bencede
New member
Davide Castelvecchi
Kimyagerler, RNA moleküllerinin kısa aminoasit zincirlerini birbirine bağlayabildiğini gözler önüne sererek, hayatın başlangıcıyla ilgili teoride büyük değer taşıyan bir sıkıntıyı tahlile kavuşturduklarını tabir ediyorlar.
11 Mayıs’ta Nature mecmuasında yayınlanan araştırma sonuçları, DNA’nın ve kodladığı proteinlerin evrim geçirmesindilk evvel, birinci canlıların hem genetik bilgiyi -A, C, G ve U nükleositlerinden oluşan diziler biçiminde- depolayabilen birebir vakitte kimyasal tepkiler için bir katalizör* fonksiyonu nazaranbilen bir molekül olan RNA dizilerinden ortaya çıktığını savunan ‘RNA dünyası’ hipotezindeki bir varyasyonu destekliyor.
Almanya’da bulunan Düsseldorf Heinrich Heine Üniversitesi’nde moleküler evrim alanında çalışan Bill Martin, bu keşfin “ilkel kimyasal evrim bağlamında temel olarak geniş ve yeni yollar açtığını” tabir ediyor.
DÖNÜŞÜM SORUSUNUN KARŞILIĞI ARANDI
Standart teori, bir RNA dünyasında, hayatın hem kendilerini çoğaltabilen birebir vakitte öbür iplikçiklerle rekabet edebilen karmaşık RNA gibisi iplikçikler halinde var olabileceğini öne sürüyor. Akabinde, bu ‘RNA enzimleri’ protein yaratma ve en sonunda içerdiği genetik ayrıntıları daha kalıcı olan DNA’ya aktarma marifetini kazanmış olabilir.
Kısmen, sırf RNA’dan oluşan katalizörlerin bugün artık canlı hücrelerin tamamında bulunan protein bazlı enzimlerden hayli daha az verimli olmasından ötürü, bu dönüşümün kesin halde nasıl gerçekleşebileceği çabucak hemen yanıtlanmamış bir soruydu.
Almanya’da bulunan Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’nde organik kimyager olan Thomas Carell, “[RNA] katalizörleri ortaya çıkarılmış olsa da katalitik güçleri epey kötü” diyor.
RNA RİBOZOMUNUN OYNADIĞI ROL
Carell ve meslektaşları bu bulmacayı çözmeye çalışırken, bütün çağdaş organizmaların proteinleri hangi yollarla inşa ettiği konusunda RNA’nın oynadığı rolden esinlendiler: Bir geni kodlayan bir RNA dizisi (tipik olarak bir DNA baz dizisinden kopyalanır), karşılık gelen proteini bir seferde bir aminoasit oluşturan ve ‘ribozom’ ismi verilen büyük bir moleküler makiniçin geçer.
Çoğu enzimden farklı olarak, ribozomun kendisi sadece proteinlerden değil, beraberinde RNA kesimlerinden da meydana gelir ve bunlar proteinlerin sentezlenmesi sürecinde değerli bir fonksiyonu yerine getirirler. Buna ek olarak, ribozom, standart RNA nükleositleri olan A, C, G ve U’nun değişikliğe uğratılmış versiyonlarını barındırır. Bu kendine has nükleositler uzun vakittir ilkel bir hayat çorbasının mümkün kalıntıları olarak görülmüştü.
Carell’ın grubu, yaşayan hücrelerde yaygın formda bulunan iki RNA kesimini birleştirerek, bu tipten iki değiştirilmiş nükleositi içeren yapay [sentetik] bir RNA molekülü meydana getirdi. Egzotik bölgelerin birincisinde, sentetik molekül bir aminoaside bağlanabildi ve akabinde, ona bitişik ikinci egzotik nükleositle bağlanmak için yana hakikat hareket ettirildi. Takım ondan sonrasında orjinal RNA iplikçiklerini birbirinden ayırdı ve kendi aminoasidini taşıyan yeni bir adedini ekledi.
Yeni RNA dizisi, daha evvel ikinci iplikçiğe bağlı olan aminoasit ile kuvvetli bir kovalent bağ oluşturmak için uygun durumdaydı. Bu süreç adım adım ilerledi ve RNA’ya bağlı halde büyüyen kısa bir aminoasit zinciri -peptit ismi verilen bir küçük protein- büyüdü. Aminoasitlerin içindeki bağların oluşumu, araştırmacıların aminoasitleri çözeltideki çeşitli moleküllerle hazırlayarak sağladığı güce muhtaçlık duyuyor.
