Çift Elli (Kiral) Moleküllerin Biyokimyasal Alanda Yaratması Muhtemel Mucize Ve Felaketler

 Doğada her şey sadece maddeden ibaret değildir. Şekil de en az madde kadar önemlidir. Kimyada buna en iyi örnek kiral (çift elli) moleküllerdir. Bu moleküller, aynı atomlardan oluşur ama özellikle farklı koşullar altında mesela uzaydaki dizilimleri farklıdır. Tıpkı sağ ve sol el gibi: benzer görünürler ama üst üste tam oturmazlar.

Bir molekülün iki farklı uzaysal formu varsa buna kiralite denir. Bu iki forma:

• Enantiomer

• Sağ elli – sol elli yapı

adı verilir.

Örnek:

Kimyasal formül aynı olabilir. Ama biyolojik etkileri tamamen farklı olabilir.

 Peki ya biyoloji ile ne alakası var?

Canlılık sistemleri molekülleri sadece madd olarak değil şekil olarak algılar. Hücredeki enzimler, proteinler, DNA, bağışıklık sistemi ve hücre zarındaki reseptörler, molekülleri  yapısına göre tanır. Yani bir molekülün sağ elli ya da sol elli olması, onun hücre içinde çalışıp çalışmamasını belirler bu yüzden kiralite  sindirimden bağışıklığa, protein üretiminden virüs girişine kadar her şey bu şekil uyumuna bağlıdır.

Virüs demişken Vücudumuza Aldığımız virüsler ya sağ elli değilde sol elli ise ne olur?

Bağışıklık sistemi maddeleri sadece kimyasal içeriklerine göre değil, üç boyutlu yapılarına göre tanır ve ayırt eder. Hücre yüzeyindeki reseptörler, antikorlar ve savunma proteinleri adeta birer tarayıcı gibi çalışır; karşılarına çıkan yapının şekline, yüzey formuna ve uzaydaki dizilimine bakarak “tanıdık mı, yabancı mı” kararını verir. Bu yüzden kiralite, yani moleküllerin sağ ya da sol elli olması, bağışıklık sistemi için kritik bir fark yaratır. Aynı kimyasal formüle sahip iki molekül, farklı kiraliteye sahipse bağışıklık sistemi tarafından tamamen farklı varlıklar olarak algılanabilir. Bazı durumlarda bu sistem molekülü hiç algılayamaz, bazı durumlarda ise yanlış tanıma oluşabilir. Bu da virüslerin, bakterilerin veya yabancı yapıların bağışıklık sisteminden kaçabilmesine, yani görünmez gibi davranabilmesine yol açabilir.

Buda böle bir senaryoda var olan bir Hastalığın bulunup tedavi edlimesini imkansızlaştırır.

İyi yönler;Ayna-görüntülü  biyolojik sistemler şu an için teorik olsa da, bilimsel açıdan büyük bir potansiyel taşır. Böyle bir sistemin geliştirilmesi, biyolojinin temel kurallarını daha derin anlamayı sağlayabilir ve yaşamın neden tek yönlü kimya üzerine kurulduğunu açıklamada güçlü veriler sunabilir. Tıbbi alanda, ters kiralteli moleküller bağışıklık sistemi tarafından farklı algılandığı için yeni ilaç tasarımlarında daha kontrollü, daha seçici ve yan etkisi daha az tedavi yöntemleri geliştirilmesine katkı sağlayabilir. Ayrıca bu tür yapılar, biyolojik güvenlik alanında da avantaj oluşturabilir; doğal organizmalarla etkileşime giremeyen sistemler kontrollü deney ortamlarında kullanılabilir

Gerçekler;

Şu anki bilimsel veriler ışığında, doğada veya laboratuvar ortamında tamamen ters kiraliteli (ayna-görüntülü) canlı bir biyolojik sistem henüz oluşturulmamıştır. Tüm bilinen yaşam formları tek yönlü kimya üzerine kuruludur ve biyolojik sistemler homokiral yapıdadır. Ancak bu yaşamların asla üretilemeyeceğini de söylememiz zor.

Kaynakça:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads9158

https://www.youtube.com/@evrimagaci

Sözlük:

Kiral (Chiral):
Aynı atomlardan oluşup uzaysal yapısı farklı olan molekül tipi.

Kiralite (Chirality):
Bir molekülün sağ–sol yönlü iki formunun bulunması özelliği.

Enantiomer:
Aynı molekülün sağ ve sol olmak üzere iki ayna-görüntülü formu.

Uzaysal dizilim
Molekülün üç boyutlu uzaydaki konumu.

Enzim 
Biyokimyasal tepkimeleri başlatan moleküler yapılar.

DNA:
Genetik bilgiyi taşıyan nükleik asit yapısı.

Reseptör 
Hücre yüzeyinde bağlanma ve tanıma yapan yapı.

Antikor 
Bağışıklık sistemine ait savunma molekülleri.

Homokiral
Tek yönlü moleküler yapıya sahip biyolojik sistem.

Ayna-görüntülü biyolojik sistem 
Ters kiraliteli moleküllerle kurulmuş teorik canlı yapı.

Ters kiralite 
Normal biyolojik moleküllerin zıt yönlü formu.