• Araştırmacılar, “sfenks” olarak bilinen üçgenlerden türetilen temel 2 boyutlu şekle odaklanarak kiral minerallerin oluşumunu araştırdı.
• ABD ve Almanya’dan araştırmacıların ortak çabasıyla yürütülen araştırma, biyolojik sistemlerde kiraliteyi yöneten temel ilkeleri ortaya çıkarmayı amaçladı.
• Doğada her yerde bulunan kiralite, neden bazı yönelimlerin diğerlerine göre tercih edildiğine dair bilgiler sunuyor.

Yapılan bir çalışma, biyolojik moleküllerin ve yapıların sol veya sağ el yönelimlerini tercih ettiği fenomen olan kiralitenin karmaşık dünyasını araştırdı. ABD ve Almanya’dan araştırmacıların ortak çabasıyla yürütülen araştırma, biyolojik sistemlerde kiraliteyi yöneten temel ilkeleri ortaya çıkarmayı amaçladı. Doğada her yerde bulunan kiralite, neden bazı yönelimlerin diğerlerine göre tercih edildiğine dair bilgiler sunuyor.

Chan Zuckerberg Biohub biyofizikçisi Greg Huber’in açıklamasına göre Kiral moleküller, tıpkı ellerimiz gibi mükemmel şekilde hizalanamayan ayna görüntülerine sahip ve bu da etkilerinde potansiyel olarak önemli farklılıklara yol açıyor. Örneğin bir molekülün aynalanmış versiyonunun ilaçlarda kullanılması zararlı sonuçlar doğurabiliyor. Üstelik kiralite, organik moleküllerin ötesine geçerek mineralleri de kapsayacak şekilde uzanıyor; salyangozların spiral şekilli kabukları ve kemiklerdeki kristal yapılarda buna örnek olarak veriliyor. Özellikle biyolojik bir sistemin kalabalık alanında kiralitenin ortaya çıkışını daha iyi anlamak için, Huber ve meslektaşları bir dizi üçgenden türetilen en temel 2B kiral şekle (sfenks olarak adlandırılan asimetrik bir şekil) döndü.

Araştırmacılar çalışma kapsamında, “sfenks” olarak bilinen üçgenlerden türetilen temel 2 boyutlu şekle odaklanarak kiral minerallerin oluşumunu araştırdı. Araştırma esnasında araştırmacılar, bilgisayar modellerini kullanarak asimetrileri nedeniyle sfenks karolarının kare gibi daha basit şekillerle karşılaştırıldığında nasıl çeşitli konfigürasyonlarda birleşebildiğini araştırdı.

Çalışma, bir desendeki sfenkslerin sayısı arttıkça süper üstel yollarla birleşerek kiral düzeneklerin istatistiksel mekaniğine dair içgörüler sunduğunu ortaya koyuyor. Araştırmacılar, değişen enerji koşulları altında kiral sfenksler arasındaki etkileşimleri modelleyerek sıcaklıklar azaldıkça düzenli desenlerin ortaya çıktığını gördü. Dikkat çekici bir şekilde, simetrik kısıtlamalar altında bile benzer kiralite sfenksleri bir arada kümelenme eğilimi gösterdi ve bu da kiralitedeki geometrik desenleri yöneten temel kuralların ipucunu verdi. Yüksek sıcaklıklı sistemlerde, kiral sfenksler, yerlerine itişip kakıştıkları ve karmakarışık bir desen oluşturdukları için neredeyse hiç etkileşime girme şansı bulamadı.

Sıcaklıklar düştükçe, etkileşimler daha düzenli hale geldi ve aynı kiraliteye sahip sfenksler, yukarıdaki şemada görebileceğiniz kümeleri oluşturmak için bir araya geldi. Bununla birlikte, şaşırtıcı bir şekilde, simetrik bir dış sınırla sınırlandırılmış yüksek sıcaklıklı sistemlerde aynı kiraliteye sahip sfenksler, aşağıdaki şemada gösterildiği gibi, birlikte kümelenme eğilimindeydi.

Çalışma geometri, fizik ve biyoloji arasındaki karmaşık etkileşimin altını çizerek doğal dünyada yaygın olan kiralite olgusuna ışık tutuyor. Bu kalıpları anlamak, bilimsel disiplinler arasındaki bağlantıları anlama fırsatı sunabilir. Ayrıca yine bu sistemi çözmek, viral kaplamaların yapılarının çözülmesine ve yaşamın evrimindeki moleküler asimetrinin kökenlerinin ortaya çıkarılmasına yardımcı olabilir.

Derleyen: Eliz Canyurt