KİMYANIN BİYOLOJİYE EVRİMİ

4 milyar yıl önce henüz çok erken yaştaki dünyamızda, gezegenimizi diğerlerinde olmadığı kadar değişterecek bir süreç başlar. Bu süreçte ”kimya biyolojiye dönüşür”. Okyanus derinliklerinde, sıcak  su kaynakları çevresinde basit yapılı maddeler gitgide daha karmaşık ve kompleks yapılı maddeler oluşturmaya başlarlar. Zaman içinde bunlardan da ilk organizma oluşur. Bununla birlikte hayatın şaşırtıcı hikayesini başlatan ilk küçük  hücre de..

.

Arkaik Okyanus ve Meteor Yağmurları

.

İLKEL YAŞAM ÖNCESİ DÜNYA

Arkaik Okyanus

Ufukta göz alabildiği kadar uzanan su kütleleri. Dalgaları kıran ne bir toprak parçası, ne de herhangi bir sahil, sadece okyanuslardan yer yer yükselen ve içinde karbondioksit dumanı ihtiva eden volkanlar ve 4 milyar yıl önce neredeyse tüm yeryüzünü kaplayan koca bir okyanus.

Dünya henüz huzura ve sakin bir ortama kavuşmuş bir yer değil. Okyanusa düşen meteor yağmurları ve asteroitler zaman zaman tüm dünyaya yayılan büyük şok dalgaları oluşturmakta. Bu kozmik atış ve vuruşların yol açtığı yüksek ve kavurucu sıcaklıklar denizleri kaynatarak dev su kütlelerini buharlar halinde atmosfere yükseltmekte.

Bu kozmik çarpışmalar arasında kalan sürede ise şiddetli kasırgalar esmekte ve yüksek voltajlı milyonlarca şimşek ve yıldırım atmosferi titretmekte. Bu dönemde çok yakın bir yörüngede Dünya çevresinde dönen ve geceleri gökyüzünde muazzam bir büyüklükte görünen Ay, gezegenimiz üzerinde büyük bir çekim gücü oluşturmakta ve bunun meydana getirdiği gel git dalgaları da tüm yeryüzü çevresinde denizlerden denizlere koşuşturmakta..

Ay ve Gel Git Dalgaları

Ay ise bundan daha önce, yaklaşık 500 milyon yıl evvel, başka bir gök cismin Dünya ile çarpışmasından oluşmuş olup gezegenimize sadece 20.000 km uzaklıktaki bir yörüngede dönmekte. Ancak gelecek bir kaç milyar yıl içerisinde nihayet yavaşça yörüngesinden uzaklaşmaya başlayabilecektir.

Bu dönemde atmosfer ancak çok az oranda oksijen ihtiva etmekte olup karbondioksit ve diğer zehirli gazlarla dolu. Güneş ise bu sis perdesinin arkasında sadece çok zayıf bir şekilde parlasa da yeryüzüne ölümcül mor ötesi ışınları yaymakta. Bu cehennemsi gezegende yaşayan hiçbir şey olmadığı gibi küçük olsa dahi okyanuslarda hareket eden herhangi bir organizma da bulunmamakta.

Dünya bu dönemde yaşam için fazlasıyla hijenik bir yer olup sadece enerji ve metaller, tuzlar, mineraller gibi cansız maddelerin belirlediği ve yönettiği bir gök cisminden başka bir şey değil. Buna rağmen bu gezegeni diğer gezegenlerde olmadığı kadar değiştirecek bir süreç oluşmaya başlar. Dünya tarihinde bir kezden ibaret, belki de evrenin tarihinde bir kerelik şaşırtıcı, beklenmedik, neredeyse sihirli bir adımdı bu: Cansız maddelerden canlılık oluşacaktı.

Bu adım tek hücrelilerden çok hücrelilere ve ilk solucandan insana kadar olan adımlardan çok daha büyük bir adım olacaktı. Zira hayatın en büyük mucizesi onun oluşumunun kendisidir.

.

Kara Dumanlar ve Deniz Bacaları

.

