Dünyadaki Yaşamın Evriminde Önemli Bir Adım Havada Gerçekleşmiş Olabilir

Yaklaşık 4,5 milyar yıl önce 'sıcak küçük bir gölette' yaşamın ortaya çıkışı, modern biyolojinin nispeten sağlam bir temelidir.

Suyun Dünya'daki erken organik reaksiyonları kolaylaştırmadaki hayati rolüne rağmen, en temel bileşenlerden biri sulu ortamlarda oluşmaz ve bu da yaşamın onları başlangıçta nasıl ortaya çıkardığı sorusunu gündeme getirir.

Yeni bir deney, bu kritik kimyasal reaksiyonların nasıl gerçekleşmiş olabileceğini ortaya koyuyor.

Amid bağları, peptitler (kısa amino asit dizileri) ve proteinler (enzim şeklinde çalışabilen daha uzun amino asit dizileri) dahil olmak üzere yaşamın birçok önemli bileşeninin temelini oluşturan amino asit zincirlerindeki bağlantılardır. .

Sorun şu ki, amid bağları aslında su tarafından engelleniyor, bu da antik Dünya gibi okyanusal bir dünyada bir sorun teşkil ediyor. Bilim insanları, başka bir şeyin devreye girmiş olması gerektiğini düşünüyor ve yeni çalışma, sihrin su ve hava sınırında olduğunu gösteriyor.

Purdue Üniversitesi'nden kimyager Dylan Holdena ve meslektaşları yayınladıkları makalelerinde, "Burada, mikron boyutlu su damlacıklarının hava-su arayüzünde, milisaniyelik zaman ölçeğinde peptit izomerlerinin oluşumuna yol açan benzersiz bir serbest amino asit reaktivitesini rapor ediyoruz" diyor.

"Bu reaksiyon ortam koşulları altında gerçekleştirilir ve ek reaktifler, asit, katalizörler veya radyasyon gerektirmez."

Ekip, ayrıntılı kimyasal analiz için bir kütle spektrometre cihazına doğru iki amino asit, glisin ve L-alanin içeren mikro damlacıklar püskürttü. Damlacıklarda bir dipeptit olan iki amino asit zincirinin oluştuğu gösterildi.

Dipeptitler başka amino asit zincirleri oluşturabildikleri için, sonuçlar havadaki mikrodamlacıkların çözünmüş amino asitleri havaya maruz bırakarak peptit zincirlerinin erken yapımını hızlandırmış olabileceği anlamına gelir.

Milyarlarca yıl önce, bu tür mikrodamlacıklar, yaşamın gelişmesi için gerekli kimyasal bağları yaratarak okyanustan fışkıran deniz spreyi şeklinde üretilmiş olabilir.

Dahası, bu deneylerde gözlemlenen reaksiyon, başka herhangi bir kimyasal ajan, katalizör veya radyasyon kaynağı eklenmeden gerçekleşti ve bu, Dünya'da milyarlarca yıl önce gerçekleşmiş olabileceğini daha olası hale getirdi.

Ekip haklıysa, mikro damlacıkların havaya çarptığı yerde, en küçük ölçeklerde ortam ıslak değil kuru olabilir - bu, dipeptitlerin sentezlenebileceği koşulları sağladığı anlamına gelir.

Bilim insanları, okyanus ortamlarında amino asit zincirlerinin nasıl oluşabileceğine dair her türlü açıklamaya bakmakla meşguller. Örneğin, hidrotermal menfezler bir rol oynamış olabilir veya belki de ziyaret eden bir asteroit. Şimdi yeni bir seçenek var.

Yine de bu şimdilik bir hipotez ve bu amino asit zincirlerinin nasıl bir araya getirildiğini ve bu temel kimyasal yapı taşlarının Dünya'da bugün bildiğimiz hayata nasıl yol açtığını anlamak için gelecekteki çalışmalara ihtiyaç olacak.

Araştırma PNAS'ta yayınlandı.