Biyolojinin Diğer Bilimlerle İlişkisi -9.Sınıf Biyoloji 1.Ünite-

Biyofizik, biyokimya, biyomatematik, biyoistatistik, biyomühendislik, biyomedikal, biyoinformatik gibi birçok çalışma alanı biyolojinin diğer bilim dallarıyla ilişkisi sonucunda ortaya çıkmıştır (Okuma Parçası ). Örneğin CERN, fizikle ilgili bir proje olmasına rağmen bu projede sağlıkla ilgili orijinal buluşlara imza atılmıştır.

Okuma Parçası
HÜCRE İÇİ KARGO TAŞIYICILARI: MOTOR PROTEİNLER
Motor proteinler hücrenin kargo taşımacılığından sorumludur. Belli bir büyüklüğe ulaşmış hücrede hızlı ve etkin taşımacılık hayati bir önem arz eder. Örneğin sinir hücresinde (nöron), hücre gövdesi ve sinir
hücrelerinin birbirleriyle haberleştikleri kavşak noktalarını (sinapsları) birleştiren sinir hücrelerinin uzantıları (aksonlar), 1 metre uzunlukta ve birkaç mikron genişlikte olabilir. Sinapslarda gereken birçok organel
ve protein hücre gövdesinde üretilir. Mitokondri gibi büyük bir organelin nöronlar içinde 1 metrelik mesafeyi difüzyonla kat etmesi yaklaşık 8 yıl sürer. Bu hücrelerin daha hızlı ve etkin bir taşımacılığa ihtiyacı vardır. Bu görev mikrotübül (veya aktin) denilen iplikçilerin üzerinde hareket eden motor proteinler tarafından birkaç gün içerisinde gerçekleştirilir. Motor proteinlerin fonksiyonlarını yerine getirememeleri vücutta önemli gelişimsel ve duyusal bozukluklara yol acar.

Yürüyücü motor proteinlerin yapısını insan vücuduna benzetebiliriz. Mikrotübüle yapışan iki ayakları, yürümesini sağlayan iki bacakları, bir gövdesi ve çeşitli kargolara bağlanan iki elleri vardır. Bir kargonun
bir yerden bir yere taşınması enerji gerektiren bir iştir ve motorlar bu mekanik enerjiyi ATP’den üretirler. Bu nedenle motor protein olarak adlandırılırlar. Şu hâlde iki ayaklı bir motor nasıl mikrotübülden kopmadan hareket edebilir? Örneğin insanlar gibi, sağ ve sol ayakların birbiri ardına adımlar atmasıyla yürüyebilirler. Veya solucanlar gibi bir ayak hep önde, diğeri ise arkada takip ederek emekleyebilirler. Biz yürümemizi
beynimizin; ayaklarımızı sinir, kas ve iskelet sistemleri sayesinde kontrol etmesine borçluyuz. Peki, sadece bir molekül olan proteinler nasıl yürüyebilir ve bu hareketlerini mikroskopta direkt olarak gözlemlemek mümkün mü?

2003 yılında fizikçi Türk bilim insanı Ahmet YILDIZ, Illinois Üniversitesi’nde yaptığı doktora çalışmasıyla motor proteinlerin nasıl yürüdüğünü ortaya çıkardı. Proteinler ışığın dalga boyundan küçük oldukları için mikroskopta direk gözlemlenemezler. YILDIZ, motor proteinlerin bacaklarına ışık yayan floresan moleküller yerleştirip, mikroskopta bu moleküllerin pozisyonunu 1 nanometre (metrenin milyarda biri) çözünürlükte teşhis eden bir metot geliştirdi. Bu metot sayesinde, miyozin V adı verilen motor proteinin, insanlar gibi yürüdüklerini gözlemledi. Dr. Ahmet YILDIZ’ın bu çalışması, saygın bilim dergisi “Science” tarafından kapak konusu olarak yayınlandı. 2005 yılında Dr. Ahmet YILDIZ, “yılın genç bilim insanı” ödülüne layık
görüldü.