-
Hal yang akan saya tunjukkan
-
adalah mesin-mesin molekular yang menakjubkan
-
yang menyusun struktur tubuh Anda.
-
Ukuran molekul benar-benar kecil.
-
Maksud saya,
-
benar-benar kecil.
-
Molekul lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya.
-
sehingga kita tidak dapat mengamatinya secara langsung.
-
Namun dengan ilmu pengetahuan, kita memiliki ide tentang
-
apa yang terjadi pada tingkat molekular
-
Jadi sebenarnya kita dapat memberi tahu tentang molekul
-
namun tidak memiliki cara untuk menunjukkan molekul itu secara langsung.
-
Salah satu caranya adalah dengan menggambarkannya.
-
Gagasan ini sebenarnya bukan gagasan baru.
-
Ilmuwan selalu membuat gambaran
-
sebagai bagian dari proses berpikir dan penemuan mereka.
-
Mereka menggambar apa yang mereka amati dengan mata mereka
-
melalui teknologi seperti teleskop dan mikroskop,
-
dan juga apa yang mereka pikirkan.
-
Saya akan mengambil dua contoh terkenal
-
karena mengekspresikan ilmu pengetahuan melalui karya seni.
-
Saya akan mulai dengan Galileo
-
yang menggunakan teleskop pertama di dunia
-
untuk melihat Bulan.
-
Galileo mengubah pemahaman kita akan Bulan.
-
Pada abad ke-17, Bulan dianggap
-
sebagai bulatan sempurna di langit.
-
Namun yang dilihat Galileo adalah dunia berbatu dan tandus
-
yang digambarkannya melalui lukisan cat airnya.
-
Ilmuwan lain dengan ide yang besar,
-
sang superstar dari biologi, Charles Darwin.
-
Melalui catatan terkenal dalam buku catatannya,
-
dia memulai dari sudut kiri atas dengan, "Saya pikir,"
-
dan lalu dia membuat sketsa pohon kehidupan pertama,
-
yang merupakan pemahamannya
-
akan bagaimana semua spesies, semua makhluk hidup di Bumi
-
terhubung melalui sejarah evolusi --
-
asal usul spesies melalui seleksi alam
-
dan penyimpangan dari nenek moyang yang sama`.
-
Bahkan sebagain seorang ilmuwan,
-
saya pernah mengikuti kuliah dari ahli biologi molekular.
-
dan merasa hal itu sangat sulit dipahami
-
dengan segala bahasa teknik dan jargon
-
yang mereka gunakan untuk menjelaskan karya mereka
-
sampai saya menemukan karya seni dari David Goodsell,
-
seorang ahli biologi molekul di Institut Scripps.
-
Dan lukisannya
-
yang akurat dengan skala yang benar.
-
Karyanya mencerahkan saya
-
tentang bagaimana rupa dunia molekular dalam diri kita.
-
Jadi inilah penampang lintang dari darah.
-
Di bagian kiri atas, ada daerah berwarna kuning-hijau.
-
Daerah ini adalah cairan darah, yang sebagian besar terdiri dari air,
-
dan juga antibodi, gula,
-
hormon, dan sejenisnya.
-
Dan bagian berwarna merah adalah irisan sel darah merah.
-
Molekul berwarna merah itu adalah hemoglobin.
-
Mereka berwarna merah, itulah yang memberikan warna pada darah.
-
Dan hemoglobin beritindak sebagai sepon molekular
-
untuk menyerap oksigen di paru-paru Anda
-
lalu membawanya ke bagian tubuh Anda yang lain.
-
Saya sangat terilhami oleh gambar ini beberapa tahun lalu
-
dan saya ingin tahu apakah kita bisa menggunakan komputer grafik
-
untuk menggambarkan dunia molekular.
-
Seperti apa hasilnya?
-
Dari situlah saya mulai. Jadi mari kita mulai.
-
Inilah DNA dalam bentuk heliks gandanya yang klasik.
-
Dan ini berdasarkan kristalografi sinar X,
-
jadi ini adalah model yang akurat dari DNA.
-
Jika kita membuka heliks ganda ini dan untaiannya,
-
Anda akan melihat sesuatu yang bentuknya seperti gigi.
