Yaşam Niye Aynada Gördüğümüz Gibi Değil?

Evren'deki en tuhaf şeylerden biri. Moleküllerin cansız ve statik olabilecekken hareket etmesi, etrafındaki malzemeyi yiyerek kendisine enerji sağlaması, bu enerjiyi kullanarak termodinamiğin 2. yasası olan entropi artışına (lokal ve geçici olarak da olsa) karşı koyabilmesi ve bunu bünyesinde taşıdığı baş döndürücü moleküler karmaşıklık sayesinde yapabilmesi.

Termodinamiğin 2. yasası olan entropi artışı, sistemlerde düzensizliğin artmasıdır. Yaşam, bu entropi artışına lokal ve geçici olarak da olsa karşı koyabilir.

Yaşamın bünyesinde taşıdığı, moleküllerin çok karmaşık ve düzenli yapısıdır. Bu karmaşıklık sayesinde yaşam, entropi artışına karşı koyabilir.

Bazı cisimlerin, 3 boyutlu fiziksel uzayda yapacağınız hiçbir rotasyonla (döndürmeyle) veya translasyonla (yer değiştirmeyle) birbirine dönüştürülememesine denir. Örneğin ellerimiz birbirinin ayna simetrisi olan versiyonlarıdır ve birbirine döndürülemezler. Yunanca 'zıt parça' anlamına gelen 'enantiyomer' terimi, kiral olan yani birbirinin ayna simetrisi olan yapıların her birine verilen isimdir.

Kiraliğe sahip, birbirinin ayna simetrisi olan moleküllerin her birine verilen isim. Örneğin sağ el ve sol el gibi, birbirinin ayna görüntüsü olan ama birbirine dönüşmeyen moleküllerdir.

Yaşamı oluşturan temel moleküllerin çoğunlukla ya sağ-elli ya da sol-elli olacak şekilde keskin bir tercihe sahip olmasıdır. Örneğin Dünya üzerindeki canlılarda aminoasitler çoğunlukla sol-elli, şekerler ve nükleotitler ise çoğunlukla sağ-elli olur.

Kendi kendilerinin üretimini katalizleyebilen, yani kendi kopyalarını üretecek tepkimeleri hızlandırabilen moleküllerdir. Örneğin bazı RNA molekülleri (ribozimler) bu özelliğe sahiptir ve yaşamın başlangıcında önemli bir rol oynamış olabilirler.

Ribonükleik enzim anlamına gelir. Kendi kendilerini kopyalama yeteneğine sahip RNA molekülleridir ve yaşamın başlamasında önemli bir rol oynadığı düşünülen oto-katalizör moleküllerdendir.

Yıldızların oluştuğu bölgelerde saçılan fotonların özel bir polarizasyon şeklidir. Bu dairesel polarizasyon, enantiyomerlerden birinin diğerine göre daha hızlı parçalanmasına yol açarak moleküler üretimdeki simetriyi bozabilir ve homokiralitenin başlangıcına neden olabilir.

Yaşamın başladığı düşünülen yüzeylerde bulunan manyetik özellikli bir kayaçtır. Bu kayaçların elektron spinlerini etkileyerek moleküllerin belli bir kiraliteye sahip olmasını tetikleyebileceği hipotez edilmiştir.

Tıp tarihinin en feci olaylarından biri. Thalidomide molekülünün hem sağ-elli (rectus) hem de sol-elli (sinister) versiyonlarını içermesi nedeniyle ortaya çıkmıştır. Sağ-elli versiyonları yatıştırıcı ve mide bulantısını geçirici etkiye sahipken, sol-elli versiyonları biyolojik olarak inaktif değil, bebeklerin gelişimini etkileyip bozabilmiştir. Bu nedenle binlerce sakat çocuk doğmuştur.

Enzimlerle etki ettikleri moleküller arasında veya reseptörlerle uyaranlar arasında bulunan, moleküllerin şekil ve dizilimlerine bağlı işleyiş ilişkisi. Moleküllerin enantiyomerleri farklı şekillerde etkileşebilir çünkü anahtarın girinti çıkıntılarının sırası değiştiğinde kapı açılamaz.

Kiraliğe sahip moleküllerden birini üreten mekanizmanın kendisinin de kiral olması durumunda, bu kiralitenin yeni üretilen moleküle aktarılmasıdır. Böylece kiralite nesilden nesile geçer.