Deniz Bacaları ve Kara Dumanlar (Black Smoker)

Oluşum evresi muhtemelen okyanusların derinliklerinde bir yerde başladı.(Bazı araştırmacılar başlangıç için başka mekanları da olasılıklı görüyorlar). Orada aşağılarda, deniz tabanlarında, ”sıcak bacaların duvarlarında” var olmanın ilk kıvılcımı ateşlenecekti. Sanki görünmez bir el tarafından atomlar birleşip zincirler oluşturacak, moleküller birbirleriyle çalışmaya başlayacak, neticesinde ilk canlı ve ilk hücreyi şekillendirecekti. Henüz ilkel bir organizma, arkaik bir bakteri, mikroskobik küçük, zayıf ve kırılgan.. Buna rağmen bu ilk canlı olacaktı.

Bir zar ile dış çevreden korunmuş, buna bağlı olarak bir vücuda sahip olacak bu organizma, biyokimyasal tepkimeleri başlatmak için enerjiden yararlanarak bu tepkimeler sayesinde bir metabolizmaya da sahip olacaktı. Sonunda kendi yapı planını genetik şifreler şeklinde içinde barındıracak, kendi kopilerini oluşturma yeteneğine sahip olarak üreyebilen bir organizma meydana gelecekti.

Hayatın temel birimleri olan en basit hücreler dahi müthiş kompleksitelere sahip birer şaheserlerdir. Bunlar, hızlı bir bilgisayarın bile kendi içindeki işlemlerle simule edemeyeceği kadar çok katmanlı ve olgun yapılardır. Tek bir bakteri hücresi, proteinler gibi 26 milyon molekülden ve bu moleküllerden her biri de yüz bini aşkın atomdan oluşur. Bu maddelerden binlercesi bir makinenin birbirleriyle mükemmel uyum sağlayan dişleri gibi kendi içinde işlemekte ve büyüyüp çoğalmak için her saniye 200 bin yeni molekül meydana getirmektedir.

4 milyar yıl önce Dünyamızın yaşama elverişli olmayan bu şartları altında böylesine zarif ve fligre moleküller, tamamlanmış ve olgun, neredeyse akıllı oldukları düşünülebilecek yapıları nerede oluşturmuş olabilirdi?

O dönemde adeta cadı kazanı gibi kaynayan gezegen üzerindeki yıkıcı ve yok edici doğa güçlerinden asgari olsa da korunma vaat eden muhtemelen tek bir yer bulunmaktaydı, o da deniz dibleri olacaktı.

On kilometrelik bir derinliğe sahip olan arkaik bir okyanus, burada büyük su katmanları koruma kalkanı görevi görmekte. Mor ötesi ışınları emip önlediği gibi astroit çarpmalar sonucu oluşan şok dalgalarını da yumuşatarak etkisizleştirmekte. Gün ışığından uzak kalan bu karanlık dünyada bazı bölgelerde bulunan yer altı kaynaklarından yer yer sıcak sular okyanusa karışmakta. Bu hidro termal kaynaklardan bazıları erimiş kayalıkların hemen üzerinde yer almakta. Deniz suları aşağılarda kaynar magma odaların bulunduğu yere inip çöktükten sonra orada yine yüksek sıcaklıklara ulaşarak tekrar yukarılara çıkmakta ve denize karışmakta.

.

blacksmoker_550x3501

.

Yüksek basıçla deniz tabanlarından fışkırmakta olan yeraltı suları son derece yakıcı olup 400 C sıcaklığa kadar ulaşabilmekte. Bu yüksek sıcaklıklarda hayatın oluşması için gerek duyulan hassas moleküller ne oluşabilirler ne de birarada kalabilirler.

Buna rağmen volkanların aktif olduğu bölgeden ve kaynar derecelerdeki bu doğal fiskiyelerden biraz daha uzak yerlerde daha sakin su kaynakları bulunmakta. Buralarda deniz suları çatlaklardan ve yarıklardan geçerek yeraltında 8 km kadar derinlere inebilmekte.

