bencede
New member
David Nield
hayatın gezegenimizde birinci sefer nasıl ortaya çıktığı sorusunu çabucak hemen tam olarak cevaplayamamış olsak da bilim daima formda karşılığa daha da yaklaşıyor ve yeni sonuçlanan bir çalışma, hayatı ortaya çıkarmış olabilecek proteinlerin yapılarını belirliyor.
Araştırmayı gerçekleştiren takım, başlangıç olarak, bildiğimiz tipten hayatın güç toplamaya ve kullanmaya bağlı olduğu önermesinden yola çıkmaya karar verdi. Eski Dünya’nın ilkel karışımında, bu güç büyük ihtimalle gökyüzünden, yani Güneş’ten yayılan ışınım biçiminde ya da Dünya’nın derinliklerinden, yani eski denizlerin tabanında bulunan hidrotermal bacalardan sızan ısı olarak sağlanmış olmalıydı.
Bu güç kullanması, moleküler seviyede, bir atomdan ya da molekülden başkasına hareket eden bir elektronu barındıran bir temel kimyasal süreç olan ‘elektron transferi’ manasına gelir. Elektron transferi, hayatın kimi temel fonksiyonları açısından kritik değere sahip (‘redoks reaksiyonları’ ismiyle da bilinen) oksidasyon-redüksiyon* yansımalarının merkezinde yer alır.
METALLERİN VE PROTEİNLERİN KRİTİK ALAKASI ANLAŞILDI
Elektron transferini gerçekleştirmek kelam konusu olduğunda metaller en fonksiyonel elementler olduğu ve ‘protein’ ismi verilen karmaşık moleküller biyolojik süreçlerin büyük kısmını yönlendiren öge olduğu için, araştırmacılar iki öğeyi birleştirmeye ve metalleri bağlayan proteinleri aramaya karar verdiler.
Metal bulucu proteinlerini karşılaştırmak için metodik, bilgisayarlı bir teknik kullanıldı ve bu yaklaşım protein fonksiyonelliğiyle, bağlandığı metalle ya da ilgili organizmadan bağımsız halde hepsiyle eşleşen kimi ortak özellikleri gözler önüne serdi.
ABD’nin New Jersey kentinde bulunan Rutgers Üniversitesi’nin New Brunswick yerleşkesinde mikrobiyolog olarak misyon yapan Yana Bromberg, “Proteinlerin kendileri olmasa da var olan proteinlerin metal bağlayıcı çekirdeklerinin nitekim de benzeri olduğunu keşfettik” diyor: “Dahası, bu metal bağlayıcı çekirdeklerin sıklıkla Lego bloklarını andıran formda kendini yinelayan alt yapılardan meydana geldiğini gördük. İlgi cazip halde, bu bloklar sadece metal bağlayıcı çekirdeklerde değil, proteinlerin farklı kısımlarında ve araştırmamızda hesaba katılmayan başka bir epeyce proteinde de keşfedildi.”
MİLYARLARCA YILLIK BİR EVRİMİN YAPITI
Araştırmacılar, bu ortak özelliklerin en eski proteinlerde de mevcut ve fonksiyonel olabileceğini, vakit ortasında şu anda gördüğümüz proteinler haline gelecek formda değişime uğrarken kimi ortak yapıları da koruduğunu öne sürüyorlar. Bunun altında yatan niyet, günümüzden milyarlarca yıl evvel Dünya yüzeyini kaplayan Archean Okyanusu’nda bulunan çözünür metallerin, güç transferi ve buna bağlı olarak biyolojik hayat için gerekli olan elektron karışımına güç sağlamak için kullanılmış olabileceğidir.
Bromberg, “Yaptığımız müşahede, bu küçük yapı taşlarında gerçekleşen bir daha düzenlemenin sadece bir tane ya da epeyce az sayıda ortak cedde sahip olabileceğini ve bu ceddin günümüzde var olan tüm protein yelpazesinin ve fonksiyonlarının önünü açabileceğini ortaya koyuyor” diyor: “Yani, bildiğimiz cinsten hayatın…”
Grup, bilhassa, proteinlerin biyolojik bazda etkin hale geldikleri esnada dönüştükleri biçimler olan ‘protein kıvrımlarındaki’ evrimleri belirleyebildi; bu durum, bugün bildiğimiz proteinleri neredeyse moleküler bir aile ağacı projesiymişçesine üretmiş olabilir.
