RNA DÜNYASI

Başlamadan uyarmakta fayda var: Elbette bu anlatılanlar tüm detayları tam olarak bilinen olgular değildir.

Çünkü kimse 4.5 milyar yıl önce Dünya’nın başlangıcında bulunmadı. Fakat Fizik ve Kimya yasalarının o zaman da geçerli olduğunu bildiğimizden, günümüzdeki unsurlardan, olaylardan ve olgulardan yola çıkarak geçmişte neler olduğunu aydınlatabiliyoruz.

HANGİ MOLEKÜL HANGİ SIRADA VE NASIL OLUŞMUŞTUR ?

   Önce DNA mı oluştu yoksa RNA mı ?

– Önce DNA oluştuysa bu karmaşık yapı bir sefer de nasıl oluşabildi ? RNA, DNA’dan daha basit yapılı olmasına rağmen , neden DNA’dan sonra oluştu ?

– RNA önce oluştuysa, nasıl oldu da  RNA’dan DNA oluşabildi ?

• Bir grup bilim insanı önce DNA’nın oluşması gerektiğini iddia ederek Önce-DNA Hipotezi’ni ileri sürdüler.
• Bir diğer grup bilim insanı buna karşı gelerek önce RNA’nın oluşması gerektiğini ondan ssonra da DNA’nın var olabileceğini iddia ederek Önce-RNA Hipotezi’ni ileri sürdüler.
• Günümüzde bu iki taraflı tartışma (Önce-DNA Hipotezi, Önce-RNA Hipotezi) belli bir düzeyde dinerek, ortak bir noktada buluşulmaya başlandı.

Öncelikle tekrar  bir baktığımızda sorunlarımıza: Canlılığı oluşturacak materyaller, belli bir sırayla ya da eş zamanlı olarak oluşmuş olmalıdır. Eğer bir sırayla oluştularsa, nasıl oldu da zamanlama bu kadar doğru ve isabetli bir şekilde tutturuldu ? Bu sorular, bilim insanlarının aklını çokça kurcalasa da artık ne tamamen sırayla. ne de tamamen eş zamanlı bir oluşum üzerinde durulmaktadır.

İkisi zamanlamanın da oluşuma belirli oranlarda katkı sağladığı düşünülmektedir.

Nükleotitlerden oluşan büyük yapılardan DNA mı, yoksa RNA mı önce oluşmuştur ? RNA tarafından üretilen proteinler, nükleotitlerin oluşturduğu DNA ve RNA’dan bağımsız olarak oluşmuşlar mıdır ? Yoksa öncelikle kalıtım materyalleri oluşmuş, sonrasında ilkin proteinler mi üretilmiştir ? İşte bu sorulara cevap verilmesi gerekmektedir.

Bir grup bilim adamı, DNA olmaksızın RNA’nın sentezlenemeyeceğini, dolayısıyla proteinlere üretilemeyeceğini ve dolayısıyla canlılığın varlığı sürdürülemez demiştir.  Bu bilim dünyasında Biyoloji’nin Merkezi Dogması olarak isimlendirildiği bir ‘ilke’dir.

Bu ilkeye göre canlılığın başlangıcında ilk önce DNA oluşmuştur, DNA RNA’yı sentezler, RNA da proteinleri sentezler denilmiştir.

Yani Önce-DNA Hipotezi savunulmuştur.

(Ardından üzerinde uzunca bir süre DNA’nın nasıl oluştuğu üzerine araştırmalar yapılmıştır.)

Bir grup bilim adamı, DNA olmaksızın RNA’nın sentezlenemeyeceğini, dolayısıyla proteinlere üretilemeyeceğini ve dolayısıyla canlılığın varlığı sürdürülemez demiştir.  Bu bilim dünyasında Biyoloji’nin Merkezi Dogması olarak isimlendirildiği bir ‘ilke’dir.

Bu ilkeye göre canlılığın başlangıcında ilk önce DNA oluşmuştur, DNA RNA’yı sentezler, RNA da proteinleri sentezler denilmiştir.

Yani Önce-DNA Hipotezi savunulmuştur.

(Ardından üzerinde uzunca bir süre DNA’nın nasıl oluştuğu üzerine araştırmalar yapılmıştır.)

Ribozim, ‘’ribonükleik asit enzimi’’nin kısaltılmasıdır. Ribozim, aslında temel olarak bir RNA molekülüdür. Bu molekülün üçüncül yapısı sayesinde, kalıtım materyali haricinde, aynı zamanda bir enzim olarak çalışmakta ve kimyasal tepkimelerin aktivasyon enerjisini düşürebilmektedir.

        Ribozim kimyasal yapısından ötürü, ortamda kendisini oluşturacak ve Temel Hayat Molekül’lerinden olan nükleotitler bulunduğu sürece, kendi kendisini üretme tepkimesini tetikeyecek bir yapıdadır. Bu tip yapılara, bilim dünyasında oto-katalizör denmektedir.