-
Itulah kode genetik,
-
25.000 gen yang tertulis dalam DNA Anda.
-
Itulah yang mereka biasa bicarakan --
-
kode genetik -- inilah yang mereka bicarakan.
-
Namun saya ingin berbicara tentang aspek DNA yang berbeda
-
yaitu sifat fisik alami dari DNA.
-
Kedua untaian berlawanan arah inilah
-
yang karena suatu alasan tidak dapat saya jelaskan sekarang.
-
Namun kedua untaian yang berlawanan arah inilah
-
yang membuat sejumlah kerumitan bagi sel-sel Anda yang hidup
-
seperti yang akan Anda lihat,
-
terutama saat DNA ini disalin.
-
Jadi yang akan saya tunjukkan
-
adalah gambaran akurat
-
dari mesin penyalin DNA sebenarnya yang kini sedang beroperasi di dalam tubuh Anda,
-
setidaknya 2002 biologi.
-
DNA memasuki lini produksi dari sisi sebelah kiri
-
dan mengenai kumpulan mesin biokimia mini ini
-
yang memisahkan untaian DNA dan membuat salinan yang sama.
-
Jadi DNA masuk
-
dan mengenai struktur biru berbentuk donat ini
-
di mana kedua untaiannya terpisah.
-
Salah satu untaian itu dapat langsung disalin
-
Anda bisa melihat untaian itu terlilit ke bawah.
-
Namun untuk untaian yang lain tidak semudah itu
-
karena harus disalin mundur.
-
Sehingga untaian ini terlempar berulang kali
-
dan tersalin satu per satu
-
sehingga terbentuk dua molekul DNA baru.
-
Kini ada miliaran mesin seperti ini
-
yang bekerja di dalam tubuh Anda sekarang
-
menyalin DNA Anda dengan ketelitian yang luar biasa.
-
Inilah gambaran yang akurat
-
dan pada kecepatan yang kurang lebih sama dengan yang terjadi dalam tubuh Anda.
-
Ada beberapa kesalahan dan beberapa hal lainnya yang saya biarkan.
-
Inilah hasil dari beberapa tahun lalu.
-
Terima kasih.
-
Inilah hasil dari beberapa tahun lalu,
-
namun berikutnya saya akan menunjukkan ilmu pengetahun terbaru, dengan teknologi terbaru.
-
Kembali, kita mulai dengan DNA.
-
Dan DNA berguncang dan bergoyang karena sup molekular di sekitarnya.
-
yang telah dibuka sehingga dapat Anda lihat.
-
Lebar DNA sekitar 2 nanometer,
-
yang cukup kecil.
-
Namun pada setiap sel Anda,
-
setiap untaian DNA panjangnya mencapai 30 hingga 40 juta nanometer.
-
Untuk menjaga DNA agar tetap teratur dan untuk mengatur akses kode genetik
-
DNA terbungkus oleh protein ungu ini --
-
atau yang saya warnai ungu di sini.
-
DNA terkemas dan terbungkus.
-
Semua bidang pandang ini adalah seuntai jalinan DNA.
-
Kelompok besar dari DNA ini disebut kromosom.
-
Kita akan kembali pada kromosom nanti.
-
Kini kita keluar dan menjauh
-
melalui pori-pori nuklear
-
yang merupakan jalan menuju ruangan yang menampung semua DNA
-
yang disebut nukleus.
-
Semua bidang pandang ini
-
adalah pelajaran biologi satu semester, dan waktu saya hanya 7 menit.
-
Jadi apa kita tidak dapat membereskannya hari ini?
-
Tidak. Saya diberi tahu, "Tidak.'
-
Inilah penampakan sel hidup di bawah mikroskop.
-
Ini telah difilmkan dalam gerak lambat, sehingga Anda melihatnya bergerak.
-
Selubung nuklearnya pecah.
-
Benda berbentuk sosis ini adalah kromosom, yang menjadi fokus kita kini.
-
Kromosom bergerak dengan intensitas tinggi
-
dengan pusat pada titik merah kecil ini.
-
Saat sel-sel itu merasa sudah siap,
-
sel-sel itu akan memisahkan kromosom.
