Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Laboratuvar Yapımı Yapay Hücrelerin İlk Adımları: Hareket Edebilen Sitoskeleton Hücre Zarı Üretildi!

Laboratuvar Yapımı Yapay Hücrelerin İlk Adımları: Hareket Edebilen Sitoskeleton Hücre Zarı Üretildi! Keber, Loiseau, Sanchez, Bausch/TUM
Reklamı Kapat

Bu yazı, ScienceDaily isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Münih Teknik Üniversitesi’nden (MTÜ) Biyofizikçi Prof. Andreas Bausch ve ekibi kendi kendine hareket edebilen ve kendi şeklini değiştirebilen bir hücrenin minimalist modelini başarıyla hayata geçirdi. Bu ekip Science dergisinin son baskısında kapak hikayesi olarak bu hedeflerinin nasıl gerçeğe dönüştüğünü anlattı. 

Hücreler, canlılığın temel birimi olmalarına rağmen, gelişmiş metabolik sistemleri ile oldukça karmaşık canlılardır. Hücrelerin ataları, yani en ilkel hücreler, sadece bir zar ve birkaç molekülden oluşuyordu. Bu ilkel hücrelerin küçük olmalarına rağmen mükemmel işleyen sistemleri vardı. Hücrenin ilk atalarının bu özelliklerinden dolayı “hücrenin özüne dönüş” Münih Nanosistemler Girişimi grubunda üye olan Prof. Andreas Bausch ve uluslararası arkadaşlarının sloganı oldu. Bu ekibin hayali sadece birkaç temel malzeme kullanarak belirli bir işlevi olan basit bir hücre oluşturmaktı. Bu amaçla bilim adamları hücresel yapıtaşlarının bir araya getirilerek yapay biyolojik sistemler oluşturması prensibi olan sentetik biyolojiyi kullanmışlardır.

Bu biyofizikçilerin amacı dış etkenler olmadan hareket edebilen ve şekil değiştirebilen yani biyomekanik özelliği olan bir hücre modeli oluşturmaktı. Ekip amaçlarına nasıl ulaştıklarını Science dergisinin son sayısında açıkladılar.

Sihirli Top

Ekibin hücre modelindeki yapay hücre zarı, iki farklı biyomolekül ve bir çeşit yakıt içeriyordu. Hücrenin zarı, tüm hücrelerde ortak olarak bulunan çift katlı lipit tabakasının benzerinden oluşuyordu. Ekip bu zarı mikrotübüller, sitoskeletonun içeriğindeki boru şekilli bileşenler ve kinesin molekülleri ile doldurdu. Kinesinler hücrede hücresel yapıtaşlarını mikrotübüller üzerinden taşıyan motor moleküllerdir. Yapılan deneyde kinesin molekülleri devamlı olarak mikrotübülleri yan yana itmişlerdir. Bunu yapabilmeleri için gerekli olan ATP deney düzeneğinde mevcuttu. 

Fiziksel bakış açısından, mikrotübüller zarın altında kalıcı, iki boyutlu sıvı bir kristal oluştururlar. Bu çalışmanın başındaki Felix Keber bu oluşumu şu sözlerle açıklıyor:

Bu sıvı kristal yüzeyi bir gölün üzerinde yüzen kütükler olarak hayal edebilirsiniz. Ortam çok sıkışık olduğunda bu kütükler parallel olarak dizilir ama yine birbirlerinin yanından sürüklenebilirler.

Sürüklenen Hatalar

Sıvı kristallerin içinde mutlaka hata olduğundan dolayı, yapay hücrelerin yapısı, hücreler dinlenme safhasında olsalar bile, deforme olmaya mahkumdur. Matematikçiler bu tip fenomenleri aynı zamanda “saç yumağı problemi” de denen Poincaré-Hopf teoremine göre açıklarlar. Saç yumağını farklı yönlere uzanan saçlar yaratmadan tarayamayacağımız gibi, mutlaka hücre zarı yüzeyinde düz duramayan mikrotübüller de olacaktır. Hatta bazı noktalarda mikrotübüller birbirlerine dik pozisyonda bile durabilirler ki bu özel bir geometrik şekil oluştururlar. Münih araştırmalarında mikrotübüller, kinesin moleküllerinin aktiviteleri sonucunda sabit hareket ettiklerinden dolayı hatalar da onlarla birlikte hareket eder. Şaşırtıcı bir şekilde mikrotübüller iki sabit nokta arasında gidip gelme işini oldukça periyodik ve düzenli bir şekilde yaparlar.

Dikenli Uzantılar

Hücrenin zarı daire şeklinde olduğu sürece, hataların zarın dış yüzeyinin şeklinde hiçbir etkisi olmaz fakat su ozmosla hücreden çıkarken hücrenin zarı bu hareketten dolayı şekil değiştirir. Hücre su kaybetmeye devam ederken hücrenin zarı bazı hücrelerde hareket etmeye yarayan siller gibi dikenli uzantılar oluşturur. Bu olayla çok şaşırtıcı çeşitte şekiller ve dinamikler ortaya çıkarılmıştır. Başta bunlar rastgele gözükse de aslında fizik yasalarını takip etmekteydiler. Bu, ulusal bilim adamlarının hücre zarının periyodik davranışlarını çözmede başarıya ulaşmalarını sağlamıştır. Bu periyodik davranış prensipleri başka sistemler için öngörüde bulunulurken baz alınmıştır. Bausch şu şekilde konuşmuştur:

Yaptığımız sentetik biyomoleküler modelle minimal hücre modeli geliştirmekte yeni bir seçenek oluşturduk. Bu, aşama aşama karmaşıklığı arttırarak hücre göçü ve hücre bölünmesi gibi süreçlerde olduğu gibi yeniden hücre inşaası fikrine uymuştur. Böylece yapay şekilde oluşturulan sistem fiziksel bakış açısından karşılaştırılınca bize bir sonraki adımlarımızda çeşitli hücre bozulmalarının arkasındaki basit prensipleri çözme konusunda umut verdi.
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 0
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: ScienceDaily | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/09/2020 11:59:54 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/2798

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Kategoriler ve Etiketler
Tümünü Göster
Güncel
Karma
Agora
Önlem
Samanyolu Galaksisi
Canlı
Gelişim
Anatomi
Dişler
Yiyecek
Boyut
Eczacılık
Bağışıklık Sistemi
Köpek
Molekül
Diş Hekimi
Etimoloji
Akciğer
İhtiyoloji
Endokrin Sistemi
Genom
Rna
Viral Enfeksiyon
Odontoloji
Uçuş
Transkripsiyon
Popülasyon
İklim
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Bilim, en üst düzey sağduyudur. Sağlam bir gözleme dayanır ve mantıksal safsatalara karşı acımasızdır.”
Thomas Huxley
Geri Bildirim Gönder