Yaşam yeryüzünde 3,5 milyar yıl önce başlayan bir süreç. Bugün bildiğimiz hücrelerin basit bileşenleri, diğer bir değişle cansız kimyasal moleküller, yavaş yavaş bir araya geldi, birleşti ve birbirleriyle etkileşmeye başladı. Bir noktada yaşam formu, yani, otonom sistemler haline geldiler. Zaman içerisinde evrim geçirerek bugünkü karmaşık yapılarına ve çeşitliliklerine ulaştılar. UPV/EHU (Bask Yurdu Üniversitesi) bünyesinde yürütülen bazı çalışmalar, kimyasal moleküllerin kendi kendilerine nasıl bir araya gelerek yaşamı başlattığını anlamayı hedefliyor.
DNA, RNA, proteinler, karbonhidratlar, yağlar… Hücreler çok çeşitli bileşenlerden oluşuyor. Biyolojide, özellikle de hayatın başlangıcına dair çalışmalarda, genellikle bu bileşenlerden birine ve onun özel mekanizmalara odaklanılır ve yaşamın nasıl başlamış olabileceğine dair hipotezler ileri sürülür. Biyofizik Birimi ve UPV/EHU Mantık ve Felsefe Bölümü’nden Kepa Ruiz-Mirazo adlı araştırmacı bunu şu sözlerle ifade ediyor:“Basitçe ifade etmek gerekirse, bu çalışmalar ‘hayatın molekülü’nü bulmaya çalışıyor, diğer bir değişle, hangi molekülün hayatın başlangıcı olan dönüm noktasında en fazla önem taşıdığını saptamayı hedefliyorlar.”
Ancak Ruiz-Mirazo ekliyor: “Yaşam çok çeşitli moleküllerin birlikte aktivitesini içeriyor, bu sebeple son yıllarda, bu konuya yaklaşımla ilgili değişikler meydana geldi ve artık araştırmalar pek çok çeşit molekülün etkisini aynı anda göz önünde bulundurmaya başladı.”
Bilimsel yaklaşımdaki bu taze değişiklikle paralel olarak, Ruiz-Mirazo’nun grubu ve UPV/EHU’dan doktora öğrencisi Sara Murillo-Sánchez aracılığıyla sağlanan Montpellier Üniversitesi işbirliği sonucu, çeşitli moleküller arasındaki etkileşimler gösterildi.“Bizim grubumuzun uzmanlık alanı prebiyotik ortamda oluşan hücre zarları, yani bugünkü yağların yapıtaşı olan yağ asitlerinin dinamiği. Montpellier’in grubuilk proteinlerin sentezi konusunda uzman. Bu iki grubun uzmanlıklarını bir araya getirdik ve yağ asitleri ile aminoasitleri deneysel olarak harmanladık, böylelikle aralarındaki kuvvetli sinerjiyi gözlemleyebildik.”
Gözlemleyebildiklerine göre, reaksiyonların katalize olması yağ asitleri bölmeler oluşturduktan sonra meydana geldi. Yağ asitleri su içinde hidrofobik doğalarından dolayı bir araya gelmeye ve kapalı bölmeler oluşturmaya, yani hücre zarı fonksiyonu kazanmayameyilliler. Ruiz-Mirazo’ya göre, “Tabii ki başlangıçta bu hücre zarı bölmeleri biyolojik değil, kimyasal oluşumlardı.”. Çalışmalarıyla gösterdikleri üzere, bu hücre zarı bölmeleri aminoasitler için çok elverişli ortamlar:“Montpellier grubu çok iyi karakterize olmuş olan peptidlerin oluşumu için gerekli olan prebiyotik reaksiyonları gerçekleştirdi ve bu reaksiyonların yağ asidi varlığında çok daha kolay gerçekleştiğini gösterdi.”
Temelden tepeye, evrimi basit moleküllerle tekrar yaratmak
Yağ asitlerinin ve aminoasitlerinin sinerjisini göstermelerinin yanısıra, Ruiz-Mirazo basit kimyasal bileşenleri, yani öncül molekülleri kullanarak çalışma yapmış olmanın kendisinin çok önemli olduğuna inanıyor.“Yaşam, basit moleküllerle ortaya çıktı. Bu sebeple, yaşamın başlangıcını anlamak için yapılan araştırmalarda, bugünkü hücre zarının yapıtaşı olan karmaşık fosfolipidler gibi kompleks moleküller kullanamayız. Bu çalışmayla, moleküllerin yaşamı oluşturmak için ilk kez nasıl bir araya geldiğini ve daha kompleks yapıları oluşturduğunu, temel moleküllerle göstermiş olduk. Diğer bir değişle, biyolojideki çeşitliliğe ve kompleksliğe, kimyadan başlayarak ulaşmanın mümkün olduğunu gösterdik.”
Deneysel çalışmalarının yanısıra Ruiz-Mirazo iki farklı metodolojiyle daha çalışıyor ve sonuç olarak yaşamın başlangını üç ayrı perspektiften inceliyor.“İlk olarak deneysel çalışmalarımız var. Bir diğeri ise teorik modellemeler ve deneylerden elde edilen sonuçların analizi için bilgisayar simülasyonları. Üçüncüsü ise biraz daha geniş bir alan, çünkü yaşamın ne olduğuyla ilgili felsefi bir anlayış üzerine çalışıyoruz. Bu önemli, çünkü yaşamı algılayışımız bizi spesifik bir deney düzenlemeye ittiğinden, bu anlayış deneysel çalışmaları etkiliyor.”
Ruiz-Mirazo şöyle devam ediyor: “Bu üç metodoloji birbirini besliyor, felsefi analizlerden ortaya çıkan bir fikir sizi yeni bir simülasyon oluşturmaya itebilir. Simülasyondan elde edilen sonuçlar da yeni bir deney düzeneğini belirleyebilir. Bütün bunlar tam tersi şekilde de gerçekleşebilir. Büyük ihtimalle, yaşamın nasıl başladığı sorusunun cevabını bulamayacağız; ama yine de bunun üstünde çalıyoruz, çünkü hepimiz Dünya’da yaşayan canlılarız, biz de bu şekilde var olduk ve bunun nasıl gerçekleştiğini merak ediyoruz.”
