التصوير المرئي للبيولوجيا الخفية

ما سوف أريكم إياه

هو الآلات الجزيئية المذهلة

التي تقوم بصناعة الألياف في جسد الانسان

هذه الجزيئات هي بالفعل صغيرة جداً جداً

وعندما أقول صغيرة

فأنا أعني ...

أنها اصغر من الطول الموجي للضوء

لذا لايوجد اي طريقة فعلية لمراقبتها

ولكن وعبر العلوم لدينا فكرة مقبولة

عن ما يحدث على المستوى الجزيئي

نحن في الواقع يمكننا اخباركم ما الذي يحدث حقاً على مستوى الجزئيات

ولكن لا يمكننا ان نريكم بصورة مباشرة ما يحدث هناك

واحدى الطرق للقيام بذلك هي عن طريق رسم الصور

وهذه الفكرة ليست بجديدة على الاطلاق

فالعلماء دوماً قاموا بتصوير الامور

كجزء من ابحاثهم العلمية

فقد رسموا الصور لما كانوا يرونه بالعين المجردة

او عبر التكنولوجيات مثل التلسكوبات والميكروسكوبات

و أيضاً ما قد يجول في الخاطر من تفكير أو تأمل

لقد اخترت أمثلة معروفة

لانها مثال عن التعبير بواسطة الرسوم عن العلوم

وسوف أبدأ مع جاليليو

والذي استخدم التلسكوب الاول

من اجل النظر الى القمر

وقد حول فهمنا ورؤيتنا للقمر منذ حينها

فالمفهوم السائد كان حينها في القرن ال17

عن القمر انه كرة من الجنة مصنوعة باتقان

ولكن ما رآه جاليليو هو عالم صخري قاحل

والذي عبر عنه بواسطة رسومات بالألوان المائية

وعالم آخر صاحب افكار كبيرة

انه نجم عالم الاحياء تشارلز داروين

ومقدمة كتابه الشخصي الشهيرة

والتي تتموضع في زاويتها اليسرى عبارة " أعتقد "

