Purdue Üniversitesi
Purdue Üniversitesi’ndeki kimyagerler, suda peptitler* oluşturan yansımaların meydana gelmesini sağlayan bir sistem keşfettiler. Üniversitede Henry Bohn Hass Seçkin Analitik Kimya Profesörü olan Graham Cooks, “Bu, aslında hayatın kökeninin arkasındaki kimya” diyor: “Bu, ilkel moleküllerin, kolay amino asitlerin, saf su damlacıklarında bizatihi ömrün yapı taşları olan peptitleri oluşturduğunun birinci ispatı. Bu, nitekim de dramatik bir keşif.”
YAŞAMIN ARKASINDA YATAN KİMYA
Proteinlerin ve en sonunda dünya üzerinde var olan ömrün yolunu açan bu su tabanlı kimya, insanlığın maruz kaldığı en yıkıcı hastalıkları tedavi etmeye yarayacak ilaçların daha hızlı biçimde geliştirilmesinin de önünü açabilir. Araştırma grubunun yaptığı keşif 3 Ekim 2022 tarihli Ulusal Bilimler Akademisi Bülteni’nde yayınlandı.
Bilim insanları, onlarca yıl boyunca, dünyada sürmekte olan ömrün okyanuslarda başladığı teorisini geliştirdiler. Bununla birlikte, bunun arkasında yatan kimya bir bilinmez olarak kaldı. Göktaşlarının her gün ilkel dünyaya taşıdığı ham amino asitler peptitler oluşturacak biçimde tepkiye girebilir ve birbirine bağlanabilir. Onlar, proteinlerin ve en nihayetinde ömrün yapı taşlarını oluştururlar. Anlaşılmaz bir biçimde, bu süreç nemli, sulu ya da okyanus ortamında çok derecede imkânsız görünen halde bir su molekülünün dışarı atılmasına muhtaçlık duyar. Hayatın ortaya çıkması için suya ihtiyacı vardır. Öte yandan, sudan uzak bir alana da muhtaçlık duyar.
Kütle spektrometresi ve ilkel dünya kimyası uzmanı olan Cooks ve öncülüğündeki araştırma takımı, bu bilmecenin cevabını ortaya çıkardı: “Su, her yerde ıslak değildir.” Bir su damlasının atmosferle buluştuğu hudutlarda, abiyotik amino asitleri** hayatın yapı taşlarına dönüştüren çok hızlı tepkiler meydana gelebilir. Hâl böyleyken, potansiyel olarak ömrün evrimine imkân tanıyan alanlar, denizdeki damlacıkların havaya karıştığı ve dalgaların karaya çarptığı ya da tatlı suyun bir yamaçtan aşağı çağladığı bölgeler oldu.
YENİ TİP İLAÇLARIN VE UZAYDA ÖMÜR ARAYIŞININ ÖNÜNÜ AÇACAK
Kimyagerler, 10 yılı aşkın bir vakittir su barındıran damlacıklarda gerçekleşen kimyasal tepkileri incelemek gayesiyle kütle spektrometrelerine başvuruyorlar. Cooks, “Damlacıklarda gözlemlenen tepki oranları, toplu halde bulundukları çözeltide tepkiye giren tıpkı kimyasallardan yüz ilâ milyon kat daha hızlı” diyor.
Bu tepkilerin hızlı biçimde gerçekleşen tepki süreçleri, katalizörleri gereksiz kılar, tepkileri hızlandırır ve ilkel Dünya’nın kimyası kelam konusu olduğunda, ömrün evrim geçirmesini imkanlı hale getirir. Onlarca yıl süren bilimsel araştırma, bu sistemin nasıl işlediğini bulmaya odaklanmıştı. Dünya’da ömrün nasıl ortaya çıktığının sırrı, bilim insanlarının bunun neden gerçekleştiğini daha yanlışsız biçimde anlamalarına ve öteki gezegen ve hatta uydularda muhtemel ömür arayışlarına yol göstermelerine yardım edebilir.
DEVRİM YARATACAK BİR KEŞİF
Amino asitlerin kendilerini proteinlere ve en sonunda ömür formlarına nasıl dönüştürdüklerini anlamak, bilim insanlarının kimyasal senteze dair anlayışında bir ihtilale yol açacak. Sonuçta, tıpkı kimya, sentetik kimyagerlerin kilit süreçleri hızlandırarak hastalıklara karşı yeni ilaçlar ve terapötik tedaviler belirlemelerine ve yaratmalarına potansiyel olarak yardım edebilir.
Cooks, “Geceleri bir akademik yerleşkede yürüdüğünüzde, ışıkları açık olan binalar, sentetik kimyagerlerin çalıştığı yerlerdir” diyor. “Deneyleri o kadar yavaş ilerler ki günler ve haftalar boyunca devam eder. Aslında bu gerekli değil ve damlacık kimyasını kullanarak yeni kimyasalların ve mümkün yeni ilaçların sentezlenmesini hızlandırmak emeliyle Purdue’da şu anda kullanımda olan bir araç geliştirdik.”
*Peptitler, tanımlanmış bir tertipte, α-amino asitlerin birbirine bağlanmasıyla oluşan kısa polimerlerdir.[ç.n.]
**Biyoloji ve ekolojide abiyotik faktörler ya da abiyotik bileşenler, canlıların ve ekosistemin işleyişini etkileyen, kendisi canlı olmayan, fizikî yahut kimyasal olarak etrafın birer modülleri olan unsurlardır. Abiyotik faktörler ve bunlarla bağlı olaylar biyolojiyi dayanaklar.[ç.n.]
Yazının özgünü scitechdaily.com sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)