İlk biyomoleküller azot katkılı grafit tarafından katalize edilen reaksiyonlar yoluyla üretilmiştir.
Dünyadaki ilk biyolojik moleküllerin varlığını sürdürmesi için gerekli olan güneş, kritik reaksiyonları indüklemiş ve kimyasal reaksiyonları hızlandırmak için bir katalizör görevi görmüştür.
Kısa bir süre önce bir grup bilim insanı, amonyak ve metan plazmasının çarpışmasıyla oluşan bir malzemenin, amin-imin dönüşümlerini hızlandırmak için ışık enerjisinden yararlanma yeteneğine sahip olduğunu gösterdi.
Bu yöntem ilk biyomoleküllerin ortaya çıkmasında önemli bir rol oynamış olabilir.
İlk biyomoleküller, yaşam patlamasından hemen önce, üç ila dört milyar yıl önce Dünya’nın erken dönemlerinde gelişiyordu. Ancak, bu erken kimyasal süreçler için katalizörler gerekliydi.
Xinchen Wang ve Çin’deki Fuzhou Üniversitesi’nden bir grup bilim insanına göre, ilkel ortamın kendisi bu katalizörler için bir kaynak görevi görmüş olabilir.
Grup, Archean çağında Dünya’yı saran sıcak gaz karışımında büyük olasılıkla mevcut olan metan ve amonyak gazlarını kullanarak potansiyel katalizörler olarak azotlu karbon bileşiklerini sentezlemek için kimyasal buhar biriktirme yöntemini kullandı. Bir reaksiyon odası içinde, amonyak ve metan plazmasından gelen moleküllerin bir yüzey üzerinde yoğunlaştığını ve azot katkılı grafite benzeyen katı bir azotlu karbon polimeri oluşturmak üzere hızla genişlediğini keşfettiler.
Bilim insanları bu polimerin katalitik olarak aktif bölgelere ve düzensiz olarak yerleştirilmiş nitrojen atomları nedeniyle ışık tarafından uyarılmasına izin veren bir elektron yapısına sahip olduğunu buldular. Araştırmacılar için bir sonraki adım, kimyasalın ışığa maruz kaldığında diğer maddeleri ne kadar azaltabileceğini veya oksitleyebileceğini göstermekti.
Dünya’nın erken dönemlerinde imin üretimi en önemli süreçlerden biri olmuş olabilir. Schiff bazları olarak da bilinen iminler, karbon, nitrojen ve hidrojenden oluşan maddeler olan aminlerdir. İminlerin birçok kimyager tarafından Dünya’nın erken dönemlerinde ilk kalıtsal ribonükleik asit (RNA) moleküllerinin ortaya çıkmasında rol oynadığı düşünülmektedir.
Wang ve ekibi, plazma ile üretilen katalizörlerinin sadece güneş ışığı ile aminleri iminlere nasıl dönüştürebileceğini gösterebilir.
Araştırma ekibine göre, plazma ile üretilen malzeme gibi karbon nitrür bazlı fotokatalizörler, önemli kimyasal ara ürünler üretirken milyonlarca yıl dayanmış olabilir. Ayrıca, karbon ve nitrojen gibi maddelerin kaynağı olmuş olabilirler. Bu keşif, yalnızca erken Dünya atmosferinde bulunan gazları ve koşulları kullanarak böyle bir katalizör oluşturmanın mümkün olduğunu göstererek biyomoleküller tarafından izlenen potansiyel evrimsel yola yeni bir ışık tutuyor.
Kaynak: scitechdaily
