Bilim insanları, son zamanlarda eşine az rastlanır bir gözlem yaptılar. Hücrelerimizde bulunan DNA bölünmesine, onarılmasına katılan moleküler motorların hareketleri gözlemlendi. Bu gözlem o kadar ilginç bir yöntemle gerçekleşti ki, biz makaleyi okurkan “Ne oluyor yahu!“ demekten kendimizi alamadık.
Pallov Kosuri adındaki bilim adamı “Vücudumuzda bulunan harika makineler var ve çok iyi çalışıyorlar ama biz nasıl çalıştıklarını bilimiyoruz.“ Dedi. Nature dergisinde yayınlanan makalede Araştırmacı, bilim insanları ve Doktorlardan oluşan bir ekip olan Xiaowei Zuhuang, David B. Arnold, Pallov Kosuri ve Benjamin Altheimer’in imzaları var. Bu ekip DNA da bir baz çiftinden diğerine geçen moleküler motorun hareketlerini kaydetti.
Ekip ORBIT denilen yeni bir teknik geliştirdiler. Buteknik yüksek hassasiyette moleküler hareketleri izlemeyi ve DNA parçacıklarını birleştirip yeni bir forma sokma sanatı olan DNA Origami tekniğini içeriyor.
Moleküler motorlar vücudumuzda bir çok işlevin yerine getirilmesinde görev alırlar.Örneğin düz kas içerisindeki hareketleri kaslarımızın kasılmasına sebep olur. Bir başkası DNA onarımını gerçekleştir, Bu moleküler motor çift sarmallı DNA yapısında adeta merdiven çıkar gibi sarmal yapı üzerinde hareket eder.
İşte tam da burada ekip bu moleküler motoru görebileceklerini düşündü. Çünkü sarmal bir yapıda ilerlediğine göre karakteristik bir sarmal hareket meydana gelecekti. İlginç kısımlara geliyoruz. Daha sonra DNA Origami uygulamalarına başladılar. Bu moleküler motoru bir yere sabitleyip hareket etmesini sağlarsak üzerinde hareket ettiği DNA sarmal hareket yapar diye düşündüler. Yapılan hesaplamalar ise bu hareketlerin en gelişmiş ışık mikroskobu ile bile görülemeyecek derecede küçük olduğu anlaşıldı.
DNA UCUNA PERVANE TAKMAK…
İşte buradan sonra ne oluyor ya dediğimiz ve kafamızın yanmaya başladığı aşama. Sabit bir moleküler motor DNA’yı hareket ettiriyor ama bu hareket çok küçük olduğu için gözemleyemiyorduk. Bundan sonra hareket eden DNA’nın uç kısmına bir pervane takalım ve dönüş açısını genişletip mikron mertebesindeki dönme hareketi biraz daha gözlemlenebilir aralıklara çekelim diye düşündüler. DNA ucuna pervane takmak… Daha sonra DNA origami tekniği kullanarak yaklaşık 200 DNA parçasından pervane oluşturdular ve hareket edeceği düşünülen DNA’mıza tutturdular.
Moleküler motor hareket ettiğinde başlangıçta her şey duruyormuş gibi göründü. Sonra anlaşıldı ki pervane çok hızlı hareket ediyordu. Çünkü molekler motor saniyede yüzlerce baz çifti arasında hareket ediyordu. Bunu saniyede 1000 kayıt yapabilen bir kamera ile görüntüledilr. DNA Origami tekniğinin öncüsü Peng Yin ve Yüksek lisans öğrencisi Dai de bu 160 mikron boyutundaki pervaneleri oluşturmak için çalışan ekibi yönettiler.
Çalışma ekibinden Benjamin Alheimer: “Vücuttaki pek çok kritik süreç DNA ve proteinler arasındaki etkileşime bağlıdır. Bu proteinlerin nasıl çalıştığını –ya da çalışmadığını- anlamak insan sağlığının altında yatan temel biyolojik soruları cevaplamamıza yardımcı olabilir.“ Dedi. Ekip diğer DNA motorlarını da görüntülemek için çalışmalara devam ediyor. Bunlardan birisi de RNA polimeraz. Bu molekül DNA üzerinde hareket ederek genetik kodunu kaydediyor. RNA polimeraz molekülünün ise DNA’yı 35 derecelik açılarla döndürdüğü düşünülüyor.
Ekibin geliştirdiği ORBIT denilen bu yöntem yeni moleküler motor gözlemleri için ilham kaynağı olabilir. Bunun yanında özellikle ATP gibi biyolojik enerji kaynakları ile çalışan mikro motorlar üreilebilir. Bunun gibi hem tasarlanmış paraçacıklardan hem de doğal biyolojik yapılardan oluşan hibrit motorlar ileride mikro robotlar yapımında çok etkili olabilir.
Bu çalışmada dikkat çeken iki unsur var. Birisi DNA Origami denilen teknik. Bu teknikle DNA parçaları birleştirilerek istenilen şekillere sahip mikro parçacıkalar üretiliyor. Diğeri ise hücrelerde bulunana moleküler motorların mikro robotlarda kullanılabileceği fikri.
AKADEMİK VE FOTO : https://chemistry.harvard.edu/news/new-spin-dna