Katalog

uzerıne adenin ve urasü, adenın ve ümin, ve sıtozm ve guanindir. Biokımyacılann diliyle söyleyecek olursak, adenın, urasil ıle ya da tımın ıle, sitozın de guarun ıle komplementerdir. Bu özellik, yanı hıdrojen baglarının ancak belli bazlar arasında kurulabilmesi, kalıtırn dedıginıiz genetik ınformasyonun korunmasırun temel ilkesini teşkü eder. DNA yapısını ve özelliklerini ayrmtıları ıle ogrcten bu bılgılerı, James Watson ve Francis Crick'ın 1953 yılında yayımladıklan unlu çalışmalarına borçluyuz. Rıboz molekulu, beş uyeli bir halkadır. Bu halkadaki karbon atomlan, birbirlerinden ve baz molekülundekı karbon atomlarından ayırdedilebilmelerı ıçın, 1', 2', 3', 4' ve 5' olarak numaralandırüır RNA ve DNA zincırlerındekı monomer bırımlerınin bırbirlerıne iosfodıester dediğimiz ester bagları ile baglı olduklarını soylemiştik. Bugun bilinen orgaııizrnaların he men hepsinde bu baglar, bir monomer bı riminin 3'karbon atomundakı hidroksü grubu ile ikinci bir monomer biriminin 5'karbon atomuna bağlı fosfat grubu arasından, birsu molekülunun ayrılması sonucunda kurulmuştur; dolayısıyla, 3',5'bagı olarak adlandırılır. Biraz sonra gorecegimiz gibi, ilk yeryuzu koşulları altında laboratuvarda sentez edılen RNA zincırlerınde ıse monomer birimlerintn bir bolumu, ya dahepsi, 2',5'ester bagları ile baglanmışlardır Bir başka deyışle, esterleşme reaksıyonu, bir monomenn 2'karbon atomundakı hıdroksil grubu ile ikinci bir monomer biriminin 5'karbon atomuna baglı fosfat grubu arasından, bir su molekulünün aynhması sonucunda kurulmuştur. Kimyayı çok sevmeyen okurlannız ıçın, bu farkı şu örnekle daha iyı açıklayabüıriz: Bir sınıftakı ogrencılerın, arka arkaya ve yuzlen ayrıı yone bakmak uzere, tek sıra halınde dizilrniş olduklarını duşunelim. Her bir ogrenciden, sag eliyle önündeki öğrencinin sol clini, sol eliyle de arkasındakı ögrencmın sag elını tutmasını isteyelim. Ogrencılerın hepsı bu ıstegimıze uyarsa, bunu 3',5'baglarının kurulmasına benzetebilıriz. Ögrencılerderı birkaçı. bilmediğimiz nedenle, sag eliyle onündekı ögrencinin sag elini tutarsa, bu da 2',5' baglannın kurulmasına benzer. Bu örnekle oldugu gibi, bir asit molekülü ile bir alkol molekulu arasından bir su molekülunun aynlmasıyla gerçekleşen reaksiyonlara, esterleşme reaksiyonu, derür. Bu reaksiyonlarda, asit ve alkol, başlangıç maddelerı, ester ve su ise reaksıyon ürürüeridir. Esterleşme reaksiyonlan, denge reaksiyonlandır Bu dernektir ki reaksiyon ürünlerınden birinın, bu ornekte esterin, ortamdaki oranıru arttırmak için, ikinci reaksiyon ürunünun, bu ornekte suyun, oranı azaltılmalıdır, kısaca, esterleşme reaksiyonu sırasmda meydana gelen su, reaksiyon ortamından uzaklaştınlrnalıdrr. Bu nedenle, esterleşme reaksiyonlan, susuz ortamda yürütülmelidir. 581/14 RNA'lanndakı monomer birimleri birbirlerine 3'.5'bagları ıle baglıdır. Bu farklılıgın nasıl önlenebilecegini, nasıl gıderılebılecegını şimdılık bilemiyoruz. ikinci fark ise, reaksiyonlarımızda oluşan sentetik RNA zincirindeki bütün baz molekülleri aynı cıns, adenın. Biraz Buı okyanus IUS I eylnl kaplı apta1 önce, çagdaş RNA zıncırınde dört çeşıt ,li 1/1/ rc ı/fin lm baz molekülü bulundugunu gormuştük. Konuşmamızın sonuna dogru açıklayacağım gibi, bunu degiştirmek kolay ve yalnızca reaksiyona soktugumuz monomer birimlerinin seçilmesine baglı, Bu monomer birimlerindeki bazlar adenın ise, reaksiyon ürunü RNA zincirindeki butün bazlar adenın olacaktır, boyle bir zincır, obgoadenilat (Ingüızcesi oligoadenylate), diye adlandırılır. Başlangıç maddesi olarak reaksiyona soktugumuz monomer biYAŞAM BİR BUZ TOPUNDA Ml BAŞLADI? rimlerini, taşıdıklan bazlar sitozin olarak Birçok bilim adamı, atmosferdekl karbondioksldin dünyayı mtmif olduğuna seçersek, reaksiyon ürünü RNA zincirinInansa da, bazılan global bir kış olmuf olabileceğinl ditfUnUyor. Scripps Enstltüdeki bütün bazlar da sitozin olacaktır, sü'nden biyojeokimyager Jeffrey Bada, dünyanm donmuf olduğunu söylüyor. "Hava toğudukça kimyasal bilefikler daha kararlı olur." Cezegenler arası enkaz böyle bir zıncir de oligositidılat (Ingilızlar, hidrotermal yanklar ve atmosferik reaksiyonlar formaldehit, amonyak ve si cesi oligocytidylate), dıye adlandırılır. yanür