biyolojinin en büyük gizemlerinden biri olarak kaldı. Yapılan yeni bir araştırma, Pasteur'ün gerçekten de doğru yolda olabileceğini gösteriyor.

Araştırmacılar, yayınladıkları üç yeni makalede, erken Dünya'da yaygın olan manyetik minerallerin, kilit biyomoleküllerin yüzeylerinde ayna görüntülerinden yalnızca birinin birikmesine neden olabileceğini ve sonrasında da sürekli aynı formu desteklemeye devam eden olumlu bir geri bildirimi tetikleyebileceğini öne sürüyor. Yeni çalışmayla ilgisi olmayan Chicago Üniversitesi'nden yaşamın kökeni kimyageri Jack Szostak, keşfi şöyle niteliyor:

Tüm Reklamları Kapat

Bu gerçekten devrimsel bir keşif! Biyolojiyi başlatmak için homokiralite esastır ve bu araştırma, homokiralitenin kökenleriyle ilgili olası, hatta muhtemelen en olası açıklamayı sunuyor.

Aslında kimyasal reaksiyonlar, kiralite konusunda genellikle tarafsızdır; yani hep eşit miktarda sağ ve sol elli moleküller üretirler. Ancak yaşam, seçicilik gerektirir: Örneğin, yalnızca sağ elli moleküllerden oluşan DNA, diğer kiral moleküllerle etkileşime girebilecek türden, doğru bir bükülmeye sahiptir. Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü başkanı ve yaşamın kökeni kimyacısı Gerald Joyce şöyle diyor:

Yaşamı elde etmek için bir nevi 'aynayı kırmanız' gerekir, yoksa ortaya yaşam çıkaramazsınız.

Geçen yüzyıl boyunca araştırmacılar, ilk biyomolekülleri üreten tepkimelerin, sağ ve sol elli biyomoleküllerden eşit miktarda üretmesi yerine, bunlardan sadece bir tanesini baskın olarak üretmesi adına, kozmik ışınlar ve polarize ışık dahil olmak üzere çok çeşitli mekanizmalar önerdiler. Bu açıklamaların her ikisi de, gerçekten de sadece sağ veya sadece sol elli molekülleri destekleyen bir ilk sapmaya neden olabilir; ancak bu ilk sapmanın, ilk hücrelerin oluşması için muhtemelen ihtiyaç duyulmuş olan büyük miktarda kiral molekül rezervlerini oluşturmak için nasıl sürdürüldüğünü doğrudan açıklayamaz. Harvard Üniversitesi'nden fizikçi ve yeni çalışmanın liderlerinden Dimitar Sasselov şöyle diyor:

Başlangıçta bir sapma yaratan her açıklama iyi bir başlangıç; ancak bu yeterli değil.

Başka bir seçeneğin var olabileceğinin ipuçları, Weizmann Bilim Enstitüsü'nde kimyasal fizikçi olan Ron Naaman liderliğindeki araştırmacıların, bir molekülün zıt kiral formlarındaki elektronların da spininin birbirine zıt olduğunu keşfettikleri 1999 yılına dayanıyor. Daha sonraki deneyler, spin farklılıklarının kiral moleküllerin manyetik malzemelerle farklı biçimlerde etkileşime girmesine neden olabileceğini ortaya çıkardı; çünkü bu etkileşimler sırasında manyetik kuvvetler oluşturmak için elektron spinleri hizalanıyordu. Örneğin, Naaman ve meslektaşları sol elli peptidlerin (kısa amino asit zincirleri) manyetik bir yüzeye bağlandığını, ancak sağ elli peptitlerin aynı yüzeyden itildiğini keşfettiler. Ancak bu bulgu da başlangıçtaki yanlılığın nasıl sürdürülebildiğini ve zamanla arttırılabildiğini açıklamaya yetmedi.

