Yaşamın kökeni

Yaşamın kökenine ilişkin çalışmaların tarihçesi

Spontane üretim

19. yüzyılın başlarına kadar pek çok insan, yaşamın cansız maddelerden düzenli olarak kendiliğinden oluştuğuna inanıyordu. Buna spontane nesil deniyordu ve Louis Pasteur tarafından çürütüldü. Sporlar olmadan steril materyal üzerinde hiçbir bakteri veya virüsün büyümediğini gösterdi.

Darwin

Charles Darwin, 11 Şubat 1871 tarihinde Joseph Dalton Hooker'a yazdığı bir mektupta yaşamın kökeni için doğal bir süreç önermiştir.

Yaşamın ilk kıvılcımının "her türlü amonyak ve fosforik tuzlar, ışıklar, ısı, elektrik vb. ile sıcak küçük bir havuzda başlamış olabileceğini öne sürdü. Daha sonra kimyasal olarak daha karmaşık değişimlere uğramaya hazır bir protein bileşiği oluşmuştur". "Günümüzde böyle bir maddenin anında yutulacağını veya emileceğini, canlı yaratıklar oluşmadan önce böyle bir durumun söz konusu olmayacağını" açıklayarak devam etti.

Haldane ve Oparin

Alexander Oparin'in atmosferik oksijenin organik moleküllerin sentezini engellediğini düşündüğü 1924 yılına kadar gerçek bir ilerleme kaydedilmedi. Organik moleküller yaşamın evrimi için gerekli yapı taşlarıdır. Oparin, Yaşamın Kökeni adlı eserinde, oksijensiz bir atmosferde güneş ışığının etkisiyle organik moleküllerden oluşan bir "ilkel çorba" yaratılabileceğini ileri sürmüştür. Bunlar damlacıklar oluşturana kadar giderek daha karmaşık şekillerde birleşecekti. Bu damlacıklar diğer damlacıklarla füzyon yoluyla "büyüyecek" ve yavru damlacıklara bölünerek "çoğalacak" ve böylece "hücre bütünlüğünü" destekleyen faktörlerin hayatta kaldığı, kalmayanların ise yok olduğu ilkel bir metabolizmaya sahip olacaktı. Yaşamın kökenine ilişkin pek çok modern teori hala Oparin'in fikirlerini başlangıç noktası olarak almaktadır.

Aynı dönemde J.B.S. Haldane de Dünya'nın biyotik öncesi okyanuslarının şimdikinden çok farklı olduğunu ve "sıcak seyreltik bir çorba" oluşturduğunu öne sürmüştür. Bu çorbada, yaşamın yapı taşları olan organik bileşikler oluşmuş olabilir. Bu fikre, canlı maddenin kendi kendini kopyalayan ama cansız moleküllerden evrimleşmesi süreci olan biyopoez adı verildi.

Alexander Oparin (sağda) laboratuvarda

Yaşamın kökenine ilişkin çalışmaların tarihçesi

Spontane üretim

19. yüzyılın başlarına kadar pek çok insan, yaşamın cansız maddelerden düzenli olarak kendiliğinden oluştuğuna inanıyordu. Buna spontane nesil deniyordu ve Louis Pasteur tarafından çürütüldü. Sporlar olmadan steril materyal üzerinde hiçbir bakteri veya virüsün büyümediğini gösterdi.

Darwin

Charles Darwin, 11 Şubat 1871 tarihinde Joseph Dalton Hooker'a yazdığı bir mektupta yaşamın kökeni için doğal bir süreç önermiştir.

Yaşamın ilk kıvılcımının "her türlü amonyak ve fosforik tuzlar, ışıklar, ısı, elektrik vb. ile sıcak küçük bir havuzda başlamış olabileceğini öne sürdü. Daha sonra kimyasal olarak daha karmaşık değişimlere uğramaya hazır bir protein bileşiği oluşmuştur". "Günümüzde böyle bir maddenin anında yutulacağını ya da emileceğini, canlı yaratıklar oluşmadan önce böyle bir durumun söz konusu olmayacağını" açıklayarak devam etti.

