DNA, Hayatın Kendisinden Çok Daha Önce Var Olmuş Olabilir

Son günlerde hayatın kökenine ilişkin açıklamalara dair en güncel gelişme ikili sarmal hakkında oldu. Kimyacılar DNA yapı taşlarının kendiliğinden, ilkel dünya üzerinde mevcut olduğu düşünülen kimyasallardan oluşabileceğini göstermeye çok yakınlar. Eğer araştırmacılar çalışmalarında başarılı olurlarsa bu sonuç DNA’nın yaşamın ortaya çıkışından çok daha önce de var olmuş olduğunu gösterebilir.

DNA, Dünya üzerindeki hemen hemen her yaşam formu için vazgeçilmez bir yapı taşıdır. Şu an bir çok biyolog hayatın RNA ile başladığını düşünüyorlar. Tıpkı DNA gibi, RNA da genetik bilgileri saklamaktadır. Daha da ötesi RNA, yapısal olarak DNA’dan daha basit olduğu için kolayca bir protein gibi katlanıp bükülerek karmaşık şekillere girebilir, böylece diğer moleküllerle kenetlenip onları sıkıştırabileceği gibi kimyasal reaksiyonları da hızlandırır.

Araştırmacılar onlarca yıl süren denemelerden sonra nihayet 2009’da erken Dünya şartlarında mevcut olan muhtemel kimyasalları kullanarak RNA üretmeyi başardılar. Şu an Londra Koleji Üniversitesi’nde çalışan Matthew Powner ve arkadaşları, RNA’yı oluşturan dört nükleotitden ikisini sentezlediler. Onların bu başarısı RNA’nın kendiliğinden oluşmuş olabileceği düşüncesini ve hayatın “RNA dünyası”nda başladığı fikrini güçlü bir şekilde desteklemektedir.

Powner’in son çalışması, bunun tekrar düşünülmesi gerektiği izlenimi vermekte. O, 2009 yılında RNA nükleotidleri yapmak için kullandığı yöntemlerin benzerini, DNA nükleotidlerini yapmak için deniyor ve gittikçe yaklaşıyor..

Nükleotidler, fosfat’a eklenmiş şeker ve nitrojen içeren temel moleküller olup genetik kod’da bilinen sembol harflerdir. DNA oluşturmak için birbirleriyle bağlanan DNA nükleotidlerini oluşturmak RNA nükleotidlerini oluşturmaktan daha zordur çünkü DNA bunu yaparken daha farklı ve dayanıklı bir şeker kullanır.

Powner şu an erken dünya şartlarında mevcut olduğu düşünülen pek çok kimyasalları karıştırarak baza benzeyen ve AİCA adı verilen bir moleküle bağlı olan DNA’daki şekere benzer bir şeker oluşturmayı başardı. (Journal of the American Chemical Society, doi.org/h6q).

Buna rağmen bu konuda yapılacak hala çok şey var. Powner’in bunun yanında AİCA molekülünü baza dönüştürmesi ve buna fosfat eklemesi gerekli. Ayrıca oluşturduğu bu molekül tepkimeler sürecince yardım eden ve istenmeyen bir kükürt atomu ihtiva etmekte ve bunun da çıkarılması gerekli. Yine de DNA nükleotid’i sadece birkaç yıl uzakta, bu çalışma gerçekten başarılı bir noktadır diyor Kaliforniya/Riverside Üniversitesinden Christopher Switzer.

Bu, yaşamımızın kökenini anlamada önemli sonuçlar ortaya çıkarabilir. Probiyotik kimyacılar şimdiye kadar DNA’yı görmezden geldi çünkü DNA’nın kompleksliliği onun kendiliğinden zor oluşabileceğini akla getiriyordu. Florida, Gainesville’deki Uygulamalı Moleküler Evrim Kurumu’ndan Steven Benner: “Onun erkek kardeşi ve herkes sadece ‘RNA, RNA, RNA’ diyorlardı” diye ekliyor.

Bu konudaki genel geçer anlayış RNA temelli yaşamın, daha çok bilgi içerdiği için sonunda DNA ile yer değiştirdiğidir. Başka bir deyişle RNA’ya sahip organizmalar ilk DNA’yı yaptı.

Eğer bu doğruysa, yaşam bu geçişi nasıl yaptı? Modern organizmalar, yalnızca özel enzimler kullanarak RNA nükleotidlerini DNA nükleotidlerine çevirebilir, bu da enerji ve materyal açısından maliyetli bir üretimdir. Switzer bu konuda: “şunu bilmelisiniz ki, siz buna benzer bir şey keşfetmeden önce, DNA sizin için güzel şeyler yapar” diye belirtiyor.

Switzer, eğer DNA nükleotidleri doğal ortamlarda mevcut olsaydı bunun daha çok anlam kazandıracağını söylüyor. Bu molekülün ne derece avantajlı bir molekül olduğu bir kez anlaşıldığında ve doğal erzaklar azalmaya başladığında organizmalar bunları alarak kullanabilir sonra da kendi DNA’larını oluşturmak için yeni yapılar ve araçlar geliştirebilirlerdi.

“Erken organizmalar çevrelerindeki materyalleri bu şekilde yakalayarak toplamış olmalılar” diyor New York City Albert Einstein Tıp Fakültesinden Matthew Levy ve “muhtemelen, erken Dünya, bolca besin değeri yüksek avlar sunan, düzensiz ve kanlı bir kaos ortamıydı” diye ekliyor.

Powner başka bir alternatif daha ortaya koydu. Yaşam, bu iki tür nükleotidin birbirine karışmış olduğu bir “RNA ve DNA dünyası” ile başlamış olabilirdi. Powner’in Harward Tıp Fakültesinden eş yazarı Jack Szostak, melez moleküllerin, karışmış DNA ve RNA içerdiğini ve performans olarak saf RNA’nın bazı fonksiyonlarını sergileyebileceğini gösterdi.(Proceedings of the National Academy of Sciences, doi.org/bj8r97) Powner, yaşamın bu hibrid molekülleri kullanarak başladığını ve yavaş yavaş onları DNA ve RNA’ya doğru arındırdığı fikrini ileri sürüyor.

Benner, ilk yaşamın olabildiğince erken bir dönemde saf RNA ve DNA kullanmış olmasının daha akla yatkın olduğunu, bunun yanında RNA ve DNA’nın melez moleküllerden daha iyi çalışacağını söylüyor.

Gerçi şu an tam olarak bize yaşamın nasıl ve ilk ne zaman DNA kullandığını söyleyen bir şey yok. Levy’e göre, “bu, adeta bir ‘kendi maceranı kendin seç’ oyunu sergiliyor”..

New Scientist

Reklamlar