Orada da kayalıklarla tepkimeye girerek mineralleri çözmekte, diğer yandan bu tepkimeler sonucunda da ısınmakta. Bu ısınmaya rağmen deniz tabanından tekrar yeryüzüne çıktığında ise sadece 40 ile 90 C  arasında sıcaklığa sahip olup bu sabunsu çözelti güçlü bir alkali özelliği göstermekte. Bu yapışkan sıvının çevresindeki okyanustan tamamen farklı bir yapıya sahip olması da onu kimyasal olarak çevresinden ayıran başka bir özellik olmakta. Atmosfer çok yüksek oranlarda karbondioksit içerdiğinden bu gaz kütleleri denizlere karışarak çözülmekte ve tüm okyanusu asitsi bir çorbaya dönüştürmekte.

Birbirinden farklı bu iki çözeltinin karşılaştıkları yerlerde ise kimyasal tepkimeler oluşmakta. Bunun sonucu olarak mineraller deniz diplerine çökerek orada tortular oluşturmakta ve bu katmanların üstünde de binlerce yıl içinde oluşan ve boyu metrelere varan bacalar yükselmekte. Bu bacalar da içlerinde gözenek ve kanallardan oluşan bir ağ içermekte.

Bu denizaltı şöminelerin dışı demir sülfitten oluşan (Fe S ve Fe S2) bir köpükle kaplı. Demir sülfit, halihazırda deniz suyu içinde çözülmüş bulunan demir ile derinliklerden gelen kükürtün birbirleriyle tepkimesinden meydana gelir. Sıcak alkali basıncı altında da milimetrenin binde biri kadar küçük baloncuklar şeklinde dışarı salınırlar.

Bu baloncuklar cansız ve içi boş olan alanlardan oluşurlar. Buna rağmen muhtemelen bugünkü hücrelerin öncüleri olan hayatın kuluçka odacıklarını teşkil edeceklerdi.

Bu baloncuklar başlangıçta sadece derinliklerdeki tepkimelerin oluşturduğu maddeleri ihtiva eden sıcak kaynak sularından başka bir şey içermiyordu. Böyle olduğu halde bu durumuyla bile yaşamın belirgin özelliklerinden biri olan koruyucu bir zara şimdiden sahiptiler.

Bu şekilde kendi içlerinde kapalı ve küçük bir alan oluşturarak demir sülfit tabakasından oluşan kabuk bir kapsül içinde dış dünyadan yalıtılmışlardı. Bu mineral kabuk, baloncuk içinde kapalı kalan molekülleri okyanustaki kaostan yeteri kadar koruyabilecek sertliğe de sahipti. Aynı zamanda çevresindeki bazı maddeleri emebilecek ve içine alabilecek özellikteydi de.

Bu küçük mikro odacıkların içindeyse tamamıyla kendine özgü kimyasal bir ortam oluşabilecekti.

Bu baloncuklar gelecekteki hayatın temelini oluşturacak olan bir töz ile yıkanıp arınacaklardı. Nitekim okyanuslarda halihazırda çözülü olarak bulunan karbondioksitin içindeki karbon ile..

Karbon Atomları

Karbon

Hiçbir element karbon gibi çeşitli formları ve tüm düşünülebilir şekillerdeki molekülleri oluşturabilmeye ve bir arada tutmaya elverişli değildir. Zira karbon kimyasal olarak son derece tepkimeleri seven ve birleşen bir madde. Dilenebilir sayıda karbon atomu birbirleriyle dizilebilir, bu şekilde çeşitli formda halkalar, zincirler ve örgüler kurabilirler.

Bu yapıya da yine hidrojen, oksijen, azot veya kükürt gibi daha başka elementler de eklenip inşa edilebilirler. Her karbon atomu aynı anda dört başka atomla birden bağlanabilmekte. Logo yapı taşlarında olduğu gibi bu prensiple böylesi yüzlerce atom birbirlerine eklenebilirler.

Gerçi bu süreçlerde oluşan bileşimler “ölü” bileşimler de olsa bazı moleküler yapılar halihazırda mikroskobik küçüklükteki makinelere benzemekte. Örneğin başka molekülleri taşıyarak transport edebilmekte, atom bağlarını koparabilmekte veya bu şekilde birbirleriyle birleşerek daha başka özelliklere sahip yeni ve mikroskobik küçük makineler oluşturabilmekte. Bu minik otomatlar ne yapabiliyorlarsa bunu yine karbon atomlarının inşa ettiği yapılar sayesinde yapabiliyorlar.

