1
00:00:00,000 --> 00:00:02,000
To, čo vám idem ukázať,

2
00:00:02,000 --> 00:00:06,000
sú úžasné molekulárne stroje,

3
00:00:06,000 --> 00:00:09,000
ktoré vytvárajú živú stavebnú hmotu vášho tela.

4
00:00:09,000 --> 00:00:12,000
Molekuly sú naozaj, naozaj malé.

5
00:00:12,000 --> 00:00:14,000
A tým "malé"

6
00:00:14,000 --> 00:00:16,000
myslím naozaj malé.

7
00:00:16,000 --> 00:00:18,000
Sú menšie ako vlnová dĺžka svetla,

8
00:00:18,000 --> 00:00:21,000
takže nemáme žiaden spôsob, ako ich priamo pozorovať.

9
00:00:21,000 --> 00:00:23,000
Ale prostredníctvom vedy máme dosť dobrú predstavu

10
00:00:23,000 --> 00:00:26,000
o tom, čo sa deje dolu na molekulárnej úrovni.

11
00:00:26,000 --> 00:00:29,000
Takže to, čo môžeme, je skutočne vám povedať o týchto molekulách,

12
00:00:29,000 --> 00:00:32,000
ale nemáme vlastne priamy spôsob, ako vám ich ukázať.

13
00:00:32,000 --> 00:00:35,000
Jeden možný spôsob je nakresliť obrázky.

14
00:00:35,000 --> 00:00:37,000
A táto myšlienka vlastne nie je nová.

15
00:00:37,000 --> 00:00:39,000
Vedci vždy vytvárali obrázky

16
00:00:39,000 --> 00:00:42,000
ako súčasť ich procesu myslenia a objavovania.

17
00:00:42,000 --> 00:00:45,000
Kreslili obrázky toho, čo pozorovali vlastnými očami,

18
00:00:45,000 --> 00:00:47,000
technológiami ako sú teleskopy a mikroskopy,

19
00:00:47,000 --> 00:00:50,000
a tiež toho, o čom premýšlali.

20
00:00:50,000 --> 00:00:52,000
Vybral som dva známe príklady,

21
00:00:52,000 --> 00:00:55,000
pretože sú známi tým, že vyjadrili vedu prostredníctvom umenia.

22
00:00:55,000 --> 00:00:57,000
A začnem s Galileom,

23
00:00:57,000 --> 00:00:59,000
ktorý použil prvý teleskop na svete

24
00:00:59,000 --> 00:01:01,000
aby sa pozrel na Mesiac.

25
00:01:01,000 --> 00:01:03,000
A zmenil naše chápanie Mesiaca.

26
00:01:03,000 --> 00:01:05,000
Vnímanie v 17-tom storočí

27
00:01:05,000 --> 00:01:07,000
bolo, že mesiac je dokonalá nebeská guľa.

28
00:01:07,000 --> 00:01:10,000
Ale to, čo videl Galileo, bol kamenný, neúrodný svet,

29
00:01:10,000 --> 00:01:13,000
ktorý vyjadril prostredníctvom svojej akvarelovej maľby.

30
00:01:13,000 --> 00:01:15,000
Ďalší vedec s veľmi veľkými myšlienkami,

31
00:01:15,000 --> 00:01:18,000
super star biológie, je Charles Darwin.

32
00:01:18,000 --> 00:01:20,000
A s jeho známym záznamom v jeho notese,

33
00:01:20,000 --> 00:01:23,000
začína v ľavom hornom rohu s "Myslím,"

34
00:01:23,000 --> 00:01:26,000
a potom načrtne prvý strom života,

35
00:01:26,000 --> 00:01:28,000
ktorý predstavuje jeho vnímanie

36
00:01:28,000 --> 00:01:30,000
toho, ako sú druhy, všetky živé veci na Zemi,

37
00:01:30,000 --> 00:01:33,000
spojené evolučnou históriou --

38
00:01:33,000 --> 00:01:35,000
pôvod druhov cez prirodzený výber

39
00:01:35,000 --> 00:01:38,000
a rozrôznenie od pôvodnej populácie.

40
00:01:38,000 --> 00:01:40,000
Dokonca aj ako vedec

41
00:01:40,000 --> 00:01:42,000
som zvykol chodiť na prednášky molekulárnych biológov

42
00:01:42,000 --> 00:01:45,000
a zdali sa mi úplne nezrozumiteľné,

43
00:01:45,000 --> 00:01:47,000
s tým efektným technickým jazykom a žargónom,

44
00:01:47,000 --> 00:01:49,000
ktorý používali keď popisovali svoju prácu,

45
00:01:49,000 --> 00:01:52,000
až kým som nenarazil na diela Davida Goodsella,

46
00:01:52,000 --> 00:01:55,000
ktorý je molekulárnym biológom na Scrippovom Inštitúte.

