Bilimin Henüz Cevaplayamadığı Sorular: Moleküllerin Solaklığı veya Sağlaklığı (Kiralite)!

Şöyle bir düşünün... İnsanoğlu Mars'ta, Europa'da yaşam var mı yok mu diye kafa yorup, buralara kadar uzay araçları gönderiyor. Ancak aynı insanoğlu, yaşamın her türlüsünün bir renk cümbüşü ile yeşerip yayılmış olduğu dünyamızda yaşamın nasıl başladığını hala bilmiyor.

Çünkü bir şeyi görmek, onun nasıl meydana geldiğini anlamaktan çok daha kolay bir iştir. 

Dolayısı ile bir hücrenin veya canlının nasıl oluştuğunu anlamak ve esrarını çözmek, muhteşem görünümlü bir galaksiyi teleskopla izleyip fotoğraflamaktan çok daha zor bir iştir. 

Bu nedenledir ki, şu gezegen üzerinde hücrenin veya yaşamın nasıl ortaya çıktığı sorusu tüm zamanların en zor sorusunu teşkil etmiştir. Hatta "yaşam nedir?" sorusunun bizatihi kendisi en zor sorulardandır. 

Çünkü, "yaşam" terimini atfettiğimiz canlılar esasen hava ve suyu, taşı ve toprağı yapan cansız atomlardan oluşurlar.

Cansızlardan farkımız bu atomların uygun miktar ve dizilişte bir araya gelerek molekülleri, onların da bir araya gelerek hücreleri, onlarında bir araya doku ve organları ve onlarında bir araya gelerek canlıları oluşturmasıdır.

Yani, cansız bir şeyden farkımız atomların dizilişinden başka bir şey değildir. Ancak bu basit açıklama, "hayat (yaşam) nedir?" sorusuna cevap vermez. Çünkü; yiyen, içen, düşünen, rüya gören, havayı soluyup karada yürüyen, denizde yüzüp gökte uçan canlı dediğimiz şeyi yapmak için bundan daha fazlasına gerek vardır.

Yakın bir gelecekte bütün bunlara cevaplar bulacağımız ise şüphelidir. Ancak bakterilerden bitkilere, mayalardan hayvanlara bütün canlılarda moleküllerinin aynı formda (örneğin amino asiterin "solak", şekerlerin "sağlak", DNA'nın "sağlak" formda olması) inanılmaz bir şey!

Şimdi başlığımıza dönelim...

Önce sağlak ve solak terimleri... Aynaya tuttuğunuzda birbirinin üzerine çakışmayan yapılar sağlak ve solak bir form gösterirler. Buna en iyi örnek ellerimizdir: iki elimizi birbiri üzerine sala çakıştıramazsınız (tabi ters çevirmezseniz!). Vücudumuzdaki çoğu molekülde de aynı durum söz konusudur. Moleküllerde bu duruma aynı zamanda "kiralite" denir. 

Yukarıda söylediğim gibi, bu yapı ve molekülleri aynaya tuttuğunuzda birbirinin üzerine çakışmayan bir görüntü sergilerler. 

Dolayısı ile kiral veya sağlak-solak moleküller asimetrik olup optik aktivite gösterirler. Böyle moleküllerin üzerine düzlemsel polarize ışığı tutturmamızda ışığı ya sağa (dekstro rotasyon) ya da sola (levo rotasyon) kırarlar. Işık, gözlem yapana saat yönünde geliyorsa "sağlak", saat yönünün tersi yönde geliyorsa "solak" rotasyon olarak adlandırılır.

Yeryüzünde insanların çoğu sağlaktır. Yani, ağır işler, yazma, tokalaşma vb için sağ ellerini kullanırlar. Hatta, sağlak bir insan, solak biri ile tokalaştığında solak kişi sağ elini kullanır. Yani, yaygın olan sağlaklıktır.

Ancak, bizleri (daha doğrusu tüm canlıları) yapan moleküllerde durum nedir?

Cevap: genelde solaklık özelde sağlaklık.

Örnegin DNA'mız sağlak yöndedir. Canlıların genetik bilgisini taşıyan DNA, en basit bakteriden en gelişmiş yaratığa (insan!) sağa doğru dönen bir sarmaldır. Peki canlıların kuru ağırlığının % 60'ını yapan proteinler? Onları da yapan 20 çeşit amino asitin hepsi solaktır. 

Yukarıda sol ve sağ el ayası içine oturtulmuş aynı amino asiti görüyorsunuz. R ile belirtilmiş olan grup hariç, proteinlerin yapıtaşı olan 20 çeşit amino asitin hepsi  aynı omurgaya sahiptir. Proteinlerin yapısına ise sadece sağ elin içine oturtulmuş olan "solak" amino asitler girer. Sol elin içine oturmuş olan "sağlak" amino asitler asla proteinlerin yapısına girmez.

Ya genel olarak enerji molekülleri olan şekerler? Bunlar yukarıdaki kurala ters. Şekerlerin ise hepsi "sağlak".

Kullandığımız ilaçların çoğu ya sağlak ya da solaktır. Belli bir ilaç hem sağlak hem solak olamaz. Eğer her iki formu taşırsa, bu ilacın etkisi kestirilemez. Sizi iyileştirebilir de veya öldürebilir de! 

Dolayısı ile kimyasal (yani sentetik) olarak  iki formda bileşik yapmamız mümkün. Ancak, doğada moleküller ya "sol-el" ya da "sağ-el" formundadır. Aynı molekül bir amaç için iki formda bulunmaz [ör. yukarıda bahsettiğimiz gibi şekerlerin sadece sağ-el (sağlak), amino asitlerin sol-el (solak) formda olmaları].

Acaba, amino asitler sağ-el formunda, şekerler sol-el formunda olsaydı gezegenimiz üzerinde yaşam ortaya çıkar mı isi? Esasen yaşam için ilk moleküllerin dünyamızda ortaya çıkmış oldukları konusu da tam bir muamma. 

Çünkü, son çalışmalar yaşamın orijinini oluşturabilecek bir potansiyele sahip kiral bir molekül olan propilen oksit'in uzayın derinliklerinde var olduğunu saptamış bulunuyor. Acaba yaşamın ilk öncül molekülleri dünyamıza diğer gezegenlerden mi geldi?

Gel de işin içinden çık!