Böyle moleküllerin oluşabilmesi ve CO2′e bağlı olan karbonun kopraılarak açığa çıkabilmesi için yine enerji lazımdı. Enerji ise derinliklerden yükselen kaynak suları ile birlikte dünyaya yayılmaktaydı. Derinlerde baloncukların ve odacıkların içinden akarak yayılan kaynak suları bolca hidrojen ıhtiva etmekte, hidrojen de karbondioksit içinde bulunan karbon ile birleşmekte.

Gerçi bu tepkimeler genelde çok yavaş sürse de odacıkların etrafını saran demir sülfit kabuğu bu iki elementin birleşiminde katalizatör etkisi yaratarak kimyasal tepkimeleri hızlandırma görevini görmekte. İlk karbon- hidrojen bileşimleri de bu şekilde oluşmaya başlamakta.

Bunun yanında ilk hücrenin prototipi ve atası sayılabilecek bu hücre öncesi yapıya da orantısız bir kimyasal dengesizlik durumu da, ihtiyacı olduğu daha çok enerjiye kavuşmasında hizmet edecekti. O dönemde daha ziyade asitsi olan deniz suyu bu baloncukların ve mikro odacıkların çevresini saracak, buna karşın odacık ve baloncukların içi baz özelliği gösteren alkali maddelerle dolu kalacaktı.  Birbirinden farklı bu iki eriyik çözelti arasındaysa elektriksel bir enerji farklılığı ve dengesizliği oluşmuştu. Asit içindeki elektrik yüklü parçacıklar yokuş aşağı akan su gibi alkalik çözeltiye doğru akmaya başlayacaktı. Bu şekilde denizlerdeki bu küçük elektrik yükleri de mineral kabuğun içinden geçerek odacıkların içlerine dalabilecekti. Bu parçacık enerjisi de kimyasal tepkilerin oluşabilmesinde önem taşımakta.

Gerçi hidrojen ve su içinde çözünmüş olan karbondioksit başlangıçta formeldehit gibi sadece dört atomdan oluşan basit tözler üretse de bir süre sonra karbonun yanında hidrojen ve oksijen gibi başka elementler de bağlanarak daha kompleks yapılar ve maddeler oluşturacaktı.

Yapı malzemeleri ise bu odacıkların içinde halihazırda mevcut bulunmaktaydı. Zira derinlerdeki kaynak suları geçtikleri yerlerde çeşitli maddelerle karşılaşmakta ve bu maddeleri de bünyelerine almaktaydılar. Örneğin azot içeren keskin kokulu amonyak gibi.

Kara Dumanın İç Yüzünden bir kesim

.

Mikro Odacıklar

Okyanus tabanındaki bu termal bacalar kimyanın biyolojiye dönüşünde ve canlılık dediğimiz hayat döngüsünün başlamasında destekleyici özellikler taşıyordu. Okyanus tabanındaki termal bacalar her açıdan yaşamın ortaya çıkışını destekleyecek nitelikte olup sıcak yeraltı sularındaki methan, amonyak, fosfor-kükürt-hidrojen gibi çeşitli bileşimleri bünyesinde toplayabiliyordu. Bu poröz özellikleri sayesinde hem volkanik bölgelerden gelen ham madde ve indirgen bileşiklerce zengin, hem de kristal yüzeylerin ve mikroskopik odacıkların bulunduğu gözenekli yapıları ile ilk kataliz reaksiyonlarının ve kimyasal tepkimelerin gerçekleştiği ve de hücresel bileşenlerin korunduğu bölgelerdi. Bu basit bileşenler bu labaratuvar sisteminde daha sonra şeker, aminoasit ve nükleitler gibi daha kompleks çeşitli organik bileşenleri oluşturacaktı.

Bu küçük odacıklardan herbiri denemeler yapılan bir labaratuvarı andırmakta. Bunların içindeyse hidrojenin taşıdığı enerji ve hücrenin içi ile dışı arasındaki elektrik yükleri farklılığının yarattığı etki, birçok kimyasalların birbiriyle tepkimeye girme olanağı bulmasına ve birbirleriyle karışmasına yardımcı olmakta.

