kriyojenik elektron mikroskopisi ne demek?

Kriyojenik elektron mikroskobu (kriyo-EM), kriyojenik sıcaklıklara soğutulmuş ve vitröz bir su ortamına gömülü numunelere uygulanan bir elektron mikroskobu (EM) tekniği. Bir ızgaraya bir sulu numune çözeltisi uygulanmakta ve sıvı etan içinde dalma ile dondurulmaktadır. Tekniğin gelişimi 1970'lerde başlarken, dedektör teknolojisindeki ve yazılım algoritmalarındaki son gelişmeler, yakın atomik çözünürlükte biyomoleküler yapıların belirlenmesine olanak sağlamıştır.¹ Bu, kristalizasyona ihtiyaç duymadan makromoleküler yapı tayini için X ışını kristalografisi ​​veya NMR spektroskopisi ​​seçeneğine alternatif olarak yaklaşıma büyük dikkat çekmiştir.

2017 yılında Jacques Dubochet, Joachim Frank ve Richard Henderson; "çözeltideki biyomoleküllerin yüksek çözünürlüklü yapı tayini için kriyo-elektron mikroskobunun geliştirilmesi" nedeniyle Nobel Kimya Ödülü ile ödüllendirilmiştir.²

Geçirimli elektron kriyomikroskopisi

Geçirimli elektron kriyomikroskopisi (kriyo-TEM), yapısal biyolojide kullanılan bir geçirimli elektron mikroskobu tekniğidir.

• Elektron kristalografisi, bir TEM kullanarak katılarda atomların düzenini belirleme yöntemidir.
• MicroED,³ 3 boyutlu kristallerden elektron kırınımı kullanarak proteinlerin ve küçük moleküllerin yapısını belirleme yöntemidir.⁴⁵
• Elektron kriyotomografisi (kriyo-ET), örneklerin eğildiği gibi görüntülendiği yerlerin özel bir uygulamasıdır.

Kriyojenik elektron mikroskobunun tarihçesi

1960'larda, bilim insanları yüksek enerjili elektron huzmeleri nedeniyle numuneye zarar veren elektron mikroskobu kullanılarak yapı belirleme yöntemleri sorunuyla karşı karşıya kalıyorlardı, bu nedenle kriyojenik elektron mikroskobunun, düşük sıcaklıkların ışın hasarını azaltacağı beklendiğinden bu sorunun üstesinden geleceği düşünülüyordu.⁶ 1980 yılında Erwin Knapek ve Jacques Dubochet, kriyojenik sıcaklıklarda ışın hasarı üzerine yorumlarda bulunarak şunları yayınladılar:

Karbon film üzerine monte edilmiş ince kristallerin 4K'da oda sıcaklığından 30 ila 300 kat daha fazla ışın dirençli olduğu bulundu ... Sonuçlarımızın çoğu, 4K bölgesindeki kriyoproteksiyonun kuvvetle sıcaklığa bağımlı olduğu varsayılarak açıklanabilir.⁷

Ancak, bu sonuçlar tekrarlanamamıştı ve kirlilik direncinin başlangıçta beklenenden daha az önemli olduğunu bildiren sadece 2 yıl sonra Nature uluslararası bilim dergisinde değişiklikler yayınlanmıştı. 4K'da kazanılan koruma, "standart L-valine örnekleri için on kat"a daha önce belirtilenden daha yakındı.⁸

2017 yılında üç bilim insanı Jacques Dubochet, Joachim Frank ve Richard Henderson, biyomolekülleri görüntüleyebilecek bir teknik geliştirdikleri için Kimyada Nobel Ödülü'ne layık görüldü.⁹

2018 yılında kimyagerler elektron difraksiyonunun, iğneye benzer kristaller oluşturan küçük moleküllerin yapılarını, aksi takdirde bileşiğin daha büyük kristallerini büyüterek X-ışını kristalografisinden tespit edilmesi gereken yapıları kolayca belirlemek için kullanılabileceğini anladılar.¹⁰¹¹

Taramalı elektron kriyomikroskopisi

Taramalı elektron kriyomikroskopisi ​​(kriyo-SEM), taramalı elektron mikroskobu tekniğidir ve taramalı elektron mikroskobunun kriyojenik bir odadaki soğuk aşamasıdır.

Kaynakça

Orijinal kaynak: kriyojenik elektron mikroskopisi. Creative Commons Atıf-BenzerPaylaşım Lisansı ile paylaşılmıştır.

Footnotes

1. ↩
2. ↩
3. ↩
4. ↩
5. ↩
6. ↩
7. ↩
8. ↩
9. ↩
10. ↩
11. ↩

Kategoriler