Homokiralite ile Yaşamın Nasıl Başladığını Anlamaya Bir Adım Daha Nasıl Yaklaştık?

Gencecik bir akademisyen, Amerika’da Harvard’da fizik bölümünde doktora yapıyor. 

Önce atomik fizik üzerine bir süre çalışmış. Ancak sonra doktora tezini değiştirmeyi düşünmüş ve hocalarını ikna etmekte biraz zorlansa da bambaşka bir konu üzerine yeni bir teze başlamış.

Tez konusu homokiralite!

Bu da nedir dedim kendi kendime, ama izlediğim videonun başlığı “Yaşamın nasıl başladığını anlamaya bir adım daha yaklaştık!” olduğu için merakımı çekmişti video ve izlemeye devam ettim.

Bu konuya ilgisini genç akademisyen lisans yıllarına bağlıyor. Lisans yıllarında okuduğu bir dergide bağlantılı bir yazıyı okuyunca konu aslında aklına takılmış. 

Henüz tez yazma aşamasında olsa da, genç akademisyen bu sene içerisinde tezinde geldiği aşamayı ve yaptığı deneysel çalışmaları Amerikan Bilimler Akademisinde oldukça ünlü bilim insanlarına bir sunum ile anlatmış ve dünya çapında bu çalışmalar büyük ses getirmiş.

Evet, bahsettiğim akademisyenin adı Furkan Öztürk. Bilkent fizik bölümü mezunu ve okulu bitirir bitirmez Harvard’a lisans üstü program için kabul edilmiş, ardından da doktoraya başlamış.

Aslında bahsettiği şey oldukça teknik ve karışık bir konu. Atomlar, elektronlar, elektron spinleri, organik kimya, kiral simetri, manyetik mineraller ve daha birçok karmaşık kavramdan bahsediyor. 

Doğrusunu isterseniz bu konuda doktora seviyesinde bile işe yarar doğru dürüst bir kaynak bulunmuyor diye de yaptığı çalışmanın önemine değiniyor.

***

Peki nedir homokiralite denilen şey?

Aslında bu konu oldukça eski zamanlardan beri biliniyor.

19. yüzyılın en önemli bilim insanlarından biri olan Fransız kimyager ve mikrobiyolog Louis Pasteur sadece kuduz aşısını bulmamış, 1848 yılında yaptığı çalışmalarda yaşam için gerekli bazı moleküllerin aynı sağ ve sol elimizde olduğu gibi birbirlerinin ayna simetrisinde olması üzerine “homokiralite” kavramını ortaya atmış.

Bildiğimiz gibi DNA’mız dört farklı azot bazından (monomer, nükleotid) oluşuyor. Bunlardan ikisi pürin (Adenin ve Guanin), diğer ikisi de primidin (Timin ve Sitozin) olarak adlandırılıyor. DNA zincirinin her bir halkasında bir adet beş karbonlu şeker molekülü, bir adet fosfat grubu molekül ve bir de bu azot bazı molekül bağlantısı oluyor. Azot bazlı bağlantı ise bir pürin ile bir primidin bazın kovalent bağından oluşuyor. Yani Adenin-Timin bağlantısı, ya da Guanin-Sitozin bağlantısı.

DNA’mız ve RNA’mız da benzer şekilde, bu organik karbon moleküllerin birbirlerine kovalent bağlar kurarak sarmal şekilde uzun bir nükleotit zinciri oluşturmasıyla oluşmuş.

İşte bu bağları oluşturan organik karbon moleküller aslında ellerimiz gibi ayna tersi şeklinde oluşmuş şeker ve aminoasit molekülleri. 

DNA ile RNA sarmalları bu şekilde halkaların yan yana ayrıca hidrojen bağları ile bağlanmasıyla çift sarmal bir zincir oluşturuyor.

***

Olayın ilginç tarafı ise doğada sadece şeker molekülünün sağ el formu ile aminoasitin sol el formu birbirine bağlanıyor, tam tersi durum, yani şekerin sol el formu ile aminoasitin sağ el formunun bağlanmış olduğu yaşam formu yok!

Şimdiden buraya kadar oldukça ağır bir organik kimya bilgisi oldu.

***

Normal şartlarda bir organik bileşik içerisinde hem sağ hem sol formlar eşit miktarlarda bulunuyorlar.