Baca duvarlarında bu şekilde sayısız laboratuvarlar birbiri ardına sıralanmakta olup her birinin içerdiği karışım diğerlerinden farklılık göstermekte ve yine her birinde farklı kimyasal ortamlar ve buna bağlı olarak da farklı şartlar ve önkoşullar oluşmaktaydı. Nitekim sıcak kaynaklardan olan uzaklığa bağlı olarak baz çözeltileri ya sıcak ya da daha soğuk olmakta, aynı zamanda odadan odaya da moleküllerin yoğunlukları ve konsantrasyon oranları da değişimler gösterebilmekteydi.

Boş odacıklarda oluşan bu labirent yapı, adeta çeşitli deneylerin paralel yapılabildiği bir laboratuvar kompleksine benzemekte olup daima yeni tepkime ve reaksiyonların sınanıp test edildiği doğal bir deneme ortamını andırmaktaydı.

Bu tepkimelerden bazıları hızlı ama sonuçsuz bir şekilde sona ererken, diğerleri de çıkmaz bir yola girerek sonuçsuz kalıyordu. Bazı mikro odacıklarda ise boş odayı tıkayıp dolduran ve yapışkan bir katrana benzeyen tözlerden başka birşey de oluşmuyordu.

Diğer mikro reaktörlerde ise daha kompleks kimyasal süreçler yavaşça olgunlaşmaktaydı. Zira ilk ve henüz çok basit olan birincil tepkimelerde oluşan maddeler, ancak ileride bundan sonra oluşacak olan tepkimeler zincirinin başlangıcına hizmet edecekti. Bu şekilde yavaş yavaş sürekli olarak ara produkt maddeleri meydana getirecek olan kimyasal tepkimeler zinciri ve süreçleri oluşacaktı.

kara-dumandaki-odaciklar3

Bu köpüksü baloncuklarda en fazla hidrojen kullanan ve bu şekilde en çok enerji açığa çıkarabilen tepkime türleri de öncelik kazanmaya başlayacaktı. Eğer daha fazla enerji kazanımı olursa daha önce oluşmuş olan bu ara maddeler birbirleriyle daha çok tepkimeye girebileceklerdi. Bunun yanında herhangi bir enerji fazlalığı olmadan birbirleriyle tepkimeye giremeyecek olan bu bileşimler de olamayacaktı. Bu şekilde ana tepkimeden ayrılan yan tepkimeler de yürürlüğe girip moleküler çeşitliliği de artıracak ve zenginleştirecekti.

Sonunda bazı odacıklarda tekrar ve tekrar yeni başlangıçlar yapabilen stabil yapıdaki kimyasal döngüler oluşacaktı. Küçük ölçekli nano fabrikalar misali sürekli ve devamlı moleküller dizilimleri ve bileşimleri ortaya çıkacaktı. Bu moleküller de gittikçe yoğunlaşarak boş olan odacıkların içini doldurcaktı. Bu moleküller çorbasının bir kısmı diğer komşu odacıklara akıp karıştığında ise orada da benzer tepkimelere yol açacaktı. İşte bu yolla başarılı bir kimyasal tepkimeler zinciri çevresindeki sayısız komşu odacıklara da geçerek yayılabilecekti.

Cansız baloncuklarda bu şekilde, özellikle daha stabil ve daha fazla enerji açığa çıkarabilen tepkimelerin hayatta kalabildiği, bir nevi kimyasal evrim diye nitelendirilebilecek bir mücadele başlamış oldu.

.

Amino Asitler

.

İlk Amino Asitler ve Peptidlerin Oluşumu

Yavaş yavaş bu süreçlerle daha karmaşık ve kompleks moleküller olgunlaşmaya ve tamamlanmaya başlar. Baloncuklar arasında sürüklenen bu ilk büyük ve çok atomlu konstrüktif yapılar içinde amino asitler ilk sırada gelmektedir. Bugün bile her hücrede milyonlarca defa rastlanabilen amino asitler yaşamın kimyasal temel taşlarıdır. Nitekim amino asitler bir kolyenin boncukları gibi birbirleri ardına dizilebilir ve bu şekilde bildiğimiz proteinleri oluşturur.

