Hücrelerimizin içinde olanlar

Drew Berry tanınmış bir bilimsel animasyon uzmanı. Melbourne’deki Walter ve Eliza Hall Tıbbi Araştırma Enstitüsü‘nde çalışıyor. Hücre içindeki moleküler süreçlerin gerçekçi animasyonlarını yapmakla meşhur.

Berry’nin animasyonları şematik olmanın çok ötesine geçiyor. Animasyonlar bilimsel literatürdeki ayrıntılara, söz gelişi x ışını kristalografisi sonuçlarına dikkat ederek, uzmanların fikirlerini alarak hazırlanıyor. Özellikle moleküllerin nispi büyüklüklerinin, biçimlerinin ve hareket hızlarının gerçeğe uyması için çaba gösterilmiş.  Sıvı ortamdaki moleküllerin Brown hareketini taklit eden rastgele titreşmeler, dalgalanmalar da animasyonların parçası. Bilimsel verilere uygun bu animasyonlar eğlendirici ve eğitici olmakla kalmıyor, araştırmacılar molekül animasyonlarını inceleyerek keşifler de yapabiliyorlar.

Moleküler biyolog olmasanız bile Berry’nin hazırladığı ödüllü animasyonlardan birşeyler öğrenebiliyorsunuz. Zevkle seyrediliyor ve içimizde olan bitenlerin mekanizması hakkında bir fikir sahibi olmamızı sağlıyor.


Bu animasyonun birinci kısmı, yaklaşık 2 metre uzunluktaki bir DNA molekülünün bir hücrenin çekirdeğine sığacak kadar nasıl sıkıca sarıldığını gösteriyor. İkinci kısımda ise DNA’yı kopyalayan moleküllerin nasıl birer makine gibi çalıştığını görüyoruz. İkiye ayrılan DNA’nın bir sarmalı doğrudan kopyalanırken, diğeri tersten kopyalanması gerektiği için önce büyükçe bir miktar dışarı çekiliyor, kısım kısım kopyalanıyor.


Aşağıdaki animasyon apoptosis olarak bilinen programlanmış hücre ölümünün mekanizmalarından birini, Fas reseptörü yolunu gösteriyor. 2007’de Science dergisinde yayınlanmış.

Animasyonda dışarıdan gelen bir katil T hücresinin, hasta hücre içinde bir yığın moleküler değişime yol açarak gönderdiği “sinyal”, hücrenin kendini parçalamasına sebep oluyor. Film zombi istilasını hatırlatsa da apoptosis hayatımızın bir parçası. Bir yetişkinin vücudunda günde 50-70 milyar hücre apoptosis ile yok oluyor.


Aşağıdaki video Drew Berry’nin TED konuşmalarından biri. Konuşmanın sonuna doğru görülen, mikrotübüller üzerinde resmen yürüyerek ilerleyen sinyal iletici moleküller insanın ağzını açık bırakıyor.


PBS belgeseli DNA: The Secret of Life Berry’nin animasyonlarını kullanarak bir proteinin nasıl üretildiğini anlatmış. Biyolojinin “temel dogması”nın gerçek zamanlı mekanizması.


Son olarak, Berry’nin üretmediği ama aynı yaklaşımla hazırlanmış bir video, kasların kasılma mekanizmasını sergiliyor.

Videoda çapraz görünen myosin lifinin “kafaları”, alttaki aktin lifine zayıf bir şekilde bağlı. Myosinde bir ADP ve bir fosfat var, aktine dokununca fosfat serbest kalıyor. Bu, myosin molekülündeki iç kuvvetleri değiştiriyor ve aktin lifinin gerisine doğru gitmesine sebep oluyor. O anda ADP myosinden ayrılıyor, yerine ATP bağlanıyor, myosin aktinden ayrılıyor (aktin lifi geri gitmiyor çünkü başka myosin lifleri onu o anda sıkıca tutuyor), ATP ise ADP+fosfat haline geliyor. Yani myosin molekülü ilk haline geliyor, ama aktin lifinde daha geriye gitmiş oluyor. Bunun tekrarlanmasıyla kas büzüşüyor.

Kaslardaki bu molekül makineleri, bir çitanın üç saniyede saatte yüz kilometre hıza ulaşmasını sağlayacak kadar süratli ve verimli çalışır.

