WEBVTT 00:00:00.000 --> 00:00:02.000 To, čo vám idem ukázať, 00:00:02.000 --> 00:00:06.000 sú úžasné molekulárne stroje, 00:00:06.000 --> 00:00:09.000 ktoré vytvárajú živú stavebnú hmotu vášho tela. 00:00:09.000 --> 00:00:12.000 Molekuly sú naozaj, naozaj malé. 00:00:12.000 --> 00:00:14.000 A tým "malé" 00:00:14.000 --> 00:00:16.000 myslím naozaj malé. 00:00:16.000 --> 00:00:18.000 Sú menšie ako vlnová dĺžka svetla, 00:00:18.000 --> 00:00:21.000 takže nemáme žiaden spôsob, ako ich priamo pozorovať. 00:00:21.000 --> 00:00:23.000 Ale prostredníctvom vedy máme dosť dobrú predstavu 00:00:23.000 --> 00:00:26.000 o tom, čo sa deje dolu na molekulárnej úrovni. 00:00:26.000 --> 00:00:29.000 Takže to, čo môžeme, je skutočne vám povedať o týchto molekulách, 00:00:29.000 --> 00:00:32.000 ale nemáme vlastne priamy spôsob, ako vám ich ukázať. NOTE Paragraph 00:00:32.000 --> 00:00:35.000 Jeden možný spôsob je nakresliť obrázky. 00:00:35.000 --> 00:00:37.000 A táto myšlienka vlastne nie je nová. 00:00:37.000 --> 00:00:39.000 Vedci vždy vytvárali obrázky 00:00:39.000 --> 00:00:42.000 ako súčasť ich procesu myslenia a objavovania. 00:00:42.000 --> 00:00:45.000 Kreslili obrázky toho, čo pozorovali vlastnými očami, 00:00:45.000 --> 00:00:47.000 technológiami ako sú teleskopy a mikroskopy, 00:00:47.000 --> 00:00:50.000 a tiež toho, o čom premýšlali. 00:00:50.000 --> 00:00:52.000 Vybral som dva známe príklady, 00:00:52.000 --> 00:00:55.000 pretože sú známi tým, že vyjadrili vedu prostredníctvom umenia. NOTE Paragraph 00:00:55.000 --> 00:00:57.000 A začnem s Galileom, 00:00:57.000 --> 00:00:59.000 ktorý použil prvý teleskop na svete 00:00:59.000 --> 00:01:01.000 aby sa pozrel na Mesiac. 00:01:01.000 --> 00:01:03.000 A zmenil naše chápanie Mesiaca. 00:01:03.000 --> 00:01:05.000 Vnímanie v 17-tom storočí 00:01:05.000 --> 00:01:07.000 bolo, že mesiac je dokonalá nebeská guľa. 00:01:07.000 --> 00:01:10.000 Ale to, čo videl Galileo, bol kamenný, neúrodný svet, 00:01:10.000 --> 00:01:13.000 ktorý vyjadril prostredníctvom svojej akvarelovej maľby. NOTE Paragraph 00:01:13.000 --> 00:01:15.000 Ďalší vedec s veľmi veľkými myšlienkami, 00:01:15.000 --> 00:01:18.000 super star biológie, je Charles Darwin. 00:01:18.000 --> 00:01:20.000 A s jeho známym záznamom v jeho notese, 00:01:20.000 --> 00:01:23.000 začína v ľavom hornom rohu s "Myslím," 00:01:23.000 --> 00:01:26.000 a potom načrtne prvý strom života, 00:01:26.000 --> 00:01:28.000 ktorý predstavuje jeho vnímanie 00:01:28.000 --> 00:01:30.000 toho, ako sú druhy, všetky živé veci na Zemi, 00:01:30.000 --> 00:01:33.000 spojené evolučnou históriou -- 00:01:33.000 --> 00:01:35.000 pôvod druhov cez prirodzený výber 00:01:35.000 --> 00:01:38.000 a rozrôznenie od pôvodnej populácie. NOTE Paragraph 00:01:38.000 --> 00:01:40.000 Dokonca aj ako vedec 00:01:40.000 --> 00:01:42.000 som zvykol chodiť na prednášky molekulárnych biológov 00:01:42.000 --> 00:01:45.000 a zdali sa mi úplne nezrozumiteľné, 00:01:45.000 --> 00:01:47.000 s tým efektným technickým jazykom a žargónom, 00:01:47.000 --> 00:01:49.000 ktorý používali keď popisovali svoju prácu, 00:01:49.000 --> 00:01:52.000 až kým som nenarazil na diela Davida Goodsella, 00:01:52.000 --> 00:01:55.000 ktorý je molekulárnym biológom na Scrippovom Inštitúte. 00:01:55.000 --> 00:01:57.000 A jeho obrázky, 00:01:57.000 --> 00:01:59.000 všetko je presné a v správnej mierke. 00:01:59.000 --> 00:02:02.000 A jeho práca pre mňa objasnila, 00:02:02.000 --> 00:02:04.000 aký je molekulárny život v našom vnútri. NOTE Paragraph 00:02:04.000 --> 00:02:07.000 Takže toto je priečny rez krvou. 00:02:07.000 --> 00:02:09.000 V hornom ľavom rohu vidíte žltozelenú oblasť. 00:02:09.000 --> 00:02:12.000 Žltozelená oblasť sú tekutiny krvi, čo je väčšinou voda, 00:02:12.000 --> 00:02:14.000 ale tiež protilátky, cukry, 00:02:14.000 --> 00:02:16.000 hormóny, takéto veci. 00:02:16.000 --> 00:02:18.000 A červená oblasť je rez do červenej krvinky. 00:02:18.000 --> 00:02:20.000 A tie červené molekuly sú hemoglobín. 00:02:20.000 --> 00:02:22.000 Sú skutočne červené; to je to, čo dáva krvi jej farbu. 00:02:22.000 --> 00:02:24.000 A hemoglobín funguje ako molekulárna špongia - 00:02:24.000 --> 00:02:26.000 nasáva kyslík vo vašich pľúcach, 00:02:26.000 --> 00:02:28.000 a potom ho prenáša do ostatných častí tela. NOTE Paragraph 00:02:28.000 --> 00:02:31.000 Tento obrázok ma veľmi inšpiroval pred mnohými rokmi 00:02:31.000 --> 00:02:33.000 a uvažoval som, či by som mohol použiť počítačovú grafiku 00:02:33.000 --> 00:02:35.000 na znázornenie molekulárneho sveta. 00:02:35.000 --> 00:02:37.000 Ako by to vyzeralo? 00:02:37.000 --> 00:02:40.000 A takto som vlastne začal. Takže začnime. NOTE Paragraph 00:02:40.000 --> 00:02:42.000 Toto je DNA vo svojej klasickej forme dvojitej špirály. 00:02:42.000 --> 00:02:44.000 A je z röntgenovej kryštalografie, 00:02:44.000 --> 00:02:46.000 takže je to presný model DNA. 00:02:46.000 --> 00:02:48.000 Ak rozvinieme dvojitú špirálu a "rozzipsujeme" dve vlákna, 00:02:48.000 --> 00:02:50.000 vidíte tieto veci, ktoré vyzerajú ako zuby. 00:02:50.000 --> 00:02:52.000 To sú písmená genetického kódu, 00:02:52.000 --> 00:02:55.000 25000 génov, ktoré máte vpísané vo svojej DNA. 00:02:55.000 --> 00:02:57.000 Toto je to, o čom sa obvykle hovorí -- 00:02:57.000 --> 00:02:59.000 genetický kód -- toto je to, o čom hovoria. 00:02:59.000 --> 00:03:01.000 Ale ja chcem hovoriť o inom aspekte vedy o DNA, 00:03:01.000 --> 00:03:04.000 a to o fyzickej podstate DNA. 00:03:04.000 --> 00:03:07.000 Sú to tieto dve vlákna, ktoré bežia opačným smerom, 00:03:07.000 --> 00:03:09.000 z dôvodov, ktoré teraz nemôžem vysvetliť. 00:03:09.000 --> 00:03:11.000 Ale ony fyzicky bežia opačným smerom, 00:03:11.000 --> 00:03:14.000 čo vytvára množstvo komplikácií pre vaše živé bunky, 00:03:14.000 --> 00:03:16.000 ako za chvíľu uvidíte, 00:03:16.000 --> 00:03:19.000 najmä keď je DNA kopírovaná. NOTE Paragraph 00:03:19.000 --> 00:03:21.000 A tak to, čo vám idem ukázať, 00:03:21.000 --> 00:03:23.000 je presná reprezentácia 00:03:23.000 --> 00:03:26.000 skutočného mechanizmu replikácie DNA, ktorá sa deje práve teraz vnútri vášho tela, 00:03:26.000 --> 00:03:29.000 minimálne podľa biológie 2002. 00:03:29.000 --> 00:03:32.000 Takže DNA vstupuje do produkčnej linky z ľavej strany, 00:03:32.000 --> 00:03:35.000 a narazí na tento súbor, tieto miniatúrne biochemické prístroje, 00:03:35.000 --> 00:03:38.000 ktoré trhajú DNA vlákna od seba a robia jeho presnú kópiu. 00:03:38.000 --> 00:03:40.000 Takže DNA vchádza 00:03:40.000 --> 00:03:42.000 a narazí na túto modrú venčekovitú štruktúru 00:03:42.000 --> 00:03:44.000 a je roztrhaná na svoje dve vlákna. 00:03:44.000 --> 00:03:46.000 Jedno vlákno môže byť kopírované priamo 00:03:46.000 --> 00:03:49.000 a môžete vidieť tieto veci odvíjajúce sa dospodu. 00:03:49.000 --> 00:03:51.000 Ale veci nie sú také jednoduché na druhom vlákne 00:03:51.000 --> 00:03:53.000 pretože musí byť kopírované obrátene. 00:03:53.000 --> 00:03:55.000 Takže je opakovane vysúvané v takýchto slučkách 00:03:55.000 --> 00:03:57.000 a kopírované po sekciách, 00:03:57.000 --> 00:04:00.000 vytvárajúc dve nové DNA molekuly. NOTE Paragraph 00:04:00.000 --> 00:04:03.000 Teraz máte bilióny takýchto strojov 00:04:03.000 --> 00:04:05.000 pracujúcich vo vašom vnútri, práve teraz, 00:04:05.000 --> 00:04:07.000 kopírujúc vašu DNA s vynikajúcou presnosťou. 00:04:07.000 --> 00:04:09.000 Je to presná reprezentácia 00:04:09.000 --> 00:04:12.000 a je to veľmi blízko k správnej rýchlosti, akou sa to deje vo vašom vnútri. 00:04:12.000 --> 00:04:15.000 Vynechal som korekciu chýb a pár ďalších veci. 00:04:17.000 --> 00:04:19.000 Toto bola práca spred mnohých rokov. 00:04:19.000 --> 00:04:21.000 Ďakujem. NOTE Paragraph 00:04:21.000 --> 00:04:24.000 Toto je práca spred mnohých rokov, 00:04:24.000 --> 00:04:27.000 ale to, čo vám chcem ukázať ďalej, je aktualizovaná veda, aktualizovaná technológia. 00:04:27.000 --> 00:04:29.000 Takže znovu začneme s DNA. 00:04:29.000 --> 00:04:32.000 A chveje sa a krúti, pretože ju obklopuje polievka molekúl, 00:04:32.000 --> 00:04:34.000 ktorú som odstránil, aby ste mohli niečo vidieť. 00:04:34.000 --> 00:04:36.000 DNA má priemer asi dva nanometre, 00:04:36.000 --> 00:04:38.000 čo je naozaj maličké. 00:04:38.000 --> 00:04:40.000 Ale v každej z vašich buniek, 00:04:40.000 --> 00:04:44.000 každé vlákno DNA je dlhé približne 30 až 40 miliónov nanometrov. 00:04:44.000 --> 00:04:47.000 Takže, aby bola DNA organizovaná a aby prístup ku genetickému kódu bol regulovaný, 00:04:47.000 --> 00:04:49.000 je ovinutá okolo týchto fialových proteínov -- 00:04:49.000 --> 00:04:51.000 alebo, presnejšie, ja som ich tu označil na fialovo. 00:04:51.000 --> 00:04:53.000 Je zbalená a zvinutá. 00:04:53.000 --> 00:04:56.000 Celé toto zorné pole je jediné vlákno DNA. 00:04:56.000 --> 00:04:59.000 Tento veľký balík DNA je zvaný chromozóm. 00:04:59.000 --> 00:05:02.000 A k chromozómom sa vrátime o chvíľku. NOTE Paragraph 00:05:02.000 --> 00:05:04.000 A odtiahneme sa, vzdialime sa 00:05:04.000 --> 00:05:06.000 von cez nukleárny pór, 00:05:06.000 --> 00:05:09.000 ktorý je bránou do tohto priestoru, ktorý drží celú DNA, 00:05:09.000 --> 00:05:11.000 nazvaného nukleus. 00:05:11.000 --> 00:05:13.000 Celé toto zorné pole 00:05:13.000 --> 00:05:16.000 predstavuje asi semester biológie a ja mám sedem minút. 00:05:16.000 --> 00:05:19.000 Takže to nebudeme vedieť spraviť dnes? 00:05:19.000 --> 00:05:22.000 Nie, hovoria mi, "Nie." NOTE Paragraph 00:05:22.000 --> 00:05:25.000 Takto vyzerá živá bunka pod optickým mikroskopom. 00:05:25.000 --> 00:05:28.000 A je filmovaná časozberne, preto môžete vidieť ako sa hýbe. 00:05:28.000 --> 00:05:30.000 Nukleárna obálka sa rúca. 00:05:30.000 --> 00:05:33.000 Tieto párkovité veci sú chromozómy a zameriame sa na ne. 00:05:33.000 --> 00:05:35.000 Prejdú týmto pozoruhodným pohybom, 00:05:35.000 --> 00:05:38.000 ktorý sa sústreďuje na tieto malé červené body. 00:05:38.000 --> 00:05:41.000 Keď bunka cíti, že je pripravená, 00:05:41.000 --> 00:05:43.000 roztrhne chromozóm. 00:05:43.000 --> 00:05:45.000 Jeden set DNA ide na jednu stranu, 00:05:45.000 --> 00:05:47.000 druhá strana dostane druhý set DNA -- 00:05:47.000 --> 00:05:49.000 identické kópie DNA. 00:05:49.000 --> 00:05:51.000 A potom sa bunka dolu v strede rozdelí. 00:05:51.000 --> 00:05:53.000 A znovu, máte miliardy buniek, 00:05:53.000 --> 00:05:56.000 ktoré tento proces podstupujú práve teraz vo vašom vnútri. NOTE Paragraph 00:05:56.000 --> 00:05:59.000 Teraz to pretočíme naspäť a zameriame sa len na chromozómy 00:05:59.000 --> 00:06:01.000 a pozrieme sa na jeho štruktúru a popíšeme ju. 00:06:01.000 --> 00:06:04.000 Takže znovu, sme tu v tej prelomovej chvíli. 00:06:04.000 --> 00:06:06.000 Chromozómy sa zoraďujú. 00:06:06.000 --> 00:06:08.000 A ak izolujeme iba jeden chromozóm, 00:06:08.000 --> 00:06:10.000 vytiahneme ho a pozrieme sa na jeho štruktúru. 00:06:10.000 --> 00:06:13.000 Tak toto je jedna z najväčších molekulárnych štruktúr, aké sú, 00:06:13.000 --> 00:06:17.000 aspoň čo sme zatiaľ objavili vnútri nás. 00:06:17.000 --> 00:06:19.000 Takže toto je jednotlivý chromozóm. 00:06:19.000 --> 00:06:22.000 A máte dve vlákna DNA v každom chromozóme. 00:06:22.000 --> 00:06:24.000 Jeden je zbalený do jednej klobásky. 00:06:24.000 --> 00:06:26.000 Druhé vlákno je zbalené do druhej klobásky. NOTE Paragraph 00:06:26.000 --> 00:06:29.000 Tieto veci, ktoré vyzerajú ako fúzy, ktoré trčia z každej strany 00:06:29.000 --> 00:06:32.000 sú dynamické lešenie bunky. 00:06:32.000 --> 00:06:34.000 Nazývame ich mikrotubuly. To meno nie je dôležité. 00:06:34.000 --> 00:06:37.000 Ale sústredíme sa na túto červenú oblasť -- označil som ju tu červenou -- 00:06:37.000 --> 00:06:39.000 a je to rozhranie 00:06:39.000 --> 00:06:42.000 medzi dynamickým lešením a chromozómami. 00:06:42.000 --> 00:06:45.000 Je zjavne ústredné pre pohyb chromozómov. 00:06:45.000 --> 00:06:48.000 Vôbec netušíme, ako dosahuje ten pohyb. NOTE Paragraph 00:06:48.000 --> 00:06:50.000 Študujeme túto vec zvanú kinetochór 00:06:50.000 --> 00:06:52.000 viac ako sto rokov s intenzívnym úsilím, 00:06:52.000 --> 00:06:55.000 a stále len začíname objavovať, o čom vôbec je. 00:06:55.000 --> 00:06:58.000 Je tvorená z približne 200 rôznych typov proteínov, 00:06:58.000 --> 00:07:01.000 tisícov proteínov celkovo. 