Hayatın yapı taşları olarak adlandırılan Karbon, Hidrojen, Oksijen ve Azot kendi aralarında birleşerek su, metan, amonyum, hidrojen siyanid ve karbondioksit gibi daha büyük moleküller oluşturacak, bunlar da ardından amino asitler, lipitler, şekerler, pirimidinler ve nükleik asitleri ve sonunda bu moleküller de içlerinde enerji kaynakları taşıyan mikro odacıklarda birleşerek adına protein ve DNA dediğimiz daha büyük moleküllerin oluşmasını sağlayacaktı.

Odacıklarda yavaş bir süreç içinde  gitgide daha uzun iplikler oluşturmaya başlayan amino asitler, uzadıkça birbirleri çevresinde dolanarak yumaklaşmaya ve bugün bildiğimiz o özgün sarmal şekillerini almaya başlarlar. İleride bir hücrenin tüm hayati görevini üstlenecek olan ilk protein molekülleri bu şekilde oluşmaya başlar.

Bazı proteinler bir hücrenin form ve şeklini stabilize ederken, diğerleri iki değişik madde arasındaki tepkimeleri tetiklemekte, bir başkası ise hücre membranında kendine bir yer bularak kalıcı olarak oraya yerleşmekte.

.

Nükleik Asitler

.

İlk Nükleotidler ve Nükleik Asitlerin Oluşumu

Bunların yanında paralel olarak hayat için önem taşıyan başka bir madde grubu da erken bir şekilde oluşmaya başlamaktadır. Bu madde grubu da ileride genlerin temel taşı olacak olan nükleotidler olacaktı.

Tam anlamıyla bu dönemde 5 çeşit farklı nükleotid oluşmaktaydı. Bunlardan her biri farklı şeker moleküllerinden, zengin enerjili fosfat bileşimlerinden ve de 5 değişik varyasyonları bulunan nükleik asit bazlarından birinden oluşmakta, nitekim sırasıyla adenin, sitozin, guanin ve urasil.

.

Adenin, Sitozin, Guanin ve Urasil

.

İlk başlarda hayati önem taşıyan bu maddeler baz çözeltisi içinde ancak seyrek olarak yüzmekteydi. Bacalardaki sıcaklık farklılıkları ise onları bu dar odacıklarda gitgide daha çok toplanmaya ve bir araya getirmeye zorlar.

Zira bu bacaların sıcak kaynaklara bakan yüzünde duvar gözenekleri daha sıcak ama okyanusa bakan taraftaki duvarların gözenekleri ise daha soğuktu. Bu sıcaklık farklılıkları da birbirleriyle bağlantılı olan odacıklar arasındaki sular ve sıvılar ile dolaşmaya ve sirkule edilmeye başlar. Bir kısmı su akımlarıyla koparılan, bir kısmıysa ısı enerjisinin verdiği güçle hareket eden Nükleotitler de bu gözenekler sisteminin alt kısımlarında milyonlarca kere yoğunlaşmaya başlar.

Bu şekilde sıkışarak bir araya toplanan nükleotitler amino asitlerinde olduğu gibi daha uzun zincirler kurmaya başlayarak ribonükleik asitleri (RNA) oluşturular.

RNS (Ribonükleik Asitleri)

.

İlk RNA (Ribonükleik Asitlerin) Oluşumu

Çeşitli biçimlerdeki nükleotitler artık hangi sıraya göre birbirleriyle dizilmişlerse, her bir RNA molekülü de belirli ve kendine özgü bir forma göre şekillenerek yumaklaşmış ipçiklere benzemeye başlarlar.

Muhtemelen RNA molekülleri ilk başlarda odacıklarda sadece enerji depolayıcıları olarak enerji taşıma görevi görmüşlerdi. Enerji depolayarak ihtiyaç olduğunda başka bir tepkimeyi besleyerek aldıkları bu enerjiyi geri veriyorlardı.

RNA molekülleri belki de amino asitlerin uzun zincirler kurabilmesini hızlandırabiliyor, RNA sayesinde amino asitler daha çabuk ve hızlı bir şekilde proteinler oluşturabiliyordu. Modern hücrelerde RNA moleküllerin dizilim şekli amino asitlerin de dizilim şeklini belirlemekte ve protein molekülünün dizilim kuruluşunu da önceden saptamaktadır.