Reklamlar

Kaan Öztürk hakkında

Kaan Öztürk İstanbul’da doğdu. İstanbul Lisesi ve Boğaziçi Fizik mezunu. Rice Üniversitesi‘nde uzay fiziği alanında doktora yaptı. Işık ve Yeditepe üniversitelerinde ders verdi. 2015-2016 döneminde Rice'da ziyaretçi araştırmacı olarak çalıştı. Bugünlerde Sabancı Üniversitesi'nde optimizasyon ve yapay öğrenme konularında doktoraüstü araştırmacı olarak çalışıyor.

30 Haziran 2012 tarihinde İlginç Şeyler içinde yayınlandı ve , , olarak etiketlendi. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin. 4 Yorum.

  1. levent korkmaz

    Sayın hocam
    sadece 10 dakika yazı hakkında düşünmenizi rica ediyorum

    düşündüğüm konuyu matematik ile formül edemedim. Sizce bu düşüncelerimin matematik denklemleri ile bir tutarlığı ispatlanabilir mi?
    Tutarlı bir tarafı var mı?
    Saygılarımla

    levent korkmaz

    leventgogle@gmail.com
     
    ——————–
      Genel Görelilik, Albert Einstein’ın Yanılgıları

       Genel görelilikten ayrıldığım nokta, kütledin uzayda bulunduğu noktada çöküntü oluşturması ve ışık hızının sabitliliğidir.

    Boşluk kavramı kütlenin ve enerjinin yan ürünü olduğuna göre:

    Sadece, bu hiçlik üzerine Güneşi koyduğumuzu düşünelim,hiçbir şeyin olmadığı bir yerde çöküntü oluşamazdı.
    Kütlesinin yan ürünü olan bir şey eğilip bükülecektir. Oluşan şey tüm yönlere doğru hızla dağılır eğilir bükülür dalga tepeleri dalda çukurları “dalga çöküntüleri” oluşturur. Bu tüm kuvvetlerinin birleşmesiyle meydana gelen yeni bir yan üründür. Buna “tüm kuvvetlerin Kuvvet dalgaları” diyebiliriz.

    1— Elektromanyetik kuvvet.

    2— Güçlü nükleer kuvvet

    3— Zayıf nükleer kuvvet

    Ve ilerde keşfedilecek diğer kuvvetler dördüncü kuvveti oluştururlar:

    4— tüm kuvvetlerin Kuvvet dalgaları.

       Ve aynı hiçlik içine güneşin her hangi bir yönünde Dünyayı koyduğumuzda,
    dünya etrafındaki tüm kuvvetlerin Kuvvet dalgaları ile güneş etrafındaki tüm kuvvetlerin Kuvvet dalgaları etkileşime geçer ve güneş ve dünyanın dalgaları birbirlerini eğer büker.

       Güneşin yakınında geçen her hangi bir ışık Güneşin dalgalarıyla etkileşime geçer ve dalgalar ışığın yolunu eğer büker. Güneşin ve Dünyanın dalgaların etkileşime geçtiği bölgeye ışık geldiğinde dünya ve güneşin ortak etkileşimiyle eğilip bükülmüş dalgalarla etkileşime geçer ve ışık yoluna devam eder .
       Evet eğilen bükülen bir şey var oda tabiî ki kuvvetlerin Kuvvet dalgalarının ta kendisidir. Kütlenin her yerinden, uzayın her yönüne doğru dalgalar haline eğilir bükülür.

    Örnek:
    Güneş sistemini masa üzerinde duran frizbiye benzetelim. Frizbiyi elimize alıp yatay durumdan dikey duruma getirelim düz kavramımız alt üst olur. Frizbi Güneş sistemi yatay düzlemden dikey düzleme geçmiştir. Güneş sistemi bize göre yatay düz değil dikey düzdür artık.

    Güneş sisteminin frizbi dikey durumdayken tekrar oluştuğunu düşünelim:
    Güneş oluşmaya başlar çevre disklerdeki yoğunluklu bölgelerde ise gezegenler oluşur. Peki
    Einstein’ın öngördüğü gezegenlerin çöküntüsü, hangi tarafta oluştu? Güneş sisteminin dikey sağ düzleminde mi ,dikey sol düzleminde mi yada gezegenin başka bir yerine mi?