Haldane ve Oparin

Alexander Oparin'in atmosferik oksijenin organik moleküllerin sentezini engellediğini düşündüğü 1924 yılına kadar gerçek bir ilerleme kaydedilmedi. Organik moleküller yaşamın evrimi için gerekli yapı taşlarıdır. Oparin, Yaşamın Kökeni adlı eserinde, oksijensiz bir atmosferde güneş ışığının etkisiyle organik moleküllerden oluşan bir "ilkel çorba" yaratılabileceğini ileri sürmüştür. Bunlar damlacıklar oluşturana kadar giderek daha karmaşık şekillerde birleşecekti. Bu damlacıklar diğer damlacıklarla füzyon yoluyla "büyüyecek" ve yavru damlacıklara bölünerek "çoğalacak" ve böylece "hücre bütünlüğünü" destekleyen faktörlerin hayatta kaldığı, kalmayanların ise yok olduğu ilkel bir metabolizmaya sahip olacaktı. Yaşamın kökenine ilişkin pek çok modern teori hala Oparin'in fikirlerini başlangıç noktası olarak almaktadır.

Aynı dönemde J.B.S. Haldane de Dünya'nın biyotik öncesi okyanuslarının şimdikinden çok farklı olduğunu ve "sıcak seyreltik bir çorba" oluşturduğunu öne sürmüştür. Bu çorbada, yaşamın yapı taşları olan organik bileşikler oluşmuş olabilir. Bu fikre, canlı maddenin kendi kendini kopyalayan ama cansız moleküllerden evrimleşmesi süreci olan biyopoez adı verildi.

Dünya'daki ilk koşullar

Günümüzden 3,8 milyar yıl öncesine ait neredeyse hiç jeolojik kayıt bulunmamaktadır. Hadean döneminde var olan çevre yaşam için düşmancaydı, ancak bunun ne kadar olduğu bilinmiyor. Günümüzden 3,8 ila 4,1 milyar yıl önce Geç Ağır Bombardıman olarak bilinen bir dönem yaşanmıştır. Birçok Ay kraterinin o dönemde oluştuğu düşünüldüğü için bu şekilde adlandırılmıştır. Dünya, Venüs, Merkür ve Mars gibi diğer gezegenlerdeki durum da benzer olmalıdır. Bu çarpmalar, o dönemde var olsaydı, muhtemelen Dünya'yı sterilize ederdi (tüm yaşamı öldürürdü).

Birçok kişi hücredeki kimyasalların erken denizlerin nasıl olması gerektiğine dair ipuçları verdiğini öne sürmüştür. 1926 yılında Macallum, hücre sitozolünün inorganik bileşiminin modern deniz suyundan önemli ölçüde farklı olduğunu belirtmiştir: "Hücre... neredeyse yeryüzündeki yaşamın kökeni kadar uzak bir geçmişten aktarılan donanımlara sahiptir". Örneğin: "Tüm hücreler modern ... okyanuslar, göller veya nehirlerden çok daha fazla potasyum, fosfat ve geçiş metalleri içerir". "Anoksik, CO₂ baskın ilkel atmosfer altında, jeotermal alanlardaki iç havzaların kimyası modern hücrelerin içindeki kimyaya [benzeyecektir]".

Sıcaklık

Eğer yaşam derin okyanusta, hidrotermal bir menfezin yakınında evrimleştiyse, 4 ila 4,2 milyar yıl kadar önce ortaya çıkmış olabilir. Öte yandan, yaşam gezegenin yüzeyinde ortaya çıktıysa, yaygın bir görüşe göre bunu ancak 3,5 ila 4 milyar yıl önce yapmış olabilir.

