dna replikasyonu için 3d yazıcı

dna replikasyonu için 3d yazıcı

DNA REPLİKASYONU 3D YAZICI İLE YAPILDI; MUHTEŞEM!

Kalifornia Üniversitesinden Bilim İnsanlarıDNA Replikasyonu İçin 3D Yazdırma Yöntemini Kullanmayı Amaçlayan Bir Çalışmaya İmza Attı!

3B yazıcılar bir çok alanda kendilerine gösterişli bir yer bulmuş mekanik asistanlarımız. Hobi amaçlı masaüstü yazıcıları kullananlar bilir, bu cihazlar yavaştır! Ama hangi çalışmalar için yavaştır bunu da düşünmek lazım. Belki hala bir çok alanda 3B yazıcılardan çok çok daha yavaş işleyen üretim süreçleri vardır. Evet bu alanlardan birisi de DNA sentezi! Bir çok genetik uygulamada labaratuar ortamında genlerin yapısı üzerinde değişiklikler yapılıyor, genomlar birleştiriliyor, yeni DNA zincirleri oluşturuluyor. Ama işlemler hem çok zahmetli hem de çok uzun zamanlar alıyor. UC Berkeley’den bir grup bilim insanı, DNA replikasyonu işlemini daha ucuz ve daha hızlı bir şekilde gerçekleştirmek için üç boyutlu yazdırma tekniğinden faydalandılar. Bu yöntemle DNA sentezinde kimyasal ve insan sağlığına zararlı maddeler kullanmadan laboratuarlarda DNA sentezlemek mümkün olabilir. Normal yöntemden 10 kat daha hızlı sonuç alınabilir.

DNA Replikasyonu İçin Hız Neden Önemlidir?



UC Berkeley Lisansüstü öğrencisi Dan Arlow;”Eğer bir makine mühendisi iseniz, çalışma yerinizde bir 3B yazıcı bulunması güzeldir. İhtiyacınız olan makine parçalarını bir gecede üretebilir ve sabah deneyebilirsiniz. Eğer bir araştırmacı ya da biyomühendis iseniz DNA sentezini hızlandıran bir alet olan “DNA Yazıcı” ile fikirlerinizi daha hızlı test edebilir ve daha fazla fikir deneyebilirsiniz.” dedi. Buradan da anlaşıldığı üzere genetik ve biyomühendislik alanında yapılan çalışmalarda süreç probleminin çözülmesi amaçlanıyor.

Bir çok şirket özel olarak yapılmış genlere ihtiyaç duyar. Bunun için DNA sentezi büyüyen bir iştir. Güne geçtikçe bir çok yeni proje kendini gösteriyor. Bu uygulamaların bir çoğu laboratuarlarda kalsa da küçümsenmeyecek kadarı ekonomik olarak kendisine yer buluyor. DNA replikasyonu ile yararlı ilaçlar, biyolojik enzimler ve kimyasallar üretilebiliyor. Dünyada bir çok yüksek teknoloji laboratuarı bitkiler, hayvanlar veya tek hücreliler üzerinde uygulamalar yapmak için sentezlenmiş DNA satın alır. Hatta bazı bilim insanları ciddi bir şekilde DNA ile bilgi depolama fikrini önermişlerdir. Hatta bu konu gün geçtikçe popülerleşiyor. Çünkü bir gram DNA teorik olarak 50.000.000 (50 milyon) DVD’ye eşdeğer bilgi depolayabilir. Düşünsenize 1gr’lık bir bellek ve inanılmaz depolama kapasitesi! Ama bunun için üretilen DNA’nın çok istikrarlı olması, hemen bozulmaması gerekecektir. Ayrıca günümüzde üretilenlerden kat kat fazla DNA replikasyonu yapılması gerekecektir. İşte bu projeler de gösteriyor ki DNA sentezi gün geçtikçe daha fazla yapılması gereken bir işlem haline gelecek gibi duruyor.

Mevcut yöntemlerle DNA sentezinde, 1981 yılında geliştirilen 200 baz uzunlukta oligonükleotidleri üretmek için organik kimya metodolojilerinine dayanan teknolojiler kullanılıyor. Sentezlenecek uzunluk arttıkça hata oranlarının artması 200 baz sayısı sınırlamasını oluşturuyor. Yani küçük bir geni sentezlemek isteyen bilim insanları, bu geni 200 baz uzunluğunda parçalar halinde üretmek ve sonra da bunları birleşirmek zorunda kalıyorlar. Bu işlem çok fazla zaman alıyor.

Yeni 3D DNA Yazıcısı Nasıl Çalışyoyor?

Yeni üretilen DNA yazıcısı, DNA sentezlem enzimi olarak bilinen TdT (deoksinükleotidil transfaraz terminali) enzimini temel alarak işlem yapıyor. Bu enzim bağışıklık sistemi hücrelerinde doğal olarak bulunuyor ve bir DNA molekülüne nükleotid ekleme işleminde kullanılıyor. TdT enzimi diğer enzimleden farklı olarak DNA kopyalamada hazır DNA şablonuna güvenmez. Bunun yerine hücrede bulunan, bağışıklık sistemine antikor yapmak için kullanılan genlere rast gele nükleotidler ekler.

TdT enzimi, dört DNA nükleotidini de eşit derecede iyi bir şekilde işleyebilme kabiliyetine sahiptir. Bunun yanında işlem sırasında eklenen nükleotidleri parçalayacak yan ürünler oluşmaz ve işlem çok hızlı bir sürede gerçekleşir. Arlow’un meslektaşı ve Kalifornia Üniversitesinde misafir öğrenci olan ve aslında Almanya Darmstad Teknik Üniversitesinde öğrenci olan Sebastian Palluk; “Serbest tekerleğe izin verirseniz DNA’yı dakikada yaklaşık 200 baz uzatabilir.” diyor. İlk denemeler de kullanılan tekniğin ne doğru bir yöntem olduğunu gösterdi.

Arlow; “İlk ürünleri 10 bazlık aralıklarla kontrol ettiğimizde yüzde 80 oranda doğru olduğunu belirleyebildik. Bu ise oartalama olarak her adımın yüzde 98 oranda doğru olduğu anlamına geliyor. Bu ilk deneme 50 yıllkı problem için hiç de kötü değil. DNA uzunluğunda genler üretmek için yüzde 99,9 verime ulaşmak istiyoruz.” dedi. Palluk ise “Yüzde 99,9 verime ulaşıldığında 1000 baz uzunluğunda bir molekülü yüzde 35 verimle sentezleyebilirirz. Bu mevcut kimyasal sentez yöntemleri ile tamamen imkansız.” dedi

NOT:

  • “DNA Replikasyonu” “DNA Sentezi” anlamına gelir.

Haber Kaynağı: http://www.3ders.org/articles/20180622-dna-3d-printer-a-new-technique-could-soon-let-scientists-create-new-dna-overnight.html

Ayrıca 3D BİYOPRİNTING haberlerimiz ilginizi çekebilir.

1 thought on “DNA REPLİKASYONU 3D YAZICI İLE YAPILDI; MUHTEŞEM!

Bir Cevap Yazın