Canbolat GÜRSES Genetik ve Nanobiyoteknoloji
Vücudunuzdaki her bir hücre içinde yaşamanızı sağlamak için çalışıp didinen küçük protein motorlar vardır. Hareketli kaslar, bölünen hücreler, dönen DNA sarmalı gibi örnekler biyoloji biliminde sürekli çalışan sistemlerdir. Fakat hala onların fonksiyonlarını nasıl meydana getirdikleri konusunda belirsizlikler vardır. Biyologlara bu konuda yardım edip daha fazla şeyin bilinmesi amacıyla araştırmacılar ışıkla uzaktan kumanda edilebilen protein motorlarının bir takımını geliştirdiler.
Biyoloji biliminde bol miktarda bulunan bu nano düzeydeki araçlarla kompleks işler gerçekleştirilmektedir. Asıl bilinmek istenen nokta ise hücrelerin içindeki kimyasal enerjinin nasıl mekanik işe dönüştüğü ve spesifik görevlerin nasıl yerine getirildiğidir. Bunu açıklığa kavuşturmak isteyen bilim insanları ışığa yanıt verecek protein motorları için detaylı bir plan tasarladılar. Domuz, cıvık mantar ve ışık saptama modülüne sahip yulaf gibi farklı organizmaların DNA’sını bir araya getiren biyomühendisler onların protein motorlarının her biri için DNA kodları yarattılar.
Nakamura, Bryant ve çalışma arkadaşları tarafından önceden yayınlanan bir makaleye istinaden üretilen yeni protein motorları ışığa maruz kaldıklarında yönlerini veya hızlarını değiştirmektedirler. Uygulanan ışığın nereden geleceğini ayarlayarak bu protein motorları uzaysal düzlemde hassas bir biçimde kontrol edilebilir. Gerçek zamanlı olarak motorların kontrol edilebilmesi canlılardaki güç ve hareketi çalışan hücre ve gelişim biyologları için çok büyük bir kolaylık sağlamaktadır. Sonuçta, spesifik görevleri araştıran biyologlar için bu yeni protein motorlar isteğe göre uyarlanmaktadır.
Bir mikroskop lamı üzerindeki yüzeyde kayan protein filamentleri (yeşil ve kırmızı) görülmektedir. Onların hareketini sağlayan moleküler motorlar biyomühendisler tarafından geliştirilmiştir. Mavi ışığa maruz kaldıklarında vites değiştirip yavaşlamaktadırlar.
Bu projeyle gelecekte hedeflenen hücresel yapı içinde moleküler motorların özelliklerinin çok spesifik olarak hücre biyologları tarafından değiştirilebildiği araçların yaratılmasıdır. Ayrıca, örneğin biyolojiden ayrı olarak teşhise yönelik cihazların içinde de bu kontrol edilebilir motorların kullanılması olasıdır.
Araştırmacılar “moleküler taşıyıcılar, molekül sınıflandırıcılar ve molekül toplayıcıları” gibi biyolojik görevlere benzer fonksiyonları gerçekleştiren nano boyutta moleküler motorlar üzerinde çalışmaktadırlar. Fakat en önce yapılması gereken şey, biyolojide şimdiye kadar görülmemiş özelliklere sahip bu motorların gerçek doğalarının aydınlatılabilmesi için yeniden tasarlanmasıdır.
Evrim çok basit dizaynlarla milyonlarca yıl boyunca geliştirerek yerine göre hızlı, yavaş ve uzun mesafeler boyunca hareket edebilen moleküler motorlar yapmaktadır. Aslında evrim tarafından zaten yapılmış olan bu moleküler motorların yeni ve pek çok farklı çeşidini bilim insanları yapmaya çalışıyorlar.