Lazcano ve Miller (1994), moleküler evrimin hızının, okyanus ortasındaki denizaltı bacalarından devridaim eden suyun hızı tarafından belirlendiğini öne sürmektedir. Tam devridaim 10 milyon yıl sürmektedir, dolayısıyla o zamana kadar üretilen organik bileşikler 300 °C'yi aşan sıcaklıklar nedeniyle değişime uğrayacak ya da yok olacaktır. Araştırmacılar, 100 kilobazlık bir DNA/protein genomuna sahip ilkel bir heterotrofun 7000 genli filamentli bir siyanobakteriye dönüşmesinin yalnızca 7 milyon yıl alacağını tahmin etmektedir.

Dünya atmosferinin tarihi

Başlangıçta, Dünya'nın atmosferinde neredeyse hiç serbest oksijen yoktu. Çok uzun bir zaman içinde yavaş yavaş bugünkü haline dönüştü (bkz. Büyük Oksijenlenme Olayı). Süreç siyanobakterilerle başladı. Onlar fotosentez yoluyla serbest oksijen üreten ilk organizmalardı. Günümüzde çoğu organizma metabolizması için oksijene ihtiyaç duyar; sadece birkaçı solunum için başka kaynakları kullanabilir.

Bu nedenle ilk proto-organizmaların kemoototrof olması ve aerobik solunum kullanmaması beklenir. Anaerobiktiler.

Dünya'daki ilk koşullar

Günümüzden 3,8 milyar yıl öncesine ait neredeyse hiç jeolojik kayıt bulunmamaktadır. Hadean döneminde var olan çevre yaşam için düşmancaydı, ancak bunun ne kadar olduğu bilinmiyor. Günümüzden 3,8 ila 4,1 milyar yıl önce Geç Ağır Bombardıman olarak bilinen bir dönem yaşanmıştır. Birçok Ay kraterinin o dönemde oluştuğu düşünüldüğü için bu şekilde adlandırılmıştır. Dünya, Venüs, Merkür ve Mars gibi diğer gezegenlerdeki durum da benzer olmalıdır. Bu çarpmalar, o dönemde var olsaydı, muhtemelen Dünya'yı sterilize ederdi (tüm yaşamı öldürürdü).

Birçok kişi hücredeki kimyasalların erken denizlerin nasıl olması gerektiğine dair ipuçları verdiğini öne sürmüştür. 1926 yılında Macallum, hücre sitozolünün inorganik bileşiminin modern deniz suyundan önemli ölçüde farklı olduğunu belirtmiştir: "Hücre... neredeyse yeryüzündeki yaşamın kökeni kadar uzak bir geçmişten aktarılan donanımlara sahiptir". Örneğin: "Tüm hücreler modern ... okyanuslar, göller veya nehirlerden çok daha fazla potasyum, fosfat ve geçiş metalleri içerir". "Anoksik, CO₂ baskın ilkel atmosfer altında, jeotermal alanlardaki iç havzaların kimyası modern hücrelerin içindeki kimyaya [benzer] olurdu".

Sıcaklık

Eğer yaşam derin okyanusta, hidrotermal bir menfezin yakınında evrimleştiyse, 4 ila 4,2 milyar yıl kadar önce ortaya çıkmış olabilir. Öte yandan, yaşam gezegenin yüzeyinde ortaya çıktıysa, yaygın bir görüşe göre bunu ancak 3,5 ila 4 milyar yıl önce yapmış olabilir.

Lazcano ve Miller (1994), moleküler evrimin hızının, okyanus ortasındaki denizaltı bacalarından devridaim eden suyun hızı tarafından belirlendiğini öne sürmektedir. Tam devridaim 10 milyon yıl sürmektedir, dolayısıyla o zamana kadar üretilen organik bileşikler 300 °C'yi aşan sıcaklıklar nedeniyle değişime uğrayacak ya da yok olacaktır. Araştırmacılar, 100 kilobazlık bir DNA/protein genomuna sahip ilkel bir heterotrofun 7000 genli filamentli bir siyanobakteriye dönüşmesinin yalnızca 7 milyon yıl alacağını tahmin etmektedir.

