DNA VE XOX
- 23 Ağu 2024
- 2 dakikada okunur
Kolombiya Üniversite ve New Mexico Üniversitesi’ndeki araştırmacılar 2006 yılında MAYA-II adında bir bilgisayar geliştirdiler. Ancak bu bilgisayar sıradan bir bilgisayar değildi. Çünkü DNA ile çalışıyordu. Günümüzde elektrikle çalışan bilgisayarlara sahibiz ve bunların çalışma mantığı elektriğin var ya da yok olmasına dayanıyor. MAYA-II ise DNA bilgisayarı, yani kimyasal bir bilgisayar. Bu durumda elektrik ya da sinyalin var ya da yok olmasını kullanamayız. Saf kimyaya dayanan bir sistem geliştirmemiz gerekir. Gelin beraber kimyasal makineleri, ya da moleküler makineler, inceleyelim.
Moleküler makineler, belirli uyarıcılara karşı yarı-mekanik hareket ile cevap veren moleküler bileşenlerdir. Her ne kadar yabancı gözükseler de aslında bizler de birer moleküler makineyiz. Hücrelerimiz belirli kimyasal seviyelerine göre proteinler ve başka maddelerle çeşitli işlemler uygulamakta. En basit örnek olarak DNA’nın eşlenmesi verilebilir. Hücre bölünmesine yaklaşan hücre belirli enzimler salgılayarak DNA’nın kendini eşlemesini sağlar.
Moleküler makineleri oluşturmak için moleküler çeviricilere ihtiyaç duyulmaktadır. Moleküler çeviriciler, K. Eric Dexler tarafından atomik hassasiyetle reaktif molekülleri konumlandırarak kimyasal tepkimeleri yönlendiren cihazlar olarak tanımlanmıştır. Ribozom organeli bu tanıma uymaktadır. Çünkü ribozomlar mesajcı RNA’dan(mRNA) aldıkları talimatlara göre belirli aminoasit dizileri oluşturmaktadır.
Her nasıl ki elektriksel makineleri programlarken ilk olarak Merhaba Dünya programı yapılıyorsa moleküler makineleri programlarken de ilk olarak kimyasal osilatörler yapılır. Kimyasal osilatörler, karışımı oluşturan maddelerden bir veya daha fazlasının oranının periyodik olarak değiştiği komplex karışımlardır. Bu tepkimeler denge dışı termodinamik örneğidirler. Bu tepkimeler, kimyasal reaksiyonaların denge termodinamiğine uymak zorunda olmadığını kanıtladıklarından önemlidirler. Kimyasal osilatörlere örnek olarak Belousov-Zhabotinsky tepkimesi, Briggs-Rauscher tepkimesi ve Bray-Liebhafsky tepkimesi örnek gösterilebilir.
Peki donanım olarak DNA’nın kullanıldığı bir moleküler makinede kimyasal bir osilatör nasıl yaparız? Bunun için aslında günlük hayatta karşımıza çıkan taş kağıt makas oyunu gibi bir mantık düşünebiliriz. A, B ve C isimli üç kimyasal düşünelim. Bu kimyasallar öyle olsun ki, taş kağıt makas oyunundaki gibi biri diğerine üstün gelsin ve şu şartları sağlasınlar:
A + B -> B + B
B + C -> C + C
C + A -> A + A
Bu şekilde tepkime veren kimyasallar doğada bulunabilir. Bunları elde ettikten sonra zincir bir reaksiyon başlatırsak sürekli olarak A, B ve C elde ettiğimiz bir döngü oluşur. Ve işte kimyasal osilatörümüz hazır.
Artık moleküler makinemizde ilk programımızı yapmış ve temel mantığı öğrenmiş bulunmaktayız. Şimdi MAYA-II’nin en çok dikkat çeken özelliğine geçebiliriz. MAYA-II XOX(tic-tac-toe) oyunu oynayabiliyor ve bu konuda neredeyse yenilmez. Oyunu oynama mantığı ise şu şekilde: DNA’nın bir ucunda fosforlu bir madde bulunmakta. Bu madde normalde parlamaktadır. Ancak DNA’nın diğer ucuna eklenen başka bir madde, parlayan maddeyi baskılamakta ve parlamasını engellemektedir. Oyuna başlamadan önce 2 sınırlamayı bilmemiz gerekmekte: Her zaman ilk DNA oynamak zorunda ve DNA ilk hamle olarak ortadaki kareyi almakta. Daha sonra sırası gelen oyuncu işaretlemek istediği kareye özel bir kimyasal madde ekler. Bu madde DNA’yı ortasından keserek baskılayıcı maddeyi ayırır ve fosforlu madde parlamaya başlar. Bu değişim tüm karelere bildirildikten sonra DNA karar verir ve oyun böylece devam eder.
Gördüğümüz gibi günlük hayatta kullandığımız elektriksel sistemin dışında da bilgi işlemsel faaliyetler yürütmenin yolları vardır. Moleküler makineler bu konuda daha çok yetenekli olmasa da kim bilir, belki gelecekte doğanın kendi sistemini anlar ve kendi sistemlerimizde de bunu kullanırız.
KAYNAKÇA:
Arda CENGİZ
Comments