HEYECAN VERİCİ BİR KEŞİF
Martin, “Bu, çok heyecan verici bir bulgu” diyor Martin, “Yalnızca RNA bazlı peptit oluşumuna giden yeni bir yol yarattığı için değil, bununla birlikte RNA’nın doğal yollarla değişim yaşayan bazlarının da evrimsel değerini ortaya çıkardığı için heyecan verici.” Martin, “Sonuçlar, RNA’ın hayatın oluşmasında oynadığı kıymetli rolün altını çiziyor; ancak RNA’nın sadece kendi kendisini çoğaltmasının gerekmediğini de kelamlarına ekliyor.
ABD’nin Atlanta kentinde bulunan Georgia Teknoloji Enstitüsü’nde biyofizik kimyageri olan Loren Williams da bu bahiste hemfikir. “Eğer RNA’nın kökenleri ve proteinin kökenleri birbiriyle irtibatlıysa ve ortaya çıkışları birbirinden bağımsız değilse, matematik radikal bir biçimde ‘RNA-protein dünyası’ tarafında ilerlerken, ‘RNA dünyasından’ uzaklaşır” diyor.
Bunun hayatın oluşumu için makul bir köken olduğunu göstermek için, bilim insanlarının birkaç kademeyi daha tamamlamaları gerekiyor. Takımın RNA’sında oluşan peptitler, RNA’da depolanan bilgilerle belirlenen bir aminoasit dizisinden fazla rastgele bir aminoasit dizisinden meydana geliyor.
Carell, daha büyük RNA yapılarının, belli bölgelerde bulunan özel aminoasitleri ‘tanıyan’ ve güzel belirlenmiş bir yapı inşa eden biçimler kazanan modülleri barındırıyor olabileceğini lisana getiriyor. Ve bu karmaşık RNA-peptit melezlerinden bir kısmı katalitik özellikler barındırabilir ve daha verimli bir hale gelmek için evrimsel baskıya maruz kalabilir. Carell, ”Molekül çoğalabilirse, küçük bir organizma üzere bir şeye kavuşursunuz” diyor.
*Katalizör, bir kimyasal yansımanın aktivasyon gücünü düşürerek yansıma suratını artıran ve yansıma daha sonrasında kimyasal yapısında bir değişiklik meydana gelmeyen unsurlardır. Katalizörün yansıma üzerinde yaptığı bu değişikliğe kataliz denir.
Çeviren: Tarkan Tufan
Kaynak: Nature
Kimyagerler, RNA moleküllerinin kısa aminoasit zincirlerini birbirine bağlayabildiğini gözler önüne sererek, hayatın başlangıcıyla ilgili teoride büyük değer taşıyan bir sıkıntıyı tahlile kavuşturduklarını tabir ediyorlar.
11 Mayıs’ta Nature mecmuasında yayınlanan araştırma sonuçları, DNA’nın ve kodladığı proteinlerin evrim geçirmesindilk evvel, birinci canlıların hem genetik bilgiyi -A, C, G ve U nükleositlerinden oluşan diziler biçiminde- depolayabilen birebir vakitte kimyasal tepkiler için bir katalizör* fonksiyonu nazaranbilen bir molekül olan RNA dizilerinden ortaya çıktığını savunan ‘RNA dünyası’ hipotezindeki bir varyasyonu destekliyor.
Almanya’da bulunan Düsseldorf Heinrich Heine Üniversitesi’nde moleküler evrim alanında çalışan Bill Martin, bu keşfin “ilkel kimyasal evrim bağlamında temel olarak geniş ve yeni yollar açtığını” tabir ediyor.
DÖNÜŞÜM SORUSUNUN KARŞILIĞI ARANDI
Standart teori, bir RNA dünyasında, hayatın hem kendilerini çoğaltabilen birebir vakitte öbür iplikçiklerle rekabet edebilen karmaşık RNA gibisi iplikçikler halinde var olabileceğini öne sürüyor. Akabinde, bu ‘RNA enzimleri’ protein yaratma ve en sonunda içerdiği genetik ayrıntıları daha kalıcı olan DNA’ya aktarma marifetini kazanmış olabilir.
Kısmen, sırf RNA’dan oluşan katalizörlerin bugün artık canlı hücrelerin tamamında bulunan protein bazlı enzimlerden hayli daha az verimli olmasından ötürü, bu dönüşümün kesin halde nasıl gerçekleşebileceği çabucak hemen yanıtlanmamış bir soruydu.
Almanya’da bulunan Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’nde organik kimyager olan Thomas Carell, “[RNA] katalizörleri ortaya çıkarılmış olsa da katalitik güçleri epey kötü” diyor.
