Okuma süresi: 4 dk

Sevim koş! Bilimciler DNA’yı katlayıp türlü türlü şekil yapmış.

Bilim insanları şimdi de yaşamın yapı taşını –DNA’yı- katlama olayında önemli bir aşama kaydetti. Çılgın bunlar ya! Geliştirdikleri yeni teknikle, çift zincirli sarmal yapılı DNA’yı alıp neler yapmadılar ki! Küp mü istersin, oyuncak ayı mı? Bir acayip şekiller. Yetmedi, Mona Lisa’yı DNA ile resmettiler.

DNA’nın katlanıp başka şekiller oluşturmakta kullanılması aslında yeni bir olay değil. 1980’lerden beri “DNA origami” diye isimlendirilen bu teknikle uğraşılıyor. Daha önceki yazılarda da bahsettiğimiz gibi 4 bazın olduğu (A, C, G ve T) DNA’dan uzun bir parça kesiliyor. Buna “kalıp” deniyor. Sonra kalıbın farklı noktaları ile eşleşen küçük DNA parçacıkları hazırlanıyor. Bu parçacıklar kalıbın birden fazla noktasıyla eşleşip, onları bir araya getirip katlanma noktaları oluşturuyor. Şöyle düşünün, elinizde uzun bir ip var. Siz, farklı yerlerine yapışkan sürüp, birleştirip katlıyorsunuz. Böylece uzun kalıp DNA istenilen şekli oluşturuyor. Aynı amaç için 2012’de geliştirilmiş bir başka yöntemde ise kalıp olmadan sadece küçük DNA parçacıkları kullanıyor. Aynı lego parçaları gibi bunlar bir araya getirilip inanılmaz şekiller oluşturuluyor.

Nanoteknoloji üzerinde çalışan bilim insanları iki yöntemi de yaygın olarak kullanıyor. Bu yöntemlerle bugüne kadar sadece 100 nanometre uzunluğunda DNA kullanılabildi. “Nanometre ne kadar ola ki?” diyenleriniz için sıradaki şarkı geliyor.

***Nano, Latince’de “cüce” anlamına gelen “nanus” kelimesinden geliyor. Günümüzde ölçü birimlerinin önünde ek olarak kullanılıyor. Nano-X gördüğünüz zaman aklınıza “milyarda biri” gelsin. Dolayısıyla nanometre, metrenin milyarda birine denk gelen uzunluk.***

100 nanometreden daha uzun DNA kullanıldığında yapılan şekiller sağlam olmuyordu. Ama bugünden itibaren bu dert ortadan kalktı. Derin bir “oh” çektiginizi duyar gibiyim. Bir değil, iki değil, tam üç grup Nature’a aynı gün çalışmalarını göndererek çok daha büyük şekiller yapabildiklerini göstermişler. Muhtemelen yarışıyorlardı, aralarında karara bağlayıp “berabere” bitirme kararı aldılar.

Almanya’dan Hendrik Dietz’in grubu klasik origami yöntemini geliştirerek amaca ulaştı. Bu yöntemde küçük DNA parçalarının birden fazla kopyası bir araya getirilerek daha önceden belirlenmiş şekiller oluşturuldu. Mesela, DNA sulu çözeltilerde kanat şeklinde katlanıyor. Hendrik Dietz’in grubu bu kanat şeklinde parçaları bir araya getirerek 300 nanometre çevreye sahip simit şeklinde bir blok oluşturdular. Bir adım öteye geçip 440 nanometre genişliğinde 12 yüzü olan bloklar da yaptılar.

Harvard Universitesi’nden Peng Yin’in yönettiği takım daha önceden icat ettikleri “DNA tuğlaları”nı geliştirip daha karmaşık yapılar elde edebildiler. Orjinal teknikte, legoya benzer DNA parçaları kullanılıyordu. Bu parçaların üzerinde diğer parçalara bağlanmalarını sağlayan 8 baz bulunuyordu. Yeni yöntemde 8 yerine 13 baz taşıyan daha uzun bloklar var. Bu uzun parçalardan 33000 tane kullanıp kum saatinden oyuncak ayıya kadar çok alengirli şekiller yaptılar.

Üçüncü grup, Kaliforniya Teknoloji Enstitusu’nden Lulu Qian’in grubu. Bu grup, DNA’dan mozaik taşlarına benzeyen parçalar yaptılar. Çok güçlü bir mikroskop olan atomik kuvvet mikroskobu ile bakıldığında farklı tonları da görünen bu taşlardan yüzlercesini bir araya getirip Mona Lisa’nın portresini oluşturdular.

Yaptılar da, ne işimize yarayacak bunlar? Şimdilik bu şekillerin pratik bir faydası yok. Ancak geliştirilen yöntemler ileride çok karmaşık ve pratik uygulamaları olan sistemler oluşturmak için kullanılabilecek. Şimdiden bu origami şekillerine vücuda verilmek istenen ilaçlar eklenmeye başlandı. Bu şekilde belli tipteki kanser hücreleri hedef alınabilecek. Ayrıca, bu yöntemlerle virüs şeklinde DNA bloklarının hücrelere verilmesi hedefleniyor. Bunlar virüs gibi hücre içine girip bilim insanlarının düdüğünü öttürecek.

Bilimle kalın!

Derleme-çevirme: Gözde Eskici
Yararlanila kaynak: http://www.sciencemag.org/…/scientists-shape-dna-doughnuts-…
https://cen.acs.org/…/2017/12/DNA-origami-hits-big-time.html