İlk hücreler hakkında uzun süredir devam eden bir gizem çözüme kavuşuyor.Washington Üniversitesi'nden araştırmacı Caitlin Cornell, mikroskobuna baktığında siyah arka planda büyük parlak noktalar gördü. Bunlar, uzayda yanan minyatür güneşlere benziyordu. Cornell, Washington Üniversitesi'nden kimyager Sarah Keller'e lekeleri gösterdiğinde "gerçekten heyecanlandık" diyor. Bu noktalar, yaşamın kökeni hakkında uzun süredir devam eden bir bilmecenin ele alınmasına yardımcı olabilir.The Atlantic'ten bilim yazarı Ed Yong, çalışmayı bir tweet atarak duyurdu. Çalışmanın haberini de yazan Yong, tweetinde, "Bu, yaşamın kökeni hakkında harika bir çalışma. Düğümü bozmak istemem ama gözden geçirmelisiniz. Bana göre, ilk hücrelerin nasıl oluştuğuyla ilgili zorlu bir çelişki için şaşırtıcı derecede güzel bir çözüm." ifadelerini kullandı.https://twitter.com/edyong209/status/1160998507161038848
Moleküller, proteinler, zarlar
Sonsuz çeşitliliklerine rağmen, tüm canlıları oluşturan hücreler üç temel unsur içerir; bilgiyi kodlayan ve kopyalanabilen moleküller (DNA ve basit akrabası RNA), proteinler (önemli görevleri gerçekleştiren durmadan çalışan molekülleri) ve hepsini içine alarak, yağ asitlerinden yapılmış bir zar. Hayvanlar, bitkiler ve hatta bakteriler var olmadan önce tüm yaşamın öncülünün muhtemelen aynı üçlüye sahip olduğunu göreceksiniz; bir zardaki RNA ve proteinler.
- Not: Protoceller, yeryüzünde yaşamın başlangıcı olarak kabul edilen ilk yaşam formlarıdır.
Caitlin Cornell ve Sarah Keller, kürelerin, proteinlerin yapı taşları olan basit moleküller olan amino asitlerin varlığında olduğu sürece hem tuz hem de magnezyum iyonlarına dayanabileceğini gösterdi. Cornell'in mikroskop ile gördüğü küçük noktalar, küre biçimindeki şekilleri tuz olarak tutan amino asitlerin ve yağ asitlerinin karışımlarıydı. Bu, yaşamın temel bileşenlerinden ikisinin, bir protocellin zarı ve proteinlerinin, birbirlerinin var olma koşullarını sağladığı anlamına geliyor. Yağ asitlerine yapışarak amino asitler, dayanıklılık sağladı. Sırasıyla, yağ asitleri amino asitleri yoğunlaştırmış, belki de onları proteinlerle birleşmeye itmiştir.
Keşif neredeyse tesadüfen gerçekleşti
Aslında Keller, meslektaşı Roy Black tarafından ortaya konan farklı bir sorunu ele almak için yola çıkmıştı. Protocell üçlüsünün ilk etapta gerçekte nasıl toplandığı hakkında hiç kimsenin yeterince iyi fikirleri yoktu. Bilim insanları bu kritik yakınsamayı rastgele bir olaya bağlıyor gibiydi. Black, bunun yerine zarların anahtar olduğunu öne sürdü. Yağ asitleri hem proteinlerin hem de RNA'nın bileşenlerine yapışabilirse, bu yapı taşlarını toplandıkları gibi bir araya getirmiş olabilirdi.Cornell, bu fikri, hepsinin ilkel Dünya'da var olduğu düşünülen üç farklı amino asitle inkübe ederek* test etti. Black'in şüphelendiği gibi, moleküller birbirleriyle etkileşime girdi. Fakat mikroskobun altına baktığında Cornell, özel bir şey olduğunu fark etti. Yağ asitleri tahmin edilebileceği gibi içi boş kürelere kendiliğinden toplanıyordu.Cornell, "Denizanası gibi görünüyorlardı; etrafında yüzen, opak kenarlı açık iç kısımları vardı." dedi. Tuz veya magnezyum iyonları eklenirse, bu denizanası parçalanıyor; fakat bunu amino asitleri ekledikten sonra yaptığında, şeklini alıyordu. Dahası, Cornell'in parlayan soğanlara benzettiği şekillere dönüştü. Cornell, "Gerçek hücrelerimiz böyle, bir yerine iki yağ tabakası içeren zarlar." diyor.
Çalışma diğer tezleri de kapsıyor
Dolayısıyla, amino asitlerin varlığı sadece yağ asidi kürelerini korumakla kalmaz, aynı zamanda onları daha açık bir şekilde biyolojik olan bir şeye de dönüştürür. Çalışma hakkında Minnesota Üniversitesi'nden araştırmacı Kate Adamala ise, "Bu harika bir iş" ifadesini kullandı. Adamala, diğer çalışmalarda bilim insanlarının, amino asitlerin herhangi biri, yağ asidi zarları veya RNA arasındaki etkileşimleri bulduğunu; ancak Cornell ve Keller'in çalışmalarının üçünü de etkili bir şekilde bağladığını belirtti. Amino asitler, RNA'nın çalışması gereken magnezyum varlığında zarların oluşmasına izin veriyor.Hayatın kökenleri hakkındaki çalışmalar, geçmişten beri çekişmeli olarak sürüyor. Örneğin, bazı araştırmacılar, yaşamın sığ volkanik göllerde başladığını düşünürken, diğerleri bunun su altı yarıklarında ortaya çıktığını savunuyor. Şimdi yeni bir çalışma ile Keller'in fikirleri, her ikisini de kapsıyor. Artık ekip, protocellerin birleşmesinden sonra ne olduğunu araştırıyor. Elbette, protein ve RNA yapmak için yapı taşlarını içeren bir bölme var. "Fakat bu tek tek yapı taşları daha büyük molekülleri oluşturmak için nasıl bağ kuruyor? Bu çok zor bir soru işte" diyor Keller.California Üniversitesi'nden Neal Devaraj, çalışmaya ilişkin, "Harika bir çalışma. Zarların (proteinlerin) sentezini destekleyebileceği tezleri gerçekten büyüleyici." şeklinde konuştu.*Mikroorganizmaların belirli sıcaklıkta tutularak gelişmesini sağlama işlemi. Kuluçkaya yatırmak gibi. Kaynak;The AtlanticMikrobiyoloji.org- İnkübe etmek