Katalog

Bİ Y O F İ Z İ K Bilgisayarda ilk canlı beyin Artık bilgisayarlarda silikon çipler yerine organik moleküller kullanılıyor. Bu canlı moleküller tıpkı çipler gibi, elektrlk yükünü saklayablliyor ve elektrik akımını engelleyebiliyor. O sılıkondan değıl ama canlı hucrelerden alan yapay beyın Sırakuza Unıversıtesı Molekuler Elektronık Bolumu Dırektoru Robert Birge ın hayatını adadığı proje Blrge, ışık enerjısını kımyasal enerjıye çevırmekle gorevlı rhodopsın adlı bır proteını lazer ışını yardımıyla kodluyor Kodlanan bu proteınler tıpkı çipler gıbı bılgı depoluyorlar ve bu bılgı tekrar okunabılıyor Çalışma henuz araştırm'a safhasında ancak hem bılgısayar teknolojısının sınırlarını genışletmesı hem de bıyolojık bılımlerı teknolojlye sokması nedenıyle onemlı ve son derece ılgınç Bılgısayar devrımının vardığı son aşamada mıkroçıpler artık yetersız kalmaya başlıyor rganik bllgl&ayar Kökenını cansız yının arttırılması bugunku koşullar dahılınde mumkun değıl Işte tam da bu noktada sılıkon çipler yerine molekullerın kullanılması duşuncesı ortaya atılıyor Bırçok molekulun tıpkı çipler gıbı elektrik yukunu saklayabıleceğı elektrik akımını geçırıp engelleyebıleceğı duşunulduğunde bun ların çipler yerine kullanılmaması ıçın hıçbır neden yok Canlılar geliyor.. Çlplerin sınırı Bılındıgı gibi çlptor elektronların mekık dokuduğu karmaşık bır labirenttır Bu labırent ınce bır sılıkon tabakası uzerıne kazınmış mıkroanahtarlardır ve bunların sıralanışı bılgısayardakı bılgı depolanmasının temelinı oluştururlar Elektronun bır anahtardan geçısı 1 ıle, anahtarın kapalı olması 0 ıle temsıl edılır ve sıfırlarla bırlerın değışık kombinasyonları bılgısayarın datasını oluşturur Ancak çıplerin çalışma hızı bugun ust sınınna ulaşmış durumda Daha hızlı bır çalışma ıçın anahtarların daha kuçuk yapılması ve bırbırlerıne daha yakın yerleştınlması gerekmekte Bugunku çıplerde yaklaşık 1 5 cm2 de 2 mılyon anahtar bulunmakta Elektronların sılıkon uzerınde ılerlemek yerine zıplamasına yol açacağından dolayı bu sa Robert Bırge bu duşunceyı bır adım daha ılerıye göturerek cansız (ınorganık) moleküller yerine canlılardan elde edılen organik molekullerı kullanıyor Bırger'ın bu duşunceye varması oldukça dolaylı ve ılgınç bır gelışım ızlıyor Bırge 70'lerın ortalarından ıtıbaren gorsel bıyofızıkle ılgılenmeye başlıyor ve ozellikle goz kımyası uzerıne yoğunlaşarak göz ağ tabakasının (retına) ışığı alıp enerjı haline donuşturmesını ıncelıyor Işte bu enerjı goz sınırı (optık sınır) b o yunca ılerleyerek beyınde goruntunun oluşmasını sağlıyor Ağ tabakada yer alan ve butun memelılerde bulunan rhodopsın adlı bir proteın de bu ışte anahtar rolu oynuyor Rhodopsın, chromophore (kromofor) adı verılen zıncır şeklınde bır molekul ıçerır Işık bu molekule çarptığı zaman molekulun kıvrımlı bır bolumu duzleşerek yer değıstırır Bunun sonucu açığa çıkan enerjı de sınır ıletımı şeklıne donuşur Bırge, rhodopsını ışığı uygun bır ener jıye donuşturen yarı ıletken