       Ve genel göreliliğe şu soruyu sorduğumuzda olay genel görelilikte daha karmaşık bir hal alır :
    1) Dikey olarak duran güneş siteminin gezegenlerin çöküntüsü hangi yöndedir?

    Bana göre Tabiî ki seçeneklerden hiçbiri çöküntü oluşmadı, sadece kuvvetlerin bir araya gelmesiyle tüm kuvvetlerin Kuvvet dalgaları oluştu ve kütlenin etrafına dalga tepeleri , dalga çukurları “çöküntüler” oluştu.

    Newton
    Tüm Uzayda esir adında bir madenin doldurduğunu düşündü.
    Aynştayn
    bir adım ileri atı ve esirin var olmadığını, on yerine uzay boşluğunu var olan bir şey olarak alıp, uzayda madenin bulunduğu noktada çöküntü oluşturduğunu söyledi.
       Aynştayn’la ayrıldığımız nokta kütlenin bulunduğu noktada çöküntü oluşturmadığıdır. Küte bulunduğu noktada çöküntü oluşturmaz dalgalarıyla çevresinde dalga çukuru “çöküntüler” oluşturur.

    • Sayın Korkmaz,

      Anladığım kadarıyla, uzay-zaman bükülmesinin kolay anlaşılması için yapılan, yıldızların esnek bir çarşafa gömülmesi benzetmesini fazla ciddiye almışsınız ve “bu çarşafta dalgalar oluşursa o dalga çukurlarında ne olur” diye düşünmüşsünüz. Gerçekten de “kütleçekim dalgaları” diye bir şey vardır, ama bunlar da yine genel görelilik teorisine dahildir.

      Zaten esnek çarşaf sadece bir benzetmedir. Gerçekte çarşafın yüzeyinin üç boyutlu olduğunu, çökmenin de dördüncü bir boyuta olduğunu hayal etmelisiniz. Bunu gözde canlandırmak mümkün olmadığından matematik kullanmak gerekir.

      Frizbinin dik veya yatay olması sadece Dünya’da fark eder. Uzay boşluğunda bize dik yönü gösteren bir farklılık yoktur. Dik gibi gördüğünüz bir şey, başınızı doksan derece çevirdiğinizde yatay olur.

      Genel görelilik fiziğin en ileri ve en zor alanlarındandır. Einstein’ın yanıldığını iddia etmeden önce formel bir fizik eğitimi (doktora seviyesi dersler dahil) almanız doğru olur.

      Fizikte bazı teoriler kişi adlarıyla anılsa da, o teori kişinin şahsi kanaati değil, tutarlı bir sistemin parçasıdır. Dolayısıyla “Einstein’ı çürütmek” demek, onu destekleyen yığınla veriyi ve onun teorisini kullanan yüzlerce fizikçiyi çürütmek demektir. Genel görelilik neredeyse yüz senedir kabul edilmiş ve kulanılıyor. Geçersiz olduğunu iddia etmek için henüz elimizde olmayan deneysel veriler gerekir.

  2. levent korkmaz

    Sayın hocam cevabınız için teşekkür ederim
    Hocam bir soru daha sorsam

    —zaman görecelidir .

    zaman ile hızları ölçüyoruz:
    Işık hızı 1 saniyede C dir.
    —Zaman görecelidir o halde zaman ile ölçülen hızlarda görecelidir.
    Göreceli bir metremiz var ve bu metre ile ışığın hızını kendi boyutumuzda ölçüp C diyoruz, değişken metre ile hızları sabit alıyoruz,
    —bir başka boyutta örnek ışık hızına yakın bir hızla giden bir uzay aracında yada kara deliğe azda olsa yakın bir yerde, zamanın yarı yarıya yavaşlamış mekanlarda, yerlerde ışığın hızını ölçseydik Işık bir saniyede kaç KM yol alırdı?

    • Işığın hızı her zaman c olarak ölçülür. Özel göreliliğin temel aksiyomu budur zaten. Yüksek hızlarda zaman aralıkları ve uzunluklar, ışığın hızı hep c olacak şekilde değişirler.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s

%d blogcu bunu beğendi: