Uzayda İlk Kez Organik Bir Kiral Molekül Keşfedildi

Kiralite kavramı, genel olarak en çok verilen örneklerden birisi ile sağ elin sol elin avuç içleri birbirine bakacak şekilde birebir kapanabilmesi ancak birbirinin ayna görüntüsü olması dolayısıyla aynı zamanda farklı yönde bir organizasyona sahip olması olarak anlaşılabilir. Yine sağ elinize taktığınız bir eldiveni çıkarıp sol elinize giymeyi denediğinizde uyumsuz olduğunu deneyimlemeniz, moleküler seviyede bir molekülün kendi ayna görüntüsü ile aynı işlevleri göstermemesi, kiral moleküllerin iki versiyonunun (sağ-el ve sol el moleküller) aynı reaksiyonlara aynı enerji girdisi veya çıktısı ile girip çıkmaması durumunun bir metaforu olarak düşünülebilir.

Vücudumuzdaki proteinleri oluşturan tüm aminoasit molekülleri L formda, yani ‘sol-el’ moleküllerdir. Sporcu gıda takviyelerinin üzerine bakıldığında, tüm aminoasitlerin L formunda kullanıldığı veya eklendiği görülecektir. (Örneğin, L-lysin, L-glycin, L-carnitine veya L-arginine gibi..)

Yaşamsal olarak organik moleküllerin birçoğu kiral yani iki farklı enantiomer organizasyona sahip moleküllerdir. Doğal olarak Dünya üzerinde olduğu gibi, uzayda, gök cisimlerinde ve öte-gezegenlerde bu karaktere sahip moleküllerin keşfi dünya dışı yaşam arayışları için de önemli bir ipucu niteliği taşımaktadır. Yeni bir araştırmada ise tarihte ilk kez, yıldızlararası boşlukta bu kiral moleküllerden birisinin varlığı tespit edildi.

Kiral moleküller olarak anılan bu moleküllerden birisinin uzayın derinliklerinde keşfedilmesi, Dünya üzerindeki yaşamın ve bu yaşamın doğuşunun anlaşılmasında araştırmacılara çok yardımcı olabilir.

Samanyolu’nun merkezindeki süper-kütleli kara delik Sagittarius A yakınındaki, yıldızlar oluşturan dev gaz bulutu Sagittarius B2 (yuvarlak içine alınarak gösterilmiş)  içinde keşfedilen kiral molekül, propilen oksit molekülünün iki farklı enantiomeri (ayna görüntüsü) gösteriliyor. Telif: B. Saxton, NRAO/AUI/NSF from data provided by N.E. Kassim, Naval Research Laboratory, Sloan Digital Sky Survey

Dün itibari ile American Astronomical Society’nin San Diego’da gerçekleştirilen yaz toplantısında araştırmanın sunumunu yapan, Virginia’daki National Radio Astronomy Observatory’de araştırmacı olan  Brett McGuire yaptığı açıklamada, bu keşfin kiral moleküllerin Dünya’daki yaşamın başlangıcında oynadığı rol ve kiralitenin galaksinin farklı yerlerinde ortaya çıkmış veya çıkacak olması muhtemel yaşam için nasıl bir rol oynayabileceği hakkındaki teorilerin laboratuvarda test edilmesini  sağlayacağını belirtti.

Araştırmada National Science Foundation’a ait Green Bank Telescope ve Avustralya’daki Parkes radyo teleskobu kullanılarak, Samanyolu galaksisinin merkezine yakın bir yerdeki gaz bulutu Sagittarius B2 çevresinde keşfedilen kiral molekülün ‘propilen oksit’ olduğu açıklandı.

Kiralitenin yaşam için kimyasal olarak önemi, bazı reaksiyonların kiral bir molekülün yalnızca tek bir organizasyonu ile gerçekleşiyor olması ile anlaşılabilmektedir. Öyle ki, Dünya üzerinde bulunan birçok kiral molekülün tek bir formunun diğerine göre çok daha yüksek bir oranda bulunuyor olması, hem yaşamsal olan hem de olmayan reaksiyonlar için bu moleküllerin önemini ortaya koymaktadır.

Ancak bu kiral moleküller, reaksiyona girecekleri molekülün kendi organizasyonları ile uyumlu olan formları ile etkileşime girebilmektedir. Ne var ki, iki etkileşim birbirinden farklı doğaya sahip değildir. Bu durum da, sağ elini uzatan biri ile sağ el ile, sol elini uzatan biri ile de sol ile tokalaşmamıza benzer biçimde tahayyül edilebilir.

Kozmik Tokalaşma

Keşfin yaşamın başlangıcı ile ilgisi tam olarak anlaşılmak istenirse, yukarıda bahsedilen tokalaşma metaforunun biraz daha genişletilmesi gerekecektir. Şöyle ki, araştırmacıların meteorların, kuyruklu yıldızların üzerlerinde keşfettiği organik moleküller -içinde kiral moleküller de bulunmak üzere- diğer tüm kiral moleküller gibi bir yöndeki organizasyonda bulunmaya doğal olarak daha yatkın oluyor. Yani yüzde miktara vurulacak olursa bir yön örneğin sağ-el enantiomer miktarının sol-el enantiomerden fazla olması, yine kendisi ile aynı yönlü organizasyona sahip organik (ve hatta inorganik) moleküllerle etkileşimi sağlayacak böylelikle yüksek yüzdede bulunan moleküller arasında yaşamı başlatacak ilk reaksiyonlar ve doğal olarak yaşam için bir itki sağlanmış olacaktır.

Bu hipotezin tam olarak nerede, nasıl ve hangi moleküllerle başlamış olduğu tam olarak anlaşılsa bile, araştırmacılar bunun da başlangıcına gitmek için meteorlardan daha geriye, bu moleküllerin içinde oluştuğu gaz bulutlarına bakılması gerektiğini öne sürüyor.

Yeni araştırmada keşfedilen propilen oksit molekülü, konunun kiral moleküller ile ilgili olan kısmının araştırılması için çok iyi bir başlangıç noktası olabilir. Çünkü, bu yıldızlar arası alanda varlığı tespit edilen propilen oksit’ten Dünya’nın kütlesinin yüzde 80’i kadar bulunuyor; öyle ki, oda sıcaklığında bu kadar maddenin hacmi Dünya’nın hacminin 5.5 katı kadar yer kaplayacaktır.

Yapılan çıkarımlardan birisi de, kiral moleküller ister Güneş sistemini oluşturan gaz bulutunda bulunmuş olsun, ister Dünya’ya meteorlarla taşınmış olsun; Dünya üzerindeki yaşamın başlangıcı için bu moleküllerin zorunlu hale geldiği ve evrimleşmesinde önemli bir rol oynadığı olarak açıklandı.

Kaynak
*Bilimfili - "Uzayda İlk Kez Organik Bir Kiral Molekül Keşfedildi"
http://bilimfili.com/uzayda-kiral-molekul-ilk-kez-kesfedildi/