bır guneş panelıne benzetıyor Bırge nın bılgısayar çıplerı yerine kullanacağı rhodofsın ıse bakterılerden ozellikle de pembe renklı Bakteri rhodopaininin baktorlden elde edlllp Ince bir tabaka hallnde yayıtmasıyla olufturduğu görünüm. Halobacterıum halobıum'dan elde edılıyor Bakteri rhodopsını ışık enerjısını kım yasal enerjıye donuşturerek fotosentezde rol oynuyor Bırge, rhodopsının kıvrılıp açılmasının değışık frekanslardakı lazer ışını ıle kontrol edılebıleceğını buluyor Yeşıl ışık kromoforun kıvrılmasına yol açarken kırmızı ışık tekrar duzleş mesını sağlıyor Oahası proteın 320 derecede tutulursa yeşıl ışıkla kıvrılan proteın kırmızı ışık gelınceye kadar bu pozısyonunu koruyor Bırge nın rhodopsın ıle ılgılı bu buluşu muhendıs Rtek Lavvrence ın devreye gırmesıne dek kendı ıçınde bır buluş olarak kalıyor Ancak Lavvrence la bırlıkte çalışmaları sonucunda bu ozellığın bılgısa Elektronikten gelen yardım yar çiplerının yerını tutabıleceğı ortaya çıkıyor Ikı araştırmacı kompakt dısk buyukluğunde donen bır aynayı ınce bır tabaka halınde bakteri proteınlerı ıle kaplıyorlar Kromoforlarda bılgı depolamak ıçın de yeşıl ve kırmızı lazer ışınlarını kullanıyorlar Yeşıl ışına maruz kalan kromoforlar pozryon değıştırırken dığerlerı olduğu guı kalıyorlar Boylece tıpkı mıkroçıplerdekı açık ve kapalı anahtarların oluşturduğu desene benzer bır sekılde pozısyon değıştırmış ve değıştır memış molekullerden oluşan bır desen ortaya çıkıyor Bundan sonrakı aşama ıse depolanan bu bılgının okunması Bunun ıçın de rhodopsınle kaplanmış ayna eş zamanlı olarak yeşıl ve kırmızı lazerle taranıyor Daha once yeşıl lazere maruz kalan moleküller yeşılden etkılenmezken (burada yeşıle karşı geçırgenlık sağlanıyor) kırmızı lazerden etkılenırler (yanı soğu rurlar) Benzer şekılde yeşıl lazerle ışle me tabı tutulmamış moleküller yeşıl ışından etkılenırlerken (yanı soğururken) kırmızıya karşı geçırgenlık gosterırler Boylece soğurulmamış ısık proteın molekulunu geçerek alttakı aynaya ulaşır ve buradan da bır fotodedektore yansır Dedektor ıçındekı fotodıyotlar da yeşıl ve kırmızı ışık tarafından oluşturulan bu desenı ıkılı dızılım (0,1) şeklınde yorumlar (Bınary code) Işte bakteri proteınlerı kullanılarak çıp yapılmasının temelınde bu mekanızma yatıyor Lavvrence ve Birge bu yontemı kullanarak bazı basıt bılgısayar programlarını dısklenne kaydedıp bunu tek rar okumayı başarmış durumdalar Bu da oluşturdukları sıstemın henuz muBakterı rhodopsını kromofor adı verilen bir molekülü içerir. Karbon (turuncu), hldrojen (sarı) ve azottan (mor) oluşan bu molekül ışıktan kemmelleşmemış olsa da ışledığını gosetkilenerek pozısyon degıştınr (mavı molekulun orijinal pozisyonunu göstermekte) Bakteri ıçınde yeşılle gösterılen hıdrojen atomununterıyor yer değişbrmesıyle çıkan ener/ı fotosentezde kullanılır. Bilgitayarlarda ıse yer dttgıştırmış ve değıçtırmemış moleküller bılgı deposu ola Araştırmacı ların onlerındekı en buyuk 2516 rak kullanılmakta. llkbaşarı