Kendinize sormanızı istiyorum.
"Organik Kimya" lafını duyunca ne hissediyorsunuz?
Aklınıza neler geliyor?
Neredeyse her üniversitede
organik kimya adında bir ders vardır.
Konuya ağır, işkence gibi bir giriş yapılır.
Öğrenciler içeriğin yoğunluğundan bunalır.
Eğer doktor, diş hekimi ya da veteriner olmak istiyorsanız
bu dersi geçmek zorundasınız.
Bu yüzden pek çok öğrenci bu bilimi önlerine konulan
bir engel olarak görür,
ondan korkar ve nefret eder.
Ona ayıklama dersi diyorlar.
Bir dersin gençlere yapabileceği en kötü şey
onları ayıklamak.
Bu algı çok uzun zamandır üniversite dışına yayılmış durumda.
Bu iki kelimeyle ilgili evrensel bir korku var.
Bu bilimi hep sevdim
ve onu böyle bir duruma getirmiş olmamızın
bir mazereti yok.
Ne bilim için ne de toplum için iyi
ve bence böyle olmamalı.
Bu ders daha kolay olmalı demiyorum. Zaten olmamalı.
Fakat bu iki kelimeden anladığınız
hayatlarının çok sıkıntılı bir döneminde olan tıp hazırlık sınıfı öğrencilerinin
deneyimleriyle eş değer olmamalı.
Bugün buradayım çünkü
temel organik kimya bilgisinin değerli olduğuna inanıyorum.
Bence herkesin anlayabileceği şekilde anlatılabilir.
Bugün size bunu kanıtlamak istiyorum.
Denememe izin verir misiniz?
Seyirciler: Evet!
Peki o zaman başlayalım.
(Gülüşmeler)
Elimde oldukça pahalı olan EpiPen var.
Bunun içinde epinefrin adı verilen bir ilaç var.
Epinefrin kalp atışımı yeniden başlatabilir
ya da öldürücü bir alerjik reaksiyonu durdurabilir.
Şuraya bir enjeksiyon yeterli.
Vücudumun savaş ya da kaç sistemini kontrol eden
bir kontak anahtarı gibi.
Kalp atışım, tansiyonum yükselir ki kaslarıma kan gidebilsin.
Gözbebeklerim büyür. Bana bir güç geldiğini hissederim.
Epinefrin pek çok insan için yaşam umudu olmuştur.
Bu elinizde tutabileceğiniz bir mucize gibi.
Bu epinefrinin kimyasal yapısı.
Organik kimya işte böyle bir şey.
Sadece çizgiler ve şekiller.
Pek çoğu için bir şey ifade etmiyor.
Size bu resme baktığımda ne gördüğümü göstermek istiyorum.
Derinliği ve dönen parçaları olan
ve hareket eden fiziksel
bir obje görüyorum.
Buna bir bileşik ya da molekül diyoruz.
26 atom birbirine kimyasal bağlar ile bağlı.
Atomların bu eşsiz dizilimi epinefrinin kimliği.
Daha önce kimse bunlardan bir tanesini görmedi
çünkü çok küçükler.
O yüzden buna soyut gösterim diyeceğiz.
Size bunun ne kadar küçük olduğunu anlatacağım.
Burada bir miligramın yarısı kadarı suda çözünmüş hâlde.
Bir kum tanesinin ağırlığı kadar.
Burada bir kentilyon epinefrin molekülü var.
18 tane 0 ediyor.
Hayal etmesi zor bir sayı.
Bu dünyada bizden 7 milyon tane var.
Galakside de 400 milyar yıldız vardır herhalde.
Daha da büyük.
Eğer doğru bir tahmin isterseniz,
dünyadaki tüm kumsallardaki, tüm okyanusların ve göllerin
altındaki her bir kum tanesinin buraya sığacak şekilde
küçüldüğünü düşünün.
Epinefrin o kadar küçük ki onu asla göremeyiz,
hangi mikroskopla olursa olsun.
Ama nasıl göründüğünü biliyoruz
çünkü kendisini havalı isimleri olan bazı karmaşık makinelerle
gösterebiliyor.
Nükleer manyetik rezonans spektrometresi gibi.
Görünür olsun ya da olmasın bu molekülü gayet iyi biliyoruz.
4 farklı atomdan oluştuğunu biliyoruz, bunlar:
hidrojen, karbon, oksijen ve azot.
Bunlar onları göstermekte sıklıkla kullandığımız renkler.
Evrendeki her şey atom dediğimiz
küçük kürelerden oluşur.
