Dünyanın Şimdiye Kadar Atılmış En Küçük, En Sıkı Düğümü Sadece 54 Atom Uzunluğunda
Bilim insanları, [Au6{1,2-C6H4(OCH2CC)2}3{Ph2P(CH2)4PPh2}3] formülüyle kendi kendine düğümlenen bir kimyasal oluşturarak en küçük ve en sıkı moleküler düğüm rekorunu kırdı.
Yapımcılar, molekülün tamamını Au6 olarak adlandırarak başlangıçtaki altı altın atomunu vurgulamaktadır.
Bir molekülün diğerlerini etkileme şekli sadece içerdiği elementlere değil, bunların aldığı şekle de bağlıdır. Karmaşık moleküller çok sayıda şekilde katlanabilir ve bazen bunlardan yalnızca biri istenen biyolojik etkileri üretir.
Bu tür katlanmaları tahmin etmek ve kontrol etmek bilimdeki en zor problemlerden biri olarak kabul edilir ve bilgisayarların insanların yerini almaya başladığı bir problemdir.
Düğümler bunun en uç noktasını temsil eder. Uzun ince atom iplikçiklerini bile düğüm haline getirmek kolay değildir çünkü uçlarını bir yelken teknesindeki halat parçaları gibi tutamazsınız.
Molekülleri düğümlemenin yollarını bulmak, insanlığın daha pratik düğümleme kapasitesini geliştirmeye yardımcı olabilir.
DNA, RNA ve birçok protein insan müdahalesi olmadan düğümlendiğinden, kendi düğümlerimizi yapmak bu hayati moleküllerin davranışlarını anlamamıza yardımcı olur.
Düğümler geçiş sayısına göre kategorize edilir. Au6, üç geçişle en basit türden önemsiz olmayan düğümü oluşturur ve yonca olarak bilinir.
Kimyacılar moleküler düğümlerin sıkılığını fiziksel anlamda ölçemezler, bu nedenle düğümlü iplikteki atom sayısını geçiş sayısına bölerek bir vekil olarak kullanırlar. Geçiş başına ne kadar az atom varsa, düğüm o kadar sıkıdır.
Western Ontario Üniversitesi’nden Profesör Richard Puddephatt’ın da aralarında bulunduğu bir ekip tarafından üretilen Au6’nın omurgasında sadece 54 atom bulunuyor.
Bu, 69 atomlu bir metal düğüm için önceki rekorla karşılaştırılırken, 76’dan daha az atomla hiçbir organik yonca düğümü elde edilemedi.
Çok daha fazla geçiş içeren çok daha büyük düğümler 24’e kadar düşük sıkılık skorlarına ulaşmıştır, ancak Au6’nın 54 atomu ve 18 sıkılık skoru hepsini kolayca geride bırakmaktadır.
Teorik modeller 50 atomun bir düğüm için minimum olabileceğini düşündürmektedir.
Çoğu moleküler düğüm yapımı, giderek daha karmaşık düğümler oluşturmayı içerir, ancak daha önceki bir kayda eşlik eden aşağıdaki videonun da kanıtladığı gibi, giderek daha sıkı düğümler üretme konusunda niş bir alt alan vardır.
Küçük düğümler genellikle sarmal zincirleri hedeflenen bir şekle sokmak için metal iyonları kullanılarak ve ardından metalleri çekerek geride bir düğüm bırakarak yapılmıştır.
Bu, diğer şeylerin yanı sıra daha güçlü ve daha hafif plastikler için bir basamaktır. Ancak Au6 farklı bir şekilde üretiliyor ve Puddephatt bunun bir kaza olduğunu söyledi.
Farklı moleküller içeren iki sıvıyı karıştırarak katenan adı verilen birbirine bağlı ama düğümlenmemiş zincirlere sahip yapılar oluşturuyorlardı.
Ürünü incelemek için X-ışını kristalografisini kullandıklarında, bazı katenanların kendiliğinden yonca düğümlerine dönüştüğünü gördüler.
Puddephatt, “Altın asetilidler ve fosfin ligandlarının birçok kombinasyonunu yaptık ve daha önce hiç yonca düğümü vermemişlerdi” dedi.
“Bu durumda bunun gerçekleşeceğini tahmin etmemiştik, bu yüzden tesadüf oldu.” Puddephatt ayrıca sürecin tam olarak anlaşılamadığını, ancak tekrarlanabilir olduğunu ve daha karmaşık durumlarda kullanılma potansiyeline sahip olduğunu da kabul etti.
Çalışma Nature Communications dergisinde yayımlandı.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Dünyanın Şimdiye Kadar Atılmış En Küçük, En Sıkı Düğümü Sadece 54 Atom Uzunluğunda
Nihayet Tardigradların Aşırı Koşullarda Nasıl Hayatta Kalabildiğini Biliyoruz