Protein Bilgisayarlara Doğru
Örneğin, insan gözündeki rodopsin, ışığı soğurduğunda yapısında meydana gelen değişiklikle açığa çıkan enerji elektriksel bir sinyal şeklinde beyine görsel bir bilgi olarak İletiliyor. Bakteriyorodopsin, ışığı soğurabilen karote-noid benzeri bir moleküldür ve sitop-lazmik membranın bir tarafından diğer tarafına protonlarının transferini sağlar. Bu da bakteriyorodopsinin ATP sentezlenmesindeki rolünü ortaya koyuyor. Retinal içeriğinden dolayı bakteriyorodopsin,. kırmızı-mor renkte olabi-
karşı yarışı kaybedeceğe benziyor. Bakteriyorodopsin çiplerin silikon çiplere göre daha fazla bilgi depolayabilecekle-ri ve neredeyse insan beyni kadar hızlı bir bilgi akışını sağlayabilecekleri bildiriliyor. Bilgisayar teknolojisi ile uğraşanların hedefinin daha küçük ve daha hızlı bilgisayarlar geliştirmek olduğu biliniyor. Protein temelli bilgisayarların, teorik olarak günümüzde yaygın olarak kullanılan bilgisayarlardan 1000 kez daha. hızlı olabileceği hesaplanıyor. Bu protein yapıdaki çipin yapısal bütünlüğünü koruyabilmesi için -4 °C'de saklanması gerektiği ifade ediliyor. Birge ve çalışma arkadaşları bu problemin çözülmesinin zor olmadığını düşünüyorlar. Rus bilim adam-larının askeri radarlarda kul-lanmak için protein işlemciler
yaptıkları biliniyor. Bazı varsayımlara göre ABD ordusu da savaş uçaklarında protein çip-ler kullanıyorlar. Bir kaza olduğunda soğutma sistemi devre dışı kalacak ve böylece protein yapısı bozulacağı için çipte saklanan bilgilerin çalınması engellenmiş olacak.
Belki de yakın bir gelecekte küçük, hızlı ve yüksek kapasiteli çipler kullanılarak insan zekasına yakın bir performansa sahip bilgisayarlar geliştirilebilecek. Burada şu soruyu da sormadan geçemiyoruz. Acaba karşımızda bizden daha hızlı düşünen bir bilgisayarı nasıl kullanırız ya da kullanmak ister miyiz. Şüphesiz bu teknolojideki gelişim hayatımızı daha da kolaylaştıracak. Belki de İleri derecede görme özürlü olan insanlar için göz görevi görecek ve sinirsel ağ sayesinde beyine bilgi aktarabilecek biyonik gözler geliştirilebilecek.
Araş. Gör. Ahmet Çabuk
Osmangazi Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi
Biyoloji Bölümü, Meşelik Yerleşkesi, Eskişehir.
Kaynaklar:
Birge, R.R., Protein Based Computers, Scientific American. Hart 1995 u
Tortora, G.J., Funke, B.R. ve Case, C.L.. Microbiology an Introduction 6. Edition, Benjamin/Cummings, 1998.
Madigan, M.T., Martinko J.M, ve Parker J., Brack Biology of Microorganisms, 8. Edition, Prentice Hall, 1997.
Bilgisayarlar artık gündelik yaşantımızın bir parçası ve her yerde karşımıza çıkıyor. Ofislerde, evlerde, marketlerde, caddelerde..... İlk bilgisayarın
(ENIAC) ortaya çıkmasından bugüne kadar olan teknolojik gelişmeler baş döndürücü bir hızla ilerliyor ve bundan sonra daha da hızlı devam edecek gibi görünüyor. Daha küçük, daha hızlı ve yüksek kapasiteli çiplerin (yongaların) yapılabilmesinin doğal bir sonucu olarak, küçük boyutta ancak daha hızlı ve yüksek kapasiteli bilgisayarlara doğru yaklaşacağız.
Yeryüzünde aşırı (ekstrem) ortamlarda yaşamalarıyla dikkatleri üzerine çeken Arkebak-teriler pek çok endüstriyel alanda önemli alternatifler sunuyorlar. Bu alanlardan bir tanesi de bilgisayar teknolojisi.
Arkebakterilerin bir üyesi olan Halobakteriler adlarından da anlaşılabileceği gibi aşırı tuzlu ortamlarda yaşıyorlar. Tuz gölleri, okyanuslardan 5-7 kat daha fazla tuz bulunduran
her türlü ortam onların sevdiği yerler ve bu tip habitatlar aşırı tuzlu (hipersalin) olarak adlandırılmakta. Halobakteriler, büyüme için minimum 1.5 molar (yaklaşık %9) NaCl'e gereksinme duyuyor ve çoğu türü 2-4 molar NaCl bulunan ortamları seviyor. Aslında tüm aşırı halofıller (tuz sever) 5.5 molar tuz konsantrasyonunda bile gelişebilirler.
Halobacterium salinarum ve belirli diğer aşırı halofillerin zarlarında bakteriyorodopsin olarak adlandırılan bir protein bulunuyor. Bu protein bir göz pigmenti olan "rodopsin"e yapısal benzerliğinden dolayı bakteriyorodopsin olarak adlandırılıyor. Hem rodopsin hem de bakteriyorodopsin, kromofor olarak adlandırılan ışık soğurma yeteneğine sahip bileşenlerden oluşan kompleks proteinler olarak biliniyor. Kromoforun ışıktan enerjiyi soğurması molekül içerisinde bir seri devinime, bu da proteinin yapısında bir değişime yol açıyor. Bu dönüşüm proteinin optik ve elektriksel özelliklerini değiştiriyor.
lir ve bu nedenle halobakteriler bulundukları ortamları kırmızı-mor renge dönüştürüyorlar. Dolayısıyla yaşadıkları yerler görsel olarak da belirlenebiliyor.
Syracuse Üniversitesi'nden Robert Birge, Halobacterium sp. yi laboratu-varında üreterek bu arkebakterinin membranındaki bakteriyorodopsinleri elde etti. Bu bakteriyorodopsinleri ince bir tabaka halinde getirerek bilgisayar çipi geliştirdi. Günümüz bilgisayarlarında bilgi, ince ve üzerinde çok kısımlı elektronik devreler bulunan silikon çipler üzerinde depolanıyor. Bununla birlikte, silikonlar, yapay zeka gibi uygulama alanlarında yeterince hızlı bilgi akışını ve depolanmasını sağlayamıyor.
Sözü edilen silikon çipler, iki boyutlu olmaları nedeniyle üç boyutlu yapıya sahip olan bakteriyorodopsin ciplere
BİLİM ve TEKNİK 70 Nisan 2004