Organik kimyanın belkemiğini karbon oluşturabilir, ancak periyodik tablonun kritik bir başka üyesi olan fosfor olmasaydı, Dünya üzerindeki yaşam da olamazdı. Sıradan hidrokarbonların fosfor elementi içeren moleküllere dönüşmesi, kimyasal açıdan büyük bir evrimsel sıçramadır. Ancak, bu sürecin nasıl gerçekleştiği, henüz tam olarak çözümlenebilmiş değil. Yapılan yeni bir çalışmada ise, bilim insanları, bu önemli adımının nasıl gerçekleştiği üzerine yeni bir anlayış geliştirdiler.

Kaliforniya'daki Scripps Araştırma Enstitüsünden araştırmacılar, suda fosforilasyon yapabilen bir molekülü tanımladılar. Bu molekül, şimdiye kadar cansızlıktan canlı hücrenin evrimine uzanan zincirdeki eksik bağlantının tamamlanmasını sağlayabilir.

Biyolojinin kökeni konusundaki klasik tavuk mu yumurtadan yoksa yumurta mı tavuktan çıktı tartışmaları, yani hangi sürecin başkalarını hayata geçirmesi açısından önce başladığı tartışmaları devam ediyor. RNA’yı protein yapıları mı takip etti? Metabolizma her şeyin ortaya çıkmasının ana sorumlusu mu? Lipidler bu süreç içerisinde nerede duruyor?

Fakat, çeşitli organik molekül sınıflarının oluşması, bir fosfat grubunun organik moleküle bağlanması olarak kısıca tanımlayabileceğimiz fosforilasyon sürecini gerektirir. Yeni yapılan çalışmaya kadar, prebiyotik bileşiklerde bunun görülmesini sağlayacak bir etmen üzerine güçlü kanıtlar elde edilememişti.

Araştırmacılar, oligonükleotidlere, oligopeptidlere ve hücre benzeri yapıların oluşumuna sebep olabilecek bir fosforilasyon kimyası önermesinde bulunuyor. Bu noktadaki kritik bileşik ise diamidofosfat (DAP).



DAP, katalizör olarak işlev gören imidazol ile kombine edildiğinde, üridin ve sitidin gibi erken bileşiklerdeki kritik aralığın köprüsü olma görevini üstlenmiş olabilir. İlk etapta bütün bu bilgiler aşırı heyecan verici görünmeyebilir, ancak bu gibi fosforile edici nükleosidler, ilk primitif genler olan RNA zincirlerini oluşturma yolunda çok önemli bir adımdır.

Bulgulara göre, oda sıcaklığındaki su içinde bazı DAP'lar aminoasitleri fosforlamasının yanı sıra aminoasitlerin kısa protein zincirlerine bağlanmalarını da sağlıyor. Araştırmacılar aynı maddenin gliserol ve yağ asitleri ile birlikte fosforil gruplarla birleştiğini ve bunun da hücre zarlarında görev alan fosfolipid türlerinin üretimini sağladığını da gösterdi.

DAP, su ve uygun koşullar, bahsi geçen üç önemli biyolojik molekül öncesi sınıfın bir araya gelip dönüşmesini sağlayarak, bu moleküllerin etkileşime girmesi için fırsat yaratıyor.

Ancak bütün bu veriler, DAP'ın biyolojinin kökenindeki rolünün olumlu olduğunun bir kanıtı niteliği taşımıyor. Birincisi, diamidofosfat’ın yaklaşık 4 milyar yıl önce Darwin'in "sıcak küçük göletinde" bulunduğu henüz kanıtlanabilmiş değil. Fakat, bugünün biyokimyasına bırakılmış DAP-benzeri şüpheli izler var.

DAP fosforlaması, fosfor-azot bağ kırılması sürecini kullanıyor ve protein kinazlarla aynı koşullar altında gerçekleşiyor. DAP'ın fosforilasyon kimyası, her hücrenin metabolik döngüsünün kalbindeki reaksiyonlarla da büyük benzerlikler taşıyor.

Bütün bu bilgiler, DAP’ın cansızlıktan canlı yaşamına geçişteki boşlukları doldurmaya aday olabileceğini gösteriyor. Ancak, kesin konuşabilmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var.

---

• İlgili Makale: Nature Chemistry, doi:10.1038/nchem.2878


• Kaynak: Scientists Just Found a Vital Missing Link in The Origins of Life on Earth, Science Alert, Retrieved from http://www.sciencealert.com/compound-explains-phosphorylation-mystery-abiogenesis-origins-life

---