Matematiksel Analiz ve Gen Hareketleri

Matematiğin heyecan verici ve harikulade alanlarından bir tanesi olan “Matematiksel Analiz”, Japonya’daki bir takım bilim insanlarının DNA’nın hareketlerini belirlemeye yarayan bir formül yaratmalarına olanak sağladı. Bu formül sayesinde insan genomunun 3 boyutlu mimarisini ortaya çıkarabilir. Gelecekte, bu sonuçlar bilim insanlarının DNA’nın nasıl organize edildiğini ve gerekli hücresel mekanizmalarla nasıl erişildiğini ayrıntılı olarak anlamalarını sağlayabilir.

Önceden genom üzerine yapılan çalışmalar hücreye zarar vererek gerçekleştirilse de bu yapılan formül ile hiçbir hücre zarar görmemekte.

DNA bilim insanları tarafından her zaman istikrarlı ve statik bir kod olarak görülmüştür. Genom ise hareket eden ve şekli değişen aktif bir moleküldür. Günümüzde bilim insanları DNA yapısındaki temel kodları sıralayabilir fakat genomun 3 boyutlu haritasının çıkarılması hücrenin kodu nasıl kullandığına dair önemli ipuçları verecektir.

Hücre büyürken DNA çözülmemiş bir iplik kümesi gibidir. Bazı kısımlar gevşek bir şekilde sarılıdır ( ökromatin) ve bu şekilde diğer bölgelere sıkı sarılı bölümlere (heterokromatin) erişilebilir. Hücre, hücre bölünmesi geçirirken yarıya bölünmeye hazırlandığından tüm kromatinleri sıkı sarılmış, X-şeklinde kromozomlara paketler. Evet haklısınız burası biraz sıkıcı…

Hiroşima Üniversitesi matematikçilerinden ve Genom – Analiz projesinde görevli araştırmacı “Hesaplamalarında DNA’nın hücrede ne kadar yoğun olduğunu ve bu yüzden bir fraktal geometrinin varlığına işaret ettiğini belirtmiştir.”

Araştırmacılar deney için aldıkları kişilerin nükleotitlerinin hareketi hakkında bilgi almak için flürosan etiketi denilen bir etiketleme yöntemi ile mikroskobik görüntüler aldılar. Daha sonra nükleozomların hareketini nicelleştirmek için polimer fiziği teorilerini kullandılar.

Her bir çizgi, yaklaşık bir saniye boyunca tek bir nükleozomun yörüngesini gösterir. Mikroskopi verilerinin matematiksel analizi, araştırmacıların DNA’nın insan hücreleri içinde nasıl düzenlendiğini anlamalarına izin verir.

Dr. Shinkai “Her saniye, 10 nanometre boyutunda nükleozom 100 nanometre taşıyabilir. Hücredeki sabit, ince rastgele kuvvetler, kromatini çok fazla hareket ettirir”. Nanometre biçimindeki her hücrenin bir nükleozomu hareket ettirmesini sağlayan ölçü işte bir matematik denklemidir.

Bir hücre bir geni kullanmadan önce DNA’nın tamamen açılmış olması gerekir. Sık kullanılan genleri içeren kromatin alanları, nadiren kullanılan genlerle kromatin alanlarına göre daha sıkı bir şekilde sarılır. Kromatin’in hücrede nasıl dolaştığını görselleştirmek için bir model, araştırmacıların hangi genlerin en çok veya en az erişildiğini ve genomun fiziksel olarak nasıl organize edildiğini anlamalarına izin verebilir.

Hiroşima Üniversitesinden Yuichi Togashi“ Bizim hesaplarımız yerel kromatin yapılarıyla alakalı fakat bu yöntem tüm kromozomlara uygulanabilir. Bu matematiksel formüller hücrede hareket eden DNA’nın mikroskobik görüntülerinden gelen görsel verilerin nasıl yorumlanacağı konusunda bir teoridir” ifadesini kullanmıştır.

Gelecekteki araştırmalar ise tek bir nükleozomların – grup halinde olmayan – daha uzun süre boyunca hareketlerini anlamayı sağlayan bir matematiksel modelleme keşfetmeyi esas kılmak olacak.

Referans

https://phys.org/news/2016-10-mathematical-analysis-reveals-architecture-human.html

Matematiksel

Yazıyı Hazırlayan: Matematiksel

Bu yazı gönüllü yazarlarımız tarafından hazırlanmış veya sitemiz editörleri tarafından belirtilen kaynaktan aslına uygun kalınarak eklenmiştir.

Bunlara da Göz Atın

Aslında Sadece Bir Kare: Sihirli Karelerden Sudoku’ya Yolculuk

Bir Çin efsanesine göre; yaklaşık üç bin yıl önce, Çin’de büyük bir sel meydana geldi. …

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir