Yazının ana konusuna girmeden önce, hemen olası ilk sorunuzu cevaplayayım: istatistiksel biyofizikçi kime denir? Nasıl istatistiksel biyofizikçi olunur?

Cevabımı Dr. Daniel Zuckerman’in bir blog yazısından esinlenerek vereceğim: İstatistiksel fizik alanında çalışan bilim insanları biyolojik sistemlerin davranışlarını mikro ölçekte veya moleküler düzeyde (proteinleri oluşturan atomların pozisyonlarındaki salınımları gibi) inceleyerek, makro düzeyde veya hücre düzeyinde (hücrenin rastgele davranışı gibi)  sonuçlar elde etmeyi hedefler.

Bir bilim insanı ya önce fizik okuyup, istatistiksel fizik dersini sevip, orada öğrendiklerini biyolojiye uygulayarak istatistiksel fizikçi olur, ya da önce biyoloji öğrenip, sonrasında istatistik, olasılık teoremi vb. alanlara ilgi duyup istatistiksel fizik öğrenerek bu işe girer. Tabii bunlar geleneksel seçenekler. Eğer akademiden bahsediyorsak, bu dünyada her şeyin mümkün olduğunu söylemeden geçmeyelim… Bir kimya lisans derecesiyle de bu tarz bir alana ilgi duyup, hesaplamalı bilim ve mühendislik, fizik, biyoloji gibi alanlarda yüksek lisans ve doktora yapmak da size benzer alanlarda araştırma yapma imkanı sağlar.  

Her neyse, konumuza geri dönelim: eğer istatistiksel biyofizikle ilgiliyseniz, etrafınızda olup biten hemen hemen her şeyi bu pencereden düşünebilirsiniz. Dr. Daniel Zuckerman istatistiksel biyofizik adında bir blog tutuyor ve bu blogda oldukça ilginç konulara değiniyor. Saç jölesi de bu konulardan biri.

Dr. Zuckerman, bir blog yazısında, saça jöle sürmek ve sonrasında jöleyi saçtan çıkarma konusuna değiniyor. Hepimizin bildiği gibi aslında saça jöle sürmek gayet kolay bir işlem. Elinize yaydığınız jöleyi, hafifçe başınıza masaj yaparak saçlarınıza sürebilirsiniz! Bununla birlikte, uzun süre saçlarınıza jöleyi dağıtmaya çalışsanız bile, hala ellerinizde bir miktar jöle kaldığını fark edeceksiniz. Bunun sebebi ellerinizdeki jöle ile saçınızdaki jöle arasında bir denge sağlamış olmanız aslında.  Bu istatistiksel fizik açısından oldukça ilginç bir konu! Hadi, şimdi ellerinizi yıkayın ve okumaya devam edin 🙂

Bir başka senaryoya göz atalım. Düşünün ki evde jöle sürüp, okula geldiniz. Ve fark ettiniz ki hedeflediğinize oranla çok daha fazla John Travolta’ya benzemişsiniz. Yani, başka bir deyişle, jöleyi biraz abartmış olabilirsiniz. Aslında, hepimiz biliyoruz ki sizin tarzınız biraz daha farklı. Daha bilim adamı tarzı, diyelim. İşte tam da bu yüzden, saçınızdaki fazla jöleden kurtulmaya karar verdiniz! Bu noktada, iki seçenek var gibi gözükebilir: duş almak veya lavaboda, başınızı su akan musluğun altına tutmak.

Ama istatistiksel düşünürseniz, saçınızdaki ekstra jöleden kurtulmak için başka bir seçenek daha olduğunu fark edebilirsiniz! Daha önce kurduğum cümleyi tekrar kuracağım: saçlarınıza jöleyi sürüyorken, elinizdeki jöle ile saçınızdaki jöle arasında denge sağlamıştınız. Aynı ilkeyle saçınızdaki ekstra jöleden de kurtulabilirsiniz. Temiz (veya ıslak) elinizi saçınıza koyun ve saçınızın içinde gezdirin. Jölenin bir kısmının elinize yapıştığını göreceksiniz. Ellerinizi yıkayın ve yaptığınız işlemi tekrarlayın. Ta ki eski tarzınıza dönene kadar: bir bilim insanı kadar ciddi tarzınıza!

Aynı benzerlik protein-ligand bağlanması için de geçerli. Saçınızı bir grup protein gibi düşünün, jöleyi de ligandlar (iyonlar, küçük moleküller veya diğer proteinler) olarak. Bu durumda, elleriniz de proteinlerin bulunduğu çevre, proteinlerin etrafı gibi düşünülebilir. Eğer ligandların proteinlerle etkileşmesine izin verirseniz, bir bağlanma dengesine ulaşacakları muhakkak.

Bu benzerliği bir adım öteye taşırsak, hücre uyarılmasından bahsedebiliriz. Diyelim ki bir hücrede, biyolojik bir sinyale cevap olarak, kalsiyum iyonları yayılıyor. Bu kalsiyum iyonları, kalsiyum alıcısı (reseptörü) olan proteinlere bağlanacaktır. Eğer bağlanmamış kalsiyum iyonlarının derişiminde azalma olursa, yani temiz elinizi saçınızda gezdirirseniz, sinyal tersine döner (jöle saçınızdan çıkar). Yani, bağlanma/bağlanmama oranına bağlı olarak, iyonlarla proteinler arasındaki denge yeniden sağlanır Zamanla, etrafta bulunan neredeyse her kalsiyum alıcısı protein, kendisine bağlanmış kalsiyum iyonunu kaybeder ve sinyal sonlandırılmış olur — John Travolta tarzından bilim adamı tarzına.

Çıkarılacak ders: Etrafınızdaki dünyada olup biten istatistiksel fiziğe bakın – yürürken mesaj atmaktan veya Facebook’ta olmaktan daha iyi.

Kaynak: Daniel M. Zuckerman, 20 Nisan 2015, Why Hair Gel Matters to Statistical Biophysicists?, http://statisticalbiophysicsblog.org/

Öneriler:

Daniel M. Zuckerman’in e-kitabı PhysicalLensOnTheCell.org

Daniel M. Zuckerman’in Statistical Physics of Biomolecules: An Introduction isimli İstatistik Fizik kitabı.

Yazan: Tuğba Öztürk

Duzenleyen: Tuba Bucak