Dünya atmosferinin tarihi

Başlangıçta, Dünya'nın atmosferinde neredeyse hiç serbest oksijen yoktu. Çok uzun bir zaman içinde yavaş yavaş bugünkü haline dönüştü (bkz. Büyük Oksijenlenme Olayı). Süreç siyanobakterilerle başladı. Onlar fotosentez yoluyla serbest oksijen üreten ilk organizmalardı. Günümüzde çoğu organizma metabolizması için oksijene ihtiyaç duyar; sadece birkaçı solunum için başka kaynakları kullanabilir.

Dolayısıyla ilk proto-organizmaların kemoototrof olması ve aerobik solunum kullanmaması beklenir. Anaerobiktiler.

Güncel modeller

Yaşamın nasıl başladığına dair bir "standart model" yoktur. Kabul edilen modellerin çoğu moleküler biyoloji ve hücre biyolojisi üzerine inşa edilmiştir:

1. Doğru koşullar olduğu için bazı temel küçük moleküller yaratılır. Bunlara yaşamın monomerleri denir. Amino asitler bu moleküllerin bir türüdür. Bu durum 1953 yılında Stanley L. Miller ve Harold C. Urey tarafından yapılan Miller-Urey deneyi ile kanıtlanmıştır ve artık bu temel yapı taşlarının uzayda yaygın olduğunu biliyoruz. Dünya'nın ilk zamanlarında bunların hepsi vardı.
2. Hücre zarının ana bileşeni olan lipid çift tabakaları oluşturabilen fosfolipidler.
3. Rastgele RNA moleküllerine katılabilecek nükleotidler. Bu da kendi kendini kopyalayan ribozimlere yol açmış olabilir (RNA dünyası hipotezi).
4. Substratlar için rekabet mini-proteinleri enzimlere dönüştürecektir. Ribozom günümüz hücrelerinde protein sentezi için kritik öneme sahiptir, ancak nasıl evrimleştiği konusunda hiçbir fikrimiz yoktur.
5. Önceleri ribonükleik asitler katalizör görevi görürdü, ancak daha sonra nükleik asitler genomik kullanım için özelleşmiştir.

Temel biyomoleküllerin kökeni, kesin olmamakla birlikte, 2. ve 3. adımların önemi ve sırasına göre daha az tartışmalıdır. Yaşamın oluştuğu düşünülen temel kimyasallar şunlardır:

• Metan (CH₄ ),
• Amonyak (NH₃ ),
• Su (H₂ O),
• Hidrojen sülfür (H₂ S),
• Karbon dioksit (CO₂ ) veya karbon monoksit (CO) ve
• Fosfat (PO₄^3- ).

Moleküler oksijen (O₂ ) ve ozon (O₃ ) ya nadirdi ya da hiç yoktu.

Üç aşama

• Aşama 1: Biyolojik monomerlerin kökeni
• Aşama 2: Biyolojik polimerlerin kökeni
• Aşama 3: Moleküllerden hücrelere evrim

Bernal, evrimin 1. ve 2. Aşama arasında bir zamanda, erken başlamış olabileceğini öne sürmüştür.

Güncel modeller

Yaşamın nasıl başladığına dair bir "standart model" yoktur. Kabul edilen modellerin çoğu moleküler biyoloji ve hücre biyolojisi üzerine inşa edilmiştir:

1. Doğru koşullar olduğu için bazı temel küçük moleküller yaratılır. Bunlara yaşamın monomerleri denir. Amino asitler bu moleküllerin bir türüdür. Bu durum 1953 yılında Stanley L. Miller ve Harold C. Urey tarafından yapılan Miller-Urey deneyi ile kanıtlanmıştır ve artık bu temel yapı taşlarının uzayda yaygın olduğunu biliyoruz. Dünya'nın ilk zamanlarında bunların hepsi vardı.
2. Hücre zarının ana bileşeni olan lipid çift tabakaları oluşturabilen fosfolipidler.
3. Rastgele RNA moleküllerine katılabilecek nükleotidler. Bu da kendi kendini kopyalayan ribozimlere yol açmış olabilir (RNA dünyası hipotezi).
4. Substratlar için rekabet mini proteinleri enzimlere dönüştürecektir. Ribozom günümüz hücrelerinde protein sentezi için kritik öneme sahiptir, ancak nasıl evrimleştiği konusunda hiçbir fikrimiz yoktur.
5. Önceleri ribonükleik asitler katalizör görevi görürdü, ancak daha sonra nükleik asitler genomik kullanım için özelleşmiştir.