Ancak yaşamın oluşabilmesi için homokiralite gerekiyor diyoruz ya, homokiralite ortamda sadece sol el aminoasit molekülü ve sağ el şeker molekülünün olması demek. 

Bu durumda yaşamın temel taşları olan bu aminoasitler ile beş karbonlu şeker moleküllerinin bir araya gelip kimyasal bağ kurabilmeleri için adına “kiral kırılma” denilen ve ortamda bu ayna tersi formlardan sadece doğru formun bulunmasını sağlayan bir şeylerin ortama etki etmesi lazım.

İşte bu etkinin doğada oldukça çok olan manyetik moleküllerin etkisi olabileceğini düşünmüş bilim insanları.

***

Ancak olay bu kadarla da kalmıyor.

Manyetizma sağ ve sol el formlarını ayırabilse de doğru formların bir araya gelmesi nasıl oluyor?

İşte burada elektronlar devreye giriyor ve elektron spinlerinin etkileri ve daha neler neler…

***

Ben doğrusunu isterseniz bu aşamada konudan koptum. Videoyu tekrar tekrar baştan sona bir kaç kez izledim. Ancak henüz tam olarak algılayabilmiş değilim.

Özet olarak Pasteur’un ilk kez ortaya attığı ve ardından bunca yıldır (175 yıl!) bir türlü çözülemeyen soruya muhtemel cevabı sevgili Furkan Öztürk bulmuş görünüyor. Bu kiral kırılmanın nasıl olmuş olabileceğine deneylerle ispat edebildiği bir cevabı var.

Nobel ödüllü biyokimyacı Jack Szostak, çalışma hakkında, “Bu gerçekten çığır açıcı bir keşif.” demiş. “Homokiralite, yaşamın başlayabilmesi için olmazsa olmazlardan ve bu yeni keşif bu probleme çok mantıklı bir çözüm sunuyor,” diyerek Furkan’ın Amerikan Bilimler Akademisindeki sunumundan sonra yorumda bulunmuş.

***

Sunumun bir benzerini (çok daha basit halini!) videoda yapan Furkan Öztürk sonrasında söyleşiyi yapan sunucunun izleyenlerden ilettiği kimi sorulara da dili döndüğünce cevaplar verdi.

Bu sorulardan biri yeryüzünde yaşamın ne zaman başlamış olabileceği ile ilgili bir soruydu. Bu soruya cevaben Furkan Öztürk tahminen 4 milyar yıl önce diyor. 

Dünyanın yaşının dört buçuk milyar yıl olduğunu bildiğimize göre demek ki dünya oluştuğundan itibaren 500 milyon yıl sonra yaşamın ilk tohumları atılmış.

Bir başka soruya o konu beyin ile ilgili diyerek yorum yapmamayı tercih ediyor. Soru bilincin ne zaman ortaya çıkmış olabileceği.

Benim ilgimi çeken bir başka soru da karbon dışında, mesela silisyum ile bir yaşamın mümkün olup olamayacağına verdiği cevap. 

Karbonun çok fazla bileşiği olmasının yaşamın karbon ile oluşmasına çok büyük etkisi olduğunu, silisyumun ise karbon kadar çok bileşik kuramadığını, dolayısıyla muhtemelen silisyumlu bir yaşamın mümkün olamayacağını söylemesi. En azından dünyada silisyumlu bir yaşam formunun bulunmamasının bunun ispatı olabileceğini söylemesi.

***

Doğrusunu isterseniz ben çok gurur duydum. Bu kadar genç ve bu kadar başarılı bir Türk bilim insanının ileriki yıllarda yaptığı çalışmalar ile Nobel ödülü alması hiç uzak bir ihtimal değil bence.

Bu çalışmalarını yurt dışında yapıyor olması ise az da olsa içimde bir burukluk yapıyor tabii ki, ama yine de diğer yandan ülkeden ayrılmamış olsa bu çalışmaları yapabilecek ortamı bulamayacağı için ülkede kalan akademisyenlerin birçokları gibi o da sadece kayıp bir değer olacaktı. 

Bu yüzden de yine de doğrusunu yapmış diyorum kendi kendime.

Genç beyinler işte böyle göçüyorlar ülkeden ve yerlerini dolduracak bir nesil de maalesef bu ortamda yetişmiyor.

Bilimle kalın, gurur duydum, sevgili Furkan Öztürk’ü gönülden kutluyorum.

Moskova’dan herkese sevgi ve saygılarımla