Pokazaću vam zadivljujuće molekularne mašine
koje stvaraju živu materiju vašeg tela.
Molekuli su stvarno, stvarno malecki.
A kada kažem mali,
stvarno to mislim.
Manji su od talasne dužine svetlosti,
pa zato ne postoji način da ih direktno posmatramo.
Ali zahvaljujući nauci, imamo prilično dobru predstavu
šta se događa na nivou molekula.
Zato zapravo možemo da vam pričamo o molekulima,
ali nemamo neposredan način da vam pokažemo molekule.
Jedan način da to prevaziđemo jeste slikanje.
Ova ideja nije stvarno nova.
Naučnici su oduvek slikali,
to je deo razmišljanja i procesa pronalaženja.
Slikaju ono što posmatraju očima,
koristeći tehnologije kao što su teleskopi i mikroskopi,
i takođe ono o čemu razmišljaju.
Izabrao sam dva poznata primera,
jer su poznata po prikazivanju nauke putem umetnosti.
Počeću sa Galilejem,
on je koristio prvi teleskop na svetu
da posmatra Mesec.
Transformisao je način na koji razmišljamo o Mesecu.
U 17. veku se smatralo
da je Mesec savršena nebeska sfera.
Ali je Galilej video da je to stenovit, pust svet,
koji je prikazao na svojim akvarelima.
Još jedan naučnik sa velikim idejama,
velika zvezda biologije, je Čarls Darvin.
Čuveni prikaz u njegovoj svesci
on započinje komentarom u gornjem levom uglu: ''Ja mislim,''
a onda skicira prvo drvo života,
što je njegovo viđenje
opšte povezanosti svih vrsta, svih živih stvari na Zemlji,
evolucionom istorijom,
to je nastanak vrsta putem prirodne selekcije
i odvajanje od populacije predaka.
Čak i kao naučnik,
išao sam na predavanja molekularnih biologa
i bila su mi potpuno nerazumljiva,
zbog svih složenih tehničkih izraza i žargona
koji koriste za opis svog rada,
dok nisam naišao na umetničke radove Dejvida Gudsela,
koji je molekularni biolog na Skrips institutu.
Na njegovim slikama
je sve tačno i proporcionalno.
Njegov rad mi je pojasnio
kako izgleda molekularni svet u nama.
U gornjem levom uglu imate ovu žuto-zelenu površinu.
Ovo je presek kroz krv.
Žuto-zeleni deo su krvne tečnosti,
većinom voda, ali i antitela, šećeri,
hormoni i ostalo.
A crveni region je presek kroz crvena krvna zrnca.
A ovi crveni molekuli su hemoglobini.
Oni su stvarno crveni; to daje boju krvi.
Hemoglobin deluje kao molekularni sunđer
koji upija kiseonik u plućima
i prenosi ga u druge delove tela.
Inspirisala me je ova slika pre mnogo godina,
pa sam se pitao da li bismo mogli da koristimo kompjutersku grafiku
da predstavimo svet molekula.
Kako bi to izgledao?
Tako sam zapravo započeo.
Hajde da počnemo.
Ovo je DNK u klasičnoj formi duplog heliksa.
Ovo je snimak dobijen rendgenskom kristalografijom,
to je precizan model DNK.
Ako odmotamo dupli heliks i odvežemo dva lanca,
vidite ove stvari što liče na zupce.
To su slova genetskog koda,
25.000 gena koji su upisani u vašu DNK.
O tome obično govore -
o genetskom kodu - upravo na ovo misle.
Ali želim da vam pričam o drugom aspektu nauke o DNK,
a to je fizička priroda DNK.
Ova dva lanca se pružaju u suprotnim smerovima
iz razloga u koje sada neću ulaziti.
Ali se fizički pružaju u suprotnim smerovima,
što stvara brojne komplikacije za vaše žive ćelije,
kao što ćete videti,
a najviše kada se prepisuje DNK.
Sada ću vam pokazati tačan prikaz
stvarne mašine za replikaciju DNK koja se sada odvija u vašem telu,
barem prema biologiji iz 2002.
Znači DNK ulazi u mašineriju za proizvodnju sa leve strane,
i sudara se sa ovim skupom, ovim minijaturnim biohemijskim mašinama,
koje rastavljaju DNK lance i prave tačnu kopiju.
Dolazi DNK
i udara u ovu plavu, okruglu strukturu sa rupom u sredini
i razdvaja se na dva dela.
Jedan lanac je moguće direktno prepisati,
možete videti ove stvari koje se odmotavaju tamo na dnu.
Ali stvari nisu toliko jednostavne za drugi lanac
jer se mora prepisivati unazad.
Pa se okreće nanovo u ovim petljama
i prepisuje deo po deo,
stvarajući dva nova DNK molekula.
Imate milijarde ovih mašina
koje u ovom trenutku rade u vama,
koje prepisuju vašu DNK sa izuzetnom preciznošću.
To je tačan prikaz,
i prilično tačna brzina za ono što se događa u vama.
Izostavio sam ispravljanje grešaka i mnogo drugih stvari.
Ovo je urađeno pre nekoliko godina.
Hvala.
(Aplauz)
Ovo je urađeno pre nekoliko godina,
ali ono što ću vam pokazati sledeće je nova nauka, usavršena tehnologija.
Ponovo, počinjemo sa DNK.
Ona se tu mrda i drma zbog okolne supe od molekula,
koju sam sklonio kako biste mogli nešto da vidite.
DNK ima oko dva nanometra u prečniku,
što je stvarno veoma malo.
Ali u svakoj vašoj ćeliji,
svaki lanac DNK je dug oko 30 do 40 miliona nanometara.
Da bi DNK bila organizovana i da bi pristup genetskom kodu bio regulisan,
obmotana je oko ovih ljubičastih proteina -
ili sam ih ovde obeležio ljubičastom bojom.
Zapakovana je i sva je na gomili.
Sve ovo što se vidi je jedan jedini lanac DNK.
Ovo ogromno pakovanje DNK se zove hromozom.
Vratićemo se ubrzo na hromozome.
Približavamo se, udaljavamo se,
kroz nuklearnu poru,
koja čini prolaz u deo koji sadrži svu DNK
koji se naziva jedro.
Sve što se vidi ovde
se predaje ceo jedan semestar na biologiji, a ja imam sedam minuta.
Znači to nećemo moći danas da stignemo?
Kažu mi: ''Ne.''
Ovako izgleda živa ćelija posmatrana kroz svetlosni mikroskop.
Snimana je u toku dugog perioda vremena, zato možete da vidite da se kreće.
Omotač jezgra se razgrađuje.
Ove stvari u obliku kobasica su hromozomi i fokusiraćemo se na njih.
Oni se kreću na ovaj zanimljiv način,
a fokusirani su na ove male crvene tačke.
Kada ćelija oseti da je spremna,
dolazi do razdvajanja hromozoma.
Jedan komplet DNK odlazi na jednu stranu,
a druga strana dobija drugi komplet DNK -
identične kopije DNK.
A onda se ćelija deli po sredini
I opet, imate milijarde ćelija
koje prolaze kroz ovaj proces upravo sada u vama.
Sada ćemo se vratiti nazad i fokusirati se na hromozome
i pogledati i opisati njihovu strukturu.
Opet smo ovde na tom ekvatorskom polu ćelije.
Hromozomi se poređaju.
Izolovaćemo samo jedan hromozom,
izvućićemo ga i pogledati njegovu strukturu.
Ovo je jedna od najvećih molekulskih struktura koje imate,
barem na osnovu onoga što do sada znamo o nama.
Znači ovo je jedan hromozom.
Imate dva lanca DNK u svakom hromozomu.
Jedan je skupljen u jednu kobasicu.
Drugi lanac je skupljen u drugu kobasicu.
Ove stvari koje izgledaju kao brkovi koji štrče sa obe strane
su dinamične skele ćelije.
Zovu se mikrotubule. To ime nije važno.
Ali ćemo se fokusirati na ovaj crveni region, obeležio sam ga crvenom bojom,
i to je dodirna površina
između dinamičnih skela i hromozoma.
Očigledno je ključno za kretanje hromozoma.
Nemamo predstavu kako se zapravo postiže to kretanje.
Proučavali smo ovo što se naziva kinetohor,
preko sto godina intenzivnog proučavanja,
i tek sada počinjemo da otkrivamo o čemu se radi.
Sastoji se od oko 200 različitih vrsta proteina,
hiljada proteina ukupno.
To je sistem za emitovanje signala.
Emituje hemijske signale,
govori ostatku ćelije kada je spreman,
kada smatra da je sve poređano i spremno
za razdvajanje hromozoma.
U stanju je da se spoji sa mikrotubulama koje rastu i smanjuju se.
Uključen je u rast mikrotubula,
i u stanju je privremeno da se spoji sa njima.
Takođe je to sistem za skretanje pažnje.
U stanju je da oseti kada je ćelija spremna,
kada je hromozom na pravom položaju.
Ovde postaje zelen
jer smatra da je sve baš kako treba.
Videćete, ima jedan poslednji mali deo
koji je još crven.
I prelazi nadole niz mikrotubule.
To je stop signal koji šalje sistem za emitovanje.
I otišao je. To je mehanički proces.
To je molekularni časovnik.
Tako funkionišete na molekularnom nivou.