Temel biyomoleküllerin kökeni, kesin olmamakla birlikte, 2. ve 3. adımların önemi ve sırasına göre daha az tartışmalıdır. Yaşamın oluştuğu düşünülen temel kimyasallar şunlardır:

• Metan (CH₄ ),
• Amonyak (NH₃ ),
• Su (H₂ O),
• Hidrojen sülfür (H₂ S),
• Karbon dioksit (CO₂ ) veya karbon monoksit (CO) ve
• Fosfat (PO₄^3- ).

Moleküler oksijen (O₂ ) ve ozon (O₃ ) ya nadirdi ya da hiç yoktu.

Üç aşama

• Aşama 1: Biyolojik monomerlerin kökeni
• Aşama 2: Biyolojik polimerlerin kökeni
• Aşama 3: Moleküllerden hücrelere evrim

Bernal, evrimin 1. ve 2. Aşama arasında bir zamanda, erken başlamış olabileceğini öne sürmüştür.

Organik moleküllerin kökeni

Dünya'nın erken dönemlerinde üç organik molekül kaynağı vardır:

1. enerji kaynakları (ultraviyole ışık veya elektrik deşarjları gibi) ile organik sentez.
2. karbonlu meteorlar (kondritler) gibi dünya dışı nesneler tarafından taşınması;
3. Darbe şokları tarafından yönlendirilen organik sentez.

Bu kaynaklara ilişkin tahminler, 3,5 milyar yıl öncesindeki ağır bombardımanın, diğer enerji kaynakları tarafından üretilenlerle karşılaştırılabilir miktarlarda organiği kullanılabilir hale getirdiğini göstermektedir.

Miller'ın deneyi ve ilkel çorba

1953 yılında Stanley Miller adlı bir yüksek lisans öğrencisi ve profesörü Harold Urey, organik moleküllerin Dünya'nın erken dönemlerinde inorganik öncüllerden nasıl oluşmuş olabileceğini gösteren bir deney gerçekleştirdiler.

Artık meşhur olan Miller-Urey deneyi, amino asitler gibi temel organik monomerleri oluşturmak için yüksek oranda indirgenmiş bir gaz karışımı - metan, amonyak ve hidrojen - kullandı. Artık biliyoruz ki, Dünya tarihinin ilk yarısından daha uzun bir süre boyunca atmosferinde neredeyse hiç oksijen yoktu.

Fox'un deneyleri

1950'lerde ve 1960'larda Sidney W. Fox, Dünya tarihinin erken dönemlerinde var olmuş olabilecek koşullar altında peptit yapılarının kendiliğinden oluşumunu inceledi. Amino asitlerin kendi başlarına küçük peptitler oluşturabileceğini gösterdi. Bu amino asitler ve küçük peptitler, mikrokürecik adı verilen kapalı küresel zarlar oluşturmaya teşvik edilebilir.

Organik moleküllerin kökeni

Dünya'nın erken dönemlerinde üç organik molekül kaynağı vardır:

1. enerji kaynakları (ultraviyole ışık veya elektrik deşarjları gibi) ile organik sentez.
2. karbonlu meteorlar (kondritler) gibi dünya dışı nesneler tarafından taşınması;
3. Darbe şokları tarafından yönlendirilen organik sentez.

Bu kaynaklara ilişkin tahminler, 3,5 milyar yıl öncesindeki ağır bombardımanın, diğer enerji kaynakları tarafından üretilenlerle karşılaştırılabilir miktarlarda organiği kullanılabilir hale getirdiğini göstermektedir.