RNA’nın her yerde, hücrelerin temel çoğalma aygıtında bulunması RNA’nın ilkinliğine dair kanıtlardan biri sayılabilir.

    (Bakacak olursak, DNA da replikasyon gerçekleştireceği zaman RNA pirimazlarına ihtiyaç duyar bu da bir kanıt sayılabilir.)

MERKEZİ DOGMA’YI ÖZETLEYECEK OLURSAK ;

    1) DNA, kendisini ve RNA’yı üretebilen moleküldür.

    2) RNA, DNA’yı üretemez ancak proteinleri sentezleyebilir.

    3) Proteinler, ne RNA’yı ne de DNA’yı sentezleyebilir. Sadece bunlar tarafından sentezlenir.

Tabi retrovirüsllerin keşfi bu dogmanın 2. maddesini ihlal eder ve dolayısıyla ilke geçersizleşmiştir. Retrovirüsler, yapılarında var olan RNA’yı kullanarak DNA sentezler. Bunu yapan enzim ise ters transkriptaz denen bir enzimdir.

       İşin temeline inersek;

Peribiyotik çorba; protein, nükleik asit, lipitler ve karbonhidratlardan oluşur. Bütün bu moleküller enerji varlığında bağ kurarlar.

Oluşan moleküller, özellikle yıkıma karşı daha fazla dirençli olan moleküller peribiyotik çorba içerisinde daha yoğun olarak bulunurlar.

Bir süre sonra, kendi üzerine katlanabilme yetisi de olan RNA molekülleri    hair–pin yapı oluşturup ribozimleri oluşturmaktadır.

Sonrasında ise kendini çoğaltabilme yetisi olan RNA molekülleri çorbada baskın hale gelmiştir. RNA molekülleri kendilerini eşleyerek çoğalırken kopyalama hataları oluşur. (mutasyonlar)

MUTASYONLAR SONUCUNDA ;

      Bu kopyalama hataları bazı RNA moleküllerini diğerlerinden farklı yapar.

Bazı RNA molekülleri kısa bazısı uzun olur.

Bazı RNA molekülleri diğer makromoleküllerle etkileşime girer.

Amino asitlerle etkileşime girenler onlarla bağ oluşturup ilk tRNA’ları oluşturmuştur.

Bir kısmı polipoeptit oluşturmuş a.a diziler ile etkileşime girip ribozomları oluşturmuştur.

Bazı lipitlerle etkileşime girip kendileirini parçalanmaktan korumuştur.

RNA molekülleri peribiyotik çorbada iyice kalabalıklaşınca serbest nükleik asitlerin sayısı azalmıştır.

Bu da bazı RNA moleküllerinin farklılaşarak kendilerini çoğaltabilmek için başka RNA molekülleri parçalayarak serbest nükleik asit oluşumunu artırmaya başladılar. (predator RNAs)

Bu durum RNA üzerindeki baskıyı artırarak daha stabil RNA’ların seçilimine yol açmıştır.

Bu stabil RNA moleküllerinde bir urasilde meydana gelen değişim neticesinde timin bazının oluşması ayrıca şeker molekülünde bir oksijen kaybı sonucunda RNA’nın kendi üzerine katlanmasına yol açmıştır.

         Oluşan bu çift zincirli (primitif DNA) oldukça stabil bir yapıdadır.

Zamanla bu yapılar daha uzun ve daha stabil bir hale gelmiştir ve DNA molekülleri oluşmuştur.

• Bilim insanları bu bazlardan hangisinin önce oluştuğunu incelemişlerdir ve bulgular, Adenin ve Guanin’in (pürinler) bir yana Sitozin, Timin ve Urasil’den sadece Sitozinin ilk başta var olduğunu tahmin etmektedirler.
• Daha sonra bilim insanları düşüncesine göre, Sitozin’in ilkin koşullarda bolca bulunan su veya nitröz asit (HNO2) ile tepkimeye girmesi sonucu Urasil ve Amonyak oluştu.
• RNA evrimleşmiş yapısından ötürü oto-kataliz özelliğini kaybeder ve ribozimler çok farklı şekilde özelleşirler.
• En önemlisi; Metilasyon ! Yani, oluşan Urasil molekülüne metil (CH3) molekülünün bağlanmasıyla ilk Timin yapısı oluşmaya başlar.

         RNA dünyası hipotezinin bir kısım eksiklikleri vardır,

Henüz doğada kendini eşleyebilen bir RNA molekülü keşfedilmemiştir.

RNA molekülleri ilkel dünya şartlarında uzun süre kalabilecek kadar stabil değillerdir.

Kaynaklar ;

• RNA Dünyası5109 ( ders sunusu)
• Evrim Ağacı- Abiyogenez ( dergi )
• evrimagaci.org
• The ‘’Strong’’ RNA World Hypothesis : Fifty Years Old ( makale )
• Campbel Biyoloji

FATMA YAPICI / Kilis 7 Aralık Üniversitesi