cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
X ışını kristalografisi
Esnek ve Esnek Olmayan Saçılmların Mukayesesi
X-ışını kristalografisi bir esnek saçılma olup gelen ve saçılan X-ışınları yön değiştirme dışında aynı enerjiye, dolayısıyla aynı dalga boyuna sahiptir. Buna mukabil, esnek olmayan saçılma gelen X-ışınlarının enerjisinden bir bölümünün kristale aktarılmasıyla, örneğin bir iç tabak elektronunun daha yüksek enerji seviyesine uyarılması durumunda oluşur. Bu şekilde esnek olmayan saçılmalar kristalden dışarı çıkan demetin enerjisinin azaltır (ya da dalga boyunu uzatır). Esnek olmayan saçılma, maddenin bu şekilde uyarılmasını incelemek için elverişli olsa da, X-ışını kristalografisinin amacı olan madde içinde saçıltıcıların dağılım ve dizilişlerini tespit etmeye uygun değildir.
Dalgaboyları 10 – 0.01 nanometre aralığında bulunan X-ışınları; kristalografide kulanılan tipik dalga boyu olan 1 Å (0.1 nm)[atıf gerekiyor], kovalent kimyasal bağların ve tek bir atomun yarıçapı mertebesindedir. Morötesi radyasyon gibi daha uzun dalga boylu fotonlar atomik pozisyonları tespit etmek için yeterli çözünürlüğü sağlamayacaktır. Beri taraftan ise gama ışınları gibi daha kısa dalga boylu fotonların kullanımı, çok sayıda üretiminin ve odaklanmasının zor olması, maddeyle etkileşiminin çok güçlü olması ve madde-anti madde çiftleri oluşturması gibi nedenlerle uygun değildir. Bu nedenle X-ışınları elektromanyetik saçılma yoluyla atomik çözünürlükte yapı belirleme söz konusu olduğunda en makul seçimdir.
Diğer X-ray Teknikleri
Saçılan elastik x-ışınların diğer şekilleri toz difraksiyonunu, SAXS ve X-ışını fiber difraksiyonunun birkaç türünü içerir, ki bu da Rosalind Franklin tarafından DNA’nın çift-heliks yapısının tespitinde kullanılmıştır. Genel olarak, tek-kristal X-ışını difraksiyonu bu diğer tekniklerden daha fazla yapısal bilgi sunar; ancak, bu her zaman elde mevcut olmayan yeterli miktarda geniş ve düzenli kristal gerektirir.
Bu saçılma metotları genellikle monokromatik X-ışınlarını kullanır; bunlar da küçük sapmaları olan tek dalga uzunluğuyla kısıtlıdırlar. X-ışınlarının geniş tayfı (diğer bir deyişle; farklı dalga boyları olan x-ışınlarının karışımı) Laue metodu tekniği olarak bilinen X-ışını difraksiyonunu gerçekleştirmek için de kullanılabilir. Bu X-ışını difraksiyonunun ilk keşfinde kullanılmış bir metottur.
Saçılan Laue, X-ışını dalgasına sadece kısa bir süre maruz kalmayla çok yapısal bilgi sağlar ve bu nedenle, çok hızlı olayların (Zaman çözümlü kristallografi) yapısal çalışmalarında kullanılır. Ancak, bir kristalin tam atomik yapısının tespiti için saçılan monokromatik kadar iyi uyumlu değildir ve bu yüzden nispeten basit atomik düzenlemeler içeren kristallerle daha iyi sonuç verir. Laue geri yansıma modu geniş tayf kaynağından geriye doğru saçılmış X-ışınlarını kaydeder. Bu numunenin içinden X-ışının geçip yayılamayacak kadar kalın olması halinde faydalıdır. Kristaldeki kırıcı düzlemler, kırıcı düzleme normal gelen olay anı ışını ve kırıcı düzlem arasında açıyı ikiye böldüğü bilinerek tespit edilir. Greninger şeması Laue fotoğraf geri yansımasını yorumlamak için kullanılabilir.
Elektron ve Nötron Kırılması
Elektron ve nötron gibi diğer partiküller kırılma modeli üretmek için kullanılabilir. Elektron, nötron ve saçılan X-ışını farklı fiziksel işlemlere dayalı olsa da, ortaya çıkan kırılıp saçılma modelleri aynı uyumlu difraksiyon görüntüleme tekniklerini kullanarak analiz edilebilir.
Aşağıda çıkarımda bulunulduğu gibi, kristal içindeki elektron yoğunluğu ve difraksiyon modelleri basit bir matematiksel metotla, Fourier dönüşümü, ilişkilendirilir; bu da yoğunluğun modellerden nispeten kolay hesaplanmasına izin verir. Ancak, bu saçılmanın zayıf olması durumunda; yani, saçılmış ışınların gelen ışından çok daha az yoğun olduğunda gerçekleşir. Zayıfça dağılmış ışınlar ikinci kez dağılma olayına girmeksizin kristal kalıntısının içinden geçer. Bu tür tekrar saçılmış dalgalara “ikincil saçılma” denir ve analizi zorlaştırır. Herhangi bir yeterince kalın kristal ikincil saçılmayı üretir, fakat X-ışınlarının elektronlarla kendi aralarında nispeten zayıfça etkileşmesinden dolayı, bu genel olarak önemli bir ilgi alanı değildir. Aksine, elektron ışınları hatta nispeten ince kristaller için (>100 nm) bile kuvvetli ikincil saçılmayı üretebilir. Bu kalınlık birçok virüsün çapına denk geldiği için, gelişen yön viral kapsids ve moleküler makineler gibi tecrit edilmiş makromoleküler birleşimlerin elektron difraksiyonudur, ki bu da kiroelektron mikroskopu ile gerçekleştirilebilir. Ayrıca, elektronların madde ile birbirleri arasında kuvvetli etkileşimi (X-ışınlarına göre yaklaşık 1000 kat daha kuvvetlidir) oldukça küçük hacimlerdeki atomik yapının tespitine izin verir. Elektron kristalografisi için uygulamalar alanı organik ince filmler üzerindeki zar proteinleri gibi biyo moleküllerden (nanokristalin) kendi aralarında metalik bileşikler ve zeolitlerin kompleks yapılarına kadar bir alanı kapsar.
Nötron difraksiyonu, yeterli miktarlarda nötronun yoğun, monokromatik ışınlarının elde edilmesi zor olmasına rağmen, yapı tespiti için mükemmel bir metottur. Yeni Spallasyon Nötron Kaynağı gelecek için ümit vadetse de, geleneksel olarak nükleer reaktörler kullanılmıştır. Sarj edilmediği için, nötronlar elektronlara göre atomik çekirdekten daha fazla saçılılar. Bu yüzden, saçılan nötron X-ray difraksiyonunda temel olarak gözlenemeyen, özellikle hidrojen gibi çok az sayıda elektronlu hafif atomların pozisyonlarını gözlemlemek için çok faydalıdır. Nötron saçılması çok belirgin özelliğe sahiptir ki normal su H2O ve ağır su D20 oranlarının ayarlanmasıyla çözücü görünmez yapılabilir.
Sinkrotron radyasyonu
Sinkrotron radyasyonu, yeryüzündeki en parlak ışıklardan biridir. X-ray kristalografçılarının elde edebildiği en güçlü tek vasıtadır. Sinkrortron adı verilen büyük makinelerde üretilen X-ışınlarından yapılır. Bu makineler elektriksel olarak şarj edilmiş partiküller, genellikle elektronları, neredeyse ışık hızına kadar hızlandırır, daha sonra onlara büyük içi boş metal bir halkanın etrafından kamçılar.
