“Hayat çorbasının” Sırrı

Biraz yağmur, biraz sıcak güneş ışığı, biraz gece soğuğu ile basit molekülleri karıştırıyoruz. Milyarlarca yıl öncesine ait en eski çorbanın, “hayat çorbasının” tarifi bu.

1920’lerde Aleksandr Oparin ve J.B.S. Haldane’in ortaya attığı bu prebiyotik çorba modelinin deneyini, 1953’te Stanley Lloyd Miller ve Harold Urey gerçekleştirdi. Dünyada canlılığın ortaya çıktığı zamandaki çevre şartlarını yansıtan; sıcak su buharı, metan, amonyak ve hidrojenden oluşan atmosferin küçük bir modelini inşa etti Miller ve Urey. Bir hafta sonra, kırmızı renk alarak bulanıklaşan sıvıyı test ettiler ve içerisinde sık bulunan amino asitlere rastladılar.

50 yıl sonra, Georgia Teknoloji Enstitüsü araştırmacıları çorba tarifine bir çimdik de koyulaştırıcı ekledi. Araştırmacıların iddiasına göre bu “koyulaştırıcı”, burada veya evrenin herhangi bir yerinde yaşamın oluşmasını kolayca sağlayabiliyor. Çalışmaları, aynı zamanda 1953 deneyinden sonra akılları kurcalayan soruyu da cevaplamayı amaçlıyor: Bugünkü genetik kodlarımızın öncüleri, bu işin zorunlu aktörleri olan enzimler henüz dünyada oluşmadan önce kendilerini nasıl kopyalayabildiler?

Georgia Teknoloji Enstitüsü araştırmacıları Christine He ve Isaac Gallego’nun araştırma sonuçları bir süre önce Nature Chemistry dergisinde yayımlandı.

Güveç gibi ortam

En erken yaşamın kökeninde yer aldığı iddia edilen ribo nükleik asit, yani RNA, basit bir polimer aslında. RNA ipliklerinin kendini kopyalayarak genleri oluşturmasının, yaşamın gelişmesine de olanak sağladığı tahmin ediliyor. He ve Gallego, deneylerinde özel olarak üretilmemiş, doğal olarak oluşan gen zincirleri kullanmışlar. DNA ve RNA üzerinde ayrı ayrı gerçekleştirdikleri deneylerde kopyalama sürecinin gerçekleştiğini gözlemlemişler. “Fiziksel ortamı kolayca değiştirebilmiş ve bu süreci gerçekleştirebilmiş olmamız, şimdiye kadar yapılan deneylerden çok farklı bir konuma getiriyor bizi” diyor Christine He.

Yüksek viskozitenin, yani akmaya gösterilen direncin uzun DNA ve RNA zincirlerinin ve diğer polimerlerin hareketini yavaşlattığı biliniyor. Deneyde yaptıkları da, onların bir nevi bal kıvamında bir karışımda yüzmelerini sağlamak olmuş. Tıpkı yaşamın oluşmadığı dönemde dünyada büyük olasılıkla hakim olan hafif yapışkan birikintiler gibi…

Çorbadaki saç tokaları

Bu hafif yapışkan karışım, kısa nükleotit zincirlerin daha hızlı hareket edip uzun zincirlere sıçrayabilmesini ve bu sayede birlikte daha uzun zincirler meydana getirebilmelerini sağlamış. Sonuç olarak DNA ve RNA zincirleri kendi üzerlerine katlanarak saç tokası benzeri formlar oluşturmuş. Önce fark etmemişler ama sonra bu formun, RNA ve DNA’ların eşleşme süreçlerini kolaylaştırdığını anlamışlar. Aynı zamanda kimyasal evrimin de bir şekilde hızlanmasını sağladığını görmüşler.

“Brebiyotik çorba büyük ihtimalle tuhaf, pis bir karışımdı” diyor Christine He, “Karışımda farklı nükleotitler kullandığımızda, deney yine olumlu sonuç verdi. Belki de aynı reaksiyon milyarlarca yıl önce de gerçekleşmişti.”

Deneyde kullandıkları yoğunluk artırıcı, “koyulaştırıcı” madde; gliserol ve kolin klorür karışımı olan “glikolin”. Yaşam öncesi dünyada bulunan bir madde değil ama o zamanki yoğun sıvıya çok benziyor. Enzimlerin henüz var olmadığı yaşam öncesi dünyada, RNA’ların birbirine bağlanabilmesini sağlayan kimyasal süreç bir şekilde gerçekleşmişti. Enzimlerin boşluğunu doldurabilen, böylesi sağlam bir deney şimdiye dek ilk kez gerçekleştirilmiş oldu.