47
00:01:55,000 --> 00:01:57,000
A jeho obrázky,

48
00:01:57,000 --> 00:01:59,000
všetko je presné a v správnej mierke.

49
00:01:59,000 --> 00:02:02,000
A jeho práca pre mňa objasnila,

50
00:02:02,000 --> 00:02:04,000
aký je molekulárny život v našom vnútri.

51
00:02:04,000 --> 00:02:07,000
Takže toto je priečny rez krvou.

52
00:02:07,000 --> 00:02:09,000
V hornom ľavom rohu vidíte žltozelenú oblasť.

53
00:02:09,000 --> 00:02:12,000
Žltozelená oblasť sú tekutiny krvi, čo je väčšinou voda,

54
00:02:12,000 --> 00:02:14,000
ale tiež protilátky, cukry,

55
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
hormóny, takéto veci.

56
00:02:16,000 --> 00:02:18,000
A červená oblasť je rez do červenej krvinky.

57
00:02:18,000 --> 00:02:20,000
A tie červené molekuly sú hemoglobín.

58
00:02:20,000 --> 00:02:22,000
Sú skutočne červené; to je to, čo dáva krvi jej farbu.

59
00:02:22,000 --> 00:02:24,000
A hemoglobín funguje ako molekulárna špongia -

60
00:02:24,000 --> 00:02:26,000
nasáva kyslík vo vašich pľúcach,

61
00:02:26,000 --> 00:02:28,000
a potom ho prenáša do ostatných častí tela.

62
00:02:28,000 --> 00:02:31,000
Tento obrázok ma veľmi inšpiroval pred mnohými rokmi

63
00:02:31,000 --> 00:02:33,000
a uvažoval som, či by som mohol použiť počítačovú grafiku

64
00:02:33,000 --> 00:02:35,000
na znázornenie molekulárneho sveta.

65
00:02:35,000 --> 00:02:37,000
Ako by to vyzeralo?

66
00:02:37,000 --> 00:02:40,000
A takto som vlastne začal. Takže začnime.

67
00:02:40,000 --> 00:02:42,000
Toto je DNA vo svojej klasickej forme dvojitej špirály.

68
00:02:42,000 --> 00:02:44,000
A je z röntgenovej kryštalografie,

69
00:02:44,000 --> 00:02:46,000
takže je to presný model DNA.

70
00:02:46,000 --> 00:02:48,000
Ak rozvinieme dvojitú špirálu a "rozzipsujeme" dve vlákna,

71
00:02:48,000 --> 00:02:50,000
vidíte tieto veci, ktoré vyzerajú ako zuby.

72
00:02:50,000 --> 00:02:52,000
To sú písmená genetického kódu,

73
00:02:52,000 --> 00:02:55,000
25000 génov, ktoré máte vpísané vo svojej DNA.

74
00:02:55,000 --> 00:02:57,000
Toto je to, o čom sa obvykle hovorí --

75
00:02:57,000 --> 00:02:59,000
genetický kód -- toto je to, o čom hovoria.

76
00:02:59,000 --> 00:03:01,000
Ale ja chcem hovoriť o inom aspekte vedy o DNA,

77
00:03:01,000 --> 00:03:04,000
a to o fyzickej podstate DNA.

78
00:03:04,000 --> 00:03:07,000
Sú to tieto dve vlákna, ktoré bežia opačným smerom,

79
00:03:07,000 --> 00:03:09,000
z dôvodov, ktoré teraz nemôžem vysvetliť.

80
00:03:09,000 --> 00:03:11,000
Ale ony fyzicky bežia opačným smerom,

81
00:03:11,000 --> 00:03:14,000
čo vytvára množstvo komplikácií pre vaše živé bunky,

82
00:03:14,000 --> 00:03:16,000
ako za chvíľu uvidíte,

83
00:03:16,000 --> 00:03:19,000
najmä keď je DNA kopírovaná.

84
00:03:19,000 --> 00:03:21,000
A tak to, čo vám idem ukázať,

85
00:03:21,000 --> 00:03:23,000
je presná reprezentácia

86
00:03:23,000 --> 00:03:26,000
skutočného mechanizmu replikácie DNA, ktorá sa deje práve teraz vnútri vášho tela,

87
00:03:26,000 --> 00:03:29,000
minimálne podľa biológie 2002.

88
00:03:29,000 --> 00:03:32,000
Takže DNA vstupuje do produkčnej linky z ľavej strany,

89
00:03:32,000 --> 00:03:35,000
a narazí na tento súbor, tieto miniatúrne biochemické prístroje,

90
00:03:35,000 --> 00:03:38,000
ktoré trhajú DNA vlákna od seba a robia jeho presnú kópiu.

91
00:03:38,000 --> 00:03:40,000
Takže DNA vchádza

92
00:03:40,000 --> 00:03:42,000
a narazí na túto modrú venčekovitú štruktúru

93
00:03:42,000 --> 00:03:44,000
a je roztrhaná na svoje dve vlákna.

94
00:03:44,000 --> 00:03:46,000
Jedno vlákno môže byť kopírované priamo

95
00:03:46,000 --> 00:03:49,000
a môžete vidieť tieto veci odvíjajúce sa dospodu.

96
00:03:49,000 --> 00:03:51,000
Ale veci nie sú také jednoduché na druhom vlákne

97
00:03:51,000 --> 00:03:53,000
pretože musí byť kopírované obrátene.

98
00:03:53,000 --> 00:03:55,000
Takže je opakovane vysúvané v takýchto slučkách

99
00:03:55,000 --> 00:03:57,000
a kopírované po sekciách,

100
00:03:57,000 --> 00:04:00,000
vytvárajúc dve nové DNA molekuly.

101
00:04:00,000 --> 00:04:03,000
Teraz máte bilióny takýchto strojov

102
00:04:03,000 --> 00:04:05,000
pracujúcich vo vašom vnútri, práve teraz,

103
00:04:05,000 --> 00:04:07,000
kopírujúc vašu DNA s vynikajúcou presnosťou.

104
00:04:07,000 --> 00:04:09,000
Je to presná reprezentácia

105
00:04:09,000 --> 00:04:12,000
a je to veľmi blízko k správnej rýchlosti, akou sa to deje vo vašom vnútri.

106
00:04:12,000 --> 00:04:15,000
Vynechal som korekciu chýb a pár ďalších veci.

107
00:04:17,000 --> 00:04:19,000
Toto bola práca spred mnohých rokov.

108
00:04:19,000 --> 00:04:21,000
Ďakujem.

109
00:04:21,000 --> 00:04:24,000
Toto je práca spred mnohých rokov,

110
00:04:24,000 --> 00:04:27,000
ale to, čo vám chcem ukázať ďalej, je aktualizovaná veda, aktualizovaná technológia.

111
00:04:27,000 --> 00:04:29,000
Takže znovu začneme s DNA.

112
00:04:29,000 --> 00:04:32,000
A chveje sa a krúti, pretože ju obklopuje polievka molekúl,

113
00:04:32,000 --> 00:04:34,000
ktorú som odstránil, aby ste mohli niečo vidieť.

114
00:04:34,000 --> 00:04:36,000
DNA má priemer asi dva nanometre,

115
00:04:36,000 --> 00:04:38,000
čo je naozaj maličké.

116
00:04:38,000 --> 00:04:40,000
Ale v každej z vašich buniek,

117
00:04:40,000 --> 00:04:44,000
každé vlákno DNA je dlhé približne 30 až 40 miliónov nanometrov.

118
00:04:44,000 --> 00:04:47,000
Takže, aby bola DNA organizovaná a aby prístup ku genetickému kódu bol regulovaný,

119
00:04:47,000 --> 00:04:49,000
je ovinutá okolo týchto fialových proteínov --

120
00:04:49,000 --> 00:04:51,000
alebo, presnejšie, ja som ich tu označil na fialovo.

121
00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Je zbalená a zvinutá.

122
00:04:53,000 --> 00:04:56,000
Celé toto zorné pole je jediné vlákno DNA.

123
00:04:56,000 --> 00:04:59,000
Tento veľký balík DNA je zvaný chromozóm.

124
00:04:59,000 --> 00:05:02,000
A k chromozómom sa vrátime o chvíľku.

125
00:05:02,000 --> 00:05:04,000
A odtiahneme sa, vzdialime sa

126
00:05:04,000 --> 00:05:06,000
von cez nukleárny pór,

127
00:05:06,000 --> 00:05:09,000
ktorý je bránou do tohto priestoru, ktorý drží celú DNA,

128
00:05:09,000 --> 00:05:11,000
nazvaného nukleus.

129
00:05:11,000 --> 00:05:13,000
Celé toto zorné pole

130
00:05:13,000 --> 00:05:16,000
predstavuje asi semester biológie a ja mám sedem minút.

131
00:05:16,000 --> 00:05:19,000
Takže to nebudeme vedieť spraviť dnes?

132
00:05:19,000 --> 00:05:22,000
Nie, hovoria mi, "Nie."

133
00:05:22,000 --> 00:05:25,000
Takto vyzerá živá bunka pod optickým mikroskopom.

134
00:05:25,000 --> 00:05:28,000
A je filmovaná časozberne, preto môžete vidieť ako sa hýbe.

135
00:05:28,000 --> 00:05:30,000
Nukleárna obálka sa rúca.

136
00:05:30,000 --> 00:05:33,000
Tieto párkovité veci sú chromozómy a zameriame sa na ne.

137
00:05:33,000 --> 00:05:35,000
Prejdú týmto pozoruhodným pohybom,

138
00:05:35,000 --> 00:05:38,000
ktorý sa sústreďuje na tieto malé červené body.

139
00:05:38,000 --> 00:05:41,000
Keď bunka cíti, že je pripravená,

140
00:05:41,000 --> 00:05:43,000
roztrhne chromozóm.

141
00:05:43,000 --> 00:05:45,000
Jeden set DNA ide na jednu stranu,

142
00:05:45,000 --> 00:05:47,000
druhá strana dostane druhý set DNA --

143
00:05:47,000 --> 00:05:49,000
identické kópie DNA.

144
00:05:49,000 --> 00:05:51,000
A potom sa bunka dolu v strede rozdelí.

145
00:05:51,000 --> 00:05:53,000
A znovu, máte miliardy buniek,

146
00:05:53,000 --> 00:05:56,000
ktoré tento proces podstupujú práve teraz vo vašom vnútri.

147
00:05:56,000 --> 00:05:59,000
Teraz to pretočíme naspäť a zameriame sa len na chromozómy

148
00:05:59,000 --> 00:06:01,000
a pozrieme sa na jeho štruktúru a popíšeme ju.

149
00:06:01,000 --> 00:06:04,000
Takže znovu, sme tu v tej prelomovej chvíli.

150
00:06:04,000 --> 00:06:06,000
Chromozómy sa zoraďujú.

151
00:06:06,000 --> 00:06:08,000
A ak izolujeme iba jeden chromozóm,

152
00:06:08,000 --> 00:06:10,000
vytiahneme ho a pozrieme sa na jeho štruktúru.

153
00:06:10,000 --> 00:06:13,000
Tak toto je jedna z najväčších molekulárnych štruktúr, aké sú,

154
00:06:13,000 --> 00:06:17,000
aspoň čo sme zatiaľ objavili vnútri nás.

155
00:06:17,000 --> 00:06:19,000
Takže toto je jednotlivý chromozóm.

156
00:06:19,000 --> 00:06:22,000
A máte dve vlákna DNA v každom chromozóme.

157
00:06:22,000 --> 00:06:24,000
Jeden je zbalený do jednej klobásky.

158
00:06:24,000 --> 00:06:26,000
Druhé vlákno je zbalené do druhej klobásky.

159
00:06:26,000 --> 00:06:29,000
Tieto veci, ktoré vyzerajú ako fúzy, ktoré trčia z každej strany

160
00:06:29,000 --> 00:06:32,000
sú dynamické lešenie bunky.

161
00:06:32,000 --> 00:06:34,000
Nazývame ich mikrotubuly. To meno nie je dôležité.

162
00:06:34,000 --> 00:06:37,000
Ale sústredíme sa na túto červenú oblasť -- označil som ju tu červenou --

163
00:06:37,000 --> 00:06:39,000
a je to rozhranie

164
00:06:39,000 --> 00:06:42,000
medzi dynamickým lešením a chromozómami.

165
00:06:42,000 --> 00:06:45,000
Je zjavne ústredné pre pohyb chromozómov.

166
00:06:45,000 --> 00:06:48,000
Vôbec netušíme, ako dosahuje ten pohyb.

167
00:06:48,000 --> 00:06:50,000
Študujeme túto vec zvanú kinetochór

168
00:06:50,000 --> 00:06:52,000
viac ako sto rokov s intenzívnym úsilím,

169
00:06:52,000 --> 00:06:55,000
a stále len začíname objavovať, o čom vôbec je.

170
00:06:55,000 --> 00:06:58,000
Je tvorená z približne 200 rôznych typov proteínov,

171
00:06:58,000 --> 00:07:01,000
tisícov proteínov celkovo.

172
00:07:01,000 --> 00:07:04,000
Je to systém vysielajúci signály.

173
00:07:04,000 --> 00:07:06,000
Vysiela prostredníctvom chemických signálov

174
00:07:06,000 --> 00:07:09,000
hovoriac zvyšku bunky, kedy je pripravený,

175
00:07:09,000 --> 00:07:12,000
kedy cíti, že všetko je usporiadané a pripravené

176
00:07:12,000 --> 00:07:14,000
na rozdelenie chromozómov.

177
00:07:14,000 --> 00:07:17,000
Dokáže sa pripojiť na rastúce a zmenšujúce sa mikrotubuly.

178
00:07:17,000 --> 00:07:20,000
Je prepojený s rastom mikrotubulí,

179
00:07:20,000 --> 00:07:23,000
a dokáže sa s nimi dočasne prepojiť.

180
00:07:23,000 --> 00:07:25,000
Je to aj systém, ktorý vníma upozornenia.

181
00:07:25,000 --> 00:07:27,000
Je schopný cítiť, kedy je bunka pripravená,

182
00:07:27,000 --> 00:07:29,000
kedy je chromozóm v správnej polohe.

183
00:07:29,000 --> 00:07:31,000
Tu zozelenie,

184
00:07:31,000 --> 00:07:33,000
pretože cíti, že všetko je úplne správne.

185
00:07:33,000 --> 00:07:35,000
A vidíte, tu je posledný malý kúsok,

186
00:07:35,000 --> 00:07:37,000
ktorý zostáva červený.

187
00:07:37,000 --> 00:07:40,000
A odišiel dolu po mikrotubuliach.

188
00:07:41,000 --> 00:07:44,000
To je signálny vysielací systém posielajúci stop signál.

189
00:07:44,000 --> 00:07:47,000
A odkráčal preč. Tým myslím, že je to natoľko mechanické.

190
00:07:47,000 --> 00:07:49,000
Je to molekulárny hodinový stroj.

191
00:07:49,000 --> 00:07:52,000
Takto fungujete v molekulárnej mierke.

192
00:07:52,000 --> 00:07:55,000
Takže s trochou molekulárneho prikrášlenia

193
00:07:55,000 --> 00:07:58,000
máme kinesíny, ktoré sú oranžové.

194
00:07:58,000 --> 00:08:00,000
Sú to malé molekulárne kuriérske molekuly kráčajúce jedným smerom.

195
00:08:00,000 --> 00:08:03,000
A tu sú dineíny. Nesú ten vysielací systém.

196
00:08:03,000 --> 00:08:06,000
A majú svoje dlhé nohy, aby mohli prekračovať prekážky a tak.

197
00:08:06,000 --> 00:08:08,000
Takže znova, toto je všetko presne odvodené

198
00:08:08,000 --> 00:08:10,000
z vedy.

199
00:08:10,000 --> 00:08:13,000
Problém je, že vám to nemôžeme ukázať žiadnym iným spôsobom.

200
00:08:13,000 --> 00:08:15,000
Skúmanie na hraniciach vedy,

201
00:08:15,000 --> 00:08:17,000
na hraniciach ľudského porozumenia,

202
00:08:17,000 --> 00:08:20,000
je ohromujúce.

203
00:08:20,000 --> 00:08:22,000
Objavovanie týchto vecí

204
00:08:22,000 --> 00:08:25,000
je určite príjemná motivácia na prácu vo vede.

205
00:08:25,000 --> 00:08:28,000
Ale väčšina lekárskych výskumníkov --

206
00:08:28,000 --> 00:08:30,000
väčšina týchto vecí --

207
00:08:30,000 --> 00:08:33,000
sú jednoducho kroky po ceste k väčším cieľom,

208
00:08:33,000 --> 00:08:36,000
ktorými sú vyhubenie chorôb,

209
00:08:36,000 --> 00:08:38,000
odstránenie utrpenia a nešťastia, ktoré choroby spôsobujú,

210
00:08:38,000 --> 00:08:40,000
a pomôcť ľuďom z chudoby.

211
00:08:40,000 --> 00:08:42,000
Ďakujem.

212
00:08:42,000 --> 00:08:46,000
(Potlesk)