NOBEL ÖDÜLLÜ MOTOR

Ünlü İngiliz mucit James Watt tarafından geliştirilen buhar motorları endüstriyel devrimin başlangıcında kilit rol oynamıştır. Bu motor sayesinde büyük bir güç elde edilmiş ve emek gerektiren işler çok daha hızlı ve kolay bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Bu teknolojiyi ilk kullanan İngiltere de dünya sahnesinde giderek ön plana çıkmıştır. Motorların modernleşmede etkili bir şekilde kullanılması yakın zamana rastlamasına rağmen bütün canlılarda moleküler seviyede motor teknolojisinin sayısız örneği olduğunu biliyor muydunuz? Bu motorların en çok hayranlık uyandıranlarından biri bilimsel adı ATP Sentaz olan moleküllerdir. Kullandığı teknoloji son derece ileri olan bu benzersiz motoru gelin beraber tanıyalım.

Endüstriyelleşmenin başlangıcında James Watt’ın geliştirdiği buhar makinelerinin büyük önemi olmuştur. Yüksek bir zeka ve mühendislik gerektiren bu makinelerin 100 trilyon hücrenizin herbirinde sayısız miktarda bulunduğunu biliyor muydunuz? ATP sentaz adlı moleküller muazzam bir teknoloji ile buhar motorlarına benzer şekilde çalışırlar. Bu moleküller ATP adlı enerji paketçiklerini üretirler.

Dünyanın belki de en küçük motoru olan ATP Sentazların keşfi bilim dünyasında derin bir şaşkınlık uyandırmıştır.Bilim adamlarınca muazzam, harika gibi sıfatlarla anılırlar.

Buhar tribünleri, su buharındaki enerjiyi kullanarak elektrik enerjisi elde etmeye yararlar. Basıncı yüksek buhar, jeneratörü döndürür. Bunun neticesinde oluşan hareket özel bir sistem ile elektrik enerjisine çevrilir. ATP sentaz adlı mucize molekül de benzer bir yapıda ve benzer bir iş için vardır. ATP Sentazlar hücredeki proton yoğunluğundan faydalanarak hücre için temel enerji paketçiği olan ATP’yi üretirler.

ATP Molekülü Mucizesi
Hücrelerimizin temel enerji kaynağı ATP adlı enerji paketçikleridir. Hücrelerimizdeki çoğu işlem bu moleküllerde saklı bulunan enerji kullanılarak yapılmaktadır. Öyle ki bilim adamları günde ortalama 50 kilo ATP üretildiğini hesaplamaktadır. Ve bu 50 kilo ATP’nin %95’i yani 47.5 kilosu ATP Sentaz yoluyla elde edilir.
ATP adlı molekül tekrar tekrar kullanalıbilen pillere benzer.

ATP Sentaz Motorunun İç Yapısı

ATP Sentaz moleküler motorunun iç yapısı insanı hayrete düşürür. Çünkü bu iç yapıyı incelediğimizde buhar motorlarının yapısını burada aynen yer aldığını görürüz. ATP Sentaz motoru 2 ayrı bölmeden oluşur. Bu bölmeler tıpkı bir çark gibi dönebilmektedir. Bu çarklar birbirlerine özel bir ünite ile bağlıdır. Dönen bölmelerden biri hücre içinde bulunan mitokondri ve kloroplast gibi zarlı yapılara monte edilmiştir. Mitokondriler enerji santralleri görevini görürken kloroplastlar enerji kullanılarak şeker molekülleri üretmeye yararlar. Dolayısıyla ATP Sentazlar son derece önemli yerlere yerleştirilmiştir. Diğer dönen bölme ise zarın dış yüzüne bakmaktadır. Zarın iç yüzündeki kısımda proton yoğunluğu diğer bölmeye göre çoktur. İşte ATP Sentazlar protonlardaki bu yoğunluk farkını kullanarak enerji üretirler. Bu tıpkı barajlarda biriken suyun karşı tarafa geçerken elektrik üretilmesi mantığına benzer.

ATP Sentaz motoru şu şekilde çalışır. Zara monte edilmiş bölümün dönmesiyle hareket bir çubuk vasıtasıyla 2. Bölüme aktarılır. Bu 2. Bölümün dönüşü ile de vücudun temel enerji paketi olan ATP elde edilir. ATP molekülü ortamda bulunan ADP ve fosfat gruplarının birleştirilmesi ile elde edilir. Alttaki çarkın dönme hareketinin bu işlem için kullanılması son derece hayranlık uyandıran tekniklerle meydana gelir. Bu çark neredeyse mükemmel bir verim ile ATP üretimini gerçekleştirir.

Her Hücrenizde Sayısız Elektrik Santrali Olduğunun Farkında mısınız?

Barajlar nehrin iki yakasını birbirinden ayırarak, bir tarafta su birikmesini sağlarlar. Yüksekte biriken su ise tribünleri döndürür. Hücrelerimizdeki enerji üretimi de buna benzer bir mantıkta meydana gelmektedir. Zarın bir yüzünde biriken protonlar geçtikleri kanal aracığı ile enerjilerinin bir kısmını vererek ATP Sentaz molekülünün zara yapışık kısmını döndürürler. Bu hareket bir ünite yoluyla dıştaki çarkı döndürür. Bu ikinci çarkın döndürülmesi ile de temel enerji paketi olan ATP molekülü elde edilir. Protonlar, evrendeki en temel yapıtaşlardır. Protonlardaki potansiyel enerjiden vücudun temel ihtiyacını karşılamak eşsiz bir sanattır. Vücudunuzun her yanı böyle sayısız elektrik santrali ile çevrili olması düşündürücü bir gerçektir.

Protonlar zardan geçerken enerjilerinin bir kısmını verirler. İşte bu enerji kullanılarak zara monte olan bölme döner. Bu dönme hareketi iki çarkı birbirine bağlayan bir ünite vasıtasıyla diğer çarka iletilir. Böylece diğer çark da döner. Bu çarkın dönüşüyle de ATP enerjisi elde edilir. ATP Sentaz Enzimi besinlerden gerekli enerjiyi elde etmekte kritik bir görev alır.

Biyolojik motor olan ATP Sentazla ilgili keşiflerinden dolayı Paul Boyer ve John Walker adlı bilim admaları Nobel ödülü aldılar. Daha halen pek çok bilim adamı bu moleküler harika ile ilgili çalışmalara devam etmekteler.