2. MİKROBİYEL EVRİM Dünya ~ 4.5 milyar yıl önce oluştu. Mikrobiyal yaşamın ilk delili ~ 3.86 milyar yıllık kayalarda bulundu. (southwestern Green land) Avusturalya’da yaklaşık 3.5 milyar yıllık kayalardaki ilk stromatolitler

Stromatolitler Filamentli prokaryotes lardan oluşur. Eskileri (3.5 milyar yıllık kayalarda) Anoxygenic phototrophic filamentous bacteria den oluşur (Chloroflexus) Yenileri (1.6 milyar yıllık) Oxygenic phototrophic cyanobacteria

Dünyanın ilk oluşumundaki şartlar CO2 Azot (N2), Amonyak (NH3), Hidrojen (H2) Karbonmonoksit (CO) Metan (CH4), Hidrojen sülfür (H2S), Demir sülfür (FeS) Metan + amonyak = hidrojen siyanid (HCN) ilk yarım milyar yılda dünyada sıvı su yoktu

Dünyadaki ilk enerji kaynakları: Güneşten gelen UV radyasyonu, Volkan aktivitesi sonucu oluşan termal enerji, Radyoaktivite Şimşek Gaz karışımları  şekerler, amino asitler, purinler, primidinler ve yağ asitleri Abiotik oluşum

Kendini çoğaltabilen ilk hücreler nasıl bir yapıya sahipti? İlk hücreler enerji eldesinde hangi yolu kullanmıştır?

Bu hücrelerin kullandıkları karbon kaynakları ya CO2 yada prebiotik sentezdeki organik karbondur. Hipertermofil ototrof olan Aquifex gibi bakteriler ilk metabolizmanın ototrofik olduğu hipotezini desteklemektedir.

Oksijenik fotosentez 3 milyar yıl önce Siyanobakterilerin gelişmesiyle olmuştur. Siyanobakterilerde H2O’nun kullanıldığı ve O2’nin üretildiği bir fotosistem gelişmiştir.

Oksijenin Evrimi Başlangıçta dünyada iki atomlu serbest oksijen (O2) yoktu. Oksijen kayaların yapısında ve suda bulunuyordu Siyanobakterilerin gelişmesinden sonra yaklaşık 2.4 milyar yıl önce atmosferde O2 çoğalmaya başladı O2 çeşitli tepkimelerle hızla havadan temizlendi (metan, yer kabuğundaki demir paslandı, volkanik gazlar, taşların kırılmasında kullanıldı) Yerkabuğunda beş kat daha fazla demir olsaydı O2 nin atmosferde kalıcı olması için 1 milyar yıl daha gerekirdi Atmosferin üst tabakalarına ulaşan metanın yapısı güneşden gelen kızılötesi ışınlarla bozulup oluşan hidrojenler uzaya savrulmuş. Hidrojen miktarı azalınca O2 artmış Hidrojen kaybı olmasa atmosferimiz Titan uydusu atmosferi gibi olurdu

Atmosferde oksijenin birikmesi, güneşten gelen UV radyasyonunu önleyen ozon (O3) tabakasının oluşmasına neden olmuştur. Ozon tabakasının gelişimi öncesinde radyasyondan korunmak için okyanus diplerinde ve kaya altlarında gelişebilen mikroorganizmalar, ozon tabakasının gelişmesiyle diğer ortamlara da yayılmıştır.

The last universal common ancestor (LUCA) RNA genomuna sahip LUCA dan nasıl DNA içeren hücre oluştu? Hücresel evolusyonda yaşam ağacının üç domeini teorisinde virüslerin yeri açıklanamamıştır. (hücresel bileşenler yada en eski hücresel form)

Virüslerde Urasil içeren DNA (nadir) ve sitozin yerine hidroksimetil sitozin içeren DNA vardır. LUCA döneminde virüslerde sadece RNA içeriyordu. LUCA dan önce virüslerde hücresel nükleazlardan korunmak amacıyla DNA oluştu. Deliller günümüzdeki virüslerde var. DNA virüsü daha sonra LUCA yı enfekte etti. Önce DNA plazmid gibi bulundu (E. coli de P1 profajı), Ters transkriptaz eski orjinli bir enzim