Bu temel bileşenlerden yaklaşık yüz tane var
ve her biri şu üç küçük parçacıktan oluşuyor:
proton, nötron, elektron.
Atomları bu bildiğiniz tabloda sıralıyoruz.
Her birine bir isim ve bir sayı veriyoruz.
Fakat hayat ve canlılık için hepsi gerekli değil.
Sadece küçük bir kısmı, sadece bunlar.
Özellikle bu dört atom yaşamın yapı taşları olarak
diğerlerinden ayrılıyor.
Bunlar epinefrinde bulunan atomlar:
hidrojen, karbon, azot ve oksijen.
Şimdi size en önemli kısmı söyleyeceğim.
Bu atomlar bir dizi kurallar çevresinde
birleşip molekül oluştururlar.
Hidrojen bir bağ yapar,
oksijen her zaman iki bağ yapar,
azot üç bağ yapar
ve karbon dört bağ yapar.
Bu kadar.
HOAC bir, iki, üç, dört.
Eğer 4'e kadar sayabiliyorsan ve baş harfleri hatırlayabilirsen
bunu hayatının sonuna kadar unutmazsın.
(Gülüşmeler)
Burada bu bileşenlerin olduğu dört kâse var.
Bunları kullanarak bir molekül oluşturabiliriz.
Epinefrinle başlayalım.
Atomların arasındaki bu bağlar elektronlar sayesinde oluşur.
Atomlar elektronları kol gibi kullanarak uzanıp komşularını tutarlar.
Her bağdaki iki elektron el sıkışmaya benzer
ve el sıkışma gibi kalıcı değildirler.
Bir atomu bırakıp diğerini tutabilirler.
Kimyasal Reaksiyon dediğimiz şey budur.
Atomlar partner değiştirdiğinde yeni moleküller oluşur.
Epinefrinin omurgası çoğunlukla karbondan oluşur,
Bu olağandır.
Karbon yaşamın en sevdiği yapı malzemesidir
çünkü pek çok atomla tam ayarında bir güçle
el sıkışır.
Bu yüzden organik kimyanın tanımı karbon moleküllerini inceleyen bilimdir.
Kurallarımıza uyan, düşünebildiğimiz en küçük molekülleri oluşturalım.
Kurallarımızı tam olarak gösteriyorlar ve tanıdık isimleri var:
su, amonyum ve metan, H20, NH3 ve CH4.
Hidrojen, oksijen ve azot kelimelerini
aynı atomdan iki tane bulunduran
bu üç molekül içinde kullanıyoruz.
Hâlâ kurallara uyuyorlar
çünkü aralarında sırasıyla bir, iki ve üç bağ var.
Bu yüzden oksijene O2 deniyor.
Size yanmanın nasıl olduğunu gösterebilirim.
Bu karbondioksit, CO2.
Onun üstüne de suyu, oksijeni yanına da bazı çabuk tutan yakıtları koyalım.
Bu yakıtlar sadece hidrojen ve karbondan oluşur.
O yüzden bunlara hidrokarbonlar deniyor. Çok yaratıcıyız.
(Gülüşmeler)
Bunlar oksijen molekülleriyle çarpıştıklarında
ki bunu motorda, mangalda yapıyorlar
bir enerji açığa çıkar ve yeni bir düzen oluştururlar.
Her bir karbon atomu bir CO2'nin merkezi olur
ve iki oksijen tutar.
Tüm hidrojenler su moleküllerinin bir parçası olur.
Her biri kurallara uymuş olur.
Kurallar duruma göre,
bu üç molekül gibi daha büyük moleküller için bile
olsa değişmezler.
En sevdiğimiz vitamin
en sevdiğimiz uyarıcının yanında.
(Gülüşmeler)
Morfin tıp tarihinin en önemli hikâyelerinden birini oluşturur.
Morfin, tıbbın fiziksel acı üzerindeki ilk zaferidir.
Her molekülün bir hikâyesi vardır.
Hepsi de yayınlanmıştır.
Bunları araştırmacılar yazar ve diğer araştırmacılar da okur.
Bunu kâğıt üzerinde yapmak için kullanışlı gösterimler vardır.
Size nasıl yapacağınızı anlatmalıyım.
Bir kâğıda epinefrin çizeriz
ve her bir küreyi harflerle değiştiririz.
Kâğıt üzerindeki bağlar da
düz çizgilere dönüşür.
Öne ya da arkaya doğru olan bağlar, bazen içi
dolu bazen de derinliği vermek
için kesik çizgiyle gösterilir.
Normalde bu karbonları çizmiyoruz.
Onları saklayarak zaman kazanıyoruz.
Bağlar arasındaki köşeler karbonları temsil ediyor.
Aynı zamanda karbona bağlı hidrojen atomlarını da gizliyoruz.
Karbon bize 4'ten az bağ
gösterdiğinde kalan bağları hidrojenle yaptığını biliyoruz.
En son sıra OH ve NH arasındaki bağlara geldi.
Onların arasındaki çizgileri de siliyoruz
ve sonunda bu meydana çıkıyor.
Moleküller teknik olarak böyle çizilir.
Wikipedia sayfalarında gördükleriniz de böyledir.
Biraz çalışma gerektiriyor ama bence buradaki herkes yapabilir.
Bu epinefrin,
aynı zamanda da adrenalin. Aynı şeyler.
Böbrek üstü bezlerinden salgılanır.
Şu anda bu molekül vücudunuzda dolaşıyor.
Doğal bir molekül.
Bu EpiPen bir kentilyon kadarını daha size verebilir.
(Gülüşmeler)
Epinefrini koyun ya da sığırdan
elde edebiliyoruz.
Fakat bunu onlardan elde etmedik.
Bu epinefrini fabrikada ham petrolden elde ettiğimiz
daha küçük molekülleri birbirine bağlayarak yaptık.
Yüzde yüz yapay.
Yapay kelimesi bazılarımızı rahatsız ediyor.
Sanki doğal kelimesi bizi hep iyi hissettiriyormuş gibi.
Bu iki molekül birbirinden ayırt edilemez.
Burada aynı montaj hattında üretilen iki arabadan bahsetmiyoruz.
Arabanın üzerinde bir çizik olabilir
ama atomu çizemezsin.
Bu ikisi soyut, neredeyse matematiksel olarak özdeşler.
Atom ölçeğinde matematik neredeyse gerçekliğe dokunur.
Bir epinefrin molekülü
nereden geldiğini hatırlamaz.
Sadece oluşmuştur
ve onu elde ettiğinde
artık doğal ve yapay gibi kelimelerin bir anlamı olmaz.
Doğa da bizim sentezlediğimiz gibi sentezliyor
fakat o bu işte bizden daha iyi.
Yeryüzünde yaşamdan önce
tüm moleküller küçüktüler, basittiler:
karbondioksit, su, azot
sadece basit şeyler.
Yaşamın ortaya çıkışı bunu değiştirdi.
Yaşam, güneşle çalışan biyosentez fabrikalarını getirdi.
Bu fabrikaların içinde küçük moleküller birbirie çarparak daha büyük
molekülleri oluşturdu: karbonhidratlar, proteinler, nükleik asitler,
yığınla olağanüstü oluşum.
Gerçek organik kimyacı doğa aslında
ve onun yapıtları gökyüzümüzü soluduğumuz oksijen gazıyla dolduruyor,
bu yüksek enerjili oksijen ile.
Bütün bu moleküller güneşin enerjisiyle bir araya geldiler.
Enerjiyi bir pil gibi depoluyorlar.
Doğa, kimyasallardan oluşmuştur.
Belki bu kelimeyi geri kazanmamda bana yardım edersiniz
çünkü bu kelime bizden çalındı.
Zehirli, zararlı,
yapay ya da doğal olmayan anlamına gelmiyor.
Sadece madde demek, anlaşıldı mı?
(Gülüşmeler)
Kimyasallardan arınmış bir kömür parçası olamaz
Bu çok saçma.
(Gülüşmeler)
Başka bir kelimeden daha bahsetmek isterim.
Doğal demek güvenli demek değildir.
Bunu hepiniz biliyorsunuz.
Doğadaki pek kimyasal oldukça zehirlidir.
Bazıları da lezzetlidir.
Bazıları da zehirli ve lezzetlidir.
(Gülüşmeler)
Zehirli ve lezzetli.
Bir şeyin zararlı olup olmadığını bilebilmenin tek yolu
onu test etmektir.
Sizden bahsetmiyorum.
Profesyonel toksikologlar yapar bu işi.
İyi eğitimlidirler.
Onlara güveniyorum siz de güvenmelisiniz.
Doğanın molekülleri her yerde.
Petrol dediğimiz, ayrışıp siyah
karışımlara dönüşen moleküller de buna dâhil.
Bu molekülleri arıtıyoruz.
Gayet doğallar.
Onları saflaştırıyoruz.
Enerjiyi sürekli bunlardan üretmemiz
oradaki karbonlardan her birinin CO2'ye dönüşmesi demek.
Bu da iklimi değiştiren sera gazlarından bir tanesi.
Belki kimya bilmek bazı insanların bu gerçeği kabullenmesini kolaylaştırır.
Bilemiyorum.
Fakat bu moleküller sadece fosil yakıt değiller.
Aynı zamanda sentez dediğimiz şeyi yapabilmemiz için
bulunabilen en ucuz ham madde.
Bunları LEGO parçaları gibi kullanıyoruz.
Bunları kontrol altında birleştirmeyi ve birbirinden ayırmayı öğrendik.
Bunu kendim pek çok sefer yaptım
ama bunun mümkün oluşu bile beni hâlâ şaşırtıyor.
Yaptığımız şey kutularca LEGO parçasını alıp
çamaşır makinesinin içine boşaltmaktan başka bir şey değil,
ama işe yarıyor.
Epinefrin gibi doğadakinin aynısı olan moleküller yapabiliyoruz
ya da bu ikisi gibi sıfırdan yeni moleküller yaratabiliyoruz.
Bunlardan bir tanesi çoklu sklerozun semptomlarını azaltıyor.
Diğeri de T-tipi hücreli lenfoma denilen bir çeşit kan kanserini iyileştiriyor.
Doğru boyut ve şekildeki bir molekül kilide sokulan anahtar gibidir
ve kilide uyduğunda, bir hastalığın kimyasına müdahale edebilir.
İlaçlar böyle etki eder.
Doğal ya da yapay olsun,
hepsi yalnızca önemli bir yere rahatlıkla uyan moleküllerdir.
Fakat doğa onları bizden daha iyi yapıyor.
Bu nedenle onunkiler daha etkileyici,
bunun gibi.
Bunun adı vankomisin.
Doğa bu heybetli canavara bir çift küpe gibi taksın diye
iki klor atomu vermiş.
Vankomisini 1953'te Borneo'da ormanda bir çamurlu su birikintisinin içinde bulduk.
Bir bakteri tarafından üretiliyor.
Bunu laboratuvar ortamında çok pahalıya patlayacağından sentezleyemiyoruz.
Bizim yapamayacağımız kadar karmaşık ama doğal kaynağından elde edebiliriz.
Ediyoruz da çünkü en güçlü antibiyotikler arasında yer alıyor.
Ve her gün literatüre yeni yeni moleküller rapor ediliyor.
Onları ya sentezliyoruz ya da dünyanın her bir köşesinde buluyoruz.
İşte ilaçlar böyle bulunuyor
ve bu sayede doktorlarınız muazzam güçlere sahip.
(Gülüşmeler)
Ölümcül enfeksiyonları iyileştirmek ve daha niceleri.
Bugün bir hekim olmak beyaz atlı prens olmaya benzer.
Onlar cesaret ve dinginlikle savaş verirler
ve aynı zamanda da iyi teçhizatla.
Bu bağlamda nalbantların da rolünü unutmayalım,
çünkü nalbant olmasa işler çok daha farklı olurdu...
(Gülüşmeler)
Fakat bu bilim dalı ilaçtan çok daha fazlası.
Bu yağları, çözücüleri, aromaları, kumaşları, tüm plastikleri,
üstünde oturduğunuz minderi...
Hepsi üretilmiş ve neredeyse hepsi karbondan.
Bu da hepsini organik kimyanın birer parçası yapar.
Bu zengin bir bilim dalı.
Bugün birçok şeyi dâhil etmedim:
Fosforu, sülfürü ve diğer atomları
ve neden belirli şekillerde bağ kurduklarını
ve simetriyi
ve bağ yapmayan elektronları
ve elektrik yüklü iyonları
ve reaksiyonları ve çalışma mekanizmalarını... vesaire vesaire.
Ve sentezi öğrenmesi oldukça zaman alıyor.
Fakat buraya size organik kimya öğretmeye gelmedim.
Size sadece onu göstermek istedim
ve bunu yaparken Weston Durland adlı bir genç adamdan epey yardım aldım
ve siz onu çoktan gördünüz.
Kendisi kimya alanında bir lisans öğrencisi
ve bilgisayar grafikleriyle de arası oldukça iyi.
(Gülüşmeler)
Weston, bugün gördüğünüz
tüm hareketli molekülleri tasarladı.
O ve ben bu grafikler aracılığı ile bu karmaşık bilim hakkında konuşmanın
nasıl daha kolay olabileceğini göstermeye çalıştık.
Fakat temel hedefimiz size
organik kimyanın korkulacak bir şey olmadığını göstermekti.
O, temelinde, içinden doğal dünyanın
güzelliklerinin çok daha zengin görüldüğü bir penceredir.
Teşekkürler.
(Alkışlar)