İlk hücrede bu adıma nasıl varıldığı henüz tam olarak bilinmemekte. Araştırmacıların tahminlerine göre muhtemeln RNA moleküllerin çeşitli şekilleri ve RNA’lerden her birinin sahip olduğu enerji ile amino asitlerin enerjilerinin birbirleriyle etkileşmesi kaba bir seleksiyon oluşmasına neden oldu.

Fakat bilinen ve sabit olan bir şey var, o da hayat öncesi herhangi bir dönemde bazı odacıklarda kimyayı biyolojinin eşiğine taşımış olan bir adımın atılmış olduğu..Proteinler ve RNA’in birbirlerini destekledikleri, RNA moleküllerinin bu tip proteinlerin oluşmasını hızlandırdıkları, buna karşılık proteinlerin de RNA moleküllerinin kendilerini sentezleyerek çoğalmalarını destekleyerek yardım etmiş oldukları..

RNA moleküllerin yapısı ve şekli sadece hangi tür proteinlerin oluşturulacağını belirlememekte, aynı zamanda bu moleküller aynı bilgiyle kendilerini de çoğaltabilmekte. Bu anlamda RNA molekülleri kendi içlerinde bir yapı planı da taşımakta. Böylelikle odacıklarda ilk genetik molekülleri de oluşturmakta ve kimyasal süreçleri etkileyen, aynı zamanda kendilerini sentezleyecek şekilde  bilgi depolayıcıları  veya veri yaşıyıcıları görevini de üstlenmekteler.

Moleküler yapı taşları nükleotitlerde oluşan ve kendilerini çoğaltarak nesillerini geleceğe taşıyabilen bu kompleks dizilimler ile ilkel bir genetik şifre de ilk defa doğmuş oluyordu. Bu süreç de bir yapının canlı olarak nitelenebilmesinde önemli bir kriter olacaktı.

Transkripsiyon ve çevrim

.


İlk DNA (Deoksiribonükleik asit) Oluşumu

RNA Molekülleri pek sağlam ve stabil olmadıklarından veri taşıyıcıları olarak dezavantaja sahipti. Devamlı kırılıp parçalanarak form ve fonksiyonlarını kaybediyorlardı.

Kaç milyon veya bin yıl sürdüğünü şimdilik kimse tam olarak bilmese de gelecekte bir zamanda hala hücre içindeki süreçleri yöneten RNA molekülün yerini daha yeni, istikrarlı ve çok daha sağlam yapılı başka bir genetik molekül alacaktı. Bu yeni genetik molekül ise birbirlerine helezon spiraller şeklinde sarılmış ipliklerden oluşan DNA (Deoksiribonükleik asit) olacaktı.

Biyologların tanımına göre neredeyse organizma sayılabilecek bir proto hücre böylece moleküler çorbadan doğmuş oldu. Bu proto hücrenin etrafını saran bir membran vardı ve aynı zamanda metabolizma da yapabiliyordu. Bunun yanında kendi genetik şifresinin kopisini yaparak çoğalabiliyor ve yan odacıklara gelecek nesilleri aktarabiliyordu.

Yine bunlara ek olarak ön hücre sayılabilecek bu yapı, DNA’larının değişime uğramasıyla birlikte kendini de değiştirebiliyordu. Zira hangi dizilime göre sıralanmışsa o şekilde çeşitli protein molekülleri oluşturabiliyor, bunlar da yeni kimyasal tepkimeleri tetikleyebiliyordu.

Hayatın öncüleri olan bu yapıların yapamadıkları tek şey kendiliklerinden hareket ederek ilerleyememesiydi. Çünkü bir mineral zarın içinde hapsedilmişlerdi. Bir yarısı canlı olan maddelerden, yani genetik maddeler ve biyo-moleküllerden, diğer yarısı da kendisini bir kabuk gibi saran ölü maddeler ve minerallerden oluşuyordu.

