"Yapıştıran" Moleküller
Vazonuzun bir parçası kırıldığında, kırılan parça ile vazonun kırık bölümünün birbirine yaklaşmasıyla moleküler bir çekim oluşur. Normal şartlarda, moleküllerin birbirlerine yaklaşmasından kaynaklanan ve "Van Der Waals" kuvveti denilen çekimin bir sonucu olarak iki parçanın birbirlerine yapışmaları gerekmektedir. Bu kuvvet, karşı karşıya gelerek yakınlaşan bu atomların karşıt kutupları arasındaki çekim gücünden oluşmaktadır. Tek tek düşünüldüğünde bu çekim kuvveti oldukça zayıftır. Ancak sayısız atom arasında oluşan bu çekim kuvvetleri birleşerek, yapıştırma gücünü meydana getirirler.
Bütün bu bilgiler karşısında, bir vazonun parçası kırıldığında, bu parçayı sadece kırılan yere yaklaştırmamızın yeterli olduğunu düşünebiliriz. Atomlar arasında oluşacak olan yüksek çekim, bu iki maddeyi birbirine iyice sıkıştırmamızı sağlayamaz mı?
Genellikle sağlayamaz. Yaklaştırma yoluyla hiçbir zaman parçaları birbirine tutturamayız. Nedeni ise iki cismin yüzey molekülleri arasındaki uzaklığın birkaç angstromu geçmemesi gerektiğidir. Van Der Waals kuvvetleri ancak o zaman etkili olabilmektedir. 1 Angstrom ise 1 metrenin yalnızca 10 milyarda biri kadardır. Oysa, yüzeyi pürüzsüz olarak düşünülen bir cismin bile yüzeyinde 400 angstromluk tepeler vardır. Bu durumda yüzeyler birbirinin aynısı olsa da, en pürüzsüz maddede bile moleküller arasında yeterli yakınlık sağlanamaz.
Yapıştırıcının var olmasındaki en büyük sır da burada ortaya çıkar. Yapıştırıcının moleküler özelliği, her iki yüzeyde bulunan moleküller arasında bir bağ oluşturması ve onları bu sayede birarada tutmasıdır. Özellikle sıvı halde olan bu madde, kırılan parçada Van Der Waals kuvvetinin oluşabilmesi için yeterli yakınlığı sağlar. Bu yakınlık sağlandığında ortaya çıkan güç son derece fazladır, vazonun yapışan parçasını kimi zaman tekrar o bölgeden ayırmanız mümkün olmaz.
Moleküllerin "Tadını" Alırız
Bir elmayı ısırdığımızda aldığımız tat tanıdıktır. Görmesek bile yediğimiz şeyin "elma" olduğunu anlarız. Çünkü dilimizin üzerinde yaklaşık 9000 tane tat noktası bulunmaktadır. Bunlar 50 ya da 100 ayrı grup halinde birbirine uyum sağlamış epitel hücreleridir ve az sayıda sinir uçlarına sahiptirler. Bu açıdan tat alma duyusu koku alma duyusundan farklıdır, çünkü koku alma duyusunda alıcılar aynı zamanda sinir uçlarıdır. Kendi aralarında gruplaşan tat alma hücreleri ise farklı işlevlere sahip olurlar. Dilin bir bölümü "tatlıyı" algılamakla görevlendirilmişken, diğer bölümü "acıyı", bir başka bölümü "ekşiyi", diğeri ise "tuzluyu" algılama sorumluluğunu üstlenmiştir. Tatlı bölümünde hiçbir zaman ekşi, ekşi bölümünde hiçbir zaman acı algılanmaz.
Dilin üzerindeki çeşitli tatları almaya yarayan bu bölümlere glukofor adı verilir. "Tatlı" duyusu, dilin ön kısmında bulunmaktadır. Yani tatlı glukoforu ön kısımdadır. Glukoforun yapısında protein bulunur. Dışarıdan gelen herhangi bir tat molekülü buraya ulaştığında, söz konusu protein molekülü ile hidrojen bağları kurar ve beyne bir sinyal gönderir. Böylelikle, yediğimiz şeyin "tatlı" olduğunu ve bir elmaya ait olduğunu anlayabiliriz.
Peki acaba glukofor, tatlı molekülünü nereden tanır? Glukoforların özelliği belli bir geometrik düzenlemeye sahip olan atom grubunu ayırt edebilmeleridir. Dilin ön kısmı, kendisine uyumlu geometrik yapıdaki moleküller kendisine bağlanabildiği için "tatlıyı" algılar. Bunu bir tür yap-boz oyununa benzetebiliriz. Uygun boşlukları doldurabilen uygun şekildeki parçalar, dilin üzerinde belirlenmiş yerlerine yerleşmektedir. Yerleştikleri yere göre de bir his oluştururlar. Tatlı molekülleri, hiçbir zaman acı için belirlenmiş bölgeye bağlanmayacak, oradaki boşlukları doldurmayacaktır. Çünkü geometrik şekilleri buna uygun değildir.
