Etiket: WELLCOME TRUST

Yayım tarihi

Kuantum mekaniğinden gelen kötü kokular

Geçenlerde burnumuzun değişik maddelerin kokularını nasıl aldığına dair yeni bir araştırma yayınlanınca koku duyumuz haberlere düştü. Diğer duyularımız —yani görme, işitme, dokunma ve tat— iyice anlaşıldı ama kokunun mekanizması esrarını hâlâ koruyor.

Her bir molekülün ayrı bir şekli var: Molekülde ne kadar atom varsa şekli o kadar karmaşıklaşabilir. Moleküllerin muhtemel şekilleri saymakla bitmez ve genelde bir maddenin kokusunun bu şekilden kaynaklandığı düşünülür. Burnumuzun her bir bölgesinde belirli moleküllerin şekline uyan almaçlar bulunur. Doğru molekül doğru almaça rastladığında, bir anahtarın bir kilide uyması gibi, ne kokladığınızı bildiren bir sinyal beyne doğru yola çıkar.

Ama Dr Luca Turin, daha önce kokunun mekanizması üzerine daha tartışmalı bir kuram üzerine araştırmalar yayınladı. Koku almaçlarımızın değişik molekülleri nasıl algıladığını, kimyasal bağların titreşimiyle ve kuantum etkileriyle açıklayan farklı bir yaklaşımı var.

Kuramını sınamak için Dr Turin basit bir molekülü alıp içindeki tüm hidrojen atomlarını döteryumla değiştirdi. Molekülün şekli aynı kaldı, ama döteryum hidrojenden ağır olduğundan molekülün içindeki kimyasal bağların titreşimi değişti. İnsanların hidrojenli molekülün kokusunu döteryumlu molekülünkinden ayırt edebildiğini gösteren Turin, bunu klasik “anahtar-kilit” kuramının hatalı olabileceğine dair güçlü bir delil olarak görüyor.

Dr Jennifer Brookes, University College London’da ve Harvard Üniversitesi’nde koku algısı üzerinde çalışan bir Sir Henry Wellcome burslusu. Koku algımızın kuantum mekanik temelini de, deneyselden ziyade kuramsal verilerle araştırıyor. Brookes’un kuramları “anahtar-kilit” modeliyle uyuşmayarak Turin’inkileri destekliyor.

Hidrojen sülfür ve dekaborun molekül yapıları (Kaynak: xxx )

Hidrojen sülfür ve dekaborun molekül yapıları (Kaynak: Brookes vd., 2013)

Meselâ, en keskin kokulu kükürt bileşiklerinden biri çürük yumurta kokusu veren hidrojen sülfür. Hidrojen sülfür, merkezinde bir kükürt atomuna ve bundan V şeklinde uzanan iki hidrojen atomuna sahip küçücük bir molekül. Ama bu belirgin kokuyu veren tek molekül bu değil. Dekaborun [B10H14] kokusu buna çok benziyor, ama bunun on bor atomundan oluşan sepet gibi bir şekli var. “Anahtar-kilit” modelinin bunu açıklaması çok zor, ama iki molekül de aynı enerjiyle titreştiklerinden Turin’in ortaya attığı kuantumlu kurama uyuyor.

metallosen

Ferrosen ve Nikelosen’in molekül yapıları (Kaynak: Brookes vd., 2013)

Ayrıca, Brookes şekli birbirine benzeyen ferrosen [Fe(C5H5)2] ve nikelosen [Ni(C5H5)2] adlı iki bileşikten bahsediyor. İkisinin de merkezinde bir metal atomu (ferrosende demir, nikelosende nikel) ve bu atomun etrafında özdeş yapılar var. Şekilleri ve boyutları birbiriyle aynı, ancak ferrosenin kokusu baharlı, nikeloseninki yağlı. Merkezdeki atom farklı olduğundan kokuları da farklı ve bu da Turin’in kuramını destekliyor.

Brookes şekli önemsiz bulmuyor. Moleküllerin almaçlara uyması açısından şekil önemli, tıpkı manyetik bantlı kartlardaki gibi: Kartın okuyucudan geçebilmesi için belirli bir şekilde olması gerekiyor, ama asıl önemlisi karttan okunan bilgi.