Miller'ın deneyi ve ilkel çorba

1953 yılında Stanley Miller adlı bir yüksek lisans öğrencisi ve profesörü Harold Urey, organik moleküllerin Dünya'nın erken dönemlerinde inorganik öncüllerden nasıl oluşmuş olabileceğini gösteren bir deney gerçekleştirdiler.

Artık meşhur olan Miller-Urey deneyi, amino asitler gibi temel organik monomerleri oluşturmak için yüksek oranda indirgenmiş bir gaz karışımı - metan, amonyak ve hidrojen - kullandı. Artık biliyoruz ki, Dünya tarihinin ilk yarısından daha uzun bir süre boyunca atmosferinde neredeyse hiç oksijen yoktu.

Fox'un deneyleri

1950'lerde ve 1960'larda Sidney W. Fox, Dünya tarihinin erken dönemlerinde var olmuş olabilecek koşullar altında peptit yapılarının kendiliğinden oluşumunu inceledi. Amino asitlerin kendi başlarına küçük peptitler oluşturabileceğini gösterdi. Bu amino asitler ve küçük peptitler, mikrokürecik adı verilen kapalı küresel zarlar oluşturmaya teşvik edilebilir.

Özel koşullar

Bazı bilim insanları hücre sentezini kolaylaştırabilecek özel koşullar önermişlerdir.

Kil Dünyası

Yaşamın kökeni için kilden bir model A. Graham Cairns-Smith tarafından önerilmiştir. Kil teorisi, karmaşık organik moleküllerin önceden var olan organik olmayan bir platformda, yani çözeltideki silikat kristalleri üzerinde kademeli olarak ortaya çıktığını öne sürmektedir.

Derin-sıcak biyosfer modeli

1970'lerde Thomas Gold, yaşamın ilk olarak Dünya yüzeyinde değil, yüzeyin birkaç kilometre altında geliştiği teorisini ortaya attı. 1990'ların sonlarında nanobeslerin (bakterilerden daha küçük olan ancak derin kayalarda DNA içerebilen ipliksi yapılar) keşfi Gold'un teorisini destekleyebilir.

Mikrobiyal yaşamın Dünya'nın sığ derinliklerinde (yüzeyin beş kilometre altına kadar), daha iyi bilinen öbakterilerden (daha erişilebilir koşullarda yaşayan) ziyade ekstremofil arkeler şeklinde bol miktarda bulunduğu artık oldukça iyi bilinmektedir.

Gold, hayatta kalmak için derin, ulaşılamaz bir kaynaktan gelen bir besin damlasına ihtiyaç olduğunu, çünkü organik madde birikintisinde ortaya çıkan yaşamın muhtemelen tüm besinini tüketeceğini ve neslinin tükeneceğini ileri sürmüştür. Gold'un teorisine göre besin akışı, Dünya'nın mantosundan gelen ilkel metanın gazlaşmasından kaynaklanmaktadır.

Öz-organizasyon ve çoğaltma

Kendi kendini organize etme ve kendi kendini kopyalama, canlı sistemlerin ayırt edici özellikleridir. Cansız moleküller de bazen uygun koşullar altında bu özellikleri gösterirler. Örneğin Martin ve Russel, hücre zarlarının içeriği çevreden ayırdığını ve kendi kendine yeten redoks reaksiyonlarının kendi kendini organize etmesinin canlıların en çok korunan özellikleri olduğunu göstermiştir. Bu gibi inorganik maddelerin yaşamın en olası son ortak atası olabileceğini savunmaktadırlar.

Özel koşullar

Bazı bilim insanları hücre sentezini kolaylaştırabilecek özel koşullar önermişlerdir.

Kil Dünyası

Yaşamın kökeni için kilden bir model A. Graham Cairns-Smith tarafından önerilmiştir. Kil teorisi, karmaşık organik moleküllerin, önceden var olan organik olmayan bir platformda, yani çözeltideki silikat kristallerinde kademeli olarak ortaya çıktığını öne sürmektedir.

Derin-sıcak biyosfer modeli

1970'lerde Thomas Gold, yaşamın ilk olarak Dünya yüzeyinde değil, yüzeyin birkaç kilometre altında geliştiği teorisini ortaya attı. 1990'ların sonlarında nanobeslerin (bakterilerden daha küçük olan ancak derin kayalarda DNA içerebilen ipliksi yapılar) keşfi Gold'un teorisini destekleyebilir.

Mikrobiyal yaşamın Dünya'nın sığ derinliklerinde (yüzeyin beş kilometre altına kadar), daha iyi bilinen öbakterilerden (daha erişilebilir koşullarda yaşayan) ziyade ekstremofil arkeler şeklinde bol miktarda bulunduğu artık oldukça iyi bilinmektedir.

Gold, hayatta kalmak için derin, ulaşılamaz bir kaynaktan gelen bir besin damlasına ihtiyaç olduğunu, çünkü organik madde birikintisinde ortaya çıkan yaşamın muhtemelen tüm besinini tüketeceğini ve neslinin tükeneceğini ileri sürmüştür. Gold'un teorisine göre besin akışı, Dünya'nın mantosundan gelen ilkel metanın gazlaşmasından kaynaklanmaktadır.

Öz-organizasyon ve çoğaltma

Kendi kendini organize etme ve kendi kendini kopyalama, canlı sistemlerin ayırt edici özellikleridir. Cansız moleküller de bazen uygun koşullar altında bu özellikleri gösterirler. Örneğin Martin ve Russel, hücre zarlarının içeriği çevreden ayırdığını ve kendi kendine yeten redoks reaksiyonlarının kendi kendini organize etmesinin canlıların en çok korunan özellikleri olduğunu göstermiştir. Bu gibi inorganik maddelerin yaşamın en olası son ortak atası olabileceğini savunmaktadırlar.

Teoriler

RNA dünyası hipotezi

Bu hipotezde, RNA'nın hem bir enzim hem de genlerin bir kabı olarak çalıştığı söylenmektedir. Daha sonra DNA genetik rolünü devralmıştır.

RNA dünyası hipotezi, ribonükleik aside (RNA) dayalı yaşamın, deoksiribonükleik asit (DNA), RNA ve proteinlere dayalı mevcut yaşam dünyasından önce var olduğunu öne sürmektedir. RNA hem DNA gibi genetik bilgi depolayabilmekte hem de bir enzim gibi kimyasal reaksiyonları katalize edebilmektedir. Hücre öncesi yaşamı desteklemiş ve hücresel yaşama doğru önemli bir adım olmuş olabilir.

Bu fikri destekleyen bazı kanıtlar bulunmaktadır:

1. Enzim olarak çalışan bazı RNA'lar vardır.
2. Bazı virüsler kalıtım için RNA kullanır.
3. Hücrenin en temel parçalarının çoğu (en yavaş evrimleşenler) RNA gerektirir.

Metabolizma ve proteinler

Bu fikir, proteinlerin önce enzim olarak çalıştığını ve metabolizma ürettiğini öne sürmektedir. Daha sonra DNA ve RNA genlerin taşıyıcıları olarak çalışmaya başlamıştır.

Bu fikri destekleyen bazı kanıtlar da mevcuttur.

1. Enzim olarak protein günümüz yaşamı için vazgeçilmezdir.
2. Miller-Urey deneyinde bazı amino asitler daha temel kimyasallardan oluşur. Bazıları bu fikri reddeder çünkü Proteinler kendilerini kopyalayamazlar.

Lipidler

Bu şemada lipid çift tabakalardan oluşan membranlar erken dönemde ortaya çıkar. Organik kimyasallar bir kez içine alındığında, daha karmaşık biyokimya mümkün olur.

Teoriler

RNA dünyası hipotezi

Bu hipotezde, RNA'nın hem bir enzim hem de genlerin bir kabı olarak çalıştığı söylenmektedir. Daha sonra DNA genetik rolünü devralmıştır.

