İlkel Dünya’nın tavuk-yumurta sorununda yeni bir gelişme.

“İlkel çorbaya” bir bakış: Dünya’daki yaşamın başlangıcında ilk önce ne geldi? Genetik molekül DNA, RNA veya proteinler? Araştırmacılar şimdi bu tartışmalı soruya yeni bir cevap buldular. Görünüşe göre başlangıçta saf bir “RNA dünyası” yoktu, bunun yerine RNA, çoğalmak için doğrudan amino asitlerle – proteinlerin yapı taşları – çalışıyordu. Bu, ilk yaşamın tavuk-yumurta sorununa tamamen yeni bir bakış açısı sağlıyor.

DNA’mız proteinler için bir plan içerir – hücresel işlevlerimizin neredeyse tamamının dayandığı moleküller. Bunlar vücudumuz için vazgeçilmezdir ve DNA olmadan var olamazlar. Ancak bunun tersi de geçerlidir: enzim formundaki proteinler olmadan DNA kopyalanamaz. İkisinin de var olması için birbirlerine ihtiyacı vardır – tıpkı tavuk ve yumurta gibi . Peki hangisi önce geldi?

RNA aslında yalnız bir savaşçı değil miydi?

Mevcut varsayım DNA’yı veya onun varsayılan öncülü RNA’yı (ribonükleik asit) destekler. Sözde ” RNA dünyası hipotezi “ne göre, bir zamanlar erken Dünya’da, tek iplikli RNA’nın tek başına, DNA ve proteinlerin bugün paylaştığı tüm görevleri yerine getirdiği bir çağ vardı.

Sözde ribozimler – katalitik olarak aktif RNA molekülleri – DNA gibi genetik bilgileri depoladılar, ancak aynı zamanda genetik molekülün replikasyonunu sağlayan kimyasal reaksiyonları katalize ettiler. Ve tüm bunlar yaşam, enzimler veya proteinler var olmadan çok önceydi.

Bu ilk bakışta makul görünse de, pratikte sınırlamalarıyla karşılaşıyor. Şimdiye kadar yeniden oluşturulan ribozimler RNA’yı kopyalarken birçok hata yapıyor ve yalnızca kısa RNA parçaları üretebiliyor. Bu nedenle bazı araştırmacılar antik RNA’nın replikasyonunda bir miktar yardım aldığından şüpheleniyor.

Takım çalışması becerileri test ediliyor

Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’nden Saroj Rout liderliğindeki bir ekip, basit amino asitlerin (daha sonraki protein yapı taşları ve büyük olasılıkla erken Dünya’nın bir bileşeni) bir zamanlar RNA yapı taşlarını iplikçikler halinde birleştirmeye yardımcı olup olmadığını araştırdı.

Bunu yapmak için araştırmacılar valin, lizin ve glisin amino asitlerinin ve dört farklı RNA yapı taşı olan cGMP, cUMP, cAMP ve cCMP’nin alkali çözeltilerini hazırladılar, kuruttular ve oda sıcaklığında 20 saat “çalışmalarına” izin verdiler. Ekip daha sonra bu süre içinde farklı takımyıldızlarda kaç tane RNA molekülünün oluştuğunu değerlendirdi.

Yardımcı bir el olarak amino asitler

Sonuç: Rout ve meslektaşlarının bildirdiğine göre, amino asitlerle bazı durumlarda, olmayanlara göre 100 kat daha fazla RNA üretildi. Çalışmada, “Amino asitler olmadan, yalnızca cGMP (%26) önemli bir oligomer verimi üretti; diğer nükleotidler cUMP (%0,7), cAMP (%0,17) ve cCMP (%0,06) aynı koşullar altında yalnızca eser miktarda verim üretti” denildi. Ancak, valin amino asidinin eklenmesiyle verim cGMP için %39’a, cUMP için %4,8’e, cAMP için %8,4’e ve cCMP için %7,3’e çıktı.

Peki amino asitler RNA sentezini nasıl bu kadar büyük ölçüde hızlandırabilir? Ekibin açıkladığı gibi, bu süreç asit-baz katalizi olarak bilinen şeye dayanmaktadır – amino asitler arasındaki proton değişimiyle başlatılan RNA oluşumuna bir tür kimyasal destek. Bu süreç, deneydeki gibi temel ortamlar tarafından kolaylaştırılır.

Peki ya “RNA dünyası” hiç olmadıysa?

İlginçtir ki, amino asit katalizli RNA sentezini kolaylaştıran aynı yükseltilmiş pH, RNA şablonlama olarak bilinen şeyi de destekler. Bu süreç, zamanla giderek daha uzun ve daha çeşitli RNA zincirlerinin yaratılmasına yol açar ve bunlar sonunda kendini kopyalar hale gelir ve artık amino asitlere -yaşamın ve evrimin temeli- güvenmezler.

“Bulgularımız erken evrim anlayışımızdaki önemli bir boşluğu kapatıyor,” diyor Rout. “Şimdiye kadar, proteinlerin RNA’nın katalitik mekanizmasıyla nasıl yapıldığını biliyorduk, ancak şimdi proteinlerin yapı taşlarının RNA oluşumuna nasıl katkıda bulunabileceğini anlamaya başlıyoruz. Yaşamın iki temel bileşeni arasındaki karşılıklı bağımlılık, yaşamın moleküler kökenlerine ilişkin görüşümüzü değiştiriyor.”

Bunun Dünya’daki yaşamın kökenine dair varsayımlar için de çıkarımları vardır. “Bulgularımız RNA dünyası hipotezinin gözden geçirilmesini destekliyor,” diyor kıdemli yazar Dieter Braun. “RNA ve amino asitlerin evrimin erken evrelerinde nasıl birlikte çalışmış olabileceğini gösteriyorlar ve bizi laboratuvarda yaşamın ilk adımlarını yeniden yaratmaya yaklaştırıyorlar.” (Nature Communications, 2025; doi: 10.1038/s41467-025-60359-3 )

Kaynak: Ludwig Maximilian Münih Üniversitesi