Bu örnekler “anahtar-kilit” modeline karşı delil sağlasa da “manyetik kart” kuramına yönelik şüphe hâlâ çok. Bilim camiasındaki yerleşik kuramlara meydan okuyan yeni araştırmalar hem tartışmalı hem de heyecan verici oluyor. “Manyetik kart” modelinin bulduğu olumlu yankı sayesinde diğer araştımacıların da bunu biraz daha incelemeye başlamasını umuyor Brooks. Hattâ kim bilir, belki canlılardaki diğer sistemlerin de işleyişlerini sorgulatmaya başlatabilir.

 Kaynaklar

 Çevirenin notları

  • Özgün yazı: N. Wilkinson, 2013. Quantum mechanics stinks. Wellcome Trust Blog Linsans: CC BY-NC 2.0 UK
  • Şekiller, özgün yazıda yoktu, Brookes vd.’nin (2013) açık erişimle yayınlanmış makalesinden aktarıldı.
  • Kapak resmi: Flickr
  • Yazıdaki kaynakların her ikisi de açık erişimlidir, okuyabilirsiniz.
  • Makalede adı geçen Luca Turin kendi kuramını şu TED videosunda tanıtmıştı, Türkçe altyazılarla izleyebilirsiniz:

    Click here to display content from TED.
    Learn more in TED’s privacy policy.

    Open content directly

Orjinal Yazı: Açık Bilim.

Yayım tarihi

Genleri isimlendirirken

Audrey Nailor’un Wellcome Trust’ın bilimsel yazı yarışması için seçilen 2012 tarihli makalesi, bilim dünyasındaki kökenlerinin, etkisinin ve sonuçlarının izini sürerek ilginç ve mizahi gen adlandırma kültürüne ışık tutuyor. İşte kilit noktalarının genişletilmiş ve doğruluğu kontrol edilmiş bir özeti:

Drosophila’da Genlerin İsimlendirilmesi: Bir Tutam Mizah ve İnsanlık

Nailor bir dizi sıra dışı gen ismiyle başlar: Cheap Date, ShavedBaby, Tin Man, Groucho Marx, Scratch Madman, Dream Die, I’m Not Dead Yet, Methuselah ve daha fazlası. Bu isimler kulağa tuhaf veya şiirsel gelebilir, ancak bu genlerin ilk kez tanımlandığı Drosophila melanogaster veya yaygın meyve sineği üzerinde yapılan yoğun emek gerektiren araştırmaların sonuçlarını temsil etmektedir. Genetikçiler, genellikle meyve sineklerinde gözlemlenen fenotipik etkilerden esinlenerek genler için uzun zamandır eğlenceli isimler kullanmaktadır. Örneğin:

groucho
  • Cheap Date: Bu gende mutasyon olan sinekler alkole karşı daha duyarlıdır.
  • Henüz Ölmedim ve Çok Mutluyum: Bu gen değişiklikleri meyve sineklerinin ömrünü uzatır, daha kısa yaşamla ilişkili olan Dream Die ile tezat oluşturur.
  • Groucho Marx: Bu gendeki değişikliklere sahip sinekler daha fazla yüz kılı sergileme eğilimindedir.
  • Teneke Adam: Bu gendeki mutasyonlar, *The Wizard of Oz* filmindeki kalpsiz karaktere atıfta bulunarak az gelişmiş kalplerle sonuçlanır.

Diğer Türlere Yayılıyor: Kirpiler ve Süpermenler

Meyve sineklerindeki tuhaf gen isimlendirme trendi diğer organizmalarda da gen isimlerini etkilemiştir. Kayda değer bir örnek, mutasyona uğradığında küçük kirpilere benzeyen dikenli, yuvarlak fenotipler üreten Drosophila’da kritik bir gelişim geni olan Hedgehog genidir. İnsan versiyonu, popüler video oyunu karakterinden sonra Sonic Hedgehog (SHH) olarak adlandırıldı. Ancak araştırmacılar SHH genindeki mutasyonların gelişimsel bozukluklar, kanser ve doğumsal kusurlar gibi ciddi insan hastalıklarına yol açabileceğini keşfettikçe bu isim tartışma yarattı. İnsan Genom Örgütü Gen İsimlendirme Komitesi** nihayetinde bu tür teşhislerle karşılaşan ailelerin sıkıntı yaşamasını önlemek için genin yeniden adlandırılması çağrısında bulundu; artık resmi olarak SHH olarak adlandırılıyor.

