Etiket: arke

Hücrelerimizdeki genlerin birçoğu milyarlarca yıl önce evrimleşti ve bunlardan birkaçına dair izler dünyadaki bütün yaşamın son ortak atasına kadar takip edilebiliyor.

355 adet gen tanımlaması yapan ve Nature‘da yayımlanan yeni bir araştırma sayesinde artık bu atamızın neye benzediğine ve nerede yaşadığına dair bugüne kadarki en net resmi elde ettik.

Elde edilen bulgular; yaşamın son evrensel ortak atasının (SEOA); hidrojen, karbondioksit ve mineralce zengin sıcak suyun deniz tabanından çıktığı hidrotermel yarıklarda gizli olduğu fikrine destek sunuyor.

Araştırmacılardan William Martin –University of Dusseldorf–; bu durumun hidrotermal yarık teorisine parmak bastığını söylüyor ve ihtiyacı olan kimyasalların çoğunu üretebilmesi için yarıklardaki abiyotik (biyolojik olmayan) tepkimelere bağımlı olma ihtimalinden kaynaklı SEOA’yı; yarı canlı olarak tanımlıyor.

SEOA yaklaşık 3.8 milyar yıl önce ortaya çıktı ve iki tür basit hücrenin oluşmasına sebep oldu:Bakteriler ve Arkeler. Geçmişte yapılan çalışmalar; bugün hayatta olan neredeyse bütün hücrelerde ortak olan genlere odaklanarak, SEOA’da neredeyse aynısı bulunan yaklaşık 100 gen belirlemişlerdi.

Bu da bize SEOA’nın modern hücrelerle benzer olduğunu gösteriyor. Fakat araştırmacılar asıl olarak SEOA’nın nasıl farklı olduğunu öğrenmek istiyorlar. Dolayısıyla, ekip en eski ve ortak olmayan geni bulmak için 1800 bakteri genomunu ve 130 arke genomunu analiz etti. Ve, örneğin birkaçının genetik kodu okumaktan sorumlu olan 355 genin evrensel genler olduğu bulgusuna ulaştı. Fakat diğerleri ise tamamen farklı bir yaşam biçimine işaret ediyor.

Neredeyse bütün canlı hücrelerin bir karakteristiği; hücrelerin elektrokimyasal gradyan oluşturmak için iyonları bir zardan geçirmesi ve sonrasında enerji bakımından zengin ATP molekülünü üretmek için bu düşümü kullanıyor olması. Martin’e göre; SEOA bu tarz bir gradyan oluşturamadı fakat var olan bir şeyi ATP yapımı için kullandı.

Bu durum; ilk yaşamın ihtiyacı olan enerjiyi yarık suyu ve deniz suyu arasındaki doğal gradyandan elde ettiği dolayısıyla da bu yarıklara bağlı olduğu fikriyle oldukça uyum gösteriyor. Ancak sonradan gradyan oluşturma yetisini elde etti ve bu durum da yarıklardan çıkan en az iki yaşama fırsat sundu: İlk olarak arkeler, diğeri ise bakteriler.

“Döner Kapı”

Görünüşe göre SEOA aynı zamanda da bu gradyandan hidrojen ve sodyum iyonlarını takas etmeye yarayan bir “döner kapı”proteini genine sahipti. Geçmiş çalışmalar; böyle bir proteinin yarıklardaki doğal gradyanın patlamasında tamamen etkili olduğunu ortaya koyuyor.

Martin’in bulamadığı bir şey ise; proteinlerin yapı taşı olan aminoasitlerin yapımından sorumlu genler. Buna dair de SEOA’nın yarıklarda kendiliğinden oluşmuş aminoasitlere bağlı olabileceğini ileri sürüyor.

University of Connecticut’dan yaşamın evrimi üzerine çalışmalar yürüten Peter Gogarten; Martin’in bu yaklaşımının ses getirdiğini, tanımlı genlerin büyük çoğunluğunun SEOA’da var olan genlere dair sağlam adaylar olduğunu söylüyor.

Ancak; hangi genlerin tamamen antik ve hangilerinin ise antik olabileceği ayrımını yapmak şuan oldukça güç, çünkü bakteri ve arkeler bunları değiş-tokuş ettiler. Araştırma ekibi bu değiş-tokuş edilen genleri ihmal ediyor ve belki de bu süreçte SEOA’nın amino asit sentezinden sorumlu genlerini de göz ardı ediyor olabilir.

İlk yaşamın nasıl ortaya çıktığına dair hala çok fazla iddia var, ancak hidrotermal yarık teorisi yeni delillerle destek bulan oldukça iddialı bir teori gibi gözüküyor, çünkü teori yaşamın kilit önemdeki birçok özelliğine dair detaylı bir senaryo açıklaması sağlıyor.

Kaynak ve İleri Okuma:

•  Madeline C. Weiss, Filipa L. Sousa, Natalia Mrnjavac, Sinje Neukirchen, Mayo Roettger, Shijulal Nelson-Sathi & William F. Martin. The physiology and habitat of the last universal common ancestor. Nature Microbiology, DOI: 10.1038/nmicrobiol.2016.116
• Le Page, M. “Universal ancestor of all life on Earth was only half alive.” NewScientist. https://www.newscientist.com/article/2098564-universal-ancestor-of-all-life-on-earth-was-only-half-alive (Accessed on 2016, July 26)
• Bilimfili