00:07:01.000 --> 00:07:04.000 Je to systém vysielajúci signály. 00:07:04.000 --> 00:07:06.000 Vysiela prostredníctvom chemických signálov 00:07:06.000 --> 00:07:09.000 hovoriac zvyšku bunky, kedy je pripravený, 00:07:09.000 --> 00:07:12.000 kedy cíti, že všetko je usporiadané a pripravené 00:07:12.000 --> 00:07:14.000 na rozdelenie chromozómov. 00:07:14.000 --> 00:07:17.000 Dokáže sa pripojiť na rastúce a zmenšujúce sa mikrotubuly. NOTE Paragraph 00:07:17.000 --> 00:07:20.000 Je prepojený s rastom mikrotubulí, 00:07:20.000 --> 00:07:23.000 a dokáže sa s nimi dočasne prepojiť. 00:07:23.000 --> 00:07:25.000 Je to aj systém, ktorý vníma upozornenia. 00:07:25.000 --> 00:07:27.000 Je schopný cítiť, kedy je bunka pripravená, 00:07:27.000 --> 00:07:29.000 kedy je chromozóm v správnej polohe. 00:07:29.000 --> 00:07:31.000 Tu zozelenie, 00:07:31.000 --> 00:07:33.000 pretože cíti, že všetko je úplne správne. 00:07:33.000 --> 00:07:35.000 A vidíte, tu je posledný malý kúsok, 00:07:35.000 --> 00:07:37.000 ktorý zostáva červený. 00:07:37.000 --> 00:07:40.000 A odišiel dolu po mikrotubuliach. 00:07:41.000 --> 00:07:44.000 To je signálny vysielací systém posielajúci stop signál. 00:07:44.000 --> 00:07:47.000 A odkráčal preč. Tým myslím, že je to natoľko mechanické. 00:07:47.000 --> 00:07:49.000 Je to molekulárny hodinový stroj. NOTE Paragraph 00:07:49.000 --> 00:07:52.000 Takto fungujete v molekulárnej mierke. 00:07:52.000 --> 00:07:55.000 Takže s trochou molekulárneho prikrášlenia 00:07:55.000 --> 00:07:58.000 máme kinesíny, ktoré sú oranžové. 00:07:58.000 --> 00:08:00.000 Sú to malé molekulárne kuriérske molekuly kráčajúce jedným smerom. 00:08:00.000 --> 00:08:03.000 A tu sú dineíny. Nesú ten vysielací systém. 00:08:03.000 --> 00:08:06.000 A majú svoje dlhé nohy, aby mohli prekračovať prekážky a tak. 00:08:06.000 --> 00:08:08.000 Takže znova, toto je všetko presne odvodené 00:08:08.000 --> 00:08:10.000 z vedy. 00:08:10.000 --> 00:08:13.000 Problém je, že vám to nemôžeme ukázať žiadnym iným spôsobom. NOTE Paragraph 00:08:13.000 --> 00:08:15.000 Skúmanie na hraniciach vedy, 00:08:15.000 --> 00:08:17.000 na hraniciach ľudského porozumenia, 00:08:17.000 --> 00:08:20.000 je ohromujúce. 00:08:20.000 --> 00:08:22.000 Objavovanie týchto vecí 00:08:22.000 --> 00:08:25.000 je určite príjemná motivácia na prácu vo vede. 00:08:25.000 --> 00:08:28.000 Ale väčšina lekárskych výskumníkov -- 00:08:28.000 --> 00:08:30.000 väčšina týchto vecí -- 00:08:30.000 --> 00:08:33.000 sú jednoducho kroky po ceste k väčším cieľom, 00:08:33.000 --> 00:08:36.000 ktorými sú vyhubenie chorôb, 00:08:36.000 --> 00:08:38.000 odstránenie utrpenia a nešťastia, ktoré choroby spôsobujú, 00:08:38.000 --> 00:08:40.000 a pomôcť ľuďom z chudoby. NOTE Paragraph 00:08:40.000 --> 00:08:42.000 Ďakujem. NOTE Paragraph 00:08:42.000 --> 00:08:46.000 (Potlesk)