Benzer şekilde, genetik araştırmalarda model bir bitki olan Arabidopsis thaliana, fazladan çiçek organlarına sahip bitkilerle sonuçlanan bir Superman gen mutasyonu içerir. Bu isimler esprili ve akılda kalıcı olsa da, özellikle aynı genler hem model organizmalarda hem de insanlarda rol oynadığından, klinik bağlamlarda gerekli olan hassasiyetle ciddiyet arasında denge kurmak zorunda kalmıştır.

Bilimsel İsimlendirmede Mizah ve Hassasiyet Dengesi

Nailor, bu yaratıcı isimlerin bir mizah duygusu ve akılda kalıcılık katarken, tıbbi genetikteki etkilerinin ciddiyetiyle de çatışabileceğini belirtiyor. Örneğin, insanlarda SHH gen mutasyonları gelişimsel sorunlara ve holoprozensefali ve polidaktili dahil olmak üzere ciddi kraniyofasiyal kusurlara yol açabilir. Bu nedenle araştırmacılar, potansiyel olarak rahatsız edici çağrışımlardan kaçınmak için profesyonel ortamlarda SHH şeklinde daha resmi bir kısaltma benimsemişlerdir. Yine de, bu tür isimler, onları icat eden bilim insanlarının kişiliğini ve mizahını yansıtarak bilimsel kültürde iz bırakmıştır.

Genetiğin Ötesinde: Diğer Bilimlerde Eğlenceli İsimlendirme

Nailor tartışmayı, bilim insanlarının keşiflerini isimlendirirken yaratıcılıklarını kullandıkları diğer alanlara da genişletiyor. Örneğin:

  • Biyoloji: Priapulida (adını Yunan bereket tanrısından alan deniz solucanları) gibi isimler, bazen müstehcen de olsa, süregelen esprili bir adlandırma geleneğini ortaya koymaktadır.
  • Fizik: Parçacık fiziğinde kuarklara -atom altı parçacıklara- *yukarı*, *aşağı*, *garip*, *çekicilik*, *üst* ve alt gibi “tatlar” verilir. “Kuark” teriminin kendisi James Joyce’un Finnegans Wake adlı eserine yapılan eğlenceli bir göndermedir ve parçacık fiziğine hem edebi hem de mizahi boyutlar kazandırır.

İsimlendirmeye yönelik bu neşeli yaklaşım, bilim insanlarının genellikle “beyaz ceketli, mizahtan yoksun” figürler olarak görüldüğü kamu algısıyla keskin bir tezat oluşturuyor. Nailor, bilimsel isimlendirmenin bu yönünün araştırmacıların yaratıcılığını ve insanlığını vurguladığı ve bilimin, İncil’deki Adem’in hayvanları isimlendirmesi hikayesinde olduğu gibi yalnızca otoriter bir “isimlendirme” egzersizi olmadığını gösterdiği sonucuna varıyor. Bunun yerine, bu eğlenceli isimler insan ilişkilerinin derinliğini ve bilimin karmaşıklığı içinde bile mizah bulma yeteneğini ortaya koymaktadır.

İleri Okuma
  1. Kunkel, T. A., & Loeb, L. A. (1981). Fidelity of mammalian DNA polymerases. Science, 213(4508), 765-777.
  2. Robert, F., & Weinstein, E. (2004). Humor in scientific research: The names behind the genes. Nature Reviews Genetics, 5(7), 560.
  3. Ashburner, M., & Bergman, C. M. (2005). Drosophila melanogaster: A case study of a model genomic sequence and its consequences. Genome Research, 15(12), 1661-1667.
  4. Mort, M. E., & Dubey, J. P. (2012). Reflections on taxonomy and scientific nomenclature: Humor, personal biases, and challenges. PLoS Biology, 10(3), e1001313.
  5. A. Nailor, 2012. The naming of the genes. The Wellcome Trust Blog. Lisans: CC BY-NC 2.0 UK
  6. Malicki, J., & Johnson, C. A. (2017). The genetics of organ morphology and polarity in zebrafish. Annual Review of Cell and Developmental Biology, 33, 379-409.

WordPress gururla sunar