-
Satu set DNA masuk ke sel yang satu
-
dan set yang lain masuk ke sel DNA yang lain --
-
salinan DNA yang identik.
-
Lalu sel ini terpisah di tengahnya.
-
Dan kembali, ada miliaran sel
-
yang melakukan hal ini di dalam tubuh Anda sekarang.
-
Kini kita akan mundur dan berfokus pada kromosom,
-
melihat dan menjelaskan strukturnya.
-
Jadi, kita kembali pada pertengahan prosesnya.
-
Kromosom kromosom itu berbaris
-
dan jika mengambil satu kromosom saja,
-
kita akan menariknya dan melihat strukturnya.
-
Inilah salah satu struktur molekul terbesar yang kita miliki,
-
setidaknya sejauh yang telah kita temukan di dalam tubuh kita.
-
Jadi inilah kromosom tunggal,
-
dan ada dua untaian DNA pada setiap kromosom.
-
Satu untaian terbungkus menjadi satu sosis.
-
dan untaian lainnya terbungkus menjadi sosis yang lain.
-
Benda yang terlihat seperti janggut yang menempel dari setiap sisi
-
adalah kerangka dinamik dari sel
-
yang disebut mikrotubula. Nama itu tidak penting.
-
Kita akan berfokus pada daerah berwarna merah -- saya memberi warna merah di sini --
-
dan inilah antarmuka
-
antara kerangka dinamik dan kromosom.
-
Sudah pasti daerah ini penting bagi pergerakan kromosom.
-
Kita tidak punya ide bagaimana kromosom dapat bergerak seperti itu.
-
Kita telah mempelajari hal yang disebut kinetokor
-
selama lebih dari 100 tahun dengan giat.
-
dan kita baru mulai menemukan apa ini sebenarnya.
-
Kinetokor ini terdiri dari 200 jenis protein berbeda,
-
seluruhnya ada ribuan protein.
-
Inilah sistem pemancar sinyal
-
yang memancarkan sinyal-sinyal kimia
-
untuk memberi tahu kapan sel itu siap
-
kapan semuanya sudah tertata dan siap
-
untuk pemisahan kromosom.
-
Kinetokor ini dapat menempel pada mikrotubula yang tumbuh ataupun menyusut
-
dan berperan dalam pertumbuhan mikrotubula
-
dan dapat menempel untuk sementara pada mikrotubula itu.
-
Kinetokor ini juga merupakan sistem perasa perhatian
-
dapat merasakan kapan sel itu siap,
-
kapan letak kromosom sudah benar.
-
Kinetokor ini berubah warna menjadi hijau
-
karena merasa semuanya sudah benar.
-
Dan Anda lihat, ada sedikit bagian
-
yang masih berwarna merah.
-
Dan ini bergerak menuruni mikrotubula.
-
Itulah sistem pemancar sinyal yang mengirimkan sinyal untuk berhenti.
-
Dan ini berjalan, maksud saya, bersifat mekanis.
-
Ini adalah jam molekular.
-
Inilah cara Anda bekerja pada tingkatan molekular.
-
Jadi dengan sedikit penarik perhatian ini,
-
kita memiliki kinesin, yang merupakan daerah berwarna oranye.
-
Ini adalah molekul pembawa molekul kecil yang bergerak satu arah.
-
Dan inilah dynein yang membawa sistem pemancar itu
-
dengan kaki-kaki panjang sehingga dapat mengatasi rintangan dan sejenisnya.
-
Kembali, hal ini digambarkan secara akurat
-
dari ilmu pengetahuan.
-
Masalahnya adalah kita tidak dapat menunjukkannya dengan cara lain.
-
Menjelajahi garis depan ilmu pengetahuan,
-
pada garis depan pemahaman manusia
-
sungguh luar biasa.
-
Menemukan hal-hal semacam ini
-
sudah pasti adalah dorongan menyenangkan untuk bekerja di sini.
-
Namun kebanyakan peneliti medis --
-
menemukan hal ini
-
hanyalah langkah di jalan menuju tujuan besar
-
yaitu untuk memberantas penyakit,
-
menghilangkan penderitaan dan kesedihan yang ditimbulkannya,
-
dan mengangkat orang-orang dari kemiskinan.
-
Terima kasih.
-
(Tepuk tangan)