2009'da, bu "kiralite amplifikasyonunu" izah edebilecek bir mekanizmanın izlerine rastlandı: Manchester Üniversitesi'nden Matthew Powner ve John Sutherland liderliğindeki araştırmacılar, birçok araştırmacının hayatın kökeninde merkezi bir oyuncu olduğunu düşündüğü RNA'nın olası kökenlerini araştırıyorlardı. RNA'nın iki nükleotit yapı taşını oluşturmak için reaksiyona girebileceğini keşfettikleri ribo-aminooksazolin (RAO) adlı bir molekül ilgilerini çekmişti. RAO, tek bir kiralite uygulayan, nadir bir kristal sınıfıdır: Bir kristal, molekülün sağ veya sol elli versiyonlarından büyümeye başladığında, yalnızca aynı kiraliteye sahip moleküller bu büyüyen yapıya bağlanabilir. Bu tür kristaller, başlangıçtaki bir eğilimle başlasalardı, kiral RAO'nun oluşmasına neden olabilirdi.

Tüm Reklamları Kapat

Şimdi, Sselov ve meslektaşları bu iki parçayı bir araya getirdiler. Manyetik yüzeylerin tek bir RAO kiral formunu destekleyip desteklemediğini merak ettiler. Bunu aydınlatmak için, Dünya'nın kabuğunda yaygın olarak bulunan manyetik bir mineral olan manyetite yöneldiler. Güçlü bir dış manyetik alan uygulayarak manyetitte elektron spinlerini hizaladılar ve manyetizmasını güçlendirdiler. Manyetit yüzeyini, sağ ve sol elli RAO moleküllerinin eşit karışımını içeren bir çözeltiye maruz bıraktıklarında, üstüne yerleşen moleküllerin %60'ının tek elli olduğunu gördüler. Araştırmacıların Science Advances'ta bildirdiğine göre, bu, benzer elli RAO'ların bağlanmasına neden olan ve sonunda saf tek elli RAO kristalleri oluşturan kristal bir tohum yarattı.[1] Manyetik alanın yönünü değiştirdiklerinde ve deneyi tekrarladıklarında, tam tersi yönlü kristaller şekillendi. Şu anda University College London'da olan Powner şöyle diyor:

Bu gerçekten harika bir etki ve simetriyi kırmanın bir yolu!

Santa Cruz'daki California Üniversitesi'nden fizikçi olan ve yaşamın kiral eğiliminin kaynağının kozmik ışınlar olduğunu iddia eden Noémie Globus ise uyarıyor:

Uygulanan manyetik alan, Dünya'nın kendi alanından yaklaşık 6500 kat daha güçlü. Bunlar, hiç de gerçekçi olmayan koşullar.

Ancak önceki çalışmalar, yalnızca Dünya'nın doğal manyetik alanına maruz kalan manyetitin, kiral bir molekülün bir biçimine karşı daha küçük olsa da başlangıçta bir sapmaya neden olabileceğini gösteriyor. Ve Sasselov ve meslektaşları, arXiv'de yayınladıkları bir ön baskıda, manyetitin üstüne saf kiral RAO kristalleri yerleştirildiğinde, kristallerdeki elektron spinlerinin hizalanmasının, alttaki manyetik malzemede giderek daha fazla elektron spinini hizalamaya zorladığını ve bunun da olumlu bir geri besleme döngüsü yaratabildiğini gösterdiler.[2] Harvard'da doktora öğrencisi olan ekip üyesi Furkan Öztürk şöyle diyor:

Bu sistem kendi kendini geliştiriyor ve kiralite yanlılığının kalıcılığını artırıyor.

Kiral RAO, ürettiği RNA yapı taşlarına da kiralitesini dayatır ve Sasselov'un ekibi, bu etkilerin diğer biyolojik moleküllere de kademeli olarak yayıldığını gösterdi. The Journal of Chemical Physics'te kabul edilen bir raporda, kiral RNA fazlalığı oluştuğunda, bilinen kimyasal reaksiyonların bu kiral yanlılığı aktarabildiğini, böylece amino asitleri ve proteinleri ters elle şablonlayarak ve nihayetinde hücre metabolizması için önemli olan diğer kiral molekülleri besleyebileceğini gösterdiler.[3] Szostak, şöyle söylüyor:

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Önerilen bu mekanizmanın yapabildiği gibi, bütün sorunları tek seferde çözebilen başka hiçbir çözüm önerilemedi.

