DNA ile RNA, Dünya Üzerindeki Yaşam Başlamadan Önce Beraber Var Olmuş Olabilir

Yaşam var olmadan önceki ilk çorbada, ribonükleik asit (RNA) hüküm sürüyordu. RNA Dünyası olarak bilinen hipoteze göre, hikaye böyle devam ediyor. Fakat görünüşe göre, RNA’nın daha karmaşık olan kuzeni deoksiribonükleik asidi (DNA) dışarıda tutmuş ve bunu da çok acele yapmış olabiliriz.

İngiltere ve ABD’de çalışan kimyacılar, iki molekülün de, antik Dünya’da mevcut olması muhtemel koşullar altında nasıl oluşmuş olabileceklerini gösterdiler. Bu keşif, yaşamın kökenlerine yönelik önemli modellerin yeniden düşünülmesini gerekli kılabilir.

Daha önce yapılan ve canlılardan önceki bir ortamda nükleik asit zincirleri oluşturmanın bir yöntemini gösteren çalışmayı ayrıntılı şekilde değerlendiren araştırma takımı; RNA’nın, DNA molekülünün bileşenlerine enzime ihtiyaç olmadan ve birkaç kolay adımda nasıl dönüştürülebileceğini gösterdi.

ABD merkezli Scripps Araştırma Ensitüsü’nde çalışan Ramanarayanan Krişnamurti, şöyle söylüyor: “Bu yeni bulgular; kimyagerlerin, Dünya üzerindeki yaşamın kökenlerini araştırırken, RNA Dünyası hipotezinin güdümüne çok fazla girmelerinin mantıklı olmayabileceğini akla getiriyor.”

İlk hücreleri oluşturan kimyasal işleyişlerin, RNA’ya dayalı kimyasal tepkimelerden geldiğini iddia eden modeller, yaklaşık yarım yüzyıl boyunca güven kazanmıştı.

İlk bakışta bu, güvenilir bir seçimdi. Çağdaş biyokimya; DNA, RNA ve proteinler arasındaki etkileşimlere indirgenebilirdi.

RNA’nın daha basit olan yapısı ve mekanik işgücüne yönelik kabiliyeti; ilk biyokimyasal tepkimelerin ağırlıklı olarak çok yönlü ve tekil bir molekül tarafından idare edildiğini öne süren hipotezde, ona bir ağırlık kazandırmıştı.

RNA, hem kalıplama hem de inşa etme konusunda yeterli bir iş çıkarabilmesinin yanısıra; kimyagerler, daha basit organik bileşenlerden meydana gelen malzeme listeleri kullanarak, çeşitli potansiyel RNA üretme yöntemleri buluyorlardı.

Ancak kulağa her ne kadar tatmin edici gelse de, RNA Dünyası hipotezi bu konudaki tek aday değil. Mesela, proteinler kendi başlarına da kopya oluşturmuş olabilirler.

Fakat daha basit öncüllerden DNA elde edilmesini sağlayan kolay bir yol olmadığı için, yaşamın ilk tepkimelerinde DNA’nın rolünü savunan fazla araştırmacı olmamıştı.

Krişnamurti ve meslektaşları bir süredir, RNA Dünyası hikayesinin ilk başta göründüğünden daha alakâdar olduğundan şüpheleniyordu.

Bir kere; saf RNA sistemlerini DNA temelli sistemlere evrimleştirmek, muhtemelen her iki molekülün de benzer kalıplama işlerini gerçekleştirdiği bir çeşit devir dönemi gerektirirdi.

Araştırmacılar birkaç yıl önce, bu gibi melez moleküllerin, saf RNA ve DNA iplikleri kadar kararlı olmadığını göstermişlerdi. Bu durum, ilginç bir soruyu ortaya çıkarıyor: Hassas melez karışımlar, neden RNA tabanlı daha güçlü karışımlardan evrimleşiyordu?

Cevaplardan biri, başlangıçta saf RNA dünyası bulunmaması ve yalnızca, egemenlik için yarışan ve iki molekülden oluşan zayıf bir karışımın olmasıydı; ta ki, saf bir DNA sistemi galip çıkana kadar.

“Bu alanda, RNA ve DNA’nın başlangıçta birbirine karıştığı fakat sonra en iyi yaptıkları şeylere göre ayrıldıklarına yönelik bir kavrayış başlıyor” diyor Krişnamurti.

Hepsi iyi hoş ama bu kadar çok DNA molekülü nereden geldi? Krişnamurti’nin şimdi bir cevabı var ve bu cevap, tiyoüridin olarak adlandırılan sülfürlü bir kimyasal.

Araştırma takımı, halihazırda RNA’nın muhtemel bir öncülü olduğu gösterilen bu bileşenin, çeşitli aşamalarda tepkime yaparak nasıl deoksiadenozin oluşturabileceğini göstermiş (deoksiadenozin, DNA’daki genetik kodun bazlarından birine katılan ve DNA’nın omurgasını oluşturan bir şeker molekülü).

Alternatif olarak ise, kendisinin kimyasal akrabası olan deoksiriboz da benzer bir süreçle oluşabiliyor.

Ancak bir sürecin nasıl meydana geldiğini göstermek, onun meydana gelmiş olduğunu kanıtlamakla aynı şey değil.

Fakat RNA’yı DNA’ya dönüştürmenin fazla uzun sürmeyeceğini bilmek; RNA Dünyası hipoteziyle ilgili bazı büyük soruları çözmek söz konusu olduğunda, en azından onun da masada olmasını sağlayabilir.

Araştırma, Nature Chemistry bülteninde yayınlandı.

ScienceAlert