Bilim İnsanları, Hayat Başladığında Var Olan Bir Proteinin Kanıtlarını Buldular
Fotoğraf : Araştırmacılar, demir ve sülfürden oluşan metal bir çekirdeğin etrafına dolanan sentetik küçük bir protein tasarladılar. Bu protein tekrar tekrar yüklenebilir ve boşaltılabilir özelliktedir. Yani bir hücre içindeki elektronları yerleştirmesine izin verir.
Dünyada yaşam nasıl ortaya çıktı? Rutgers araştırmacıları, yaşamın yapıtaşları olan basit protein katalizörlerini, yani hücrelerin işlev görmesi için gerekli olan katalizörlerin hayat başladığında da var olabileceğine dair ilk ve belki de kesin olan kanıtlar arasında olduğunu bulmuşlardır.
Rutger araştırmacılarının ilkel bir peptid(kısa protein de denebilir) ilgili çalışmaları, American Chemical Society Journal’da yayınlandı.
1980’lerin sonunda ve 1990’ların başında, kimyager Günter Wächtershäuser, yaşamın okyanusta demir ve kükürt içeren kayalarda başladığını belirtmişti. Wächtershäuser, Rutgers’deki Robert Wood Johnson Tıp Fakültesi’nde yardımcı profesör olan Vikas Nanda çalışmalarına göre, kısa peptitlerin metalleri bağlayacağını ve yaşamın kaynağı kimyanın katalizörü olarak kullanılacağını öngörüyorlardı.
İnsan DNA’sı, birkaç yüz ila birkaç bin amino asit uzunluğundaki proteinleri kodlayan genlerden oluşur. Tüm canlıların düzgün çalışmasını sağlamak için gerekli olan bu karmaşık proteinler milyarlarca yıllık evrimin sonucudur. Yaşam başladığında, proteinler muhtemelen daha basitti, belki de sadece 10 ila 20 amino asit uzunluğundaydı. Rutgers bilim adamları, bilgisayar modellemeyle ilkel peptitlerin neye benzediğini ve olası kimyasal işlevlerini Nanda’ya göre araştırıyorlar.
Bilim adamları, kısa, 12 amino asitli bir proteini modellemek için bilgisayarları kullandılar ve bunları laboratuvarda test ettiler. Bu peptidin birkaç etkileyici ve önemli özelliği olduğunu buldular. Bu peptit, belirli vücut fonksiyonları için gerekli olan milyonlarca farklı proteini sentezleyen tahminen 20 amino asit yerine sadece iki tip amino asit içerir, çok kısadır ve doğru koşullarda yaşamın başladığı ilk zamanlarda kendiliğinden ortaya çıkması çok muhtemeldir. Bu peptidin çekirdeğindeki metal küme, yaşamın başladığı ilk zamanlarda okyanuslarda bol miktarda bulunan demir-kükürt minerallerinin yapısına ve kimyasına benzerdir. Ayrıca İleri Teknoloji ve Tıp Merkezinde öğretim üyesi olan Nanda’ya göre peptit, elektronları parçalara ayrılmadan tekrar tekrar şarj edilip boşaltılabilirdir.
Rutgers’ın Çevre Biyofiziği ve Moleküler Ekoloji Laboratuvarı’na öncülük eden kıdemli yazar ve Profesör Paul G. Falkowski, “Ferredoksinler adı verilen modern proteinler, şarj ve deşarj işlemini metabolizmayı desteklemek için hücrenin etrafına elektronlar yerleştirerek yapıyor” dedi. “Çalıştığımıza benzer ilkel bir peptid, yaşamın kökeninde de benzer bir işleve sahip olabilir. ” diye ekledi.
Falkowski, Rutgers bilim adamları tarafından yürütülen ve protein katalizörlerinin yaşamın başlangıcında nasıl geliştiğini anlamayı amaçlayan NASA tarafından finanse edilen ENIGMA projesinin baş araştırmacısıdır. Nanda, ilkel peptidin potansiyelini tam olarak tanımlayacak. Yaşamın kökenlerinde kilit roller oynayabilecek aynı zamanda başka moleküller geliştirmeye de devam edecek bir takıma öncülük ediyor.
Rutgers bilim adamları bilgisayarlarla, yaklaşık 10.000 proteini paramparça ettiler ve “Yaşamın Lego Parçaları” diye adlandırdıkları tüm organizmalar içerisinde sayısız protein oluşturmak üzere istiflenebilen çekirdek kimyasal yapıları belirlediler. Küçük primordial peptit, daha uzun yaşam Lego’larının öncüsü olabilir demektir. Bilim adamları artık bu peptiterin yaşamın başlangıcındaki kimyada nasıl işlediğine dair deneyler yapabilirler.
Çalışma ortak yazarları, doktora sonrası araştırmacı olan John Dongun Kim ve yüksek lisans öğrencisi Douglas H. Pike’dir. Diğer yazarlardan olan Alexei M. Tyryshkin ve G.V.T. Swapna, personel bilim adamları ; Doktora sonrası araştırmacı Hagai Raanan Gaetano T. Montelione, Jerome ve Lorraine Aresty Başkan ve Moleküler Biyoloji ve Biyokimya Anabilim Dalı’nda seçkin profesör ve ayrıca İleri Teknoloji ve Tıp Merkezi’nde yerleşik bir öğretim üyesidir.
Kaynak : scitechdaily.com