Yaşamın ilk olarak RNA'nın oluşumuyla başladığını öne süren modeldir. Bazı RNA moleküllerinin kendi kendilerini kopyalayabilme yeteneği sayesinde yaşamın başlangıcını açıklamaya çalışır.

Aynadaki yansımalar gerçek nesneler değil, ışığın ters yöne yansıması sonucu oluşan illüzyonlardır ve onlarla fiziksel etkileşim mümkün değildir.

Enantiyomerler aynı formüle sahip olmalarına rağmen farklı biyolojik etkiler gösterebilirler; örneğin carvone molekülünün farklı enantiyomerleri farklı kokar.

Thalidomide'in hem sağ-elli hem sol-elli versiyonları vardır; sağ-elli versiyon istenen etkiyi gösterirken, sol-elli versiyon zararlı etkiler yaratabilir.

Homokiralitenin başlangıcında meteoritlerden gelen moleküller veya manyetik kayaçların etkisi gibi dış faktörlerin rolü olabilir.

Moleküllerin hepsinin aynı elden olması gerekir; karışık kiraliteler moleküler işleyişi bozabilir ve biyolojik fonksiyonları engelleyebilir.

Moleküllerin 3 boyutlu yapısındaki dizilim (kiralite) biyolojik fonksiyonları ve etkileşimleri belirler, sadece kimyasal formül yeterli değildir.

Çünkü yaşamın temel molekülleri kiral yapıya sahiptir ve bu moleküllerin ayna simetrisi olan versiyonları birbirine dönüşemez; bu nedenle yaşamın kimyası aynadaki yansımasına benzemez.

Kirality, birbirinin ayna simetrisi olan ancak döndürme veya yer değiştirme ile birbirine dönüştürülemeyen yapıların özelliğidir; ellerimiz, vidalar, kimyasal moleküller gibi birçok yerde görülür.

Homokiralite, yaşam moleküllerinin çoğunlukla tek bir el (sağ veya sol) şeklinde olmasıdır; bu, moleküllerin işlevselliği ve biyolojik sistemlerin verimliliği için kritiktir.

Aynı kimyasal formüle sahip enantiyomerler farklı biyolojik etkiler gösterebilir; örneğin carvone molekülünün sağ ve sol versiyonları farklı kokar.

Molekülleri üreten mekanizmaların da kiral olması nedeniyle, kiralite kimyasal kalıtımla aktarılır ve bu özellik evrimsel süreçte korunur.

Henüz kesin bilinmemekle birlikte, şans eseri bir elin baskın gelmesi veya dış faktörlerin (örneğin meteoritler veya manyetik kayaçlar) etkisi olduğu düşünülmektedir.

Meteoritlerde bulunan kiral moleküller Dünya'daki homokiralitenin fitilini ateşlemiş olabilir; bu moleküllerin kiral yapısı dairesel polarize ışık nedeniyle oluşmuş olabilir.

Yaşamın başladığı bölgelerde bulunan manyetit kayaçlar, moleküllerin elektron spinlerini etkileyerek belirli bir kiralitenin oluşmasını tetiklemiş olabilir.

Homokiralite, moleküllerin uyumlu çalışmasını sağlar; karışık kiraliteler moleküler işleyişi bozabilir ve biyolojik süreçlerin verimini düşürebilir.

Thalidomide ilacının hem sağ-elli hem sol-elli versiyonları vardı; sol-elli versiyonun zararlı etkileri bilinmediği için binlerce sakat çocuk doğdu, bu yüzden kiralitenin ilaçlarda önemi büyüktür.

Kiralityi 1848'de fark eden ve bu olaya 'dissimetri' adını veren, biyoloji ile kozmos arasındaki bağlantıyı öne süren bilim insanı.

Kiralite terimini ortaya koyan kişi.

Yıldız tozu olduğumuzu ve yıldız ışığının biyomoleküler makinalarımızı şekillendirdiğini ifade eden bilim insanı.

Harvard Üniversitesi'nde çalışmış, şu anda Caltech'te profesör olan ve homokiralitenin kayaçlardaki manyetizma ile tetiklenebileceği hipotezini ortaya koyan bilim insanı.

Furkan Öztürk'ün doktora hocası, homokiralitenin kayaçlardaki manyetizma ile tetiklenmesi hipotezinde birlikte çalışan bilim insanı.

Tenet filmiyle ters entropi olayını işleyen yönetmen, videoda kimyaya bakması gerektiği öneriliyor.