Canbolat GÜRSES Genetik ve Nanobiyoteknoloji
Biyolojik membranlar korunaklı sınırlara benzerler. Hücreyi çevresinden ayırırken aynı zamanda hücre içine girip dışına çıkan molekülleri de kontrol ederler. Nükleer membran pek çok küçük por vasıtasıyla geçilebilir. University of Basel’deki araştırmacılar nükleer por içindeki proteinlerin bir cırt cırta benzer fonksiyona sahip olduklarını buldular. Bu proteinlerin, partiküllerin seçici ve kontrollü olarak nasıl kullanılabileceğini belirlediler.
Hücrelerimizde oldukça yoğun bir trafik vardır. Örneğin, çoğu proteinin üretildikleri bölge olan sitoplazmadan genetik bilginin okunmasında kullanılan çekirdeğe taşınmasına ihtiyaç vardır. Çekirdek membranındaki porlar, hücre çekirdeğinin içine ya da dışına bu proteinlerin taşınmasını sağlar. Araştırmacılar, çekirdek zarında bulunan bu porlardaki proteinlerin minicik parçacıkların transferinde kullanılabilecek bir nano boyutlu cırt cırta benzer fonksiyonda olduklarını keşfettiler.
“Kirli cırt cırt” üzerinde hareket eden dışarıdan proteinle kaplı molekül
Çekirdek Porunun İçindeki “Kirli Cırt Cırt”
Çekirdek porları, sitoplazmayla çekirdek arasındaki molekül değiş tokuşunu sağlayan çekirdek zarı içindeki protein komplekslerdir. Değiş tokuşu sağlayan itici güç difüzyondur. Nükleer porlar cırt cırt benzeri proteinlerle kaplıdır. Sadece özellikle çekirdek içine alınacak proteinlerle işaretli moleküller bu proteinlere bağlanır ve böylece pordan geçerler. Fakat bağlanmayan bütün moleküller için çekirdek porları bariyer görevi üstlenir. Araştırmacılar, taşınmanın cırt cırt benzeri proteinlere bağlanmanın gücüne dayandığını buldular. Bağlanma, taşınacak moleküllerin bağlanabilmesi için yeterince güçlü olmalıdır aynı zamanda çok sıkı olmamalıdır ki moleküller por boyunca ilerlerken hala difüze olabilsinler.
Nükleer poru canlandıran yapay bir sistemde, araştırmacılar hipotezlerini test ettiler. Partikülleri, çekirdek içine alınacak proteinlerle kapladılar ve moleküler cırt cırt üzerinde onların davranışlarını incelediler. İlginç bir biçimde, araştırmacılar bildiğimiz cırt cırtın benzer davranışlarıyla paralellik gözlemlediler. Temiz yani yüzeyinde hiçbir protein bulundurmayan cırt cırtın üzerine moleküller hızlıca yapışırken, cırt cırt kirlendikten yani üzeri çekirdek içine alınacak protein molekülleriyle dolduktan sonra yapışkanlığı azaldı ve partiküller sadece difüzyonla yüzeyden kaymaya başladı. Böylece, herhangi bir dış enerjiye ihtiyaç duymadan nano boyuttaki cırt cırt kullanılarak seçilen partiküllerin taşınmasının hızının yanında aldığı yol da belirlenebildi.
Potansiyel Çip Üzeri Laboratuvar Teknolojisi Uygulamaları
Biyomoleküler taşıma işlemlerinin yukarıda anlatılan keşfi, partiküllerin bir moleküler cırt cırtla seçici olarak taşınabileceğini gösteren bu dikkat çekici fenomen için temel oluşturmaktadır. Bu prensip, nano ölçekli taşıyıcı kemerler, merdivenler veya raylar gibi çok pratik uygulamalar bulabilir. Ayrıca, bu yeni keşfedilen taşıma metodu günümüzün kompleks pompa ve vana sistemlerini modası geçmiş hale getirerek çip üzeri laboratuvar teknolojisinin minyatürizasyonuyla potansiyel olarak uygulanabilir.