Bu garip, yarı canlı yarı ölü, hermafrodit yapı yaşam işlemlerini ve hayat süreçlerini gerçekleştirebilmek için, kendisine bir form veren bu minerallere ve taştan kabuğa hala ihtiyaç duymaktaydı. Denizaltı şöminelerin pöroz yapısı dış etmenler tarafından kırılıp parçalandığında içerdiği hayat iksiri de köpükçüklerle birlikte denize karışıp kayboluyordu.

DNA

.

İlk Yağ Asitleri ve Lipitlerin Oluşumu

Sağlam kalan ve işler haldeki bacalarda ise biyo-kimyasal tepkimeler yakında, su geçirmeyen lipit yağlar gibi daha başka bileşimlerin oluşmasına gebe kalacaktı. Bu lipitler başlangıçta hücre zarının minerallerden oluşan panzer duvarı iç yüzünde toplanıyor ve oralarda minik lekeler oluşturuyordu. Daha sonraları ise bu lekeler birbirleriyle karışıp eriyerek küçük odacıkların tüm duvarlarını kapsamaya başlayacaktı. İşte bu yağ-lipit tabakası zaman içinde organizmanın hücre zarının tümünü oluşturacak ve gen moleküllerine kendi yapı planını da ekleyecekti.

Sonunda bu arkaik hücrelerden bazıları, asitli deniz duyu ile derinliklerden gelen bazlı çözeltiler arasında var olan ve hayati önem taşıyan bu dengesizliği kendi başlarına oluşturmaya başlayacaktı. Muhtemelen bu süreç ilk olarak sıcak kaynaklardan daha uzakta kalan odacıklarda gerçekleşecekti. Bu kaynaklardan daha uzakta kalan odacıklarda bazlı baz çözeltileri deniz sularıyla daha çok karıştığından azalmış olacak ve kendisini saran asitsi denizle olan değer farkı da azalacaktı.

Bu bölgede – bilim insanlarının tahmin ettiklerine göre-   devamlı olarak tekrarlanan form ve biçim değişiklikleri yüzünden hücre zarı dışındaki elektrik yüklü parçacıkları bir pompa gibi hücrenin içine çeken protein molekülleri oluşacaktı. Bu şekilde dış ve iç dünya arasındaki kimyasal süreçleri devreye sokmaya yarayan, sürekli ve zengin voltajlı bir elektrik gerilimi oluşturulabilecekti.

Böylelikle denizaltı bacasının olası bir parçalanması veya kendi içine çökmesi bu yapılar için artık ölüm fermanı anlamına gelmeyecek bir şekilde ön hücreler olgunlaşmış ve dış dünyaya açılmaya hazır hale gelmişlerdi. Bılakis bu onlar için artık bir kurtuluş olacaktı. İlk tamamlanmış hücreler artık yattıkları kuluçkadan çıkmaya hazırdılar..

.

İlk hücrenin kendini eşleyen RNA’nın fosfolipidzar ile çevrilmesi sonucu oluştuğu varsayılmaktadır

.

.

Kaynakça:

Cevherler ve Volkanik Kayaçlar, Çevirenler; T. Ustaömer ve B. İpekoğlu, İstanbul Üniversitesi

Ribonükleik Asit, RNA Wikipedia

RNomenclature, Jürgen Brosius and Henri Tiedge, Volume 1, Issue 2, Temmuz/Ağustos 2004, Sayfa 81 – 83

Linder Biologie (Linder Biyoloji Ansiklopedisi), 21. Baskı, Schroedel, Hannover 1998

Chemische Evolution (Kimyasal Evrim), Biologie GLF 13/1 2007, Christian Neukirchen

Evolution im Fadenkreuz des Kreationismus (Yaratılışcıların Hedefinde Evrim), Bölüm “Die chemische Evolution” (Kimyasal Evrim) , Sayfa 171-211,  Martin Neukamm

Chemische Evolution: Und der Ursprung des Lebens , (Kimyasal Evrim ve Hayatın Kökeni), Springer Verlag Berlin Heidelberg 2005, Prof. Dr. Horst Rauchfuss

Der heiße Ursprung des Lebens, (Hayatın Sıcak Başlangıcı)  Spektrum der Wissenschaft, Ocak 2007, Sayfa 73-81. Russell, M.J. (İngilizce PDF)

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Connecting to %s