SENTETİK BİYOLOJİNİN ÖNÜNÜ AÇABİLECEK BİR BULUŞ
Araştırma, bunun yanı sıra proteinlerin daha küçük sürümleri ve biyolojik bağlamda fonksiyonel olan peptitlerin, ortaya çıkışı 3.8 milyar yıl öncesine dek uzanan en eski proteinlerden daha evvel meydana gelmiş olabileceği sonucuna varıyor. Bunların tamamı, hayatın birinci kere nasıl ortaya çıktığına ait anlayışımıza katkı sunuyor.
Her vakit olduğu üzere, Dünya’daki hayatın ortaya çıkışına dair gerçekleştirilen rastgele bir tahlil, hayatın misal biyolojik yolları izleyerek gelişmeye başlayabileceği (ya da hâlihazırda evrimleşmiş olabileceği) başka gezegenlerdeki hayat arayışında da kritik kıymete sahip olabilir.
Bromberg, “Gezegenimizde hayatın nasıl ortaya çıktığına ait fazlaca az bilgiye sahibiz ve araştırmalarımız daha evvel ulaşılamamış olan bir açıklamaya da katkı sağlıyor” diyor: “Bu açıklama, öbür gezegenlerde ve gezegen gibisi cisimlerde süren ömür arayışımıza da potansiyel olarak katkı sunabilir. Makul yapısal yapıtaşlarını keşfetmemiz, büyük ihtimalle bilim insanlarının bilhassa de etkin proteinleri bir daha inşa etmeyi amaçladığı sentetik biyoloji gayretlerine da katkı sağlayabilir.”
Araştırmanın detayları Science Advances isimli mecmuada yayınlandı.
*Oksidasyon ya da yükseltgenme, elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal yansımadır. Redüksiyon ya da indirgenme, bir atomun elektronu kendisine bağlamasını sağlayan kimyasal yansımadır.
Yazının özgünü Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)
hayatın gezegenimizde birinci sefer nasıl ortaya çıktığı sorusunu çabucak hemen tam olarak cevaplayamamış olsak da bilim daima formda karşılığa daha da yaklaşıyor ve yeni sonuçlanan bir çalışma, hayatı ortaya çıkarmış olabilecek proteinlerin yapılarını belirliyor.
Araştırmayı gerçekleştiren takım, başlangıç olarak, bildiğimiz tipten hayatın güç toplamaya ve kullanmaya bağlı olduğu önermesinden yola çıkmaya karar verdi. Eski Dünya’nın ilkel karışımında, bu güç büyük ihtimalle gökyüzünden, yani Güneş’ten yayılan ışınım biçiminde ya da Dünya’nın derinliklerinden, yani eski denizlerin tabanında bulunan hidrotermal bacalardan sızan ısı olarak sağlanmış olmalıydı.
Bu güç kullanması, moleküler seviyede, bir atomdan ya da molekülden başkasına hareket eden bir elektronu barındıran bir temel kimyasal süreç olan ‘elektron transferi’ manasına gelir. Elektron transferi, hayatın kimi temel fonksiyonları açısından kritik değere sahip (‘redoks reaksiyonları’ ismiyle da bilinen) oksidasyon-redüksiyon* yansımalarının merkezinde yer alır.
METALLERİN VE PROTEİNLERİN KRİTİK ALAKASI ANLAŞILDI
Elektron transferini gerçekleştirmek kelam konusu olduğunda metaller en fonksiyonel elementler olduğu ve ‘protein’ ismi verilen karmaşık moleküller biyolojik süreçlerin büyük kısmını yönlendiren öge olduğu için, araştırmacılar iki öğeyi birleştirmeye ve metalleri bağlayan proteinleri aramaya karar verdiler.
Metal bulucu proteinlerini karşılaştırmak için metodik, bilgisayarlı bir teknik kullanıldı ve bu yaklaşım protein fonksiyonelliğiyle, bağlandığı metalle ya da ilgili organizmadan bağımsız halde hepsiyle eşleşen kimi ortak özellikleri gözler önüne serdi.