RNA RİBOZOMUNUN OYNADIĞI ROL
Carell ve meslektaşları bu bulmacayı çözmeye çalışırken, bütün çağdaş organizmaların proteinleri hangi yollarla inşa ettiği konusunda RNA’nın oynadığı rolden esinlendiler: Bir geni kodlayan bir RNA dizisi (tipik olarak bir DNA baz dizisinden kopyalanır), karşılık gelen proteini bir seferde bir aminoasit oluşturan ve ‘ribozom’ ismi verilen büyük bir moleküler makiniçin geçer.
Çoğu enzimden farklı olarak, ribozomun kendisi sadece proteinlerden değil, beraberinde RNA kesimlerinden da meydana gelir ve bunlar proteinlerin sentezlenmesi sürecinde değerli bir fonksiyonu yerine getirirler. Buna ek olarak, ribozom, standart RNA nükleositleri olan A, C, G ve U’nun değişikliğe uğratılmış versiyonlarını barındırır. Bu kendine has nükleositler uzun vakittir ilkel bir hayat çorbasının mümkün kalıntıları olarak görülmüştü.
Carell’ın grubu, yaşayan hücrelerde yaygın formda bulunan iki RNA kesimini birleştirerek, bu tipten iki değiştirilmiş nükleositi içeren yapay [sentetik] bir RNA molekülü meydana getirdi. Egzotik bölgelerin birincisinde, sentetik molekül bir aminoaside bağlanabildi ve akabinde, ona bitişik ikinci egzotik nükleositle bağlanmak için yana hakikat hareket ettirildi. Takım ondan sonrasında orjinal RNA iplikçiklerini birbirinden ayırdı ve kendi aminoasidini taşıyan yeni bir adedini ekledi.
Yeni RNA dizisi, daha evvel ikinci iplikçiğe bağlı olan aminoasit ile kuvvetli bir kovalent bağ oluşturmak için uygun durumdaydı. Bu süreç adım adım ilerledi ve RNA’ya bağlı halde büyüyen kısa bir aminoasit zinciri -peptit ismi verilen bir küçük protein- büyüdü. Aminoasitlerin içindeki bağların oluşumu, araştırmacıların aminoasitleri çözeltideki çeşitli moleküllerle hazırlayarak sağladığı güce muhtaçlık duyuyor.
HEYECAN VERİCİ BİR KEŞİF
Martin, “Bu, çok heyecan verici bir bulgu” diyor Martin, “Yalnızca RNA bazlı peptit oluşumuna giden yeni bir yol yarattığı için değil, bununla birlikte RNA’nın doğal yollarla değişim yaşayan bazlarının da evrimsel değerini ortaya çıkardığı için heyecan verici.” Martin, “Sonuçlar, RNA’ın hayatın oluşmasında oynadığı kıymetli rolün altını çiziyor; ancak RNA’nın sadece kendi kendisini çoğaltmasının gerekmediğini de kelamlarına ekliyor.
ABD’nin Atlanta kentinde bulunan Georgia Teknoloji Enstitüsü’nde biyofizik kimyageri olan Loren Williams da bu bahiste hemfikir. “Eğer RNA’nın kökenleri ve proteinin kökenleri birbiriyle irtibatlıysa ve ortaya çıkışları birbirinden bağımsız değilse, matematik radikal bir biçimde ‘RNA-protein dünyası’ tarafında ilerlerken, ‘RNA dünyasından’ uzaklaşır” diyor.
Bunun hayatın oluşumu için makul bir köken olduğunu göstermek için, bilim insanlarının birkaç kademeyi daha tamamlamaları gerekiyor. Takımın RNA’sında oluşan peptitler, RNA’da depolanan bilgilerle belirlenen bir aminoasit dizisinden fazla rastgele bir aminoasit dizisinden meydana geliyor.
Carell, daha büyük RNA yapılarının, belli bölgelerde bulunan özel aminoasitleri ‘tanıyan’ ve güzel belirlenmiş bir yapı inşa eden biçimler kazanan modülleri barındırıyor olabileceğini lisana getiriyor. Ve bu karmaşık RNA-peptit melezlerinden bir kısmı katalitik özellikler barındırabilir ve daha verimli bir hale gelmek için evrimsel baskıya maruz kalabilir. Carell, ”Molekül çoğalabilirse, küçük bir organizma üzere bir şeye kavuşursunuz” diyor.
*Katalizör, bir kimyasal yansımanın aktivasyon gücünü düşürerek yansıma suratını artıran ve yansıma daha sonrasında kimyasal yapısında bir değişiklik meydana gelmeyen unsurlardır. Katalizörün yansıma üzerinde yaptığı bu değişikliğe kataliz denir.
Çeviren: Tarkan Tufan
Kaynak: Nature