و من ثم رسومات لشجرة الحياة الأولى

مع المفهوم الاولي

عن كيفية نشوء الفصائل كلها و الكائنات الحية على وجه الارض

وصلتها عبر تاريخ التطور العضوي

والفصائل الرئيسية و نموها عبر التفاضل الطبيعي

والاختلاف عن الاسلاف

وانا كعالم

كنت احضر محاضرات عن دكاترة في علم البيولوجيا الجزيئية

وأراها غير مفهومة

بكل تلك اللغات العلمية المنمقة والمصطلحات

التي يستخدمونها من اجل شرح عملهم

حتى حصل و إطلعت على اعمال ديفيد جودسيل الفنية

وهو عالم احياء جزئية في معهد سكريبز

وصوره

دقيقة جداً وبنفس المقياس الحقيقي

وعمله انار لي

ماهية عالم الجزيئات وكيف يبدو

هذه عملية نقل في الدماء

على الطرف الايسر ترون هذه المناطق الصفراء-الخضراء

المناطق الصفراء-الخضراء هي الدماء و معظمها مياه

ولكن يوجد ايضاً مضادات حيوية و سكريات

وهرمونات و من مثل هذا

والمنطقة الحمراء هي خلية دم حمراء

والجزيئات الحمراء هي الهيموجلابين

وهي حمراء فعلاً .. وهي التي تعطي الدماء لونها

والهيموجلابين يعمل كإسفنجة جزيئية

تمتص الاكسجين من الرئتين

ومن ثم يقوم بنقله الى انحاء الجسم

لقد الهمتني هذه الصور كثيراً منذ عدة سنوات

وكنت افكر ان كان بالامكان استخدام المؤثرات المرئية

على الحاسوب من اجل التعبير عن العالم الجزيئي

وان امكن ذلك فكيف ستبدو ؟

وهكذا بدأت .. لنبدأ

هذا الشكل الافتراضي لشريط الحمض النووي الحلزوني المزدوج

وهذه الصورة من بلورات اشعة اكس

لذا انه شكل دقيق للحمض النووي

ان قمنا بفك هذا الشريط الحلزوني المزدوج من الحمض النووي و قمنا بفصله الى شريطين

كما ترون عليه ما يشبه الاسنان

انها كودات الاحرف الجينية

ال25 ألف جين المكتوب في الحمض النووي خاصتنا

وهذا ما يتم التحدث عنه على الدوام بمسمى

الكود الجيني .. هذا ما كانوا يتحدثون عنه قبل قليل

ولكن اريد ان اتحدث عن مفاهيم مختلفة من علوم الحمض النووي

وهذه هي البنية الطبيعية للحمض النووي

كما ترون الشريطين اللذان يسيران باتجاهين متعاكسين

لاسباب لا يمكنني الخوض بها الان

ولكنها تسير باتجاهين متعاكسين

مما يشكل بعض من المضاعفات للخلايا الحية

كما سوف ترون

عادة عندما يتم نسخ الحمض النووي

و ما سوف اريكم اياه الان

هو وصف دقيق

عن عملية مضاعفة /نسخ الحمض النووي التي تحدث الان في جسدكم

على الاقل في 2002 بيولوجي

حسناً .. الحمض النووي يدخل مرحلة الانتاج من القسم الايسر

ومن ثم يدخل ضمن هذه المجموعة .. وهي آليات بيوكيميائية مصغرة

والتي تقوم بفك شريط الحمض النووي وتصنع نسخة مشابهة له تماماً

اذا شريط الحمض النووي يدخل هذه الاجهزة

ومن ثم يصل الى الاجهزة الزرقاء التي تشبه الدونات

ويتم فصله الى شريطين

ويتم نسخ احد الاشرطة على الفور

وكما ترون في الاسفل يتم تحرير ما كان تم تهيئته مسبقاً ويتم استخدامه على الفور

ولكن الامر ليست بهذه السهولة للشريط الاخر

لان عملية النسخ يجب ان تتم بصورة عكسية

لذا يتم فك وتحرير الاجزاء من هذه العملية والسلسلة بصورة مستمرة

ويتم نسخ كل جزء على حدى

لكي يتم صنع جزيئين من الحمض النووي

وكل واحد منكم لديه الآن بلايين من هذه الآليات

تعمل الآن في داخل جسمه

وتقوم بنسخ شرائط الحمض النووي بذات الاتقان

ان هذا التمثيل المرئي هو تمثيل دقيق

وان مايحدث في داخل اجسامكم يحدث تقريبا بذات السرعة التي تم عرضها

لقد تركت اعطاب نقاط الاتصال و بعض الامور الاخرى

على كل هذا عمل قمت به منذ عدة سنوات

شكرا لكم

انه عمل قمت به منذ عدة سنوات

ولكن ما سأريكم اياه هو علم حديث .. وتكنولوجيا حديثة

مرة أخرى دعونا نبدأ مع الحمض النووي

وهو يتأرجل و يهتز بسبب السوائل المليئة بالجزيئات المحيطة به

والتي قد ازلتها لكي تتمكنوا من رؤية شيء ما

ان الحمض النووي بعرض 2 نانو متر

وهو صغير جداً

ولكن في كل خلية من خلاياكم

يكون طول كل شريط من شرائط الحمض النووي الموجود من 30-40 مليون نانومتر

ولكي يبقى الحمض النووي مرتب و من السهل الوصول الى الكود الجيني

يتم تغليفه بواسطة البروتينات البنفسجية

وقد لونتهم باللون البنفسجي

انها مجتمعة و ملتفة على بعضها البعض

كل ما ترونه هنا هو مجرد شريط واحد من الحمض النووي

ان حزمة الحمض النووي تدعى الكروموسوم

وسوف نعود الى الكروموسومات خلال دقيقة

نحن ننسحب .. نحن نصعد لكي نلقي نظرة من الاعلى

من خلال فتحة النواة

والتي هي منفذ خروج للمقصورة التي تحوي الحمض النووي

تدعى النواة

ان ما ترونه الآن

يحتاج فصلاً كاملاً من شرح علوم البيولوجيا و لكن كل ما املكه هو سبع دقائق

لذا لن نتمكن من المرور على هذا اليوم ..

لا .. لا يمكنني .. لقد اخبروني انه لا يمكن .

