Tüm Reklamları Kapat

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

2dk
Laboratuvar Yapımı Yapay Hücrelerin İlk Adımları: Hareket Edebilen Sitoskeleton Hücre Zarı Üretildi!
Keber, Loiseau, Sanchez, Bausch/TUM
Tüm Reklamları Kapat

Bu Makalede Neler Öğreneceksin?

Bu bölümü yapay zekâ hazırlar.
  • Münih Teknik Üniversitesi ekibi, biyomoleküller ve yakıt kullanarak kendi kendine hareket eden ve şekil değiştiren minimalist bir yapay hücre modeli geliştirdi.
  • Yapay hücre zarı, mikrotübüller ve kinesin motor proteinleri ile dolu çift katlı lipit tabakasından oluşuyor ve ATP sayesinde mikrotübüller yan yana itiliyor.
  • Hücre zarındaki mikrotübüllerin hareketi sırasında oluşan hatalar periyodik olarak hareket ediyor ve su kaybıyla zarda dikenli uzantılar oluşarak şekil değişikliği sağlanıyor.

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.

Tüm Reklamları Kapat

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.
Rastgele Yazıya Git
0
Alt Başlıklar
MAKALE SONRASI

Bu makale üzerine konuşmaya devam et

Topluluk sohbetine katıl, yorum bırak veya ayrıntılı bir soru sor.

Bilimsel bir hata mı gördün?
Bu Makale Sana Ne Hissettirdi?
  • Mmm... Çok sapyoseksüel!
    Mmm... Çok sapyoseksüel!
    1
  • Muhteşem!
    Muhteşem!
    0
  • Tebrikler!
    Tebrikler!
    0
  • Bilim Budur!
    Bilim Budur!
    0
  • Güldürdü
    Güldürdü
    0
  • İnanılmaz
    İnanılmaz
    0
  • Umut Verici!
    Umut Verici!
    0
  • Merak Uyandırıcı!
    Merak Uyandırıcı!
    0
  • Üzücü!
    Üzücü!
    0
  • Grrr... *@$#
    Grrr... *@$#
    0
  • İğrenç!
    İğrenç!
    0
  • Korkutucu!
    Korkutucu!
    0
Kategoriler ve Etiketler
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: ScienceDaily | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

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

Şu iki siteden biriyle hemen destek olabilirsin:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracıyla 31.10.2026 10:55:24 tarihinde oluşturuldu. Evrim Ağacı'ndaki içerikleri birden fazla editör sürekli gözden geçiriyor, güncelliyor ve geliştiriyor. Bu çıktıdan sonraki güncellemeleri görmek ve içeriğin en güncel hâlini okumak için şu adrese git: evrimagaci.org/s/2798

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı sürece izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş hâlleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz.

Keşfetmeye Devam Et