Çeşitli tatlandırıcılar, tat molekülleriyle dildeki boşlukların uyumunu sağlayan bu yap-boz oyununun kuralına bağlı kalınarak meydana getirilmiştir. "Tatlı" özelliği gösterebilmesi için dilin tatlı algılayan bölümündeki boşluklara uygun moleküller özel olarak geliştirilmekte ve beyinde tatlı hissinin oluşması sağlanmaktadır. Bu sayede düşük kalorili ve şeker özelliği göstermeyen tatlandırıcıların oluşması sağlanmaktadır. Bu aslında bir başka gerçeği vurgulamak açısından da önemli bir taklittir. Alınan tat, sadece bir algıdır. Ortada şeker olmamasına rağmen beynin yediği şeyi şekerli algılaması bunu açıkça kanıtlamaktadır. Bedenin içinde, dışarıda var olan maddelerden bağımsız bir duyu sistemi bulunmaktadır. Yanıltıcı bir taktikle, aslında olmayan bir şeyi beyne var gibi göstermek, beynin algıladığı şeyin dışarıdaki ile bir bağlantısı olmadığını da kanıtlar. Tatlandırıcıları tattığımızda aslında dışarıda şeker yoktur. Ama biz öyle zannederiz. Peki bu durumda gerçek şekerin var olup olmadığından nasıl emin olabiliriz? Sadece algılarımızla muhatap olduğumuz için bundan kuşkusuz hiçbir zaman emin olamayız.
Beyne algı olarak ulaşan şey, bütün bu moleküllerin, şekillerin ve kimyasal bağların ötesinde, sadece elektrik sinayalleridir. Beyin, gelen bu sinyalleri "tatlı" olarak algılar. Ancak bu sinyali neye göre ayırt ettiği belli değildir. Çünkü dilden beyne ulaşan bu elektrik sinyalleri, diğer tüm duyularımızda olduğu gibi beyne doğru giden ve yağ, su ve proteinden ibaret olan sinirler boyunca ilerlerler. Bu durumda soralım: Bir muz ya da şeker acaba gerçekten tatlı mıdır? Bundan emin olabilir miyiz? Bundan emin olabilmek kuşkusuz ki mümkün değildir. Dış dünyada var olan herşey elektrik sinyalleri şeklinde beynimize ulaştığından, dış dünyada var olan nesnelerin hiçbir zaman aslı ile muhatap olamayız. Bu durumda yediğimiz şeker bize göre tatlıdır, yani beynimiz kendisine gelen elektrik sinyallerini tatlı olarak algılar. Ama gerçekte onun tatlı olduğuna dair hiçbir kanıtımız yoktur.
Molekülleri "Koklarız"
Bir gülü kokladığımızda bize ulaşan şey, güle ait koku molekülleridir. Burunda koku almaya yarayan sistem de dildekine benzerdir. Moleküller, kendileri için belirlenmiş boşluklara yerleşirler; buradaki proteinler ile kimyasal bağ kurarlar ve "koku" algısının oluşacağı şekilde beyne iletilirler.
Burunda "nasal epitelyum" adı verilen hassas bir zar üzerinde birbirinden farklı kokuları hissederiz. Burada 50 milyon kadar sinir hücresi bulunmaktadır. Her bir sinir hücresi pek çok protein içerir. Bu proteinler, koku moleküllerinin uyum gösterebileceği şekilde çeşitli geometrik şekillere sahiptirler. Bir koku molekülü, şekli uyduğu sürece oradaki protein moleküllerinden birine tutunabilir. Böylelikle bu bölgede bir kutuplaşma meydana gelir. Bu kutuplaşma bir elektrik enerjisi meydana getirir ve algılanan kokunun elektrik sinyalleri alnın hemen altındaki koku alma alanına ulaşır. Burada farklı hücrelerden gelen bilgiler değerlendirilir ve çeşitli beyin yapılarına gönderilerek, "koku"nun nasıl ve neye ait olduğu belirlenir. Beyne gidecek bir sinyalin başlaması için molekülün yalnızca bir parçasının belirlenen alana rahatça uyması yeterlidir. Bu, daha önce tat algısında gördüğümüz tarzda bir anahtar-kilit sistemidir. Algının gerçekleşebilmesi için iki şeklin birbirlerine tam olarak uyum göstermesi, yani anahtarın kilide uyması ve bu iki molekülün birbirlerine kenetlenmeleri gerekmektedir. Eğer molekül bükülgense birden fazla alana uyabilir. Bu durumda karmaşık bir durum meydana gelir ve kokuları birbirine benzetebilir veya aynı anda tek bir koku ile birden fazla nesnenin zihnimizde belirmesini sağlayabiliriz. Örneğin burnumuza gelen bir çiçek kokusudur, ama biz onu aynı zamanda bir parfüme veya bir meyveye benzetebiliriz.
