Return to Video

Animations of unseeable biology

  • 0:00 - 0:02
    מה שאני עומד להראות
  • 0:02 - 0:06
    זה את המכונות המולקולריות מעוררות ההשתאות
  • 0:06 - 0:09
    אשר יוצרות את מארג החיים של גופנו.
  • 0:09 - 0:12
    מולקולות הן ממש, ממש זעירות.
  • 0:12 - 0:14
    וכאשר אני אומר זעירות,
  • 0:14 - 0:16
    אני באמת מתכוון לזה.
  • 0:16 - 0:18
    הן יותר קטנות מאורך גל של אור,
  • 0:18 - 0:21
    כך שאין לנו דרך לראותן ישירות.
  • 0:21 - 0:23
    אבל באמצעות המדע, יש לנו מושג די טוב
  • 0:23 - 0:26
    על מה שמתרחש ברמה המולקולרית.
  • 0:26 - 0:29
    מה שאנו יכולים לעשות זה לספר על מולקולות,
  • 0:29 - 0:32
    אבל אין ביכולתנו להראות ישירות את המולקולות.
  • 0:32 - 0:35
    אחת הדרכים לעקוף זאת היא לצייר ציורים.
  • 0:35 - 0:37
    אבל אין בזה שום דבר חדש.
  • 0:37 - 0:39
    מדענים תמיד יצרו סקיצות
  • 0:39 - 0:42
    כחלק מתהליך החשיבה והגילוי שלהם.
  • 0:42 - 0:45
    הם מציירים ציורים על מה שרואות עיניהם,
  • 0:45 - 0:47
    בעזרת טכנולגיות כמו טלסקופים ומיקרוסקופים,
  • 0:47 - 0:50
    וגם על המחשבות החולפות במוחם.
  • 0:50 - 0:52
    בחרתי בשתי דוגמאות מאוד ידועות,
  • 0:52 - 0:55
    כי הן ידועות בעבור הבעת מדע באמצעות אמנות.
  • 0:55 - 0:57
    אתחיל עם גלילאו
  • 0:57 - 0:59
    שהשתמש בטלסקופ הראשון בעולם
  • 0:59 - 1:01
    כדי להביט לעבר הירח.
  • 1:01 - 1:03
    הוא שינה לחלוטין את הבנתנו לגבי הירח.
  • 1:03 - 1:05
    על-פי התפיסה של המאה ה-17,
  • 1:05 - 1:07
    הירח היה כדור שמיימי מושלם.
  • 1:07 - 1:10
    אבל מה שגלילאו ראה היה עולם סלעי שומם,
  • 1:10 - 1:13
    שאותו ביטא דרך ציורי צבעי המים שלו.
  • 1:13 - 1:15
    מדען אחר בעל רעיונות כבירים,
  • 1:15 - 1:18
    כוכב-העל של ביולוגיה, הוא צ'רלס דארווין.
  • 1:18 - 1:20
    ועם רישום ידוע זה במחברתו,
  • 1:20 - 1:23
    הוא מתחיל בפינה השמאלית העליונה ב-"אני סבור",
  • 1:23 - 1:26
    ואז משרבט סקיצה של עץ החיים הראשון,
  • 1:26 - 1:28
    המבטאת את תפיסתו בנוגע לכיצד
  • 1:28 - 1:30
    כל המינים, כל החי על כדור-הארץ,
  • 1:30 - 1:33
    קשורים באמצעות היסטוריה אבולוציונית --
  • 1:33 - 1:35
    מוצא המינים באמצעות הברירה הטבעית
  • 1:35 - 1:38
    והתפצלות מאוכלוסיה קדומה משותפת.
  • 1:38 - 1:40
    אפילו כמדען, כאשר ישבתי בהרצאות
  • 1:40 - 1:42
    שניתנו על-ידי ביולוגים מולקולריים,
  • 1:42 - 1:45
    הן כלל לא היו מובנות לי,
  • 1:45 - 1:47
    עם כל השפה והמושגים הטכניים
  • 1:47 - 1:49
    שהם השתמשו בהם לתיאור עבודתם,
  • 1:49 - 1:52
    עד שנתקלתי בעבודת האמנות של דייויד גודסל,
  • 1:52 - 1:55
    שהוא ביולוג מולקולרי במכון סקריפס.
  • 1:55 - 1:57
    ובתמונותיו,
  • 1:57 - 1:59
    הכל מדוייק ובמידות הנכונות.
  • 1:59 - 2:02
    עבודותיו האירו לי
  • 2:02 - 2:04
    איך נראה העולם המולקולרי מבפנים.
  • 2:04 - 2:07
    זהו חתך רוחב דם.
  • 2:07 - 2:09
    בפינה השמאלית העליונה, רואים אזור צהוב-ירוק.
  • 2:09 - 2:12
    אזור זה הוא הנוזלים בדם, בעיקר מים,
  • 2:12 - 2:14
    אבל גם נוגדנים, סוכרים,
  • 2:14 - 2:16
    הורמונים ודברים כאלה. והאזור האדום
  • 2:16 - 2:18
    הוא חתך בתוך תא דם אדום.
  • 2:18 - 2:20
    ואותן מולקולות אדומות הן המוגלובין.
  • 2:20 - 2:22
    הן באמת אדומות; זה מה שהופך את הדם לאדום.
  • 2:22 - 2:24
    ההמוגלובין פועל כספוג מולקולרי
  • 2:24 - 2:26
    כדי לספוג את החמצן שבריאות
  • 2:26 - 2:28
    ולשאתו לאיברים אחרים בגוף.
  • 2:28 - 2:31
    מאוד התרשמתי מתמונה זו לפני שנים רבות,
  • 2:31 - 2:33
    ותהיתי אם ניתן להשתמש בגרפיקה ממוחשבת
  • 2:33 - 2:35
    כדי לתאר את העולם המולקולרי.
  • 2:35 - 2:37
    כיצד הוא ייראה?
  • 2:37 - 2:40
    וכך באמת התחלתי. אז הבה נתחיל.
  • 2:40 - 2:42
    זהו DNA בצורה הקלסית של הסליל הכפול.
  • 2:42 - 2:44
    זה התקבל מדיפרקציית קרני-X,
  • 2:44 - 2:46
    כך שזה מודל מדוייק של ה-DNA.
  • 2:46 - 2:48
    אם מתירים את הסליל הכפול ופותחים את שני הגדילים שבתוכו,
  • 2:48 - 2:50
    רואים דברים אלה שנראים כמו שיניים.
  • 2:50 - 2:52
    אלה הם האותיות של הקוד הגנטי,
  • 2:52 - 2:55
    25,000 הגנים הכתובים ב-DNA שלנו.
  • 2:55 - 2:57
    על זה בדרך-כלל מדברים --
  • 2:57 - 2:59
    הקוד הגנטי -- על זה מדברים.
  • 2:59 - 3:01
    אבל ברצוני לדבר על היבט אחר
  • 3:01 - 3:04
    של מדע ה-DNA, שזה הצורה הפיזית של DNA.
  • 3:04 - 3:07
    אלה שני גדילים הרצים בכיוונים מנוגדים
  • 3:07 - 3:09
    מסיבות שאיני יכול לפרט כרגע.
  • 3:09 - 3:11
    אבל הם מסודרים בכיוונים מנוגדים,
  • 3:11 - 3:14
    דבר היוצר כמה סיבוכים לתאים שלנו,
  • 3:14 - 3:16
    כפי שנראה מייד,
  • 3:16 - 3:19
    במיוחד כאשר DNA עובר שיכפול.
  • 3:19 - 3:21
    מה שאני עומד להראות
  • 3:21 - 3:23
    הוא תיאור נאמן של
  • 3:23 - 3:26
    מכונת שיכפול DNA הפועלת ממש עכשיו בגופנו,
  • 3:26 - 3:29
    כך לפחות לפי ביולוגיית שנת 2002.
  • 3:29 - 3:32
    ה-DNA נכנס לקו הייצור מצד שמאל,
  • 3:32 - 3:35
    הוא פוגע במערך זה, במכונות הביוכימיות הזעירות הללו,
  • 3:35 - 3:38
    המפרידות את גדילי ה-DNA ויוצרות העתק מדוייק.
  • 3:38 - 3:40
    כך שה-DNA נכנס
  • 3:40 - 3:42
    ופוגע במבנה הכחול בצורת סופגנייה
  • 3:42 - 3:44
    ושני גדיליו מתנתקים.
  • 3:44 - 3:46
    גדיל אחד מועתק ישירות,
  • 3:46 - 3:49
    וניתן לראות מיני דברים עוברים שזירה מחדש למטה.
  • 3:49 - 3:51
    אבל העניין יותר מסובך עם הגדיל השני
  • 3:51 - 3:53
    כי צריך להעתיקו בכיוון הפוך.
  • 3:53 - 3:55
    הוא מושלך שוב ושוב לתוך הלולאות הללו
  • 3:55 - 3:57
    ועובר העתקה של כל מקטע בנפרד,
  • 3:57 - 4:00
    תוך יצירת שתי מולקולות DNA חדשות.
  • 4:00 - 4:03
    יש מיליארדי מכונות כאלו
  • 4:03 - 4:05
    הפועלות ממש עכשיו בתוכנו,
  • 4:05 - 4:07
    המשכפלות את ה-DNA בדיוק גבוה.
  • 4:07 - 4:09
    זהו תיאור מדוייק,
  • 4:09 - 4:12
    והוא גם במהירות די נכונה של מה שמתרחש בתוכנו.
  • 4:12 - 4:15
    לא הזכרתי תיקון שגיאות ועוד כמה דברים.
  • 4:17 - 4:19
    זו היתה עבודה מלפני מספר שנים.
  • 4:19 - 4:21
    תודה.
  • 4:21 - 4:24
    עבודה זו היא מלפני מספר שנים,
  • 4:24 - 4:27
    אבל מה שאציג כעת הוא מדע יותר מעודכן, טכנולוגיה מעודכנת.
  • 4:27 - 4:29
    אז שוב, מתחילים עם DNA.
  • 4:29 - 4:32
    הוא נע ומתנודד בגלל מרק המולקולות שמקיף אותו,
  • 4:32 - 4:34
    שאני הסרתי כדי שתוכלו לראות משהו.
  • 4:34 - 4:36
    ה-DNA הוא כ-2 ננומטר מקצה לקצה,
  • 4:36 - 4:38
    שזה באמת זעיר.
  • 4:38 - 4:40
    אבל בכל אחד מתאינו,
  • 4:40 - 4:44
    אורך כל גדיל DNA הוא כ-30 עד 40 מיליוני ננומטר.
  • 4:44 - 4:47
    לכן כדי לשמור את ה-DNA מאורגן ולהסדיר את הגישה לקוד הגנטי,
  • 4:47 - 4:49
    הוא מלופף סביב הפרוטאינים הסגולים הללו --
  • 4:49 - 4:51
    בעצם אני סימנתי אותם בסגול.
  • 4:51 - 4:53
    הוא צרור וארוז בחבילה.
  • 4:53 - 4:56
    כל התמונה הזו מראה גדיל בודד של DNA.
  • 4:56 - 4:59
    כל החבילה הענקית הזו של DNA נקראת כרומוזום.
  • 4:59 - 5:02
    נחזור לכרומוזומים עוד מעט.
  • 5:02 - 5:04
    אנו מתרחקים עכשיו,
  • 5:04 - 5:06
    יוצאים דרך נקבובית הגרעין,
  • 5:06 - 5:09
    שהוא שער הכניסה לחלל זה המכיל את כל ה-DNA
  • 5:09 - 5:11
    והמכונה גרעין התא.
  • 5:11 - 5:13
    כל מה רואים עכשיו
  • 5:13 - 5:16
    זו עבודת סמסטר שלם בביולוגיה, ולי יש רק 7 דקות.
  • 5:16 - 5:19
    אז אנו לא נוכל לעשות זאת היום?
  • 5:19 - 5:22
    לא, אומרים לי שלא.
  • 5:22 - 5:25
    ככה נראה תא חי תחת מיקרוסקופ אופטי.
  • 5:25 - 5:28
    הוא צולם לאורך זמן ולכן רואים אותו זז.
  • 5:28 - 5:30
    מעטפת הגרעין נקרעת.
  • 5:30 - 5:33
    העצמים בצורת נקניקיות הם הכרומוזומים ונתמקד בהם.
  • 5:33 - 5:35
    הם עושים את התנועות המדהימות האלו
  • 5:35 - 5:38
    המתמקדות בנקודות האדומות האלו.
  • 5:38 - 5:41
    כאשר התא חש שהוא מוכן לזה,
  • 5:41 - 5:43
    הוא תולש את הכרומוזום.
  • 5:43 - 5:45
    קבוצת DNA אחת עוברת לצד אחד,
  • 5:45 - 5:47
    לצד האחר מגיעה קבוצת ה-DNA השניה --
  • 5:47 - 5:49
    העתקים זהים של DNA.
  • 5:49 - 5:51
    ואז התא מתפצל באמצע.
  • 5:51 - 5:53
    ושוב, ויש לנו מיליארדי תאים
  • 5:53 - 5:56
    העוברים תהליך כזה ממש עכשיו בתוכנו.
  • 5:56 - 5:59
    כעת נחזור אחורה ונתמקד רק בכרומוזומים,
  • 5:59 - 6:01
    נתבונן במבנה שלהם ונתאר אותם.
  • 6:01 - 6:04
    שוב אנחנו ברגע החציה.
  • 6:04 - 6:06
    הכרומוזומים מסתדרים.
  • 6:06 - 6:08
    נבודד כרומוזום אחד,
  • 6:08 - 6:10
    נוציא אותו ונתבונן במבנהו.
  • 6:10 - 6:13
    זהו מבנה מולקולרי מהגדולים ביותר שקיים,
  • 6:13 - 6:17
    לפחות עד כמה שגילינו עד היום.
  • 6:17 - 6:19
    זהו כרומוזום בודד.
  • 6:19 - 6:22
    יש שני גדילים של DNA בכל כרומוזום.
  • 6:22 - 6:24
    אחד מאוגד בצורת נקניקייה.
  • 6:24 - 6:26
    הגדיל השני מאוגד כנקניקייה אחרת.
  • 6:26 - 6:29
    הדברים האלה הנראים כזיפים המזדקרים מכל צד
  • 6:29 - 6:32
    הם מערכת הפיגומים הדינמית של התא.
  • 6:32 - 6:34
    הם נקראים מיקרו-צינוריות. השם לא חשוב.
  • 6:34 - 6:37
    אבל נתמקד באזור האדום הזה -- סימנתי אותו באדום --
  • 6:37 - 6:39
    והוא הממשק
  • 6:39 - 6:42
    בין הפיגומים הדינמיים והכרומוזומים.
  • 6:42 - 6:45
    ברור שהוא מהווה גורם מרכזי בתנועת הכרומוזומים.
  • 6:45 - 6:48
    אין לנו באמת מושג כיצד נוצרת התנועה הזו.
  • 6:48 - 6:50
    חוקרים את הדבר הזה שנקרא קינטוכור כבר
  • 6:50 - 6:52
    יותר מ-100 שנה בצורה אינטנסיבית,
  • 6:52 - 6:55
    ואנו רק עכשיו מתחילים לגלות על מה מדובר.
  • 6:55 - 6:58
    הוא עשוי מכ-200 סוגי חלבונים שונים,
  • 6:58 - 7:01
    סה"כ אלפי חלבונים.
  • 7:01 - 7:04
    זוהי מערכת שידור אותות.
  • 7:04 - 7:06
    היא משדרת באמצעות אותות כימיים
  • 7:06 - 7:09
    המסמנים לשאר התא שהוא מוכן,
  • 7:09 - 7:12
    כאשר היא מרגישה שהכל ערוך ומוכן לשלב
  • 7:12 - 7:14
    הפרדת הכרומוזומים.
  • 7:14 - 7:17
    היא מסוגלת להיצמד למיקרו-צינוריות המתרחבות ומתכווצות.
  • 7:17 - 7:20
    היא קשורה להתרחבות המיקרו-צינוריות,
  • 7:20 - 7:23
    והיא מסוגלת להיצמד אליהן ארעית.
  • 7:23 - 7:25
    זו גם מערכת להפניית תשומת לב.
  • 7:25 - 7:27
    היא מסוגלת לחוש מתי התא מוכן,
  • 7:27 - 7:29
    מתי הכרומוזום נמצא בתנוחה הנכונה.
  • 7:29 - 7:31
    כאן רואים שהיא הופכת לירוק
  • 7:31 - 7:33
    כי היא חשה שהכל ערוך ומוכן.
  • 7:33 - 7:35
    וכפי שתראו, יש עוד חלק קטן
  • 7:35 - 7:37
    שעדיין אדום.
  • 7:37 - 7:40
    והוא מתרחק בהליכה על-גבי המיקרו-צינוריות.
  • 7:41 - 7:44
    זוהי המערכת לשידור אותות השולחת אות לעצירה.
  • 7:44 - 7:47
    הוא מתרחק בהליכה. כלומר, זה עד כדי כך מכני.
  • 7:47 - 7:49
    זהו מנגנון-שעון מולקולרי.
  • 7:49 - 7:52
    כך זה עובד ברמה המולקולרית.
  • 7:52 - 7:55
    כך, עם קצת גרפיקה מולקולרית ממוחשבת היפה לעיניים,
  • 7:55 - 7:58
    קיבלנו קינזינים, שהם בצבע כתום.
  • 7:58 - 8:00
    הם מולקולות-שליח קטנות ההולכות לכיוון אחד.
  • 8:00 - 8:03
    והנה כאן הדינאינים. הם נושאים את מערכת השידור.
  • 8:03 - 8:06
    יש להן רגליים ארוכות כדי שיוכלו לדלג על מכשולים וכו'.
  • 8:06 - 8:08
    שוב, כל זה מוצג במדוייק
  • 8:08 - 8:10
    מתוך המחקר המדעי.
  • 8:10 - 8:13
    הבעיה היא שאיננו יכולים להציג לכם זאת בכל דרך אחרת.
  • 8:13 - 8:15
    גילויים מחזית המדע,
  • 8:15 - 8:17
    מחזית ההבנה האנושית,
  • 8:17 - 8:20
    הם דבר מטריף.
  • 8:20 - 8:22
    גילוי דברים כאלה
  • 8:22 - 8:25
    הוא ללא ספק תמריץ מושך לעסוק במדע.
  • 8:25 - 8:28
    אבל עבור רוב החוקרים ברפואה --
  • 8:28 - 8:30
    המגלים דברים כאלה,
  • 8:30 - 8:33
    אלה הם רק צעדים קטנים בדרך למטרות הנעלות,
  • 8:33 - 8:36
    שהן ביעור מחלות, ביעור הסבל והיגון
  • 8:36 - 8:38
    שנגרמים בגלל מחלות
  • 8:38 - 8:40
    והוצאת אנשים ממעגל העוני.
  • 8:40 - 8:42
    תודה.
  • 8:42 - 8:46
    (מחיאות כפיים)
Title:
Animations of unseeable biology
Speaker:
Drew Berry
Description:
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
08:47
Regina Chu edited Hebrew subtitles for Animations of unseeable biology
Yubal Masalker added a translation

Hebrew subtitles

Revisions Compare revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.