Hayatın başlangıcı çözülüyor: Amino asitler ve RNA'nın buluşması

Hayatın Dünya'da nasıl ortaya çıktığı sorusu, bilim insanlarını yüzyıllardır meşgul etmektedir. Yaklaşık dört milyar yıl önceki ilkel gezegenimizin koşullarını laboratuvarda yeniden oluşturan kimyagerlar, hayatın temelini oluşturan RNA ve amino asitlerin nasıl bir araya gelebildiğini gözlemleyerek bu gizemli süreci kısmen aydınlatmayı başardılar. Bu çalışma, hayatın kökenine ilişkin en önemli biyolojik ilişkilerden biri olan nükleik asitler ile proteinler arasındaki bağlantıyı anlamak açısından kritik ipuçları sunmaktadır.

Hayatın temelinde RNA ve proteinler

Günümüzde yaşayan tüm canlı organizmaların proteinlerini sentezlemesi, ribosom adı verilen son derece karmaşık bir moleküler makine aracılığıyla gerçekleşmektedir. Bu mekanizma, DNA'dan taşınan haberci RNA'da yazılı kimyasal talimatları okuyarak, amino asitleri birer birer birbirine bağlayıp protein oluşturmaktadır. Tıpkı bir fabrika montaj hattı gibi işleyen bu sistem, hayatın devamı için vazgeçilmez bir rol oynamaktadır. University College London'dan kimyager Matthew Powner, bu karmaşık sürecin ilk aşamasını nötr pH'ta suda oldukça basit kimya kullanarak amino asitleri RNA'ya bağlayarak başarmış olduklarını belirtmektedir. Powner'a göre, bu kimyasal reaksiyon kendiliğinden ve seçici bir şekilde ilkel Dünya'da gerçekleşmiş olabilir.

Proteinler kendi kendilerini kopyalayamadığından, amino asitlerin tam dizilişi için gerekli talimatlar RNA gibi nükleik asit dizilerinde kodlanmıştır. Bu nedenle proteinler birçok biyolojik süreçte kritik bir rol oynasa da, nükleik asit molekülleri onların üretimi için şablon görevi görmektedir. Ancak bu durum, iki farklı moleküler bileşenin ilkel Dünya'nın ıslak ve buharlı ortamında bir araya gelme yolunu bulması gerektiği anlamına gelmektedir. Hayatın protein sentezleme yeteneğine dayandığını vurgulayan Powner, protein sentezinin kökenini anlamanın hayatın nereden geldiğini anlamak için temel bir adım olduğunu ifade etmektedir.

Tiyoester dünyası hipotezi ve RNA dünyası teorisinin birleşimi

Amino asitlerin ve RNA'nın doğal birleşmesini tekrarlamak için geçmişte birçok girişimde bulunulmuştur. Ancak bu süreç yüksek enerjili bir aracı gerektirir ve önceki çalışmalar, bazı oldukça reaktif moleküllerin bu amaç için uygun olmadığını ortaya koymaktadır. Çünkü bu moleküller suda parçalanma eğiliminde olup, amino asitlerin RNA yerine birbirleriyle reaksiyona girmesine neden olmaktadır. University College London'dan kimyager Jyoti Singh liderliğindeki araştırma ekibi, bu sorunu çözmek için ipuçlarını biyolojiden almıştır. Tiyoester adı verilen, karbon, oksijen, hidrojen ve kükürt içeren yüksek enerjili bir bileşik kullanmaya karar veren araştırmacılar, bu dört elementin hayat için ne kadar hayati olduğunu bilmektedirler.