هذه هي الشاكلة التي تبدو عليه الخلايا الحية عبر المكيروسكوب العادي

وقد تم تصويرها على مراحل ولهذا ترونها تتحرك

يتم قسم غشاء الخلية

والاشياء التي تشبه النقانق هي الكروموسومات .. سوف نركز عليهم

تمر عبر حركات اهتزازية كبيرة

تتركز في المناطق الحمراء

عندما تشعر الخلية انها مستعدة للانقسام الخليوي

فانها تفصل الكروموسوم

فيذهب نصفه لجهة

و النصف الاخر لجهة اخرى

وهي نسختين متطابقتين من الحمض النووي

ومن ثم تنقسم الخلية من المنتصف

ومرة اخرى بلايين الخلايا

تقوم بعملية الانقسام الخليوي الان في داخل اجسامكم

الان سوف نقوم باعادة هذه العملية و سنقوم بالتركيز على الكروموسومات

وننظر الى بنيتها ونحاول شرحها

مرة اخرى هاكم لحظة الانقسام

يرتصف الكروموسوم

وان قمنا بعزل كروموسوم واحد

ومن ثم غصنا في داخله و حاولنا النظر الى بنيته

وهذا يعد اكبر بنية جزئية في داخل جسم الانسان

على الاقل ما نعرفه لغاية الان في داخل اجسامنا

اذا هذا كروموسوم وحيد

وفي كل كروموسوم تملك شريطين من الحمض النووي

يلتف كل واحد منهما ليشكل البنية التي تشبه النقانق

من كلا الطرفين

ان هذه التي تبدو كما " الشارب " والتي تتجول على كلا الجانبين

هي السقالة المتحركة للخلية

انها تدعى ميكروتثبول .. الاسم ليس بهذا الاهمية

دعونا نركز على المنطقة الحمراء .. لقد لونتها بالاحمر

هي منطقة الاحتكاك

بين السقالة المتحركة والكروموسوم

وكما هو واضح انها مركز الحركة في الكروموسومات

نحن في الحقيقة لا نملك اي فكرة عن كيفية حركتها

ونحن نقوم بدراسة هذه الاشياء التي نسميها النواشط المدارية

لاكثر من مئة عام دراسة مكثفة

ومازلنا في بدايات اكتشافنا ماهيتها

انها مكونة من نحو 200 نوع مختلف من البروتينات

ما يشكل مجموعه الالاف من البروتينات

انها نظام بث وحيد

انها تبث عن طريق استخدام الاشارات الكيميائية

لكي تخبر باقي اجزاء الخلية عن استعدادها

وشعورها بان الوقت قد حان من اجل الارتصاف

استعداداً لفصل الكروموسوم

انه قادر على التقولب مع النمو والاهتزاز للميكروتثبول.

كما انه يتطور مع تطور الميكروتثبول.

انه قادر على التموضع الزوجي

انه ايضاً نظام استشعار

انه يشعر متى تكون الخلية مستعدة

عندما يكون الكروموسوم متموضع في مكانه تماماً

فانه يتحول الى اللون الاخضر

لانه يشعر ان كل شيء في مكانه الصحيح

وسوف ترون .. هناك مازال مكان واحد اخير

مازال احمراً

وهو يسير عبر الميكروتثبول.

انه نظام بث يرسل اشارات للتوقف

انه يسير .. أعني ان هناك ميكانيكة ما ..

انها ساعة ضبط جزيئية

هكذا يعمل الجسم على المستوى الجزيئي

اذا وبنظرة جزيئية للأمور

لدينا أيضاً " كينسينس " والتي تبدو باللون البرتقالي

انها جزيئات صغيرة ساعية تسير في اتجاه واحد

وها هي الداينين .. وهي تحمل نظام البث

ولديها أرجل طويلة من اجل تجاوز العقبات

ومرة اخرى هذه مستسقاة بدقة

من العلوم و تمثل الواقع الحقيقي

والمشكلة انه لا يمكننا ان نريكم هذا بصورة اخرى

ان الوصول الى اقصى حدود العلم

واقصى حدود الفهم البشري

لهو أمرٌ يقض مضجع الألباب

و اكتشاف من مثل هذه الامور

هو بالتأكيد نتيجة مرضية للعمل المضني في العلوم

ولكن معظم الابحاث الطبية

واكتشاف من مثل هذه الامور

تصب حتماً في الطريق نحو الهدف الاكبر

وهو التخلص من الامراض

و محو المعاناة والالم التي تسببها الامراض

ورفع الناس من الفقر

شكراً لكم

(تصفيق)