Kokunun algılanabilmesi için koku moleküllerinin uçucu ve suda çözünebilir olmaları gerekmektedir. Uçucu olmaları koku epitelyumuna ulaşabilmeleri için gereklidir. Moleküllerin çözünebilir olmaları da proteinlerin ve koku epitelyumundaki hücrelerin çıkardığı sıvı olan mukusda çözünmeleri için önemlidir. Ancak eğer molekül mukus içinde çözünemezse, bu durumda mukustaki organik moleküller çözünemeyen molekülleri su vasıtasıyla özel olarak görevlendirilmiş başka bölgelere ulaştırırlar. Moleküller burada ilgili protein ile birleşebilirler. Böylelikle aynı koku hissi oluşur. Yani bir başka deyişle koku moleküllerinin suda erimeme ihtimallerine karşı da özel bir tedbir alınmıştır. Beyin, şu veya bu şekilde gelen koku molekülünü mutlaka algılamaktadır.
Kokuların birbirlerinden "farklı" olmaları, biraz önce belirttiğimiz gibi esansı oluşturan koku moleküllerinin şekilleri ve bunların bağlandığı proteinlerin yapıları ile ilgilidir. Bir gülü kokladığınızda burnunuzda moleküllerle proteinlerin birbirine uyum gösterdiklerinin ve kimyasal bir faaliyet içinde olduklarının farkında bile değilsinizdir. Oysa gülden size koku olarak ulaşan şey her zaman aynıdır ve aynı tip proteinlerle bağlantı kurar. İşte bu nedenle görmeseniz de, dokunmasanız da, kokusunu duyduğunuz anda onun "gül" olduğunu hemen anlayabilirsiniz. Hiçbir zaman gülden gelen kokular, burnunuzdaki farklı bir proteine bağlanmaz ve sizde "çilek" hissi uyandırmaz. Böyle bir yanılgıya bir an bile düşmezsiniz. Çünkü bu moleküler yapı gerçekten de kusursuz bir sistemle işlemektedir. Buradaki kusursuz sistem sayesinde sadece iki koku arasındaki farkı değil, yeryüzünde bulunan, tanıyıp tanımadığımız birbirinden farklı sayısız koku molekülünü birbirinden ayırt edebiliriz.
Molekülleri "Görürüz"
Gördüğümüz zaman da yine gözümüzdeki moleküller molekülleri algılar. Bir nesne içindeki rengin elementlerini moleküller oluşturmakta, aynı zamanda dışarıdan gelen ışığa yine gözümüzdeki moleküller tepki vermektedir.
Pek çok doğal renk, bunları meydana getiren çok özel moleküller sayesinde oluşur. Sokaktaki ağaçlar, kokladığımız bir çiçek, bu moleküller sayesinde renklidirler. Sonbaharda bir yaprak bu moleküllerde meydana gelen değişiklikler nedeni ile renk değiştirir. Cildinizin, saçlarınızın ve gözlerinizin renginin sebebi de bu moleküllerdir.
Renkleri meydana getiren ve bunlara cevap veren molekülleri incelemeden önce gözün "görme" işleminde nasıl bir faaliyet içinde olduğunu hatırlamakta fayda vardır. Göz retinası iki tip alıcı hücreden oluşur. Bunlara çubuklar ve koniler ismi verilir. Bir milyar ya da daha fazla çubuk loş ışığı algılar, ama renkler arasında ayırım yapamaz. 3 milyar ya da daha fazla sayıdaki koni ise parlak ışığı algılar ve renkleri birbirinden ayırt eder. Her bir alıcı hücre ışığa duyarlı molekülleri içerir ve aydınlığa karşı verdikleri tepki, onların beyne giden mesajlarını belirler.
Görme işlemini sağlayan retinal molekülü bir hidrokarbon grubudur ve özel bir şekilde bağlanmıştır. Bu molekülü meydana getiren bağların en önemli özelliği bükülmezliğidir. Bu nedenle zincir oldukça sağlamdır. Bağların ikinci özelliği ise zincirdeki elektronların gevşek bir biçimde birbirlerine tutunmalarıdır. Bunun anlamı şudur: Gevşek bir biçimde birbirlerine tutunan elektronlar yeni bölgelere kolaylıkla hareket edebilirler. Elektronların rahat hareketleri nedeniyle molekül üzerine düşen herhangi bir ışıktan enerjiyi kolaylıkla emebilir ve bu enerjiyi, kendi elektronlarının yeni bir düzenlemeye girebilmeleri için saklayabilir.
Bu özellik bizim için son derece önemlidir. Çünkü retinal molekülü, bu sayede üzerine düşen her türlü ışığı algılamaktadır. Çevremizdeki her türlü detayı kusursuz olarak görmemizi sağlayan sistem budur.
Alıntıdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder