Son araştırmalar ilksel çorbanın yapıtaşlarından nasıl amino asit ürettiğini ve yaygın bilimsel fikir birliğinin de söylediği gibi evrimin ilkel tek bir hücreden bitki ve hayvanlara doğru gerçekleştiğini ortaya çıkardı. Ama yapıtaşlarının ilk hücreyi oluşturacak proteinler şeklinde nasıl birleştikleri hala bir gizem.
Dr. Richard Wolfenden ve Dr. Charles Carter yakın zamanda elde ettikleri bulguları Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayınlandı. Yayınlanan makalede kodlama, düzenleme ve genleri ifade etme rolünü üstlenen RNA molekülünün kendini ilksel aminoasit ve kozmik kimyasalların çorbasından ayırdığını ve tek hücrelilerde bulunan peptid olarak adlandırılan kısa proteinlerin oluşmasına sebep olduklarını varsayan problemli “RNA Dünyası” teorisine de karşı çıkıldı.
Bulgular, milyarlarca yıl önce hayatın evrimleşme hikayesine yeni bir kat ekliyor.
Bilimsel çevreler 3.6 milyar yıl önce şu an Dünya üzerindeki her şeyin bir evrensel son atasının (Last Common Universal Ancestor, ya da kısaca LUCA) var olduğunu biliyorlar.
Yine de, yaklaşık 4.6 milyar yıl önce Dünya'nın oluşumundan sonra ortaya çıkmış kaynayan kimyasallar kazanından LUCA'nın nasıl ortaya çıktığı üzerine 3.6 milyar yıldan öncesine dair bir kanıt bulunabilmiş değil. Bu kimyasallar, amino asitleri oluşturmak üzere tepkimelere girdiler ve şu an hala bizim hücrelerimizde bulunan proteinlerin yapıtaşlarını oluşturuyorlar.
Carter şöyle söylüyor:
“LUCA hakkında çok şey biliyoruz ve amino asit gibi hayatın yapıtaşlarının üretilmesi sırasında gerçekleşen kimyasal olayları öğrenmeye başlıyoruz, ama bu iki ana bilgi arasında bir bilgi çölü var. Nasıl araştırabileceğimizi bile bilmiyorduk."
“Dr. Wolfenden yirmi amino asidin fiziksel özelliklerini saptadı ve bu özellikler ile genetik kod arasında bir bağ bulduk. Bu bağlantı bize, Dünya’daki hayatın ilk başlangıcında düşündüğümüz seçilim sürecinin başlaması için gerekli peptid ile RNA etkileşimini olası hale getiren; ikinci, daha eski bir kodun olduğu fikrini verdi.”
Bu yüzden Carter RNA’nın ilkel çorbadan kendi kendine ortaya çıkmak zorunda olmadığını söylüyor. Onun yerine; hücreler oluşmadan bile, protein ve RNA’nın oluşumuna sebep olan, amino asit ve nükleotit etkileşimi olması daha muhtemel görünüyor.
Wolfenden öncülüğünde hazırlanan ilk PNAS makalesi özetle; Wolfenden’in labaratuvarında amino asitlerle yürütülen bir dizi biyokimyasal deney amino asitlerin sahip olduğu iki özelliğin proteinlerin katlanırken gösterdikleri davranışları ve 4 milyar yıl önceki Dünya’nın yüksek sıcaklıklarıyla ilişkisini açıklamak için gerekli ve yeterli olduğundan behsediyordu.
Carter öncülüğünde hazırlanan ikinci PNAS makalesi aminoasil-tRNA sentetaz olarak adlandırılan enzimlerin nasıl tRNA’yı tanıdıklarını inceliyor. Bu enzimler genetik kodu proteinlere çeviriyorlar.
Carter’in analizleri, L-şekilli tRNA moleküllerinin iki farklı ucunun da hangi amino asidin seçileceğini belirten bağımsız kodlar (ya da kurallar) içerdiğini gösteriyor. Amino asit taşıyan tRNA bitişi boyuta uygun olarak amino asitleri sıralıyor.
L harfi şeklindeki tRNA’nın diğer ucu anti-kodon olarak adlandırılıyor. Anti-kodon birbirinin peşisıra gelen üç RNA nükleotidi içeren amino asidin polaritesine uygun seçilmiş genetik mesajı içeren kodonları okuyor.
Wolfenden ve Carter’ın sonuçları Dünya’nın ilkel dönemleri süresince tRNA ve amino asitlerin fiziksel özellikleri arasındaki ilişkinin çok önemli olduğuna işaret ediyor.
Carter ve Wolfenden ileri seviye genetik kodlamanın; sadelikten karmaşıklığa nasıl ulaşıldığı ve yaşam tarafından işin iki farklı çeşit polimere –proteinlere ve nükleik asitlere– nasıl paylaştırıldığı paradokslarını çözeceğine inanıyor. Wolfenden şuna dikkat çekiyor:
"Gerçek şu ki, genetik kodlama birbirini takip eden evrede gelişti. Bunlardan ilki, diğerine nazaran daha basit. Belki hayatın Dünya hala gençken ortaya çıkmasının sebeplerinden biri de budur."
Bir ilkel kod yani ilkel kodlu peptidlerle birleştirilmiş tRNA, belki de kesin seçimli bir avantaja sahipti. Ve bu ilkel sistem doğal bir seçilim işlemine maruz kaldı, dolayısıyla yeni ve bir sürü evrimsel biyolojik form oluşumu başladı.
Bu makalenin eksiksiz versiyonuna buradan ulaşabilirsiniz.