Elm aləminin ən səbrsizliklə gözlənilən hadisəsi sözsüz ki, Nobel mükafatı laureatlarının adlarının elan olunmasıdır. Geridə qoyduğumuz il üçün bu mükafatın sahibləri - Jak Düboşe (İsveçrə), Yoahim Frank (ABŞ) və Riçard Henderson (Şotlandiya) olublar. Adı çəkilən alimlər "məhlulda biomolekulların üçölçülü strukturlarının müəyyən edilməsi üçün yüksək keyfiyyətli krioelektron mikroskopiyası metodlarının işlənib hazırlanması" sahəsində apardıqları tədqiqatlara görə elm aləminin ən nüfuzlu mükafatına sahib olublar. Qeyd edim ki, onların tədqiqatları ötən əsrin 80 - ci illərindən başlayaraq, krioelektron mikroskopiyasının təkmilləşdirilməsinə imkan verib ki, bunun da sayəsində son illərdə alimlər artıq ən mürəkkəb bioloji molekulları ən xırda detallarına qədər görə bilirlər.

İlk öncə krioelektron mikroskopiyası haqqında qısaca məlumat verim. Tam adı kriogen elektron mikroskopiyası olan bu tədqiqat metodu nüfuzedici elektron mikroskopiyasının bir növüdür. Əsas fərq ondan ibarətdir ki, bu növ mikroskopiyada nümunə kriogen temperatur adlanan temperatur intervalında tədqiq olunur. Bu interval 120 Kelvin - 0,7 Kelvin temperatur aralığını əhatə edir. Məsələ burasındadır ki, elektron mikroskopu vasitəsilə nümunənin daha dəqiq təsvirini əldə etmək üçün, o kifayət qədər böyük şüalanmaya məruz qalmalıdır. Mürəkkəb quruluşlu bioloji molekullarda isə zəif rabitələr mövcuddur ki, bu rabitələr elektron selinin təsirindən qopa bilir və nümunənin quruluşunda dəyişiklik baş verir. Bu səbəbdən elektron mikroskopunun təkmilləşdirilməsi zərurəti meydana çıxmışdır.

Yuxarıda qeyd olunan problemi aradan qaldırmaq məqsədi ilə nümunələrin çox aşağı temperaturlarda dondurularaq tədqiq olunması ideyası tətbiq olunub. İlk dəfə məhz Riçard Henderson nüfuzedici elektron mikroskopiyası vasitəsilə (donduraraq) qeyri simmetrik zülal molekulunun təsvirini əldə etməyə nail olub. Qeyd edim ki, o, bu sahədə tədqiqatlarına 70 - ci illərdən başlayıb.

Digər laureat, Yoahim Frankın nailiyyəti isə bundan ibarət olmuşdur ki, o, krioelektron mikroskopiya vasitəsilə keyfiyyətli təsvirlərin əldə olunması alqoritmlərini hazırlayıb. Belə ki, mürəkkəb molekulların tədqiqi zamanı cihaz təkcə nümunədən əks olunan elektron selini deyil, həm də cihazın müxtəlif hissələrindən buraxılan siqnalları ("küy") qeydə alır. Bu isə nümunənin dəqiq təsvirinin alınmasına imkan vermir. Frank riyazi analiz metodlarını optimallaşdırmaqla, faydalı siqnalları "küy"dən ayırd etməyə və təsvirlərin dəqiq olmasına nail olub. 1981 - ci ildə o, riyazi modelləri ümumiləşdirərək SPİDER adlı kompyuter proqramını hazırlayıb.

Və ən nəhayət, üçüncü laureat Jak Düboşenin sayəsində metodun adının əvvəlindəki "krio" sözü meydana gəlib. Belə ki, məhz o, tədqiq olunan nümunələrin yerləşdiyi sulu məhlulların sürətli dondurulması metodunu (1981) hazırlayıb. Belə dondurulma zamanı su o qədər sürətlə soyudulmalıdır ki, molekullar kristal qəfəs əmələ gətirməyə macal tapmasınlar və olduqları yerdə qalsınlar. Buna, nümunə məhlulunun nazik qatının maye etana (- 160 dərəcə selsi) salınması yolu ilə nail olmaq olur. Düzgün soyutma həm də ona görə vacibdir ki, əgər su molekulları nizamlı quruluş əmələ gətirsələr, onda elektronların kristal qəfəsdə difraksiyası hadisəsi baş verər ki, bu da tədqiqat üçün arzuolunmazdır. Zülallar və nuklein turşuları kimi bioloji molekullar böyük ölçüyə malik olduqlarından, belə soyutma zamanı onlar heç bir forma və yer dəyişikliyinə uğramırlar.

#nobelmükafatı #maye #kristal #kimyavəhəyat #biokimya