0:00:00.000,0:00:02.000
To, čo vám idem ukázať,

0:00:02.000,0:00:06.000
sú úžasné molekulárne stroje,

0:00:06.000,0:00:09.000
ktoré vytvárajú živú stavebnú hmotu vášho tela.

0:00:09.000,0:00:12.000
Molekuly sú naozaj, naozaj malé.

0:00:12.000,0:00:14.000
A tým "malé"

0:00:14.000,0:00:16.000
myslím naozaj malé.

0:00:16.000,0:00:18.000
Sú menšie ako vlnová dĺžka svetla,

0:00:18.000,0:00:21.000
takže nemáme žiaden spôsob, ako ich priamo pozorovať.

0:00:21.000,0:00:23.000
Ale prostredníctvom vedy máme dosť dobrú predstavu

0:00:23.000,0:00:26.000
o tom, čo sa deje dolu na molekulárnej úrovni.

0:00:26.000,0:00:29.000
Takže to, čo môžeme, je skutočne vám povedať o týchto molekulách,

0:00:29.000,0:00:32.000
ale nemáme vlastne priamy spôsob, ako vám ich ukázať.

0:00:32.000,0:00:35.000
Jeden možný spôsob je nakresliť obrázky.

0:00:35.000,0:00:37.000
A táto myšlienka vlastne nie je nová.

0:00:37.000,0:00:39.000
Vedci vždy vytvárali obrázky

0:00:39.000,0:00:42.000
ako súčasť ich procesu myslenia a objavovania.

0:00:42.000,0:00:45.000
Kreslili obrázky toho, čo pozorovali vlastnými očami,

0:00:45.000,0:00:47.000
technológiami ako sú teleskopy a mikroskopy,

0:00:47.000,0:00:50.000
a tiež toho, o čom premýšlali.

0:00:50.000,0:00:52.000
Vybral som dva známe príklady,

0:00:52.000,0:00:55.000
pretože sú známi tým, že vyjadrili vedu prostredníctvom umenia.

0:00:55.000,0:00:57.000
A začnem s Galileom,

0:00:57.000,0:00:59.000
ktorý použil prvý teleskop na svete

0:00:59.000,0:01:01.000
aby sa pozrel na Mesiac.

0:01:01.000,0:01:03.000
A zmenil naše chápanie Mesiaca.

0:01:03.000,0:01:05.000
Vnímanie v 17-tom storočí

0:01:05.000,0:01:07.000
bolo, že mesiac je dokonalá nebeská guľa.

0:01:07.000,0:01:10.000
Ale to, čo videl Galileo, bol kamenný, neúrodný svet,

0:01:10.000,0:01:13.000
ktorý vyjadril prostredníctvom svojej akvarelovej maľby.

0:01:13.000,0:01:15.000
Ďalší vedec s veľmi veľkými myšlienkami,

0:01:15.000,0:01:18.000
super star biológie, je Charles Darwin.

0:01:18.000,0:01:20.000
A s jeho známym záznamom v jeho notese,

0:01:20.000,0:01:23.000
začína v ľavom hornom rohu s "Myslím,"

0:01:23.000,0:01:26.000
a potom načrtne prvý strom života,

0:01:26.000,0:01:28.000
ktorý predstavuje jeho vnímanie

0:01:28.000,0:01:30.000
toho, ako sú druhy, všetky živé veci na Zemi,

0:01:30.000,0:01:33.000
spojené evolučnou históriou --

0:01:33.000,0:01:35.000
pôvod druhov cez prirodzený výber

0:01:35.000,0:01:38.000
a rozrôznenie od pôvodnej populácie.

0:01:38.000,0:01:40.000
Dokonca aj ako vedec

0:01:40.000,0:01:42.000
som zvykol chodiť na prednášky molekulárnych biológov

0:01:42.000,0:01:45.000
a zdali sa mi úplne nezrozumiteľné,

0:01:45.000,0:01:47.000
s tým efektným technickým jazykom a žargónom,

0:01:47.000,0:01:49.000
ktorý používali keď popisovali svoju prácu,

0:01:49.000,0:01:52.000
až kým som nenarazil na diela Davida Goodsella,

0:01:52.000,0:01:55.000
ktorý je molekulárnym biológom na Scrippovom Inštitúte.

0:01:55.000,0:01:57.000
A jeho obrázky,

0:01:57.000,0:01:59.000
všetko je presné a v správnej mierke.

0:01:59.000,0:02:02.000
A jeho práca pre mňa objasnila,

0:02:02.000,0:02:04.000
aký je molekulárny život v našom vnútri.

0:02:04.000,0:02:07.000
Takže toto je priečny rez krvou.

0:02:07.000,0:02:09.000
V hornom ľavom rohu vidíte žltozelenú oblasť.

0:02:09.000,0:02:12.000
Žltozelená oblasť sú tekutiny krvi, čo je väčšinou voda,

0:02:12.000,0:02:14.000
ale tiež protilátky, cukry,

0:02:14.000,0:02:16.000
hormóny, takéto veci.

0:02:16.000,0:02:18.000
A červená oblasť je rez do červenej krvinky.

0:02:18.000,0:02:20.000
A tie červené molekuly sú hemoglobín.

0:02:20.000,0:02:22.000
Sú skutočne červené; to je to, čo dáva krvi jej farbu.

0:02:22.000,0:02:24.000
A hemoglobín funguje ako molekulárna špongia -

0:02:24.000,0:02:26.000
nasáva kyslík vo vašich pľúcach,

0:02:26.000,0:02:28.000
a potom ho prenáša do ostatných častí tela.

0:02:28.000,0:02:31.000
Tento obrázok ma veľmi inšpiroval pred mnohými rokmi

0:02:31.000,0:02:33.000
a uvažoval som, či by som mohol použiť počítačovú grafiku

0:02:33.000,0:02:35.000
na znázornenie molekulárneho sveta.

0:02:35.000,0:02:37.000
Ako by to vyzeralo?

0:02:37.000,0:02:40.000
A takto som vlastne začal. Takže začnime.

0:02:40.000,0:02:42.000
Toto je DNA vo svojej klasickej forme dvojitej špirály.

0:02:42.000,0:02:44.000
A je z röntgenovej kryštalografie,

0:02:44.000,0:02:46.000
takže je to presný model DNA.

0:02:46.000,0:02:48.000
Ak rozvinieme dvojitú špirálu a "rozzipsujeme" dve vlákna,

0:02:48.000,0:02:50.000
vidíte tieto veci, ktoré vyzerajú ako zuby.

0:02:50.000,0:02:52.000
To sú písmená genetického kódu,

0:02:52.000,0:02:55.000
25000 génov, ktoré máte vpísané vo svojej DNA.

0:02:55.000,0:02:57.000
Toto je to, o čom sa obvykle hovorí --

0:02:57.000,0:02:59.000
genetický kód -- toto je to, o čom hovoria.

0:02:59.000,0:03:01.000
Ale ja chcem hovoriť o inom aspekte vedy o DNA,

0:03:01.000,0:03:04.000
a to o fyzickej podstate DNA.

0:03:04.000,0:03:07.000
Sú to tieto dve vlákna, ktoré bežia opačným smerom,

0:03:07.000,0:03:09.000
z dôvodov, ktoré teraz nemôžem vysvetliť.

0:03:09.000,0:03:11.000
Ale ony fyzicky bežia opačným smerom,

0:03:11.000,0:03:14.000
čo vytvára množstvo komplikácií pre vaše živé bunky,

0:03:14.000,0:03:16.000
ako za chvíľu uvidíte,

0:03:16.000,0:03:19.000
najmä keď je DNA kopírovaná.

0:03:19.000,0:03:21.000
A tak to, čo vám idem ukázať,

0:03:21.000,0:03:23.000
je presná reprezentácia

0:03:23.000,0:03:26.000
skutočného mechanizmu replikácie DNA, ktorá sa deje práve teraz vnútri vášho tela,

0:03:26.000,0:03:29.000
minimálne podľa biológie 2002.

0:03:29.000,0:03:32.000
Takže DNA vstupuje do produkčnej linky z ľavej strany,

0:03:32.000,0:03:35.000
a narazí na tento súbor, tieto miniatúrne biochemické prístroje,

0:03:35.000,0:03:38.000
ktoré trhajú DNA vlákna od seba a robia jeho presnú kópiu.

0:03:38.000,0:03:40.000
Takže DNA vchádza

0:03:40.000,0:03:42.000
a narazí na túto modrú venčekovitú štruktúru

0:03:42.000,0:03:44.000
a je roztrhaná na svoje dve vlákna.

0:03:44.000,0:03:46.000
Jedno vlákno môže byť kopírované priamo

0:03:46.000,0:03:49.000
a môžete vidieť tieto veci odvíjajúce sa dospodu.

0:03:49.000,0:03:51.000
Ale veci nie sú také jednoduché na druhom vlákne

0:03:51.000,0:03:53.000
pretože musí byť kopírované obrátene.

0:03:53.000,0:03:55.000
Takže je opakovane vysúvané v takýchto slučkách

0:03:55.000,0:03:57.000
a kopírované po sekciách,

0:03:57.000,0:04:00.000
vytvárajúc dve nové DNA molekuly.

0:04:00.000,0:04:03.000
Teraz máte bilióny takýchto strojov

0:04:03.000,0:04:05.000
pracujúcich vo vašom vnútri, práve teraz,

0:04:05.000,0:04:07.000
kopírujúc vašu DNA s vynikajúcou presnosťou.

0:04:07.000,0:04:09.000
Je to presná reprezentácia

0:04:09.000,0:04:12.000
a je to veľmi blízko k správnej rýchlosti, akou sa to deje vo vašom vnútri.

0:04:12.000,0:04:15.000
Vynechal som korekciu chýb a pár ďalších veci.

0:04:17.000,0:04:19.000
Toto bola práca spred mnohých rokov.

0:04:19.000,0:04:21.000
Ďakujem.

0:04:21.000,0:04:24.000
Toto je práca spred mnohých rokov,

0:04:24.000,0:04:27.000
ale to, čo vám chcem ukázať ďalej, je aktualizovaná veda, aktualizovaná technológia.

0:04:27.000,0:04:29.000
Takže znovu začneme s DNA.

0:04:29.000,0:04:32.000
A chveje sa a krúti, pretože ju obklopuje polievka molekúl,

0:04:32.000,0:04:34.000
ktorú som odstránil, aby ste mohli niečo vidieť.

0:04:34.000,0:04:36.000
DNA má priemer asi dva nanometre,

0:04:36.000,0:04:38.000
čo je naozaj maličké.

0:04:38.000,0:04:40.000
Ale v každej z vašich buniek,

0:04:40.000,0:04:44.000
každé vlákno DNA je dlhé približne 30 až 40 miliónov nanometrov.

0:04:44.000,0:04:47.000
Takže, aby bola DNA organizovaná a aby prístup ku genetickému kódu bol regulovaný,

0:04:47.000,0:04:49.000
je ovinutá okolo týchto fialových proteínov --

0:04:49.000,0:04:51.000
alebo, presnejšie, ja som ich tu označil na fialovo.

0:04:51.000,0:04:53.000
Je zbalená a zvinutá.

0:04:53.000,0:04:56.000
Celé toto zorné pole je jediné vlákno DNA.

0:04:56.000,0:04:59.000
Tento veľký balík DNA je zvaný chromozóm.

0:04:59.000,0:05:02.000
A k chromozómom sa vrátime o chvíľku.

0:05:02.000,0:05:04.000
A odtiahneme sa, vzdialime sa

0:05:04.000,0:05:06.000
von cez nukleárny pór,

0:05:06.000,0:05:09.000
ktorý je bránou do tohto priestoru, ktorý drží celú DNA,

0:05:09.000,0:05:11.000
nazvaného nukleus.

0:05:11.000,0:05:13.000
Celé toto zorné pole

0:05:13.000,0:05:16.000
predstavuje asi semester biológie a ja mám sedem minút.

0:05:16.000,0:05:19.000
Takže to nebudeme vedieť spraviť dnes?

0:05:19.000,0:05:22.000
Nie, hovoria mi, "Nie."

0:05:22.000,0:05:25.000
Takto vyzerá živá bunka pod optickým mikroskopom.

0:05:25.000,0:05:28.000
A je filmovaná časozberne, preto môžete vidieť ako sa hýbe.

0:05:28.000,0:05:30.000
Nukleárna obálka sa rúca.

0:05:30.000,0:05:33.000
Tieto párkovité veci sú chromozómy a zameriame sa na ne.

0:05:33.000,0:05:35.000
Prejdú týmto pozoruhodným pohybom,

0:05:35.000,0:05:38.000
ktorý sa sústreďuje na tieto malé červené body.

0:05:38.000,0:05:41.000
Keď bunka cíti, že je pripravená,

0:05:41.000,0:05:43.000
roztrhne chromozóm.

0:05:43.000,0:05:45.000
Jeden set DNA ide na jednu stranu,

0:05:45.000,0:05:47.000
druhá strana dostane druhý set DNA --

0:05:47.000,0:05:49.000
identické kópie DNA.

0:05:49.000,0:05:51.000
A potom sa bunka dolu v strede rozdelí.

0:05:51.000,0:05:53.000
A znovu, máte miliardy buniek,

0:05:53.000,0:05:56.000
ktoré tento proces podstupujú práve teraz vo vašom vnútri.

0:05:56.000,0:05:59.000
Teraz to pretočíme naspäť a zameriame sa len na chromozómy

0:05:59.000,0:06:01.000
a pozrieme sa na jeho štruktúru a popíšeme ju.

0:06:01.000,0:06:04.000
Takže znovu, sme tu v tej prelomovej chvíli.

0:06:04.000,0:06:06.000
Chromozómy sa zoraďujú.

0:06:06.000,0:06:08.000
A ak izolujeme iba jeden chromozóm,

0:06:08.000,0:06:10.000
vytiahneme ho a pozrieme sa na jeho štruktúru.

0:06:10.000,0:06:13.000
Tak toto je jedna z najväčších molekulárnych štruktúr, aké sú,

0:06:13.000,0:06:17.000
aspoň čo sme zatiaľ objavili vnútri nás.

0:06:17.000,0:06:19.000
Takže toto je jednotlivý chromozóm.

0:06:19.000,0:06:22.000
A máte dve vlákna DNA v každom chromozóme.

0:06:22.000,0:06:24.000
Jeden je zbalený do jednej klobásky.

0:06:24.000,0:06:26.000
Druhé vlákno je zbalené do druhej klobásky.

0:06:26.000,0:06:29.000
Tieto veci, ktoré vyzerajú ako fúzy, ktoré trčia z každej strany

0:06:29.000,0:06:32.000
sú dynamické lešenie bunky.

0:06:32.000,0:06:34.000
Nazývame ich mikrotubuly. To meno nie je dôležité.

0:06:34.000,0:06:37.000
Ale sústredíme sa na túto červenú oblasť -- označil som ju tu červenou --

0:06:37.000,0:06:39.000
a je to rozhranie

0:06:39.000,0:06:42.000
medzi dynamickým lešením a chromozómami.

0:06:42.000,0:06:45.000
Je zjavne ústredné pre pohyb chromozómov.

0:06:45.000,0:06:48.000
Vôbec netušíme, ako dosahuje ten pohyb.

0:06:48.000,0:06:50.000
Študujeme túto vec zvanú kinetochór

0:06:50.000,0:06:52.000
viac ako sto rokov s intenzívnym úsilím,

0:06:52.000,0:06:55.000
a stále len začíname objavovať, o čom vôbec je.

0:06:55.000,0:06:58.000
Je tvorená z približne 200 rôznych typov proteínov,

0:06:58.000,0:07:01.000
tisícov proteínov celkovo.

0:07:01.000,0:07:04.000
Je to systém vysielajúci signály.

0:07:04.000,0:07:06.000
Vysiela prostredníctvom chemických signálov

0:07:06.000,0:07:09.000
hovoriac zvyšku bunky, kedy je pripravený,

0:07:09.000,0:07:12.000
kedy cíti, že všetko je usporiadané a pripravené

0:07:12.000,0:07:14.000
na rozdelenie chromozómov.

0:07:14.000,0:07:17.000
Dokáže sa pripojiť na rastúce a zmenšujúce sa mikrotubuly.

0:07:17.000,0:07:20.000
Je prepojený s rastom mikrotubulí,

0:07:20.000,0:07:23.000
a dokáže sa s nimi dočasne prepojiť.

0:07:23.000,0:07:25.000
Je to aj systém, ktorý vníma upozornenia.

0:07:25.000,0:07:27.000
Je schopný cítiť, kedy je bunka pripravená,

0:07:27.000,0:07:29.000
kedy je chromozóm v správnej polohe.

0:07:29.000,0:07:31.000
Tu zozelenie,

0:07:31.000,0:07:33.000
pretože cíti, že všetko je úplne správne.

0:07:33.000,0:07:35.000
A vidíte, tu je posledný malý kúsok,

0:07:35.000,0:07:37.000
ktorý zostáva červený.

0:07:37.000,0:07:40.000
A odišiel dolu po mikrotubuliach.

0:07:41.000,0:07:44.000
To je signálny vysielací systém posielajúci stop signál.

0:07:44.000,0:07:47.000
A odkráčal preč. Tým myslím, že je to natoľko mechanické.

0:07:47.000,0:07:49.000
Je to molekulárny hodinový stroj.

0:07:49.000,0:07:52.000
Takto fungujete v molekulárnej mierke.

0:07:52.000,0:07:55.000
Takže s trochou molekulárneho prikrášlenia

0:07:55.000,0:07:58.000
máme kinesíny, ktoré sú oranžové.

0:07:58.000,0:08:00.000
Sú to malé molekulárne kuriérske molekuly kráčajúce jedným smerom.

0:08:00.000,0:08:03.000
A tu sú dineíny. Nesú ten vysielací systém.

0:08:03.000,0:08:06.000
A majú svoje dlhé nohy, aby mohli prekračovať prekážky a tak.

0:08:06.000,0:08:08.000
Takže znova, toto je všetko presne odvodené

0:08:08.000,0:08:10.000
z vedy.

0:08:10.000,0:08:13.000
Problém je, že vám to nemôžeme ukázať žiadnym iným spôsobom.

0:08:13.000,0:08:15.000
Skúmanie na hraniciach vedy,

0:08:15.000,0:08:17.000
na hraniciach ľudského porozumenia,

0:08:17.000,0:08:20.000
je ohromujúce.

0:08:20.000,0:08:22.000
Objavovanie týchto vecí

0:08:22.000,0:08:25.000
je určite príjemná motivácia na prácu vo vede.

0:08:25.000,0:08:28.000
Ale väčšina lekárskych výskumníkov --

0:08:28.000,0:08:30.000
väčšina týchto vecí --

0:08:30.000,0:08:33.000
sú jednoducho kroky po ceste k väčším cieľom,

0:08:33.000,0:08:36.000
ktorými sú vyhubenie chorôb,

0:08:36.000,0:08:38.000
odstránenie utrpenia a nešťastia, ktoré choroby spôsobujú,

0:08:38.000,0:08:40.000
a pomôcť ľuďom z chudoby.

0:08:40.000,0:08:42.000
Ďakujem.

0:08:42.000,0:08:46.000
(Potlesk)