RNA dünyası hipotezi, ribonükleik aside (RNA) dayalı yaşamın, deoksiribonükleik asit (DNA), RNA ve proteinlere dayalı mevcut yaşam dünyasından önce var olduğunu öne sürmektedir. RNA hem DNA gibi genetik bilgi depolayabilmekte hem de bir enzim gibi kimyasal reaksiyonları katalize edebilmektedir. Hücre öncesi yaşamı desteklemiş ve hücresel yaşama doğru önemli bir adım olmuş olabilir.

Bu fikri destekleyen bazı kanıtlar bulunmaktadır:

1. Enzim olarak çalışan bazı RNA'lar vardır.
2. Bazı virüsler kalıtım için RNA kullanır.
3. Hücrenin en temel parçalarının çoğu (en yavaş evrimleşenler) RNA gerektirir.

Metabolizma ve proteinler

Bu fikir, proteinlerin önce enzim olarak çalıştığını ve metabolizma ürettiğini öne sürmektedir. Daha sonra DNA ve RNA genlerin taşıyıcıları olarak çalışmaya başlamıştır.

Bu fikri destekleyen bazı kanıtlar da mevcuttur.

1. Enzim olarak protein günümüz yaşamı için vazgeçilmezdir.
2. Miller-Urey deneyinde bazı amino asitler daha temel kimyasallardan oluşur. Bazıları bu fikri reddeder çünkü Proteinler kendilerini kopyalayamazlar.

Lipidler

Bu şemada lipid çift tabakalardan oluşan membranlar erken dönemde ortaya çıkar. Organik kimyasallar bir kez içine alındığında, daha karmaşık biyokimya mümkün olur.

Panspermia

Bu, Arrhenius tarafından ortaya atılan ve Fred Hoyle tarafından geliştirilen, yaşamın evrenin başka bir yerinde geliştiği ve Dünya'ya sporlar şeklinde ulaştığı fikridir. Bu, yaşamın nasıl başladığına dair bir teori değil, nasıl yayılmış olabileceğine dair bir teoridir. Örneğin meteorlar aracılığıyla yayılmış olabilir.

Bazıları Mars'ın erken dönemlerinin yaşamı başlatmak için Dünya'nın erken dönemlerinden daha iyi bir yer olduğunu öne sürmektedir. Genetik materyali oluşturmak üzere bir araya gelen moleküller, dört milyar yıl önce Dünya'da var olan organik (karbon bazlı) kimyasallardan oluşan "ilkel çorbadan" daha karmaşıktır. Eğer RNA ilk genetik materyal ise, o zaman bor ve molibden içeren mineraller oluşumuna yardımcı olabilir. Bu mineraller Mars'ta Dünya'dakinden çok daha yaygındı.

Panspermia

Bu, Arrhenius tarafından ortaya atılan ve Fred Hoyle tarafından geliştirilen, yaşamın evrenin başka bir yerinde geliştiği ve Dünya'ya sporlar şeklinde ulaştığı fikridir. Bu, yaşamın nasıl başladığına dair bir teori değil, nasıl yayılmış olabileceğine dair bir teoridir. Örneğin meteorlar aracılığıyla yayılmış olabilir.

Bazıları Mars'ın erken dönemlerinin yaşamı başlatmak için Dünya'nın erken dönemlerinden daha iyi bir yer olduğunu öne sürmektedir. Genetik materyali oluşturmak üzere bir araya gelen moleküller, dört milyar yıl önce Dünya'da var olan organik (karbon bazlı) kimyasallardan oluşan "ilkel çorbadan" daha karmaşıktır. Eğer RNA ilk genetik materyal ise, o zaman bor ve molibden içeren mineraller oluşumuna yardımcı olabilir. Bu mineraller Mars'ta Dünya'dakinden çok daha yaygındı.

İlgili sayfalar

• Astrobiyoloji
• Bilinen en eski yaşam formları

İlgili sayfalar

• Astrobiyoloji
• Bilinen en eski yaşam formları