Son 20 yılda hayatımıza giren üç boyutlu yazıcılar, bilgisayarda tasarlanan modellerin plastik gibi çeşitli materyallerle üç boyutlu üretilmesi için kullanılmaktadır. Piyasaya ilk çıktığında pahalı olan bu yazıcıların bugün evde kullanılabilen, ucuz alternatifleri de mevcuttur.

İstediğiniz renkte şık bir kalemlik, eşyanızın kırılan bir parçası veya çocuğunuza bir oyuncak üretmek gibi çok geniş kullanım alanları vardır. Birçok endüstride kullanılan üç boyutlu yazıcılarla pasta gibi, çeşitli yiyecekler de yapılabilmektedir.

Sistem kısaca, mekanizma içerisinde plastiğin eritilerek modelimizin inşası sırasında tekrar katılaşması şeklindedir. Yazıcıdaki hareketli bölümler istenilen şeklin ortaya çıkmasında ana rol oynar. Bilgisayarlarda modellerin hazırlanması için özel yazılımlar kullanılır. Tasarlanan modelin makineye aktarımı, bilgisayar bağlantısıyla olduğu gibi SD kart veya USB’lerle de yapılabilir.

Bir bilgisayar kadar elektrik harcayan bu aletlerde maalesef sınırlı materyal kullanılabilmektedir. Uzun süreli kullanımlar için cihazın bakımı çok önemlidir. Telefonlarda olduğu gibi, yeni özellikleri olan yeni modelleri satın almak bütçenize bağlıdır.

Evet, şimdilerde sıradan bir makine haline gelse de ilk üç boyutlu yazıcılarla karşılaşmamız hayret vericiydi. Sınırlı da olsa bazı malzemelerle belirli büyüklükteki cisimlerin istenilen tarzda inşası hayranlık uyandırmıştı.

Peki, buna benzer bir olayın mikro boyutlarda, her an, trilyonlarca hücrelerimizin her birinde ve çok daha kompleks bir şekilde gerçekleştiğini söylesem ne dersiniz?

Önce kısaca insan vücudunun inşasından bahsedelim: Çeşitli atomlardan meydana gelen amino asitler hayatın yapı taşı, yani en küçük birimi olarak adlandırılır. Farklı şekillerde ve üç boyutlu olan amino asitlerin vücudumuzda 20 çeşidi vardır. Bu yapı taşları birleşerek daha kompleks ve büyük olan proteinlerin meydana getirilmesinde istihdam edilir. Proteinler de birleşerek hücre organellerinin ve hücrenin yaratılmasında vazife görür. Hücreler farklı doku ve organların inşasında kullanılır. Bu sistem çalışınca da fizikî olarak canlının inşası tamamlanmış olur.

Şifre Merkezi: DNA

Her bir proteinin yapı taşı olarak kullanılacağı organele göre özel şekli ve örgüsü vardır. Şekil yanlış olursa, yani bir amino asidin bile yeri farklı olsa kullanılamaz. Ayrıca proteinler doğru zamanda, doğru yerde üretilmelidir. Bundan dolayı yapılacak her bir protein için şifreler DNA’ya yüklenmiştir. Bu şifreleri veya talimatları, üç boyutlu yazıcılarda üretilecek ürünlerin tasarım bilgisi gibi düşünebiliriz. Göz renginden saç stiline, boyun uzunluğundan kirpiklerin boyuna kadar her türlü fizikî özelliğin şifrelendiği DNA’ya, Yaratıcı tarafından yazılan, canlının inşasında kullanılan tasarım bilgisi diyebiliriz. Bu bazen bir dinozor, bazen bir ağaç, bazen de bir insan olabilir. Hücre çekirdeğinde sarmalanmış bir şekilde bulunan bu harikulade şifre merkezi, doğru proteinlerin üretilebilmesi için ihtiyaca göre şifre (talimat) temin eder.

Mikro Üç Boyutlu Yazıcı: Ribozom

Her bir hücremizde bulunan ve bir mikro üç boyutlu yazıcı gibi çalışan, “ribozom” adı verilen bir organel vardır. Bu organele verilen görev, amino asitleri bir araya getirerek ihtiyaç duyulan proteinlerin üretilmesidir. Fakat doğru proteini, talimatlar olmadan, yani rastgele inşa etmek imkânsızdır. Mesela, 100 amino asitten oluşan bir proteini düşünecek olursak, canlı organizmalarda 20 farklı amino asit olduğuna göre, her bir amino asidin doğru yerde bulunma ihtimali 10020’dir, yani rastgele olma ihtimali yoktur.

Ribozom, virüsler hariç bütün canlıların yaşayabilmesi için gerekli olan bir organeldir. DNA’dan şifrelerin getirilmesi görevi ise yine bir çeşit molekül olan “mRNA” adlı moleküle verilmiştir. Bu molekülü, üç boyutlu yazıcılardaki tasarımı bilgisayardan aktaran bağlantı kablosu veya USB’ye benzetebiliriz. DNA’dan şifreyi kopyalayarak çekirdekten çıkan bu postacı molekül, ribozoma gelerek şifreyi açar. Burada yine üç boyutlu yazıcılardaki tasarımı okuyan yazılıma benzeyen “tRNA” adı verilen başka bir molekül sahne alır. Onun görevi ise şifredeki kodlara uygun amino asitleri, sırasına göre birbirine bağlamaktır. Bu şekilde üretilen protein, vücudun ilgili yerinde kullanılmak üzere hareket eder.

Bizim modelleyerek (basitleştirerek) anlamaya çalıştığımız bu hayatî ve muhteşem olaylar, ancak elektron mikroskoplarıyla görebildiğimiz hücre içerisinde, milimetrenin yaklaşık 10 milyarda biri ölçeğinde gerçekleşmektedir. Yani vücudumuzun inşası, Rabbimizin sonsuz ve mükemmel ilmi, emri, kudreti ve iradesiyle zerreler seviyesinde yapılmaktadır.

Organik bir mikro yazıcı gibi çalışan “ribozom”, kusursuz bir fabrika gibi işleyen hücrenin 13 parçasından sadece biridir. Her birinin hayret uyandıran çalışma şekli ve yapısı vardır. Rabbimizin emriyle hayatımızı sürdürebilmemiz için sessiz sedasız 7/24 çalışırlar.

Kaynaklar

www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/features/3d-printing-dummies-how-do-3d-printers-work-8668937.html

www.nature.com/scitable/topicpage/ribosomes-transcription-and-translation-14120660/

en.wikipedia.org/wiki/Ribosome

en.wikipedia.org/wiki/3D_printing