Yaşamın Kökenine İlişkin Kayıp Parça Kuyruklu Yıldızlarda Oluşabiliyor

Araştırmacılar ilk kez olarak, canlı organizmalardaki genetik malzemenin yapı taşlarından biri olan riboz şekerinin kuyruklu yıldız buzullarında oluşabileceğini gösterdi.
Görsel Telif: NIH Image Gallery / Flickr

Araştırmacılar ilk kez olarak, canlı organizmalardaki genetik malzemenin yapı taşlarından biri olan riboz şekerinin kuyruklu yıldız buzullarında oluşabileceğini gösterdi. Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS/Université Paris-Sud) araştırmacıları tarafından üretilen yapay bir kuyruklu yıldız örneğinin ayrıntılı analizlerini gerçekleştiren Institut de Chimie de Nice (CNRS/Université Nice Sophia Antipolis) bilimcileri, elde ettikleri sonuçları Science dergisinin 8 Nisan 2016 tarihli sayısında yayımladı. Yaşamın Dünya üzerinde nasıl belirmiş olabileceği konusuna ışık tutan bu araştırmaya Danimarka Aarhus Üniversitesi, Meksika Estado de Morelos Üniversitesi ve SOLEIL sinkrotronu ekiplerinin de katkıları oldu. Böylece şimdiye kadar göktaşlarında ya da kuyruklu yıldız buzullarında hiç rastlanmamış olan ribozun oluşumu hakkında ilk gerçekçi senaryo önerilmiş oldu.

Dünya üzerinde yaşayan canlı organizmaların ve virüslerin hepsinin genetik malzemeleri DNA ve RNA nükleik asitlerinden oluşur. Daha ilkel olduğu düşünülen RNA’nın, Dünya üzerinde ortaya çıkan yaşama ait ilk moleküllerden biri olduğu tahmin ediliyordu. Yani DNA taşıyan canlılar belirmeden önce, gezegenimizde bir süreliğine “RNA dünyası” hüküm sürmüştü. Bilimciler, biyolojik bileşiklerin kökenini uzun zamandır merak ediyorlardı. Bu moleküllerin oluşması için gereken temel yapıtaşlarını içeren kuyruklu yıldızların veya göktaşlarının Dünya’ya düşerek, gezegenimize yaşam tohumlarını getirmiş olduğunu düşünenler vardı. Çünkü söz konusu moleküller, güneş sisteminin yüksek sıcaklıklarında hayatta kalamazlardı. Dolayısıyla daha soğuk bölgelerde oluşup, güneş sisteminin içerilerine ilerleyen kuyruklu yıldızların onları barındırabilme ihtimali üzerinde duruluyordu.

Gerçekten de çeşitli amino asitler (proteinlerin bileşenleri) ve azotlu bazlar (nükleik asitlerin bileşenlerinden biri), hem doğal göktaşlarında hem de laboratuvar ortamında üretilen yapay kuyruklu yıldızlarda saptanmıştı. Geçtiğimiz yıl laboratuvarda simüle edilen uzay ortamında, DNA ve RNA’nın genetik alfabesinde bulunan moleküler harflerden üçü (urasil, sitozin ve timin) üretilmişti. Ayrıca 2014 yılında gökbilimciler, gökada merkezi yakınlarındaki bir gaz bulutunda, amino asitlere benzer bir molekül olan izopropil siyanid (İng. isopropyl cyanide) bulmuştu. Aynı gaz bulutunda 10 yıl önce de bir basit şeker olan glikoaldehid (İng. glycoaldehyde) saptanmıştı.

Fakat RNA’nın bir diğer temel bileşeni olanı riboz, ne dünyadışı bir malzemede ne de laboratuvarda oluşturulan astrofiziksel koşullarda hiç görülmemişti. İşte bu nedenle, geçtiğimiz günlerde Fransa’da bulunan araştırmacıların öncülüğünde ortaya konan sonuç bilim dünyasında heyecanla karşılandı. Kuyruklu yıldızları oluşturan yıldızlararası buzulların evrimini simüle eden ekip, riboz elde etmeyi başardı. Bu da RNA’nın ve dolayısıyla yaşamın kökenini anlama yolunda çok önemli bir adım niteliği taşıyor.

03

Solda kuyruklu yıldız buzullarının morötesi ışına maruz bırakılma işlemi görülüyor. Bu işlem sonucunda sağda görülen ve Yaratılış Sütunları olarak adlandırılan moleküler bulutlarda doğal olarak gerçekleşen evrim izlenebiliyor. © L. Le Sergeant d’Hendecourt (CNRS) / NASA, ESA & Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Çalışma sürecinde ilk olarak yapay bir kuyruklu yıldız Institut d’Astrophysique Spatiale laboratuvarlarında üretildi. Sıcaklığı yaklaşık –200°C olan bir vakum odasına temsili olarak su(H2O), metanol (CH3OH) ve amonyak (NH3) karışımını yerleştiren astrofizikçiler, kuyruklu yıldızların ham maddesi olan buzla kaplı toz zerreciklerini simüle etti. Daha sonra bu malzeme UV ışınlarına maruz bırakıldı; tıpkı zerreciklerin oluştuğu moleküler bulutlarda olduğu gibi. Ardından kuyruklu yıldızlar Güneş’e yaklaşırken olanlara benzer biçimde, kuyruklu yıldız örneği oda sıcaklığına (yaklaşık 25°C sıcaklığa) kadar ısıtıldı. Bu işlemlerden geçen örneği aşırı duyarlı yöntemlerle analiz eden Institut de Chimie de Nice ekibi, riboz da dahil olmak üzere birkaç farklı tür şeker (toplamda yaklaşık 55 çeşit organik molekül) saptadı. Bu şekerlerin çeşitliliği ve göreli bollukları, formaldehidden (metanol ve sudan oluşarak uzayda ve kuyruklu yıldızlarda bolca bulunan bir molekül) oluştuklarına işaret ediyor. Aslında bu sonuç o kadar da şaşırtıcı değil. Şekerlerin bu şekilde oluşmasını sağlayan süreç 155 yıldır biliniyordu, fakat daha önce böyle bir deney yapan olmamıştı.

Deney sırasında araştırmacıların karşılaştığı güçlüklerden biri, çalışma sırasında oluşup oluşmadığı kontrol edilecek olan maddelerin etrafta çok bulunuyor olmasıydı. İnsan bedeninde bu şekerler bulunuyor ve bunların yanlışlıkla düzeneğe bulaşma riski vardı. Araştırmacılar bu tehlikeden kaçınmak için kullandıkları metanol buzunun karbon-13 içermesini sağladılar. Dışarıdan karışan birşey olursa, davetsiz misafir karbon-12 taşıyacağından hemen ayırt edilebilecekti. Deney sonunda beliren ribozda ve diğer şekerlerde karbon-13 olduğunun tespit edilmesiyle birlikte, araştırmacılar kimyasal tepkimelerin buz içinde gerçekleştiğinden emin oldu.

02

Kuyruklu yıldız buzulu benzerlerinde, riboz (ve arabinoz, liksoz ve ksiloz gibi benzer moleküller) çok boyutlu gaz kromatografisi kullanılarak saptandı. RNA yaşayan ilk organizmaların genetik malzemesidir ve riboz da RNA’nın temel bileşenidir. © Cornelia Meinert (CNRS)

Ekipten Reggie Hudson, moleküllerin buz soğukken mi, yoksa örnek ısınırken mi oluştuklarını söylemenin güç olduğunu belirtiyor. Ama Hudson ve Meinert ılık sıcaklıkların yıldızlararası buz taneciklerine yabancı olmadığını söylüyorlar. Genç yıldızlar periyodik olarak kendilerini çevreleyen enkaz kuşaklarını ısıtıyor. Tanecikler gezegen yüzeyine inerken de ısıları yükseliyor. Yani ribozun uzayda oluşmak yerine, dünyaya iniş sırasında oluşmuş olması da mümkün.

Amino asitlerin ve nükleobazların uzayda doğal bir şekilde oluşmakta olduğunun keşfedilmesinin ardından, şimdi artık biliyoruz ki riboz şekeri de dünyaya uzaydan gelebiliyor. Tüm bu yapıtaşlarının hayatı yeşertmeye uygun bir gezegen ortamında bir araya gelmesi durumunda, canlılığın başlaması zaten kaçınılmaz olsa gerek.

01

Toz taneciklerinin buzlu katmanlarında, basit öncü moleküllerden (su, metanol, amonyak) yüksek enerjili ışınım altında riboz oluşuyor. © Cornelia Meinert (CNRS) & Andy Christie (Slimfilms.com)

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv