Yaşamın kökenine yönelik arayışta yeni bir ipucu keşfeden bilim insanları, peptitlerin dış uzayda egemen olan koşullar altında ortaya çıkabildiğini göstermiş. Bütün yaşamın temel yapı taşlarından biri olan bu moleküller, gezegenimizde değil de evrendeki moleküler bulutlarda ortaya çıkmış olabilir.
Amino asit zincirleri
Bildiğimiz şekliyle yaşamın tamamı, aynı kimyasal yapı taşlarından oluşuyor. Bunların içerisinde, vücutta tamamen farklı ve çeşitli işlevler yürüten peptitler de bulunuyor. Maddeleri taşıyan, tepkimeleri hızlandıran veya hücrelerde dengeleyici yapı iskeleleri oluşturan peptitler, belli bir düzende dizilmiş tekli amino asitlerden meydana geliyor. Bu dizilimin sırası ise bir peptidin nihai özelliklerini belirliyor.
Yaşamın kökenine dair merak edilen sorulardan biri de, peptitler gibi çok yönlü moleküllerin nasıl ortaya çıktığı. Örneğin gök taşlarında bulunan amino asitler, nükleobazlar ve çeşitli şekerler, söz konusu kökenin doğası itibarıyla dünya dışı olabileceğini gösteriyor. Fakat tekli amino asit moleküllerinden bir peptit oluşması için, eskiden Dünya’da var olmaları daha muhtemel görülen çok özel şartlar gerekiyor.
İlk adımda su gerekirken, ikinci adımda su olmaması gerekiyor
Jena Üniversitesi Max Planck Gökbilim Enstitüsü Astrofizik ve Küme Fiziği Grubu Laboratuvarında çalışan Dr. Serge Krasnokutski, “Peptitlerin geleneksel oluşma şeklinde su önemli bir rol oynuyor” diyor. Bu süreçte tekli amino asitler bir araya gelerek bir zincir oluşturuyor. Bunun olması için her seferinde bir su molekülünün kaybolması gerekiyor. “Yaptığımız kuantum kimyası hesaplamaları, glisen amino asidinin amino keten adlı kimyasal bir öncünün su molekülüyle birleşmesi ile oluşabileceğini gösterdi. Basit şekilde ifade etmek gerekirse; bu durumda ilk tepkime adımında suyun eklenmesi ve suyun ikinci adımda ortadan kaldırılması gerekiyor.”
Bu bilgiyle beraber fizikçi Krasnokutski’nin öncülük ettiği araştırma takımı, kozmik koşullar altında bir tepkime güzergâhının ortaya çıkabileceğini ve bu durumda suya gerek olmadığını göstermiş.
“Amino asitlerin oluşmasını sağlayan dolambaçlı yoldan gitmek yerine, amino keten moleküllerinin oluşmayıp doğrudan birleşerek peptit meydana getirip getiremeyeceklerini görmek istedik” diyor Krasnokutski. “Bunu da evrendeki moleküler bulutlarda hakim olan koşullar altında gerçekleştirdik; yani boşluktaki toz parçacıklarında. Karşılık gelen kimyasallar karbon, amonyak ve karbonmonoksit, burada bol miktarda mevcut.”
Toz parçacıklarının yüzeyine yönelik model teşkil eden maddeler, ultra yüksek bir vakum odasında karbon, amonyak ve karbonmonoksit ile normal hava basıncının katrilyonda biri ve eksi 263 derece Celsius’ta bir araya getirilmiş.
“Yapılan incelemeler, bu koşullar altındaki temel kimyasal maddelerden poliglisin peptidinin oluştuğunu gösterdi” diyor Krasnokutski. “Dolasıyla bunlar, çok basit glisin amino asidinin zincirleri. Ayrıca farklı uzunluklar gözlemledik. En uzun numuneler, on bir amino asit biriminden oluşuyordu.”
Bu deneyde araştırmacılar, şüphelenilen keten amino asidini de tespit etmeyi başarmışlar. “Tepkimenin böylesine düşük sıcaklıklarda meydana gelebilmesi, amino keten moleküllerinin son derece tepkisel olmasıyla alakalı. Etkili bir polimerleşme gerçekleştirerek birbirleriyle birleşiyorlar. Bunun sonucunda poliglisin oluşuyor.”
Kuantum mekaniğinin tünelleme etkisi de pay sahibi olabilir
“Yine de amino ketenin bu gibi koşullar altında böylesine kolay şekilde polimerleşmesi bizi şaşırttı” diyor Krasnokutski. “Sebebiyse, aslında bunun gerçekleşmesi için bir enerji bariyerinin aşılmasının gerekmesi. Bu özel tepkime adımında, bir hidrojen atomu yerini değiştiriyor. Fakat bir kuantum parçacığı olarak bu öylesine küçük bir şey ki, söz konusu bariyeri aşamayabilirdi fakat tünelleme etkisi yoluyla üstünden geçmişti.”
Amino asitlerin yanısıra peptit zincirlerinin de kozmik koşullarda oluşabildiği artık netlik kazandığından; yaşamın kökenini ararken salt Dünya’ya değil, uzaya da daha fazla bakmamız gerekebilir.
Çalışma geçtiğimiz hafta Nature Astronomy bülteninde yayımlandı.
Yazar: Marco Körner/Friedrich Schiller Jena Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
