İlk Biomolekül Nasıl Oluşmuş Olabilir?

İlk Biomolekül Nasıl Oluşmuş Olabilir?
İlk Biomolekül Nasıl Oluşmuş Olabilir?

Sadece derin denizlerde hidrotermal menfezlerde değil, aynı zamanda Dünya yüzeyindeki sıcak havuzlarda da modern biyomoleküllerin kimyasal öncülleri ortaya çıkmış olabilir. Almanya’nın Jena kentindeki Friedrich Schiller Üniversitesi’nden akademisyenler tarafından yönetilen dünya çapında bir bilim insanı grubu, testlerde bu “ilkel çorba”da gerçekleşmiş olabilecek kimyasal reaksiyonları başarıyla yeniden yarattı. Genetik kodu temsil eden nükleobazlardan birinin gezegenin yüzeyinden gelmiş olabileceğini bile keşfettiler.

Dünya yaklaşık 4,6 milyar yaşında ve yaşam orada her zaman gelişemedi. Gezegenimizin atmosferi ilk 100 milyon yıl boyunca ağırlıklı olarak nitrojen, karbon dioksit, metan, hidrojen sülfür ve bazen hidrosiyanik asit olarak bilinen hidrojen siyanürden oluşuyordu. Serbest oksijen yoktu. Oksijene maruz kaldığında demir okside dönüşen demir sülfür bu koşullarda kararlı bir şekilde idi. Bununla birlikte, nitrojenazlar ve hidrojenazlar gibi çeşitli demir ve kükürt bazlı enzimlerdekine benzer şekilde, demir sülfürün yüzeyinde biyolojik olarak önemli olaylar meydana gelebilirdi.

Jena Üniversitesi İnorganik ve Analitik Kimya Enstitüsü’nden Prof. Wolfgang Weigand, “Kendimizi sorguladık: Bu ilkel ortamda demir sülfür hidrosiyanik asit ile temas ettiğinde ne olur?”

“Meslektaşım Prof. Christian Robl ile başarılı bir şekilde çalışırken, kazara oldukça reaktif bir tür demir sülfür bulduğumuz için şanslıydık. Bu form daha önce tarihte iki kez keşfedilmişti, ancak her seferinde 1700 ve 1920’lerde kayboldu. Robert Bolney ve Mario Grosch, o sırada iki doktora öğrencisi, bir anlamda üçüncü bir keşif yaptılar” diye ekliyor.

Demir tozu suda kükürt ile karıştırılıp hafifçe ısıtıldığında, iki kimyager bir süre sonra patlayıcı bir reaksiyonda mackinawite olarak demir sülfürün oluştuğunu buldu. “İlkel çorba” ile yapılan deneyde, bu mineral bir katalizör görevi gördü.

Bu yöntemin genetik koddan bir harf üretmesi olasıdır.

“Demir sülfide azot atmosferinde potasyum siyanür, fosforik asit ve su ekledik ve karışımı 80 santigrat dereceye kadar ısıttık. Fosforik asit potasyum siyanürü hidrosiyanik aside dönüştürüyor.

Daha sonra ilgili gemilerin atmosferinden gaz örnekleri aldık ve onları analiz ettik” diye açıklıyor Weigand.

Yani araştırmacılar, günümüzün biyomolekülleri için kimyasal öncüler olarak hizmet etmiş olabilecek maddeler buldular.

Grup, ChemSystemsChem dergisinde, DNA yapı taşlarının öncüsü olan asetaldehitin ve hücre zarlarında lipidler olarak bulunan (nükleozidler olarak adlandırılan) tiyollerin varlığının doğrulanmasını içeren bulguları yayınlıyor.

Weigand’a göre, bu mütevazı koşullar altında genetik kodun beş harfinden biri olan bir nükleobaz olan adenin keşfi özellikle ilgi çekiciydi.

Ekip, keşfettikleri bileşiklerin karbonunun aslında siyanür tarafından verildiğini izotop etiketlemesiyle gösterebildi.

Weigand şöyle açıklıyor: “Normalde çevrede oluşan karbonun %98,9’unu oluşturan karbon-12 izotopu, bu deneyde kullanılan potasyum siyanürde yoktu. Aslında karbon-13’ün daha kararlı ve daha ağır izotopuydu. Bu izotopu reaksiyon ürünleri arasında tanımladık. Bulduğumuz bileşiklerdeki karbon atomlarının gerçekten de izotop etiketli potasyum siyanürden geldiğini bu şekilde kesin olarak gösterebildik.”

Weigand, bu tür bir işin çok fazla hayal gücü ve dayanıklılık gerektirdiğini söyleyerek dünya çapındaki tüm ekibin yardımı için minnettarlığını ifade ediyor. “Ve Mario Grosch ve Robert Bolney bunu gösterdi. LMU Münih ve California Üniversitesi, Irvine’deki meslektaşlarımızla işbirliğimiz eşit derecede mükemmeldi.”

Wolfgang Weigand, hayal gücünün ve özellikle bilimde sabrın değerinin en iyi örneğidir.

Çünkü 2003 yılında Jena Üniversitesi’nden Prof. Günter Kreisel ve Max Planck Biyojeokimya Enstitüsü’nden Dr. Willi Brand ile birlikte “Moleküler nitrojenden demir sülfür yüzeyler üzerinde olası bir prebiyotik amonyak oluşumu” başlıklı makalesi ile Thüringen Araştırma Ödülü’nü aldı.”

Yaklaşık yirmi yıl sonra, Weigand sonunda yaşamın ortaya çıktığı ilk karbon moleküllerinin benzer koşullar altında Dünya yüzeyindeki siyanürden evrimleşmiş olabileceğini de gösterdi.

Kaynak: physorg

 

 

 

 

 

 

 

 

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz