Nickelback Adlı Bir Molekül Dünya’da Yaşamı Başlatmış Olabilir

Nispeten basit bir protein modeli, bilimdeki en önemli sorulardan birine cevap verebilir: Yaşam, cansızlıktan nasıl ortaya çıktı? Eğer öyleyse, sadece binlerce yıldır insanlığı rahatsız eden ve pek çok yaratılış hikayesine yol açan bir sorunu çözmekle kalmaz, aynı zamanda diğer gezegenlerde yaşam arayışına da yardımcı olabilir.

Yeryüzündeki tüm canlılar, genellikle "yaşamın yapı taşları" olarak adlandırılan amino asitlere dayanır. Meteoritlerin üzerinde amino asitlerin varlığı, yaşam başladığında muhtemelen Dünya'da bol miktarda bulunduğunu gösterir. Bununla birlikte, orijinal yaşam kıvılcımı bu yapı taşlarını bir araya getirmek için enerji de gerektiriyordu, bu da bir katalizör gerektirirdi.

İlk yaşamın önemli bileşenlerini arayan bir ekip, yeni bir makalede olası bir aday olduğunu düşündükleri şeyi bulduklarını bildirdi.

Rutgers Üniversitesi'nden çalışma yazarı Profesör Vikas Nanda, bir açıklamada, "Bilim insanları, 3,5 ila 3,8 milyar yıl önce bir devrilme noktası olduğuna, prebiyotik kimyadan - yaşamdan önceki moleküller - canlı, biyolojik sistemlere geçişi başlatan bir şey olduğuna inanıyorlar. Değişimin, eski bir metabolik reaksiyonda önemli adımlar gerçekleştiren birkaç küçük öncü protein tarafından ateşlendiğine inanıyoruz. Ve bu 'öncü peptitlerden' birini bulduğumuzu düşünüyoruz." dedi.

Söz konusu molekül, bir amino asit omurgası ile bağlanmış iki nikel atomundan oluşuyor, bu da Nanda ve ortak yazarların onu nickelback olarak adlandırmasına neden oldu. Bu formda nikel, bugün olduğu gibi o zamanlar da bir enerji kaynağı olabilecek hidrojeni oluşturmak için protonları ve elektronları bir araya getiren güçlü bir katalizör haline gelir.

Modern yaşamın temelini oluşturan moleküllerin birçoğu ancak yaşamın izin verdiği birleştirme süreci sayesinde mümkündür. Araştırmacılar, yaşamı başlatanların daha basit olması gerektiğini, ancak biyokimyasal reaksiyonlara güç sağlamak için enerjiyi dönüştürecek kimyaya sahip olmaları gerektiğini düşündüler.

Bununla birlikte, mevcut proteinler genellikle uygun olmayacak kadar karmaşıktır, bu nedenle ekip onları daha basit bir şeye geri döndürmeye çalıştı. Nickelback, şimdiye kadar buldukları en umut verici örnek. 13 amino asitten ve iki farklı nikel atomundan oluşuyor, o zamanlar bir araya getirmek hala bir başarı olurdu - ancak yazarlar, o sırada mevcut olması muhtemel sıcaklıklar ve asitlikler boyunca kararlı olduğunu buldular. Sonuç olarak, bir kez oluştuğunda rolünü tekrar tekrar yerine getirebilirdi.

Nickelback, [Ni-Fe] hidrojenaz (solda) (PDB ID: 5XLE) ve ACS (sağda) ile karşılaştırıldığında. Nickelback (ortada), her iki aktif bölgenin öğelerini 13 kalıntılı bir polipeptitte birleştirir.

 

Erken Dünya'nın okyanuslarındaki nikel bolluğu, amino asitlerin muhtemel varlığıyla birleştiğinde, o zamanlar nickelbackin varlığını makul kılıyor.

Ekip, nickelbackin karbon bazlı molekülleri azaltmak gibi o sırada önemli olan diğer reaksiyonları katalize edip edemeyeceğini veya başka peptitler gerektiren bir dizilişin sadece başrol oyuncusu olup olmadığını keşfetmek için daha fazla araştırma yapmak istiyor. Aynı ekip, ambidoksini beş yıl önce keşfetti ve onu yaşamın yolunu hazırlayan diğer tepkileri kolaylaştıran olası bir iş birlikçi olarak değerlendiriyor.

Nanda, "Bu önemlidir, çünkü yaşamın kökenleri hakkında birçok teori olsa da, bu fikirlerin çok az sayıda gerçek laboratuvar testi vardır. Bu çalışma, yalnızca basit protein metabolik enzimlerinin mümkün olduğunu değil, aynı zamanda çok kararlı ve çok aktif olduklarını gösteriyor - bu da onları yaşam için makul bir başlangıç ​​noktası yapıyor." dedi.

Astrobiyologlar, potansiyel olarak yaşanabilir gezegenlerin atmosferlerinde biyo-imza olarak bilinen yaşamın varlığını gösteren molekülleri aramaya hazırlanıyorlar. Diğer yıldızların yörüngesindeki gezegenlerde biyo-imzaları bulma kapasitesi şu anda teknolojimizin en uç noktasındadır, ancak daha güçlü veya daha odaklı teleskoplar yerleştirildikçe, giderek daha gerçekçi hale gelecektir.

Modern Dünya kadar yaşam açısından zengin dünyalarda biyo-imzalar bulmak, bu araçlar çevrimiçi olduğunda nispeten kolay olabilir. Ancak, yakındaki uygun dünyalar çok daha az gelişmiş olabilir. Nickelback gibi peptitlerin varlığı, yaşamın başlamamış olsa bile yakında başlayacağının göstergesi olabilir.

Makale Science Advances'ta yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.