Kimyagerler, Yaşamı İlk Defa Başlatan Kimyasal Tepkimeleri Çözmeye Çok Yakınlar!

Nükleik asitlerden en bilineni DNA olmasına karşın, birçok araştırmacı hayatın RNA ile birlikte başladığına inanıyor çünkü bu nükleik asit hem genetik bilgiyi depolayabiliyor hem de biyokimyasal reaksiyonların hızlandırılması için bir katalizör görevi görebiliyor. Ancak bu “RNA dünyası” hipotezini destekleyenler, RNA’nın dört yapı taşının gezegenimizin ilk günlerinde mevcut olan daha basit bileşiklerden nasıl oluştuğunu açıklayabilmek için yıllarca mücadele ettiler. Kimyagerler, bu probleme ilişkin yakın zamanda gezegenin ilk günlerindeki ham maddeleri kullanarak RNA’nın dört yapı taşının yakın kuzenlerini sentezleyebilen basit reaksiyonlar tespit ettiler. Benzerlik kusursuz olmasa da bilim insanlarının hayatın başlangıcına dair makul bir senaryo geliştirebileceği söylenebilir.

RNA’nın yapı taşları nükleotid olarak adlandırılır. Her biri, halka şeklindeki şeker molekülü riboza bağlı dört farklı bazdan oluşur; Adenin (A), Guanin (G), Sitozin (C) ve Urasil (U). Sitozin ve Urasil bazları yapısal olarak birbirlerine benzemelerinden dolayı pirimidin bazları olarak bilinirler, aynı sebepten dolayı Guanin ve Adenin bazları da pürin bazları olarak bilinirler. 2009 yılında, Cambridge’de bulunan Tıbbi Araştırma Konseyinde Matthew Powner ve John Sutherland'in liderliğindeki araştırmacılar, Dünya’nın erken zamanlarında pirimidinleri sentezleyebilen kabul edilebilir ilk kimyasal reaksiyonları ortaya çıkardı. Ancak öbür taraftan, pürin bazlarının oluşması için ise çok farklı koşullarda, çok farklı reaksiyonların gerçekleşmesi gerekliymiş gibi gözüküyordu. Bu durum, farklı koşullarda meydana gelebilen bu bazların nasıl olurda aynı yerde bulunup ilk “canlı” RNA molekülünün oluşmasına sebep olabilir sorusunun tekrar sorulmasına sebep oldu.

2012’de University College London’a taşınan Powner ve meslektaşları pirimidinleri sentezleyebilen reaksiyonları pürinleri oluşturabilmek için genişletmenin bir yolunu buldular. Daha önce yaptıkları gibi, eski Dünya’da bulunduğu düşünülen basit şekerlerden aldehit ile işe başladılar. Aldehiti bir dizi tepkimeye maruz bıraktıktan sonra Adenin ve Guanin içeren nükleotidlere benzeyen iki bileşiğe dönüştüğünü gözlemlediler ve sonuçlarını Nature Communications’da raporladılar. Ortaya çıkan bu bileşiklerin pürinlere benzerliği kusursuz değildi: Tanıdık olduğumuz pürinlerde karbon atomu hidrojen atomuna bağlanırken, bu bileşiklerde karbon atomu oksijen atomuna bağlanıyordu.

Atlanta'daki Georgia Institute of Technology'de bir RNA kimyageri olan Nicholas Hud bu çalışmaya "Güzel bir kimya" diyor. Bununla birlikte, oksijen atomunun kilit öneme sahip olan bir engel olduğunu ve onu hidrojen atomuyla değiştirmenin herhangi bir basit yolunun olmadığını ve belki de bunun gibi alışılmadık (unconventional) purinlerin yaşamın başlangıcına kıvılcım olabilecek gereken özelliklere sahip RNA analogları oluşturamadıklarını söylüyor. Powner ve meslektaşları şimdi çözüm arıyorlar. Eğer başarılı olurlarsa, basit kimyasallardan hayata giden yol daha da netleşecektir.