Sinkrotronlar ilk olarak kozmik olguları ve alt-atomik partikülleri inceleyen yüksek enerji fizikçileri için dizayn edilmiştir. Her bir sinktrotronun en büyük parçası onun elekktron depolama halkasıdır. Bu halka aslında mükemmel bir daire değildir, fakat çok yönlü bir poligondur. Poligonun her bir köşesinde yeri aynı hizada kesin olarak belirlenmiş mıknatıslar elektron akımını onu halkanın içinde kalmaya zorlayarak bükerler. Her defasında, elektronların yolu bükülür ve elektromanyetik radyasyon şeklinde enerji patlaması yayarlar. Sinkrotron içindeki partiküller neredeyse ışık hızında hareket edip hızlıca düştükleri için, yüksek enerjili X-ışınları içeren yoğun radyasyon yayarlar.
Tek-kristal X-ışını Kırınımına Genel Bakış
X-ışını kristalografisinin en eski ve en kesin yöntemi, bir X-ışını huzmesinin tek bir kristale çarparak dağılmış huzmeler ürettiği tek-kristal X-ışını kırınımıdır. Bu huzmeler bir film parçası ya da başka bir dedektörün üzerine ulaştığında noktalardan oluşan bir kırınım örüntüsü oluştururlar; kristal kademeli olarak döndürüldükçe bu huzmelerin kuvvetleri ve açıları kaydedilir. Her noktaya bir yansıma denir, çünkü her nokta kristalin içinde eşit aralıklarla bulunan bir düzlem kümesinden gelen X-ışını yansımasına karşılık gelir. Yeterli saflık ve düzenlilikteki tek kristaller için, X-ışını kırımı verileri ortalama kimyasal bağ uzunluk ve açılarını sırasıyla bir angstromun birkaç binde biri ve bir derecenin birkaç onda biri içerisi kesinlikte belirleyebilir. Bir kristalin içindeki atomlar statik değildir; fakat ortalama pozisyonları civarında genellikle bir angstromun onda birinden az miktarda salınım yaparlar. X-ışını kristalografisi bu salınımın boyutunu da ölçmeye imkân sağlar.
Prosedür
Tek-kristal X-ışını kristalografisinin üç temel adımı vardır. Birinci ve çoğunlukla en güç adım incelenecek materyalin yeterli bir kristalini elde etmektir. Kristal yeterince büyük (tüm boyutları 0.1mm den büyük), kompozisyonu saf ve yapısı düzenli olmalı, çatlama ya da ikizlenme gibi iç kusurları bulunmamalıdır.
İkinci adımda kristal düzgün yansıma paterni üreten, genellikle tek bir dalga boyundaki (monokromatik X-ışını) yoğun bir X-ışını huzmesine yerleştirilir. Kristal kademeli olarak döndürülürken önceki yansımalar kaybolur ve yenileri görünür; kristalin her yöneliminde her noktanın yoğunluğu kaydedilir. Her set kristalin tam dönüşünün yarısından biraz fazlasını kapsayacak ve tipik olarak on binlerce yansımayı içerecek şekilde çoklu veri setlerinin toplanması gerekebilir.
Üçüncü adımda, kristalin içindeki atomların dizilişinin bir modelini üretmek ve geliştirmek için bu veriler tamamlayıcı kimyasal bilgilerle sayısal olarak birleştirilir. Atom dizilişinin en son geliştirilmiş hali (şimdi buna kristal yapısı denir) genellikle herkese açık bir veri tabanında saklanır.
Sınırlamalar
Kristalin tekrarlayan birimi, birim gözesi daha büyük ve daha karmaşık olduğunda, belirli bir sayıdaki gözlemlenmiş yansıma için X-ışını kristalografisinin sağladığı atom-seviyesi resmi daha düşük çözünürlükte (daha "bulanık") olur. X-ışını kristalografisinin iki sınırlayıcı durumu -"küçük molekül" ve "makromoleküler" kristalografi- sıkça ayırt edilmiştir. Küçük molekül kristalografisi tipik olarak asimetrik biriminde 100'den az atom içeren kristalleri içerir; bu kristal yapıları genellikle öyle iyi çözünürlüktedir ki atomlar elektron yoğunluğu içinde yalıtılmış "damla" halinde ayırt edilebilir. Bunun aksine, makromoleküler kristalografi çoğunlukla birim gözede on binlerce atom içerir. Bu tür kristal yapıları genellikle daha düşük çözünürlükte (daha "bulaşmış") olur; atomlar ve kimyasal bağlar yalıtılmış atomlardan çok elektron yoğunluğu tüpleri halinde görünür. Genelde, küçük moleküller makromoleküllerden daha kolay kristalize olur; bununla birlikte X-ışını kristalografisinin yüz binlerce atomu olan virüsler için bile mümkün olduğu kanıtlanmıştır.
Kristalleştirme
Kristalografinin saf olmayan ya da düzensiz bir kristaldeki bozukluğu tanımlamada kullanılabilmesine rağmen, kristalografi atomların karmaşık bir dizisinin yapısını çözmek için genellikle yüksek düzenlilikte bir kristal gerektirir. Saf, düzenli kristaller bazen metal, mineral, ve başka makroskopik materyal örnekleri gibi doğal ya da sentetik malzemelerden elde edilebilir. Bu tür kristallerin düzenliliği bazen makromoleküler tavlama ve diğer yöntemlerle iyileştirilebilir. Bununla birlikte, pek çok durumda, kırınımı-kaliteli bir kristal temini onun atomik-çözünüm yapısını çözmede en büyük engeldir.
Küçük-molekül ve makromoleküler kristalografi kırınımı-kaliteli kristaller üretmede kullanılması mümkün teknikler çeşitliliğinde farklılık gösterirler. Küçük moleküller genellikle birkaç derecelik konformasyon serbestliğine sahiptirler ve kimyasal buhar tortulaşması ve yeniden kristalleştirme gibi geniş bir dizi yöntemle kristalleştirilebilirler. Bunun aksine, mKromoleküller genellikle çok sayıda serbestlik derecesine sahiptirler ve bunların kristalleşmesi sabit bir yapıyı sürdürecek şekilde yürütülmelidir. Örneğin proteinler ve daha büyük RNA molekülleri üçüncül yapıları açılmadıkça kristalleştirilemez, bundan dolayı kristalleşme koşulları çeşitliliği moleküllerin içinde katlanmış halde bulunduğu solüsyon koşulları ile sınırlıdır.
Protein kristalleri hemen hemen daima solüsyonda büyütülür. En yaygın yaklaşım moleküllerinin erirliğini kademeli olarak azaltmaktır; eğer bu çok hızlı yapılırsa moleküller solüsyonda çökelir, kabın dibinde yararsız bir toz ya da amorf bir jel oluşturur. Solüsyonda kristal büyütme iki adımla karakterize edilir: mikroskobik bir kristalitin (muhtemelen yalnızca 100 molekülü olan) çekirdeklenmesi, ardından bu kristalitin idealde kırınım kalitesinde bir kristale dönüşerek büyümesi. Birinci adıma (çekirdeklenme) uygun olan solüsyon koşulları her zaman ikinci adıma (sonraki büyüme) uygun koşullarla aynı olmaz. Kristalografiyi yapanın amacı tek bir büyük kristalin gelişimine uygun solüsyon koşullarını belirlemektir, çünkü büyük kristaller molekülün daha iyi çözünürlüğünü sunar. Sonuç olarak, solüsyon birinci adıma (çekirdekleşme) değil ikinci adıma (büyütme) uygun olmalıdır, böylece her damlacık başına bir büyük kristal oluşur. Eğer çekirdekleşme koşulları çok fazla uygun olursa damlacıkta bir büyük kristal yerine bir yığın küçük kristalit oluşacaktır; eğer çok az uygun olursa herhangi bir kristal oluşmaz.
Çekirdekleşme ya da düzenli kristaller büyütme için iyi koşulları kestirmek son derece zordur. Uygulamada, istenilen koşullar eleme ile belirlenir; çok geniş bir molekül yığını hazırlanır ve geniş bir kristalleştirme solüsyonu çeşitliliği test edilir. Başarılı olanı bulana kadar genellikle yüzlerce, hatta binlerce solüsyon koşulu test edilir. Çeşitli koşullar molekülün erirliğini azaltacak bir ya da daha fazla fiziksel mekanizmayı kullanabilir; örneğin bazıları pH'ı değiştirebilir, bazıları Hofmeister serilerinin tuzlarını ya da solüsyonun dielektrik sabitini azalyan kimyasalları içerebilir ve bazıları da hala molekülü entropik etkilerle solüsyonun dışına çıkaran polietilen glikol gibi büyük polimerler içerir. Ayrıca, kristalleşmeyi destekleyen farklı ısıları denemek ya da solüsyonu aşırı doymuş hale getirmek için ısıyı kademeli olarak düşürmek de yaygındır. Bu yöntemler kristalleştirmede yüksek molekül konsantrayonları kullandıklarından hedef moleküllerden büyük miktarlarda gerektirirler. Böyle büyük miktarlarda (miligramlar) kristalleştirme seviyesinde protein elde edilmesindeki zorluğa bağlı olarak 100 nanolitre hacimde kesin kristalleştirme deneme damlaları verebilen robotlar geliştirilmiştir. Bu, deney başına ell yapılan kristalleştirme denemelerinden (1 mikrolitre) 10 kat daha az protein kullanılması demektir.
Kristalleşmeyi engelleyen ya da bozan çeşitli faktörler bilinmektedir. Büyüyen kristaller genellikle sabit bir ısıda tutulur ve kristalleşmelerini bozabilecek şok ya da vibrasyonlardan korunur. Moleküllerin ya da kristalleşme solüsyonlarının saf olmaması çoğu kez kristalleşmeye engel olur. Moleküldeki konformasyon esnekliği entropiye bağlı olarak kristalleşme ihtimalini azaltır. Ne gariptir ki, kendi kendilerine sarmal halinde birleşmeye eğilimli olan moleküller çoğu kez kristal olarak birleşme eğilimi göstermez. Kristaller ikizlenme tarafından tarafından da bozulabilir; ikizlenme bir birim gözesinin eşit biçimde çoklu yönlere yoğunlaşmasıyla oluşur; fakat hesaplama yöntemlerindeki son ilerlemeler bazı ikizlenmiş kristallerin yapılarını çözmeyi sağlayabilir. Hedef molekülü kristalleştirmede başarısızlığa uğrayan bir kristalografi uygulayıcısı molekülün hafifçe değiştirilmiş bir versiyonuyla yeniden deneyebilir; moleküler özelliklerde küçük değişiklikler bile kristalleşme davranışında büyük farklılıklara yol açabilir.
Kristalin Yerleştirilmesi
Kristal ölçümler için X-ışını içinde tutulabilecek ve döndürülebilecek şekilde yerleştirilir. Yerleştirmenin çeşitli yöntemleri vardır. Geçmişte, kristaller kristalleştirme solüsyonuyla birlikte kılcal cam borulara konulurdu. Günümüzde, küçük moleküllü kristaller genellikle naylon ya da plastik bir lupa ya da cam elyafına yağ ya da zamkla tutturulur ve sert bir çubuğa iliştirilir. Protein kristalleri ise lupun üzerine alınır ve sıvı nitrojenle aniden dondurulur. Bu dondurma işlemi X-ışınlarının radyasyon hasarını ve Bragg piklerinin termal harekete bağlı gürültüsünü (Debye-Waller etkisi) azaltır. Bununla birlikte, işlem görmemiş protein kristalleri aniden dondurulursa çoğunlukla çatlar; bu nedenle dondurmadan önce donmadan koruyucu bir solüsyonda ıslatılırlar. Ne yazık ki, bu ıslatmada kristali çatlatabilir ve kristalografi açısından harap edebilir. Genelde, başarılı dondurma koşulları deneme-yanılma ile belirlenir.
X-ışını Kaynakları
Monte edilmiş kristal daha sonra bir monokromatik X-ışını huzmesine maruz bırakılır. En parlak ve en kullanışlı X-ışını kaynakları senkrotronlardır; yüksek parlaklıkları daha iyi çözünürlük sağlar. Ayrıca ışımanın dalga boyunu ayarlamaya elverişlidir; bu da aşağıda tanımlanan çoklu-dalgaboyu düzensiz saçılım (MAD) evrelemesi için yararlıdır. Senkrotronlar genellikle ulusal tesislerdir; belirlenmiş huzmeleri vardır ve haftada yedi gün tüm gün boyunca veri toplarlar.
Daha küçük X-ışını üreteçleri genellikle laboratuvarlarda senkrotrona getirilmeden önce kristallerin kalitesini ölçmede ve bazen bir kristalin yapısını çözmede kullanılır. Bu tür sistemlerde elektronlar bir katottan kaynatılarak çıkartılır ve ~50 kV'lik güçlü bir elektrik potansiyeli yoluyla hızlandırılır; yüksek hıza çıkınca elektronlar bir metal plakaya çarparak bremmstrahlung ve metalin elektronlarının iç kabuğunun uyarımına denk gelen bazı güçlü görüngesel çizgiler yayarlar. En yaygın kullanılan metal, yüksek termal iletkenliğinden dolayı kolayca soğuk tutulan ve güçlü Ka ve Kb çizgileri üreten bakırdır. Kb çizgisi bazen ince (~10 mikrometre) bir nikel folyoyla baskılanır. Kapalı X-ışını tüpünün en basit ve ucuz çeşidinin sabit bir anodu (Crookes tüpü) vardır ve ~2 kW elektron ışını gücüyle çalışır. Daha pahalı çeşidinin döner anod tipi kaynağı ~14 kW elektron ışını gücüyle çalışır.
X-ışınları genellikle (X-ışını filtreleriyle) tek dalgaboyuna filtrelenir (monokromatik yapılır) ve kristale çarptırılmadan önce tek bir yöne doğru hizalanır. Filtreleme yalnızca veri analizini basiyleştirmekle kalmaz, aynı zamanda faydalı bilgilere katkıda bulunmadan kristali ayrıştıran radyasyonu da giderir. Hizalama ya bir hizalayıcı (temel olarak uzun bir tüp) hafifçe kıvrımlı aynaların akıllıca yerleştirilmesiyle yapılır. Ayna sistemleri küçük kristaller (0.3 mm altı) ya da büyük birim gözeleri (150 angstrom üzeri) için tercih edilir.
Yansımaların Kaydedilmesi
Bir kristal monte edildiğinde ve yoğun bir X-ışını huzmesine maruz bırakıldığında, X-ışınlarını kristalin arkasındaki perdede görülebilen noktalar paterni ya da yansımalar halinde dağıtır. Benzer bir patern bir kompakt diske lazer pointer tutulduğunda görülür. Bu noktaların göreceli yoğunluğu kristalin içindeki molekül dizilişini atomik düzeyde belirlemek için bilgi sağlar. Bu yansımaların yoğunluğu fotoğraf filmi, alan dedektörü ya da ışığa hassas (CDD) imaj sensörü ile kaydedilebilir. Küçük açılı pikler düşük çözünürlüklü verileri, büyük açılı pikler yüksek çözünürlüklü verileri gösterir; böylece yapının nihai çözünürlük limiti ilk birkaç görüntüden anlaşılabilir. Pik genişliklerinde gözlemlenen kristal mozaikliği ve kristalin genel bozukluğu gibi kırınım kalite durumu bu noktada belirlenebilir. Yapının çözülmesi için kristalin uygun olmadığını gösteren bazı patolojileri de bu noktada çabucak teşhis edilebilir.
Tüm kristali yeniden yapılandırmak için noktaların tek görüntüsü yeterli olmaz; bu yalnızca tam Fourier dönüşümünün küçük bir dilimidir. Gereken tüm bilgiyi toplamak için kristal adım adım 180 derece döndürülmeli, her adımda görüntü alınmalıdır; aslında Ewald küresindeki eğriliğe bağlı olarak ters uzayı kapsamak için kristalin 180 dereceden biraz daha fazla döndürülmesi gerekir. Bununla birlikte, eğer kristal yüksek simetriye sahipse, 90 ya da 45 derece gibi daha küçük açılarda kayıt yapılabilir. Dönme eksenine hakın ters uzayda " kör nokta" oluşturmaktan kaçınmak için dönme ekseni en az bir kez değiştirilmelidir. Ters uzayın daha geniş bir alanını kapsamak için kristali hafifçe (0.5-2 derece) sarsmak yaygın bir uygulamadır.
Belirli evreleme yöntemleri için çoklu veri seyleri gerekebilir. Örneğin MAD evrelemesi dağılımın gelen X-ışını ışımasının en az üç (genellikle yedekleme için dört) dalgaboyunda kaydedilmesini gerektirir. Tek bir kristal radyasyon hasarına bağlı olarak bir veri setinin toplanması sırasında çok fazla aşınabilir; bu durumlarda çoklu kristallerden veri setleri alınmalıdır.
Kristal Eşbakışımı (Simetrisi), Birim Gözesi ve Görüntü Ölçeklendirimi
Her biri farklı bir kristal yönlenmesiyle örtüşen iki boyutlu kırınım paternlerinin kaydedilmiş serileri, üç boyutlu bir elektron yoğunluğu modeline dönüştürülür; dönüştürme aşağıda açıklanan Fourier dönüşümü matematikselmtekniğini kullanır. Her nokta, elektron yoğunluğunda farklı tipte bir değişkene karşılık gelir; kristalografi uygulayıcısı hangi değişkenin hangi noktayla örtüştüğünü (indeksleme), farklı görüntülerdeki noktaların göreceli kuvvetlerini (birleştirme ve ölçeklendirme) ve toplam elektron yoğunluğunu vermek için değişkenlerin nasıl birleştirileceğini (evreleme) belirlemek zorundadır.
Verilerin işlenmesi yansımaların indekslenmesiyle başlar. Bu, birim gözenin boyutlarını ve hangi görüntü pikinin ters uzayda hangi pozisyonla örtüştüğünü belirlemek demektir. İndekslemenşn bir yan ürünü krisyalin simetrisini, yani uzay grubunu saptamaktır. Bazı uzay grupları başlangıçta elimine edilebilir. Örneğin, yansıma simetrileri kiral moleküllerde gözlenemez, bu yüzden hemen hemen her zaman kiral olan protein molekülleri için mümkün olan 230 uzay grubundan yalnızca 65 tanesi mümkün görülür. İndeksleme genellikle bir otoindeksleme rutiniyle yapılır. Simetri belirlendikten sonra veriler bütünleştirilir. Bu, binlerce yansımayı içeren yüzlerce görüntüyü tek bir dosyaya dönüştürür. Bu dosya (en azından) her yansımanın Miller indeksi kayıtlarını ve her yansıma için yoğunluğunu içerir (bu durumda dosya genellikle hata tahminlerini ve kısmilik ölçümlerini (o görüntüde hangi belirli yansımanın kaydedildiğini içerir).
Tam bir veri seti, kristalin farklı yönlenmelerinde alınmış ayrı ayrı yüzlerce görüntüden oluşabilir. İlk adım bu çeşitli görüntüleri birleştirmek ve ölçeklendirmektir; yani hangi piklerin iki ya da daha fazla görüntüde göründüğü (birleştirme) ve göreceli görüntüleri tutarlı bir yoğunluk ölçeği olacak şekilde ölçeklendirmektir. Yoğunluk ölçeğini optimize etmek önemlidir, çünkü piklerin göreceli yoğunluğu yapının saptanmasında anahtar bilgidir. Kristalografik veri toplamanın tekrar eden tekniği ve kristalli malzemenin çoklukla yüksek simetriye sahip olması kırınımölçerin birçok kere çok sayıda eşit simetrili  yansımalar kaydetmesine neden olur. Bu simetriyle ilişkili R-faktörünün hesaplanmasına izin verir; bu güvenilirlik indeksi, simetrisi eşit yansımaların ölçüm yoğunluklarının ne kadar benzer olduğuna dayanır, bu nedenle de verilerin kalitesini değerlendirir.
Başlangıç Evrelemesi
Bir kırınım deneyinde elde edilen veriler kristal örgüsünün bir ters uzay gösterimidir. Her kırınım 'noktasının' pozisyonu birim gözenin büyüklüğü, şekli ve kristaldeki kalıtsal simetri tarafından belirlenir. Her kırınım 'noktasının' yoğunluğu kaydedilir ve bu yoğunluk yapı faktör genişliğinin karesiyle orantılıdır. Yapı faktörü, bir dalganın genişliği ve evresiyle ilintili bilgileri içeren karmaşık bir sayıdır. Yorumlanabilir bir elektron yoğunluğu haritası elde etmek için hem genişlik hem de evre bilinmelidir (bir elektron yoğunluğu haritası bir kristalografi uygulayıcısının molekülün başlangıç modelini yapmasını sağlar). Evre bir kırınım deneyi sırasında doğrudan kaydedilemez. Başlangıç evresi tahminleri çeşitli yollarla elde edilebilir:
(<1000 non-hidrojen atomu) için tercih edilen yöntemdir ve küçük proteinler için evre problemlerini başarıyla çözmek için kullanılmıştır. Eğer verilerin çözünürlüğü 1,4 angstromdan (140 pm) daha iyiyse belirli yansıma grupları arasındaki bilinen ilişkilerden yararlanılarak evre bilgisini elde etmek için direkt yöntemler kullanılabilir.
moleküllerin yönünü ve pozisyonunu saptamak için moleküler yer değiştirme de bir araştırma modeli olarak kullanılabilir. Bu yolla elde edilen evreler elektron yoğunluk haritaları üretmede kullanılanılabilir.
bilinen bir şekilde değiştiren bir atomun emici kenarından geçirilebilir. Üç farklı dalgaboyundaki tam yansıma setlerini kaydederek (emici kenarın en altında, en üstünde ve ortasında) düzensiz kırınım yapan atomların altyapılarını ve böylece tüm molekülün yapısını çözümler. Düzensiz dağılan atomları proteinlerle birleştirmenin en popüler yöntemi proteini selenyum atomları içeren seleno-metyonin yönünden zengin bir ortamda bir metyonin okstrofuna (metyonini sentezleyemeyen bir taşıyıcı) sıkıştırmaktır. Sonra da emici kenarda bir MAD deneyi uygulanabilir ve sonucunda proteinde kalan metyoninin kalıntılarının pozisyonu başlangıç evresini verir.
atomları kristalin içine sokulabilirse, direkt yöntemler ya da Patterson-uzay yöntemleri bunların yerini belirlemek ve başlangıç evrelerini elde etmek için kullanılabilir. Böylesi ağır atomlar, kristali ağır atom içeren solüsyonlarda ıslatarak ya da eş-kristalleşme (kristali ağır atomların bulunduğu ortamda büyütme) yoluyla kristale sokulabilir. MAD evrelemesinde olduğu gibi dağılım genişliğindeki değişiklikler evreleri verecek şekilde yorumlanabilir. Bu yöntem, protein kristal yapılarının çözümlendiği orijinal yöntem olmasına karşın, seleno-metyoninli MAD evrelemesi onun yerini almıştır.
Model Yapımı ve Evre Geliştirimi
Başlangıç evreleri elde edilince bir başlangıç modeli yapılabilir. Bu model evreleri geliştirmekte kullanılabilir, bu da daha gelişmiş bir modeli sonuç verir ve böylece sürer gider. Bazı atomik pozisyonların modeli verildiğinde, bu pozisyonlar ve onların sıralı Debye-Waller faktörleri (ya da B-faktörleri, atomun termal hareketini açıklayan) geliştirilerek gözlenmiş kırınım verilerine uygun hale getirilebilir, daha iyi bir evreler seti ortaya çıkarılabilir. Sonra yeni bir model yeni elektron yoğunluğu haritasına uygun olabilir ve daha ileri bir geliştirme turu yürütülebilir. Bu, kırınım verileri ve model arasındaki korelasyon maksimize edilene kadar sürer. Uyum aşağıda gösterilen R-faktörüyle ölçülür:
Burada F yapı faktörüdür. Benzer bir kalite kriteri de R free'dir ve yapı geliştirmeye dahil edilmeyen bir yansımalar alt kümesinden (~%10) hesaplanır. Her iki R faktörü de verilerin çözümlenmesine dayanır. Pratikte R free yaklaşık olarak angstrom birimi çözünürlüğün 10'a bölünmesidir, böylece 2 angstrom çözünürlükte bir veri seti sonuçta R free değerini ~0,2 olarak verir. Stereokimya, hidrojen bağlama ve bağ uzunlukları ve açılarının dağılımı gibi kimyasal bağ özellikleri model kalitesinin tamamlayıcı ölçümleridir. Evre meyli böylesi yinelen model yapımında ciddi bir sorundur. İptal haritaları bunu denetlemek için yaygın bir tekniktir.
Kristalleşen molekülün her atomunu gözlemek mümkün olmayabilir - unutulmamalı ki sonuçta ortaya çıkan elektron yoğunluğu kristaldeki tüm moleküllerin bir ortalamasıdır. Bazı durumlarda bu atomlarda çok fazla kalıntı bozukluğu vardır ve birçok konformasyonda bulunan atomların elektron yoğunluğu çok bulaşık görüntü verdiğinden elektron yoğunluğu haritasında görülemezler. Hidrojen gibi dağılımı zayıf atomlar rutin olarak görünmezdir. Bir tek atom için bir elektron yoğunluk haritasında çok kez görünmek de mümkündür; örneğin, eğer bir protein yan zinciri çoklu (<4) mümkün konformasyona sahipse. Diğer durumlarda hala bir kristalografi uygulayıcısı molekül için çıkartılan kovalent yapının yanlış ya da değişmiş olduğunu saptayabilir. Örneğin, proteinler kristalleşme öncesinde belirlenememiş şekilde yarılmış ya da öteleme sonrası değişime uğramış olabilirler.
Dağılım Kuramı (Teorisi)
X-ışını kristalografisinin ana hedefi kristal içindeki elektron f(r) yoğunluğunu belirlemektir, burada r kristal içindeki üç boyutlu pozisyon vektörünü temsil eder. Bunu yapmak için Fourier dönüşümü hakkındaki F(q) bilgileri toplamada X-ışını saçılması kullanılır, ki bu da gerçek uzayda tanımlanan yoğunluğu elde etmek için matematiksel olarak tersi alınmış olan aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanır.
Burada tümlev (integral) q’nun tüm değerleri üzerinden alınır. Üç boyutlu düzlemdeki gerçek yöney (vektör) q iki taraflı bir uzayda bir noktayı temsil eder, yani elektron yoğunluğundaki belirli bir salınım q noktasının işaret ettiği yönde hareket eder. Q uzunluğu 2π bölü salınım dalga boyuna denk gelir. Bir Fourier dönüşümü için karşılık gelen denklem aşağıdaki gibidir.
Burada tümlev kristalin içindeki r yöneyinin tüm olası değerleri üzerinden toplanır. Fourier dönüşümü F(q) genel olarak bir karmaşık sayıdır ve bu nedenle aşağıdaki denkleme ilişkili olarak |F(q)| değerine ve bir φ(q) faza sahiptir.
X-ışınının dağılımında gözlenen yansıma yoğunlukları bize |F(q)­| değerini verir fakat φ(q) fazını vermez. Fazları elde etmek için, yansımaların tam setleri saçılımın bilinen tüm alternatif yollarla toplanır; dalga boyunu belli bir emme sınırı ötesinde modüle ederek veya cıva gibi güçlü saçılımı olan (yoğun elektronlu)  metal atomlar ilave ederek. Büyüklük ve fazların birleşimi tam Fourier dönüşümü F(q)’yu verir bu da elektron yoğunluğu f(r)’yi elde etmek için tersine çevrilerek kullanılabilir.
Kristaller genellikle mükemmel bir şekilde yayılımla idealize edilmişlerdir. Bu ideal durumda atomlar mükemmel bir kafes üzerine konumlandırılmıştır, elektron yoğunluğu mükemmel şekilde dağıtılmış ve Fourier dönüşümü F(q)’nun değeri q’nun karşıt kafeste olması hariç sıfırdır. Ancak gerçekte, kristaller mükemmel düzenli değillerdir; atomlar ortalama konumları çevresinde titreşirler ve mozaiklikler, çıkıklar, çeşitli nokta kusurları ve kristalize moleküllerin şekillerinde heterojenite gibi çeşitli bozukluklar olabilir. Bu nedenle, Bragg uç noktaları sonlu bir genişliğe sahiptir ve önemli bir yaygın saçılım Bragg uç noktaları arasında kalan dağınık X-ışınlarının sürekliliği olabilir.
Bragg Kanununun Sezgisel Anlayışı
X-ışını dağılımının sezgisel bir anlayışı Bragg’ın dağılım modelinden elde edilebilir. Bu modelde, verilen bir yansıma genellikle kristalin içinden geçen eşit aralıklı levhaların kristal kafesinin atomlarının ortasından geçmesiyle ilişkilendirilir. Belirli bir set tabakaların uyumu Millerin üç indisleriyle (h,k,l) ve aralarındaki mesafe d ile belirtilir. William Lawrence Bragg gelen X-ışınları her düzleminden (ayna gibi) birbirine göre dağınık olduğu bir model önerdi; bu varsayımla, düzlem ile X-ışınları arasındaki  θ açısı X-ışınının dalga boyu λ’nın n tam sayı çarpımının yol uzunluğu kadar fark oluşturduğunda komşu düzlemlerden saçılan X-ışınları yapıcı şekilde birleşirler (yapıcı birleşim).
Bir yansımanın, Miller indisleri (ya da daha doğrusu, onun karşılıklı kafes vektörü bileşenleri) bilinen dalga boyu ve saçılma açısı 2θ’dan tespit edildiğinde indekslendiği söylenir. Bu tür dizin birim hücre parametrelerini, birim hücrenin uzunluklarını ve açılarını, aynı zamanda uzay grubunu verir. Bragg kanunu yansımaların göreceli yoğunluklarını yorumlamadığından, bununla birlikte, bu birim hücre içinde atomlarının düzenlenmesi için çözmek genel olarak yetersiz olup, bunun için, bir Fourier dönüşüm yöntemi uygulanmalıdır.
Fourier dönüşümü olarak Saçılım
Gelen X-ışınının kutuplaşması vardır ve bir vektör dalga olarak temsil edilir ancak basitlik açısından burada o ölçeksel bir dalga olarak temsil edilmektedir. Biz aynı zamanda dalganın zaman bağımlılığı komplikasyonunu yok sayıp sadece dalganın mekânsal bağımlılığına odaklanıyoruz. Düzlem dalgalar bir dalga vektör grubu ile temsil edilir ve dolayısıyla t=0 zamanında gelen dalganın gücü aşağıdaki formül ile bulunur.
Örnekteki r konumunda dağılma yoğunluğu f(r)  olsun, bu dağıtıcıların gelen dalga sayısı çarpı r’nin çevresindeki küçük hacimli (dV) dağıtıcıların lokal sayısının genliği ile orantılı saçıntılı küresel dalga genliği üretmeleri gerekir.
saçılan dalganın genliği:
Saçılan dalgaların kout giden dalga vektörü ile ayrılan ve ekrana rscreen ile çarpan kısmını ele alalım. Hiçbir enerjinin (esnek saçılma) kaybolmaması nedeniyle, dalga boyları dalga vektörlerin büyüklükleriyle aynıdır |kin| = |kout|. Foton r’den saçıldığı andan itibaren rscreen’de emilene kadar geçen süre içerisinde bir faz değişikliğine uğrar.
rscreen’e gelen net radyasyon kristal içinde dağılan tüm dalgaların toplamıdır.
Ki bu da Fourier dönüşümü olarak yazılabilir.
Burada q=kout-kin. Yansımanın ölçülen yoğunluğu bu genliğin karesi olacaktır.
Karşılıklı uzaydaki bir q noktasına denk gelen her yansıma için karşıt nokta -q’da aynı yoğunlukta başka bir yansıma vardır. Bu ters yansıma gerçek yansımanın Friedel arkadaşı olarak bilinir. Bu simetri r pozisyonundaki elektronların f(r) yoğunluğunun her zaman bir gerçek sayı olduğu matematiksel gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Yukarıda belirtildiği gibi f(r) Fourier dönüşümü F(q)’nun ters dönüşümüdür, ancak böyle bir ters dönüşüm genellikle karmaşık bir sayıdır. F(r)’nin gerçek olduğundan emin olmak için, Fourier F(q) Friedel arkadaşları F(-q) ve F(q) birbirinin kompleks eşlenikleri şekilde olmalıdır. Bu nedenle, F(-q) F(q) ile aynı büyüklüğe sahiptir fakat ters fazlardır, bunlar örneğin; φ (q) =-φ (q).
Onların büyüklüklerinin eşitliği Friedel arkadaşlarının aynı yoğunlukta var olmasını sağlar |F|2. Bu simetri bizim ful Fourier dönüşümünün karşılıklı uzayın sadece yarısını hesaplamamıza yardımcı olur, örneğin; kristali tam tur 360°’den ise 180°’den biraz daha fazla çevirerek. Önemli ölçüde simetrisi olan kristallerde daha da fazla yansımalar aynı yoğunluğa (Bijvoet arkadaşlar) sahip olabilirler, bu gibi durumlarda daha da az olan karşılıklı uzaylarının ölçülmesi gerekebilir. Yüksek simetrinin elverişli durumlarında bazen sadece 90° ve hatta bazen sadece 45°’lik veri karşılıklı uzayı tamamen keşfetmek için gereklidir.
Friedel-arkadaşlar kısıtlama ters Fourier dönüşümü tanımından elde edilebilir.
Euler'in formülü eix = cos(x) + i sin(x) olduğundan ters Fourier dönüşümü tamamen gerçek bölüm ve tamamen hayali bölümün toplamı olucak şekilde ikiye ayrılabilir.
f(r) işlevi (fonksiyonu) sadece ve sadece ikinci tümlev (integral) Isinr’nin tüm değerleri için 0 ise gerçektir. Buna karşılık, bu sadece ve sadece yukarıdaki kısıtlama sağlandığında doğrudur.
Isin = −Isinifadesi Isin=0 manasına geldiği için.
Ewald'ın Küresi
Her bir X-ışını kırılma görüntüsü Ewald küre yapısı ile görülebileceği gibi, tek bir dilimi, karşılıklı uzay küresel dilimini temsil eder. Hem kout hem de k in elastik saçıntıdan dolayı ve dalga boyunun değişmemesinden dolayı aynı uzunluktadır. Dolayısıyla, onlar karşılıklı uzaydaki bir kürenin içindeki iki radyal vektör olarak temsil edilirler ki bu vektörler de belirli bir kırılma görüntüsü içinde örneklenen q değerlerini göstermektedir. Gelen X-ışını demetinin gelen dalga boyu hafif yayılmış olduğu için, |F(q)|’nun değeri yalnızca o yarıçaplarına tekabül eden iki küre arasında bulunan q vektörleri için ölçülebilir. Bu nedenle, tam bir Fourier dönüşüm verisi elde etmek için, kristali 180°’den birazcık fazla, ya da bazen yeterli simetri mevcut ise daha az kristal döndürmek gerekir. Gerçek fonksiyonların (elektron yoğunluğu gibi) Fourier dönüşümlerine içsel simetri nedeniyle tam bir 360 derece dönüş gerekli değildir ancak, Ewald küresinin eğriliği nedeniyle belirli bir çözünürlük içinde karşılıklı uzayın tamamını kaplamak için 180 dereceden biraz fazla dönüş gereklidir. Uygulamada kristal, küresel Ewald kabuklarının sınırları yakınındaki yansımaları kapsamak için küçük bir miktar (0.25-1 °) ile sallanarak dengelenir.
Patterson işlevi
Fourier dönüşümlerinin iyi bilinen bir sonucu otoilişkilendirim (otokorelasyon) kuramıdır. Bu kuram f(r) işlevinin c(r) otokorelasyonunu tanımlar.
Formülü Fourier dönüşümü c(q)’ya sahiptir ki bu da f(q)’nun karesi büyüklüğündedir.
Bu nedenle, elektron yoğunluğunun otokorelasyon fonksiyonu c(r) (aynı zamanda Patterson fonksiyonu olarak da bilinir) fazları hesaplamadan, yansıma yoğunlukları ile doğrudan hesaplanabilir. Prensip olarak, bu direkt olarak kristal yapısını belirlemek için kullanılır ancak, uygulamada bunu gerçekleştirmek zordur. Otokorelasyon fonksiyonu kristal atomlar arasındaki vektörlerin dağılımına karşılık gelir, bu yüzden, birim hücre içerisinde N atoma sahip bir kristal Patterson fonksiyonu N(N-1) tane tepeye sahip olabilir. Yoğunlukların ölçülmesindeki kaçınılmaz hatalar ve atomlar arası vektörlerden atomik pozisyonların yeniden oluşturulmasının matematiksel güçlükleri göz önüne alındığında, bu teknik, nadiren basit kristaller haricinde nadiren yapıları çözmek için kullanılır.
Kristalin Avantajları
Prensip olarak, bir atomik yapı, kristal olmayan örneklerden ve tek bir molekülden bile, X-ışını saçılması uygulanarak ayırt edilebilir. Bununla birlikte, kristaller periyodik konumlarından dolayı daha kuvvetli sinyal sunarlar. Örnek bir kristalin periyodik tanımı, bir kristal üç bağımsız yönde sonsuz kez tekrar eden birçok birim hücrelerden oluşmaktadır. Bu tür periyodik sistemler, Bragg zirveleri olarak bilinen karşılıklı uzaydaki periyodik olarak tekrar eden noktaların yoğunlaştırılmış Fourier dönüşümlere sahiptirler; Bragg pikleri kırılma görüntüsünde gözlenen yansıma noktalarına karşılık gelir. Bu yansımalardaki genlik, saçıcıların sayısı olan N ile lineer olarak büyür, bu noktaların gözlenen yoğunluğu ise N2şeklinde kuadratik olarak büyümelidir. Diğer bir deyişle, bir kristalin kullanılması tek birim hücrelerin zayıf saçılmalarını yoğunlaştırarak daha güçlü ve daha tutarlı, gürültü seviyesinin üzerinde gözlemlenen  yansımalara dönüştürür. Bu bir yapıcı girişime örnektir.
Bir sıvıdaki, tozdaki ya da amorf örnekteki moleküller rastgele düzende bulunmaktadırlar. Bu örnekler, SAXS’ta gözlendiği gibi, genliğini düzenli bir şekilde yayan ve böylelikle ölçülen sinyal şiddetini azaltan sürekli bir Fourier spektrumuna sahiptirler. Daha da önemlisi yönelimsel bilgiler kaybolur. Teorik olarak mümkün olmasına rağmen, bu tür rotasyonel ortalama verilerden karmaşık, asimetrik moleküllerin atomik çözünürlükte yapılarını elde etmek deneysel olarak zordur. Bir ara durum ise, alt-birimleri en az bir boyutta düzenli olarak yerleştirilmiş olan fiber difraksiyondur.
Chappelle's Show
Chappelle's Show, komedyen Dave Chappelle ve Neal Brennan tarafından yaratılan Amerikan komedi TV dizisi. Şovun sunucusu olan Chappelle, aynı zamanda skeçlerde de rol aldı. Chappelle, Brennan ve Michele Armour'un yönetici yapımcılığını üstlendiği dizi, 22 Ocak 2003'te Comedy Central kanalında yayınlanmaya başladı. Şov iki sezon sürdü ve üçüncü sezon yarıda kesildi.
Üçüncü sezonla ilgili çeşitli ertelemelerden sonra, Chappelle'in diziden ayrılmasıyla dizinin prodüksiyonu ansızın sonlandırıldı. Hazırlanan üç bölüm 9-23 Temmuz 2006 arasında yayınlandı. Dizinin tekrarları Comedy Central'da ve dünya ülkelerinde yayınlanmaktadır.
ABD'deki çeşitli televizyon kanallarına satılan Chappelle's Show, bugün WGN America'da gösterilmektedir.
MR
İngilizcede Mr., "Mister"in (Bay) kısaltılmışıdır.
Çağatayca
Çağatay Han, Çingiz Han’ın Börte Hatun’dan doğan ikinci oğludur. Çingiz Han’ın 1227 yılında vefat etmesinden sonra Türk-Moğol Devleti’nin yönetimi dört oğlu arasında paylaştırılmıştır. Bu paylaşımdan Çağatay Han’a verilen pay, doğuda Uygur ülkesinden batıda Semerkant ve Buhara’ya kadar olan bölgelerdir. Çağatay Han, belirtilen coğrafyayı, Çingiz Han’ın vefatından sonra 1229 yılında toplanan kurultayda han seçilen kardeşi Ögedey adına yönetmiştir. Çağatay Hanlığı veya Çağatay Devleti olarak bilinen bağımsız siyasi yapı Çağatay Han’ın vefatından sonra meydana getirilmiştir. Çağatay sözcüğü özellikle Duva Han’ın zamanında devletin resmi adı olarak kullanılmaya başlarken aynı zamanda Maveraünnehir’de yaşayan konar-göçer Türkleri tanımlamak için de kullanılmaya başlanmıştır. Bu adlandırma, Çağatay Hanlığı’nın ortadan kaldırılmasından sonra da varlığını sürdürmüştür. Timürlüler devri ve sonrasında hatta 19. yüzyıla dek Çağatay adının bazı konar-göçer topluluklar arasında kimlik mahiyeti taşıdığı görülmüştür.
Çağatay teriminin bir edebî dili tanımlamak üzere kullanımını ilk kez Ali Şir Nevâyî’de görmekteyiz. Nevâyî, Mizanü’l Evzan’da “Çağatay lafzı” terimini kullanmıştır. Bununla beraber Nevâyî döneminin edebî dilini tanımlarken daha çok “Türk tili, Türki til ve Türkçe” gibi terimleri tercih etmektedir. 15. ve 16. yüzyılda Doğu Türkçesiyle eser veren diğer müellifler de eser verdikleri edebî dili tanımlamak için “Türk tili, Türk elfāzı, Türki til, Türki lafzı, Türkçe til, Türki ve Türkçe” terimlerini kullanırken Çağatay terimini hemen hemen hiç kullanmamışlardır. Avrupa’da Çağatayca teriminin yerleşmesine önayak olan Yahudi asıllı Macar türkolog A. Vámbéry olmuştur. A. Vámbéry tarafından 1867 yılında yayımlanan Cagataische Sprachstudien adlı eserden sonra Avrupa’da Türk dili üzerine araştırma yapanlar arasında Çağatayca terimi rağbet görmeye başlamıştır. Bununla beraber 18. yüzyılın sonlarında yazılan ve Batılılar tarafından hazırlanan ilk Çağatay Türkçesi sözlüğü olan Vocabularium Linguae Giagataicae sive Igureae adlı Doğu Türkçesi-Latince sözlük, Çağatayca teriminin Vámbéry'den önce de Batı'da kullanıldığını göstermektedir. Macar Jozsef Thury, Alman Martin Hartmann ve başka türkologlar da Doğu Türkçesini ifade etmek için Çağatayca terimini kullanmışlardır. Bununla beraber Dictionnaire turk-oriental adlı Doğu Türkçesi sözlüğü hazırlamış olan Pavet de Couteille ve yine Doğu Türkçesi sözlüğü hazırlayan Alman bilim insanı J. Th. Zenker, Doğu Türkçesi terimini kullanmayı tercih etmişlerdir. 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılların başlarında Rus türkologlar ve öğrenimini Rusya’da gören yabancı türkologlar Çağatayca terimiyle Uygurca sonrası Orta Asya edebî eserlerine işaret etmişlerdir. Doğu Türkçesi terimini ise daha geniş anlamda kullanmışlardır. W. Radloff Doğu Türkçesini yaşayan Sibirya grubu lehçeleri için kullanmıştır. II. Dünya Savaşı sonrasında E. E. Bertels, A. M. Şçerbak, V. V. Reşetov gibi Sovyet türkologları Çağatayca yerine “starouzbekskiy” yani Eski Özbekçe veya “drevneuzbekskiy” yani Kadim Özbekçe terimlerini kullanmaya başlamışlardır. Çağatay Türkçesinin olgunlaşmasında Harezm Türkçesinin ve Altın Ordu Kıpçak Türkçesinin, dolayısı ile de Karahanlı Türkçesinin edebî geleneğinin tesiri vardır. Çağatay Türkçesi, Yusuf Has Hacip tarafından işlenmiş edebî dilin yani Karahanlı Türkçesinin ve daha sonraki birkaç asır boyunca Orta Asya Türkleri için ortak yazı dili ve edebî dil olarak kullanılmış olan Harezm Türkçesinin mirası üzerinde şekillenmiştir.
Dönem
Samoyloviç, Çağatay edebî dilini de dört döneme ayırmıştır: l. İlk Çağatayca ya da Nevâyî’den önceki Çağatayca devri (XV. yüzyıl başlarından Nevâyî’nin ilk eserini verdiği 1465 yılına kadar), 2. Klâsik Çağatayca devri (1465-XVI. yüzyılın ortaları), 3. Klâsik devirden sonraki Çağatayca devri (XVII. yüzyılın sonuna kadar), 4. Son Çağatayca devri (XVIII. ve XIX. yüzyıllar). Çağatay sözcüğünün anlamını genişleten Köprülü ise, XIII.-XIX. yüzyıllar arası olarak kabul ettiği bu dönemi beş devreye ayırır: l. İlk Çağatay devri (XIII. ve XIV. yüzyıllar), 2. Klâsik Çağatay devrinin başlangıcı (XV. yüzyılın ilk yarısıNevâyî’ye kadar), 3. Klâsik Çağatay devri (XV. yüzyılın son yarısı-Nevâyî devri), 4. Klâsik devrin devamı (XVI. yüzyıl-Babur ve Şeybanlılar devri), 5. Gerileme ve çökme devri (XVII.-XIX. yüzyıllar). Eckmann ise Çağatayca Türkçesini üç döneme ayırır: l. Klâsik öncesi dönem (XV. yüzyılın başından Nevayî’nin ilk divanını yazdığı 1465’e kadar olan dönem-XV. yüzyılın ilk yarısı), 2. Klâsik Çağatayca dönemi (1465-1600, XV. yüzyılın ikinci ve XVI. yüzyılın ilk yarısı), 3. Klâsik sonrası dönem (1600-1921, XVI. yüzyılın ilk yarısından XIX. yüzyılın sonuna kadar).
Çağatay Türkçesi, 19. asrın ortalarına kadar Türkistan’ın her tarafında, Kazak ve Kazan coğrafyalarında edebî dil ve resmi dil olarak kullanılmaya devam etmiştir. Bu durum 18. ve 19. asırlarda Türkistan’ın Ruslar tarafından işgal edilmesiyle değişmeye başlamış, umumi edebî dil ve resmi dil olan Çağatay Türkçesinin yerini mahalli lehçeler almaya başlamıştır. Mahalli lehçeleri ön plana çıkartma girişimlerinin ilk olarak 1861’den sonra Kazan Üniversitesi’nde Türk dilleri profesörü olan misyoner Nikolay İlminski tarafından sistemlileştirildiği bilinmektedir. Türk boylarını Hristiyanlaştırma arzusu içindeki İlminski, misyonerlik faaliyetlerinin ulusal dil ve kültürlere dayanılarak yapılması fikrini ortaya atmıştır. İlminski, bu doğrultuda Kazan Türkleri için Kiril alfabesine dayanan bir “Tatar alfabesi” ve Kazak Türkleri için de yine Kiril harflerine dayanan bir “Kazak alfabesi” icat etmiştir. Çarlık Rusya, 1870 yılından itibaren, Hristiyanlaştırılan Kazan Türkleri için birçok “Tatar Okulu” açmış, Kazak-Kırgız, Özbek ve Türkmen lehçelerinde gazeteler çıkarmıştır. Yine aynı yıldan itibaren Rus-Kazak okulları da açılmaya başlanmıştır. İlminski, bir yandan mahalli lehçeleri bölgesel olarak desteklerken bir yandan da herhangi bir mahalli lehçenin Türkler arasında ortak yazı dili konumuna yükselmemesi için çabalamış ve İlminski’nin politikaları Sovyet Rusya döneminde Stalin tarafından ortaya konan milliyetler politikasının temelini oluşturmuştur. Bir diğer misyoner Ostroumov, Taşkent’te 1883’ten 1917’ye kadar Farsça tesirindeki şehir ağzına dayanan mahalli bir lehçe ile “Türkistan Vilayeti’nin Geziti” isimli gazeteyi çıkartarak, Taşkent ağzının resmi dil seviyesine çıkarılmasına zemin hazırlamıştır. Bolşevikler, mahalli lehçeleri birbirlerinden iyice ayırmak, aradaki farkları keskinleştirmek ve karşılıklı etkileşimi en aza indirmek için her mahalli lehçeye farklı harfler içeren Latin alfabelerini dayatmışlardır. Rus istilasındaki Türkistan Türkleri, 1920’lerden 1937-1940 yıllarına kadar bu Latin alfabelerini kullanmışlardır. Bu süreçten sonra Sovyet idaresindeki tüm Türklere tekrar Kiril alfabesi dayatılmıştır. Kiril alfabeleri de her Türk boyu için ayrı ayrı düzenlenmiş ve toplamda 19 farklı alfabe oluşturulmuştur. 16 Eylül 1924’te Türkistan’daki Bolşevik Merkez İdaresi’nin kararıyla “Türkistan” adı da kullanımdan kaldırılmış ve yerine “Orta Asya” tabiri getirilmiştir. 1929-1939 yılları arasında Berlin’de Türkistan Türkleri tarafından Çağatay Türkçesi dil özelliklerini muhafaza etmeye çalışılarak çıkartılan Yaş Türkistan dergisinde mezkur Sovyet politikaları sert biçimde eleştirilmiştir. Bu dergide İsen Tursun mahlasıyla yazan Tahir Çağatay’ın verdiği bilgiye göre Sovyet Rusya hükûmeti, Doğu Türkçesiyle meydana getirilmiş edebiyatı külliyen yok sayarak, halklara edebî dil verdiğini iddia etmiş ve bunu inkâr edenleri nankörlükle suçlamıştır. 1936 yılına gelindiğinde Sovyetler tarafından Türkistan’ın parçalanmasıyla oluşturulan sosyalist cumhuriyetlerin sınırları belirlenmiş ve mahalli lehçeler resmi dil statüsüne çıkarılmış ve Çağatay Türkçesi tarih sahnesinden çekilmiştir.