ABD’nin New Jersey kentinde bulunan Rutgers Üniversitesi’nin New Brunswick yerleşkesinde mikrobiyolog olarak misyon yapan Yana Bromberg, “Proteinlerin kendileri olmasa da var olan proteinlerin metal bağlayıcı çekirdeklerinin nitekim de benzeri olduğunu keşfettik” diyor: “Dahası, bu metal bağlayıcı çekirdeklerin sıklıkla Lego bloklarını andıran formda kendini yinelayan alt yapılardan meydana geldiğini gördük. İlgi cazip halde, bu bloklar sadece metal bağlayıcı çekirdeklerde değil, proteinlerin farklı kısımlarında ve araştırmamızda hesaba katılmayan başka bir epeyce proteinde de keşfedildi.”
MİLYARLARCA YILLIK BİR EVRİMİN YAPITI
Araştırmacılar, bu ortak özelliklerin en eski proteinlerde de mevcut ve fonksiyonel olabileceğini, vakit ortasında şu anda gördüğümüz proteinler haline gelecek formda değişime uğrarken kimi ortak yapıları da koruduğunu öne sürüyorlar. Bunun altında yatan niyet, günümüzden milyarlarca yıl evvel Dünya yüzeyini kaplayan Archean Okyanusu’nda bulunan çözünür metallerin, güç transferi ve buna bağlı olarak biyolojik hayat için gerekli olan elektron karışımına güç sağlamak için kullanılmış olabileceğidir.
Bromberg, “Yaptığımız müşahede, bu küçük yapı taşlarında gerçekleşen bir daha düzenlemenin sadece bir tane ya da epeyce az sayıda ortak cedde sahip olabileceğini ve bu ceddin günümüzde var olan tüm protein yelpazesinin ve fonksiyonlarının önünü açabileceğini ortaya koyuyor” diyor: “Yani, bildiğimiz cinsten hayatın…”
Grup, bilhassa, proteinlerin biyolojik bazda etkin hale geldikleri esnada dönüştükleri biçimler olan ‘protein kıvrımlarındaki’ evrimleri belirleyebildi; bu durum, bugün bildiğimiz proteinleri neredeyse moleküler bir aile ağacı projesiymişçesine üretmiş olabilir.
SENTETİK BİYOLOJİNİN ÖNÜNÜ AÇABİLECEK BİR BULUŞ
Araştırma, bunun yanı sıra proteinlerin daha küçük sürümleri ve biyolojik bağlamda fonksiyonel olan peptitlerin, ortaya çıkışı 3.8 milyar yıl öncesine dek uzanan en eski proteinlerden daha evvel meydana gelmiş olabileceği sonucuna varıyor. Bunların tamamı, hayatın birinci kere nasıl ortaya çıktığına ait anlayışımıza katkı sunuyor.
Her vakit olduğu üzere, Dünya’daki hayatın ortaya çıkışına dair gerçekleştirilen rastgele bir tahlil, hayatın misal biyolojik yolları izleyerek gelişmeye başlayabileceği (ya da hâlihazırda evrimleşmiş olabileceği) başka gezegenlerdeki hayat arayışında da kritik kıymete sahip olabilir.
Bromberg, “Gezegenimizde hayatın nasıl ortaya çıktığına ait fazlaca az bilgiye sahibiz ve araştırmalarımız daha evvel ulaşılamamış olan bir açıklamaya da katkı sağlıyor” diyor: “Bu açıklama, öbür gezegenlerde ve gezegen gibisi cisimlerde süren ömür arayışımıza da potansiyel olarak katkı sunabilir. Makul yapısal yapıtaşlarını keşfetmemiz, büyük ihtimalle bilim insanlarının bilhassa de etkin proteinleri bir daha inşa etmeyi amaçladığı sentetik biyoloji gayretlerine da katkı sağlayabilir.”
Araştırmanın detayları Science Advances isimli mecmuada yayınlandı.
*Oksidasyon ya da yükseltgenme, elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal yansımadır. Redüksiyon ya da indirgenme, bir atomun elektronu kendisine bağlamasını sağlayan kimyasal yansımadır.
Yazının özgünü Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)