glbl bilesiklerin olufumunu sağladı. Bunlar, ardından suda buz kafesleri Bu ilk denememızde elde ettigimiz içinde birleserek bir amino asidi (glycine) olufturdular. Büyük bir meteorun çarRNA zincirleri, ancak on monomer birimi pışı sonrası bu donmuş dünyayı eritecek kadar ısıtmıştır. uzunlugundaydı. En kısası 70 monomer Bızim denernelerimizin amacı, sırasmda, monomer birimleri bu tabakabirimi uzunlugunda olan çagdaş RNA ile RNA'nın monomer birimlerini reaksiyona lar arasına girer ve monomer birimleri ile karşılaştınlınca, bizim reaksiyonlarımızda sokaıak, bu bırimler arasında fosfodıester kil njirıeralının yapısındaki atom gruplan elde ettigimiz RNA'nm çok kısa oldugu baglarını kurmak ve sonunda da RNA zınarasındaki karşılıklı etkileşim sonucunda, duşunülebilırse de, bu çalışma 1992 yılınciri gibi, ya da yapısı RNA'nınkine benzemonomer molekülleri, bu tabakalar arada Science dergisinde yayımlandıgı zayen zincırlerı sentez etmekti. Reaksiyon sında, birbirlerine göre belli bir konuma, man bu konuda bir donüm noktası olarak koşullanmızın, yerkurenin ilk gunlerinde geometriye göre dizilirler. Bu dizilış biçikabul edilmış ve genış yankı uyandırmıştı. huküm sürdugune inarulan koşullara ben mi, diziliş konumu, monomer molekülleriHer hafta, o hafta içinde dunyada yayımlazemesi gerekmektedır. Dolayısıyla, RNA nin birbırleri ile reaksiyona girmelerini nan eh ilgi çekıcı bilimsel çalışmalardan monomer birimleri arasında gerçekleşkolaylaştıracak ester bağının kurulmasını, üç, dört tanesinı tanıtmayı gelenek haline mesini amaçladıgımız esterleşme reaksıdolayısıyla poümer zincirinin oluşmasını getirmiş olan, Amerikan Kimya Derneyonlarımızı, suyun çok bol olarak bulunsaglar. gi'nin (American Chemical Socety) yayın dugu bir ortamda yürutmelıyız. Reaksiyon Bu reaksiyonlarda elde ettiğiniz organı Chemical Engineering&News'da ortammda suyun bulunması ise, yukarıda sentetik RNA zincirleri ile bildiğimiz da yer almıştı. açıkladığım kurallar geregınce, ester baRNA arasında fark var mıdır? Bu arada size şu küçük anımı da akgının kurulmasına engel olur. Daha açıkça tarmaktan kendımı alamıyonım: 1986 yısoylersek, sulu bir çözeltide esterleşme Yanıt: Evet vardır. Birincisi, bızim lında bu laboratuvarda çalışmaya başladıreaksiyonunu yurütmek, yıkadıgınız bir laboratuvarda elde ettigimız sentetik RNA gım zaman, ancak ikı monomerı birbirine çamaşın kurutmak içın ıpe asmak ya da zincirindeki fosfodiester baglarının bir baghyabilıyorduk. Bu, laboratuvarda senmakıneye koymak yerıne gole atmaya bolümü, 2',5'baglarıdır. Oysa ki, yukantetik olarak elde edilmiş "en uzun" RNA benzer! Gole atılan çamaşır kururnayacada da belirttigim gibi, çok az sayıda istisgı gibi, sulu ortamda da esterleşme reak naları dışmda, çagdaş organizmaların sıyonu yurumez. Bu nedenlerle, RNA zincirinin ilk yeryüzü koşulları altında laboratuvarda elde edümesı içın y? <ılan denemeler, yani monomer bırımlerırun esterleşme reaksiyonları, başarılı sonuç vermiyordu. Biz bu sorunu, reaksiyonlarımızda, montmorillonit denilen bir minerali, kataliz olarak kulBuzullar, volkanlar, geyzer lanmak yoluyla çözumledık. Mınerallerin, kimyasal evolusyon sırasmda, ilk canlırun ortaya çıkmasına yol açan reaksiyonlarda kataliz rolu oynamış olabilecekleri hipotezinı ilk once John Bernal, 1947 yılında verdigı bir dersinde üen surmüştür, Ünlü UreyMiller denemesinin 1953 yılında yayımlandıgını hatırlarsak, bu, Bernal'ın ne kadar genış görüş sahıbı bir bılim adaıru , : olduğunu göstermeye yeter. >'••'$• ...BİR CÖL? Şimdı istersenız gene bizim çalışCharles Danvin ve onun çağdaşlan, yafamın küfük su birikintilerinde biiyUk bir malanmıza donelım. Ülkernizde de pek Ihtlmalle göllerde geliftlğini düfünüyor. Scripps Enstitüsünden Custaf Arrhenius, çok çeşitleri bulunan montmorülonit, taba"Ancak yağmur blrlklntlsi gerekll yoğunlukta bileşiği sağlayabllirdl." diyor. Cölün iç yüzeyinde belli molekülleri çekerek reakslyonları katalizleyecek daha yoğun kalı yapıda bir kil mineralidır. Denemelemineral birikintlleri bulunuyordu. İkl aldehlt fosfat molekülü birieserek RNAyı ıimizin gosterdigi gibi, RNA zıncırlennı oluşturacak seker fosfatım olusturur. meydana getıren esterleşme reaksiyonu ar...