Doğada enerji üretimi kloroplast ve mitokondrinin sorumluluğundadır ve laboratuvarda sürdürülebilir, sentetik hücreler üretmek için çok önemlidir. Mitokondri, ortaokul biyoloji kitaplarında olduğu gibi sadece “hücrenin güç merkezleri” değil, aynı zamanda yapay olarak çoğaltılması en karmaşık intrasellüler (hücre içi) bileşenlerden biridir.
Güney Kore’deki Sogang Üniversitesi ve Çin’deki Harbin Teknoloji Enstitüsü’nden araştırmacılar, yapay mitokondri ve kloroplastların en umut verici ilerlemelerini ve en büyük zorluklarını belirlediler. “Sürdürülebilir kimyasal enerji dönüşümü ve üretimi için yapay organeller: Yapay mitokondri ve kloroplastlar” başlıklı bir makale Biophysics Reviews dergisinde yayımlandı.
Kwanwoo Shin “Bilim insanları yapay mitokondri ve kloroplastlar yaratabilirse, potansiyel olarak enerji üretebilen ve molekülleri otonom olarak sentezleyebilen sentetik hücreler geliştirebiliriz. Bu da tamamen yeni organizmaların ya da biyomalzemelerin yaratılmasının önünü açacaktır.” dedi.
Bitkilerde kloroplastlar su ve karbondioksiti glikoza dönüştürmek için güneş ışığını kullanır. Hem bitkilerde hem de hayvanlarda bulunan mitokondri, glikozu parçalayarak enerji üretir.
Bir hücre enerji ürettiğinde, bu enerjiyi depolamak ve aktarmak için genellikle adenozin trifosfat (ATP) adı verilen bir molekül kullanır. Hücre ATP’yi parçaladığında, hücrenin işlevlerine güç veren enerji açığa çıkar.
Shin, “Başka bir deyişle, ATP hücrenin ana enerji para birimi olarak görev yapar ve hücrenin hücresel işlevlerin çoğunu yerine getirmesi için hayati önem taşır” dedi.
Ekip, sentetik mitokondri ve kloroplast inşa etmek için gereken bileşenleri tanımlıyor ve proteinleri moleküler rotasyon makineleri, proton taşıma ve ATP üretimi için en önemli unsurlar olarak belirliyor.
Önceki çalışmalar enerji üreten organelleri oluşturan bileşenleri çoğaltmıştır. En umut verici çalışmalardan bazıları, karmaşık enerji üretme sürecinde yer alan ara işlemleri araştırmaktadır. Araştırmacılar, proteinlerin ve enzimlerin sekansını birbirine bağlayarak enerji verimliliğini artırmıştır.
Enerji üretim organellerini yeniden yapılandırmaya çalışırken karşılaşılan en önemli zorluklardan biri, istikrarlı bir ATP kaynağını korumak için değişen ortamlarda kendi kendine adaptasyonu sağlamaktır. Gelecekteki çalışmalar, sentetik hücrelerin kendi kendini sürdürebilir hale gelmesinden önce bu sınırlayıcı özelliğin nasıl geliştirileceğini araştırmalıdır.
Yazarlar, doğal süreçleri taklit eden biyolojik olarak gerçekçi enerji üretim yöntemleriyle yapay hücreler yaratmanın önemli olduğuna inanıyor. Hücrenin tamamının kopyalanması, gelecekteki biyomalzemelere yol açabilir ve geçmişe dair fikir verebilir.
Shin, “Bu, yaşamın ve hücrelerin kökenini anlamada önemli bir kilometre taşı olabilir” dedi. [1]The powerhouse of the future: Artificial cells[2]Öne çıkan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | The powerhouse of the future: Artificial cells |
|---|---|
| ↑2 | Öne çıkan görsel |