Sa malo molekularnog šareniša,
imamo kinezine, ove narandžaste.
To su mali molekularni kuriri koji idu u jednom pravcu.
Ovo su dineini. Oni prenose taj sistem za emitovanje.
Imaju duge noge pa mogu da pređu preko bilo koje prepreke i tako dalje.
Opet ponavljam, sve ovo je precizan prikaz nauke.
Problem je u tome što to ne možemo da vam pokažemo na bilo koji drugi način.
Istraživanje na granicama nauke,
na granici ljudskog shvatanja,
je zapanjujuće.
Pronalaženje ovih stvari
je svakako prijatan podsticaj za rad u nauci.
Ali većini medicinskih istraživača
je otkrivanje fenomena
samo korak na putu ka velikim ciljevima,
kao što su iskorenjivanje bolesti,
sprečavanje patnje i nesreće koju bolest izaziva
i oslobađanje ljudi od siromaštva.
U preostalom vremenu, naredna 4 minuta,
pokazaću vam, upoznaću vas
sa jednom od najstrašnijih i ekonomski najvažnijih, bolesti,
koja svake godine pogađa stotine miliona ljudi.
Ponovo - yvuk, hvala.
Ovaj parazit je prastari organizam.
Sa nama je od pre nastanka ljudi.
Čuvene žrtve uključuju Aleksandra Velikog,
Džingis Kana i Džordža Vašingtona.
Ovo je vrat jednog usnulog deteta
tek po zalasku sunca.
I za komarce, to je vreme hranjenja.
Večera.
Ovaj komarac je zaražen parazitom malarije.
Komarci su obično vegetarijanci, piju med, voćne sokove i slično.
Samo trudna ženka grize ljude,
tražeći hranljive sastojke iz krvi da nahrani svoja jaja u razvoju.
Tokom ugriza, ona ubrizgava pljuvačku
kako bi sprečila zgrušavanje krvi.
I da "podmaže" ranu.
Zbog toga što je zaražena malarijom,
njena pljuvačka takođe sadrži parazite malarije,
koji prolaze tokom ujeda.
Parazit onda izlazi iz rane i traži krvni sud
i koristi krvotok kao autoput
i ide ka svojoj prvoj meti -
srži filtera za krv u vašem telu - jetri.
U roku od dva minuta od ujeda
paraziti malarije stižu u jetru.
I osećajući dolazak, traži izlaz iz krvotoka.
I ovde je malarija posebno podmukla
jer koristi upravo onu imunološku ćeliju koja se uobičajeno nalazi u krvotoku
i koja bi trebalo da odstrani napadače kao što su bakterije i paraziti.
Ali nekako, nismo sigurni kako, malarija ulazi u tkivo jetre na mala vrata.
Evo te imunološke ćelije,
malarija izlazi iz krvotoka
i inficira ćeliju jetre, ubijajući jednu ili više ćelija jetre.
Ponavljam, to se dešava u par minuta od ujeda komarca.
Kada inficira ćeliju jetre, treba joj sledećih 5 do 6 dana
za inkubaciju, za ponavljano kopiranje sopstvene DNK,
čime pravi hiljade novih parazita.
Ovo je odlaganje od oko nedelju dana od kad vas ujede komarac,
pre nego što simptomi malarije počnu da se pojavljuju.
Malarija takođe menja svoju fizičku prirodu,
kreće ka novoj meti.
Sledeća meta su crvena krvna zrnca.
U delu svoje transformacije, malarija se oblaže
slojem molekularnih dlačica koje se ponašaju kao lepljiva traka.
Da bi zalepila krvne ćelije za spoljnu površinu.
I onda se preorijentišu i ulaze u crvene krvne ćelije.
Ovo se dešava u roku od 30 sekundi od napuštanja jetre.
Ova oblast se intenzivno proučava -
ako bismo mogli ovo da zaustavimo,
mogli bismo da napravimo vakcinu za malariju.
Jednom kada uđe u crveno krvno zrnce, krije se od imunog sistema vašeg tela.
Tokom sledećih nekoliko dana
proždire sadržaj napadnute ćelije
i stvara još parazita.
Takođe menja prirodu crvene krvne ćelije
i čini je lepljivom,
pa se lepi za zidove krvnog suda.
Ovo parazitu daje dovoljno vremena za inkubaciju i rast.
Kada je spreman,
izlazi iz crvene krvne ćelije
i širi malariju kroz krvotok.
Žrtve malarije pate od temperature,
gubitka krvi, grčeva, oštećenja mozga i kome.
Nebrojeni milioni su nastradali.
Ove godine, između 200 i 300 miliona biće pogođeno malarijom.
Većina onih koji umru od ove bolesti
su trudnice i deca ispod 5 godina starosti.
Hvala.
(Aplauz)