Pasteur ile başlayan macera henüz bitmedi. Sasselov'un söylediğine göre RAO, RNA'nın dört nükleotidinden yalnızca ikisinin, sitozin ve urasilin sentezini mümkün kılıyor. Diğer ikisini, yani adenin ve guanini henüz üretemediler; ancak Sasselov bunu yapabilecek RAO reaksiyonlarını arama yolunda "büyük bir baskı" olduğunu söylüyor. Eğer yapabilirlerse, biyolojik elliliğin (kiralitenin) gizeminin çözümüne bir adım daha yaklaşabiliriz.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
87
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

Feragatname: Evrim Ağacı, doğrudan üniversiteler, akademik dergiler veya resmi bilim kurumları tarafından yayınlanan bu basın açıklamalarını temel editöryal düzenlemeden geçirmektedir; ancak açıklamaların isabetliliğinden sorumlu değildir. Basın açıklaması konusundaki sorularınızı aşağıdaki medya irtibat kişisine yöneltebilirsiniz.

Medya İrtibat

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 40
  • Muhteşem! 17
  • Bilim Budur! 17
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 15
  • İnanılmaz 14
  • Umut Verici! 11
  • Merak Uyandırıcı! 10
  • Güldürdü 1
  • İğrenç! 1
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • ^ S. F. Ozturk, et al. (2023). Origin Of Biological Homochirality By Crystallization Of An Rna Precursor On A Magnetic Surface. American Association for the Advancement of Science (AAAS). doi: 10.1126/sciadv.adg8274. | Arşiv Bağlantısı
  • ^ S. F. Ozturk, et al. Chirality-Induced Magnetization Of Magnetite By An Rna Precursor. (13 Nisan 2023). Alındığı Tarih: 15 Haziran 2023. Alındığı Yer: arXiv | Arşiv Bağlantısı
  • ^ S. F. Ozturk, et al. The Central Dogma Of Biological Homochirality: How Does Chiral Information Propagate In A Prebiotic Network?. (1 Haziran 2023). Alındığı Tarih: 15 Haziran 2023. Alındığı Yer: arXiv | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

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 30/12/2024 20:47:48 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/14878

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.

Tüm Reklamları Kapat
Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Entropi
Beslenme Bilimi
Endokrin Sistemi Hastalıkları
Evrimsel Tarih
Fare
Deprem
Aşırı
Yanlış
Aile
Dilbilim
Sanat
Sağlık Bilimleri
Hastalık Kontrolü
Santigrat Derece
Manyetik Alan
Yeni Doğan
Çevre
Spor
Kamuflaj
Küresel Isınma
Şiddet
Tarih
Yayılım
Nörobilim
İstatistik
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Gündem
Bağlantı
Ekle
Soru Sor
Stiller
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Aklınızdan geçenlerin bu platformda bulunmuyor olabilecek kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
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
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
Ç. M. Bakırcı. Homokiralite ve Manyetizma: Yaşam Molekülleri Neden Sadece Sol veya Sağ Elli?. (15 Haziran 2023). Alındığı Tarih: 30 Aralık 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/14878
Bakırcı, Ç. M. (2023, June 15). Homokiralite ve Manyetizma: Yaşam Molekülleri Neden Sadece Sol veya Sağ Elli?. Evrim Ağacı. Retrieved December 30, 2024. from https://evrimagaci.org/s/14878
Ç. M. Bakırcı. “Homokiralite ve Manyetizma: Yaşam Molekülleri Neden Sadece Sol veya Sağ Elli?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 15 Jun. 2023, https://evrimagaci.org/s/14878.
Bakırcı, Çağrı Mert. “Homokiralite ve Manyetizma: Yaşam Molekülleri Neden Sadece Sol veya Sağ Elli?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, June 15, 2023. https://evrimagaci.org/s/14878.
ve seni takip ediyor

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