“Peptitlerin yalnızca kararlı kalmayıp katlanabilmesi gerçekten büyük bir gelişme.” — Sara Seager, MIT

Dünya dışı yaşam arayışı uzun yıllardır büyük ölçüde sıvı suyun bulunduğu ya da geçmişte bulunmuş olabileceği gezegen ve uydulara odaklanıyor. Ancak Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) bilim insanlarının yürüttüğü yeni bir çalışma, yaşam için gerekli karmaşık moleküler yapıların suya hiç benzemeyen ortamlarda da varlığını sürdürebileceğini ortaya koydu.

Araştırmacılar, proteinlerin yapı taşlarından sayılan kısa peptitleri yüzde 98 oranında sülfürik asit içeren bir ortamda inceledi. Bu oran, Venüs’ün yoğun asit damlacıklarından oluşan bulutlarındaki koşullara benzer bir kimyasal çevre oluşturuyor. Sonuçlar, incelenen üç peptidin haftalar boyunca büyük ölçüde bozulmadan kaldığını ve omega harfine benzeyen düzenli yapılara katlandığını gösterdi. Çalışma, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlandı.

Sülfürik asit molekülleri yok etmek yerine şekillendirdi

Sülfürik asit; metalleri çözebilen, Dünya’daki pek çok biyolojik molekülü parçalayan son derece aşındırıcı bir madde olarak biliniyor. Bu nedenle Venüs’ün asit damlacıklarıyla kaplı bulutları, uzun süre yaşam açısından elverişsiz kabul edildi.

Fakat çalışmada beklenmedik bir durum ortaya çıktı. Peptitler yalnızca asit içinde varlığını korumakla kalmadı, aynı zamanda belirli üç boyutlu şekillere katlandı. Bilim insanları bu yapıları “omega döngüleri” olarak tanımladı.

Proteinlerin biyolojik görevlerini yerine getirebilmesi için yalnızca kimyasal olarak sağlam kalması yeterli değil. Moleküllerin belirli biçimlerde katlanması, başka molekülleri tanımasına, onlara bağlanmasına ve kimyasal süreçlerde görev almasına imkân veriyor. Bu nedenle peptitlerin yoğun sülfürik asit içinde düzenli bir yapı kazanabilmesi, çalışmanın en dikkat çekici sonucu olarak değerlendiriliyor.

Araştırmacılara göre sülfürik asit molekülleri, peptitlerin oluşturduğu döngülerin içine yerleşerek adeta moleküler bir iskele görevi görüyor. Böylece asidin yalnızca parçalayıcı değil, uygun koşullarda yapı oluşturucu bir rol de üstlenebileceği düşünülüyor.

Peptitler neden parçalanmadı?

Normal koşullarda güçlü asitlerin peptit bağlarını parçalayabileceği düşünülüyor. Ancak araştırmacılar, yüzde 98’lik sülfürik asitte çok az su bulunduğuna dikkat çekiyor.

Peptit bağlarının parçalanmasına yol açan “hidroliz” tepkimesi suya ihtiyaç duyuyor. Ortamda yeterli su bulunmadığında bu süreç büyük ölçüde baskılanıyor. Böylece oldukça aşındırıcı kabul edilen sülfürik asit, peptitler için beklenenden daha az yıkıcı bir ortama dönüşebiliyor.

Araştırmanın kıdemli yazarlarından MIT Kimya Profesörü Mei Hong, suyun bulunmadığı koşullarda sert bir çözücü olarak değerlendirilen asidin sanıldığı kadar tehditkâr davranmayabileceğini belirtiyor.

Üç farklı peptit incelendi

Ekip, moleküler yapıları inceleyebilmek için nükleer manyetik rezonans spektroskopisinden yararlandı. Deneylerde HHQ, HHQ13 ve K7 olarak adlandırılan üç kısa peptit kullanıldı.

Yedi amino asitten meydana gelen HHQ, suda düz beta tabakaları oluşturarak uzun liflere dönüşüyor. Ancak aynı molekül yoğun sülfürik asit içine bırakıldığında tamamen farklı davranarak omega biçiminde bir döngü oluşturdu.

HHQ’nun daha uzun bir çeşidi olan HHQ13 ile yine yedi amino asit içeren K7 peptidi de benzer şekilde omega döngülerine katlandı. HHQ13’ün ise birbiriyle bağlantılı iki omega döngüsü meydana getirdiği belirlendi. Ölçümler, peptitlerin oda sıcaklığında haftalarca kararlı kaldığını; HHQ molekülünde yaklaşık bir ay sonra yalnızca düşük düzeyde bozulma işaretleri görüldüğünü ortaya koydu.

Venüs’ün bulutlarında yaşam olabilir mi?

Venüs’ün yüzeyi, bilinen yaşam biçimleri açısından son derece elverişsiz koşullara sahip. Buna karşılık gezegen yüzeyinin yaklaşık 48 ila 64 kilometre üzerindeki bulut katmanında sıcaklıklar daha ılıman seviyelere düşüyor. Buradaki temel sorun ise bulut damlacıklarının büyük ölçüde sülfürik asitten oluşması.

Bilim insanları daha önce nükleik asit bazlarının, bazı lipitlerin ve amino asitlerin yoğun sülfürik asitte kararlı kalabildiğini göstermişti. Yeni araştırma, daha karmaşık yapılar olan peptitlerin de yalnızca hayatta kalmadığını, olası biyolojik işlevler için gerekli olabilecek biçimlere katlanabildiğini göstererek bu tabloya yeni bir parça ekledi.

Venüs’ün atmosferine giren bazı göktaşlarının peptit yapı taşlarını taşıyabileceği düşünülüyor. Bu moleküllerin bulut katmanına ulaşması hâlinde asit damlacıkları içerisinde uzun süre korunma ihtimali bulunuyor. Ancak moleküllerin kararlı kalması, onların canlı olduğu ya da yaşam oluşturacağı anlamına gelmiyor.

Bulgular yaşamın kanıtı değil

Çalışma, Venüs’ün bulutlarında yaşam bulunduğunu göstermiyor. Araştırmacılar laboratuvarda hazırlanmış yoğun sülfürik asit içinde yalnızca üç kısa peptidin davranışını inceledi. Gerçek Venüs bulutları ise farklı kimyasal maddeler, değişken sıcaklıklar ve farklı asit yoğunlukları içeren çok daha karmaşık bir çevreye sahip.

Ayrıca canlılığın ortaya çıkabilmesi için moleküllerin yalnızca katlanması yeterli değil. Enerji kullanımı, kendini çoğaltma, bilgi aktarımı ve evrim gibi çok sayıda sürecin birlikte işlemesi gerekiyor.

Buna rağmen araştırma, Dünya dışı yaşam arayışında önemli bir düşünce değişikliğine işaret ediyor. Yaşamın kimyası yalnızca sıvı suya bağımlı olmayabilir. Venüs benzeri gezegenler ve yoğun asit içeren ötegezegen atmosferleri de gelecekte biyolojik açıdan araştırılabilecek hedefler arasına girebilir.

Derleyen: Yağmur Saatcı