Animations of unseeable biology
-
0:00 - 0:02Pokażę wam
-
0:02 - 0:06zdumiewające maszyny molekularne
-
0:06 - 0:09budujące żywą tkankę naszych ciał.
-
0:09 - 0:12Cząsteczki są naprawdę malutkie.
-
0:12 - 0:14Naprawdę malutkie z naciskiem na naprawdę.
-
0:14 - 0:16Naprawdę malutkie z naciskiem na naprawdę.
-
0:16 - 0:18Są mniejsze od fali widzialnego światła,
-
0:18 - 0:21dlatego nie możemy obserwować ich bezpośrednio.
-
0:21 - 0:23Dzięki nauce mamy całkiem sporą wiedzę
-
0:23 - 0:26jakie procesy zachodzą w skali molekularnej.
-
0:26 - 0:29Można opowiadać o molekułach,
-
0:29 - 0:32ale nie ma możliwości ich bezpośredniego pokazania.
-
0:32 - 0:35Wyjściem z tej sytuacji są rysunki.
-
0:35 - 0:37Nie jest to nowy pomysł.
-
0:37 - 0:39Naukowcy od zawsze tworzyli rysunki
-
0:39 - 0:42jako element procesu myślowego i odkrywania.
-
0:42 - 0:45Rysowali to, co mogli zaobserwować,
-
0:45 - 0:47dzięki technologiom takim jak teleskopy i mikroskopy.
-
0:47 - 0:50Za pomocą rysunków przekazywali też swoje myśli.
-
0:50 - 0:52Wybrałem dwa przykłady,
-
0:52 - 0:55dobrze znane, bo stanowią ekspresję nauki poprzez sztukę.
-
0:55 - 0:57Zacznę od Galileusza,
-
0:57 - 0:59który zastosował pierwszy na świecie teleskop,
-
0:59 - 1:01aby obserwować Księżyc,
-
1:01 - 1:03dzięki czemu zmienił nasze wyobrażenie o nim.
-
1:03 - 1:05W siedemnastym wieku Księżyc
-
1:05 - 1:07postrzegano jako idealnie gładką sferę.
-
1:07 - 1:10Galileusz zobaczył jednak kamieniste, jałowe pustkowie,
-
1:10 - 1:13które namalował za pomocą akwareli.
-
1:13 - 1:15Innym naukowcem z wielkimi pomysłami
-
1:15 - 1:18był Karol Darwin, wielka gwiazda biologii.
-
1:18 - 1:20Słynny wpis w swoim notatniku
-
1:20 - 1:23rozpoczął w lewym górnym rogu od słowa "myślę",
-
1:23 - 1:26a następnie naszkicował pierwsze drzewo życia,
-
1:26 - 1:28czyli to jak postrzegał
-
1:28 - 1:30w jaki sposób wszystkie żyjące na Ziemi gatunki
-
1:30 - 1:33są ze sobą powiązane w ewolucyjnej historii.
-
1:33 - 1:35Pochodzenie gatunków drogą naturalnego doboru
-
1:35 - 1:38i ich odmienność od populacji przodków.
-
1:38 - 1:40Nawet jako naukowiec,
-
1:40 - 1:42chodziłem na wykłady biologów molekularnych,
-
1:42 - 1:45i zupełnie ich nie rozumiałem,
-
1:45 - 1:47z całym tym wymyślnym technicznym żargonem,
-
1:47 - 1:49którego używali do opisywania swojej dziedziny,
-
1:49 - 1:52aż trafiłem na prace artystyczne Davida Goodsella,
-
1:52 - 1:55biologa molekularnego w Instytucie Scrippsa.
-
1:55 - 1:57Jego rysunki
-
1:57 - 1:59są precyzyjne i w dobrej skali.
-
1:59 - 2:02Prace te rozjaśniły mi
-
2:02 - 2:04obraz molekularnego świata wewnątrz nas.
-
2:04 - 2:07Oto przekrój tkanki krwi.
-
2:07 - 2:09W lewym górnym rogu widać żółto-zielony obszar.
-
2:09 - 2:12Są to płynne składniki krwi, głównie woda,
-
2:12 - 2:14ale także przeciwciała, cukry,
-
2:14 - 2:16hormony, takie rzeczy.
-
2:16 - 2:18Czerwony obszar to przekrój czerwonej krwinki,
-
2:18 - 2:20a widoczne tam cząsteczki to hemoglobina.
-
2:20 - 2:22Naprawdę też są czerwone, nadają krwi kolor.
-
2:22 - 2:24Hemoglobina działa jak molekularna gąbka,
-
2:24 - 2:26wchłaniając tlen w płucach
-
2:26 - 2:28i przenosząc go do innych części ciała.
-
2:28 - 2:31Wiele lat temu ten obraz zainspirował mnie
-
2:31 - 2:33i zastanawiałem się czy za pomocą grafiki komputerowej
-
2:33 - 2:35można przedstawić molekularny świat.
-
2:35 - 2:37Jak by wyglądał?
-
2:37 - 2:40Takie były tego początki. Zacznijmy.
-
2:40 - 2:42Oto DNA w klasycznej formie podwójnej helisy.
-
2:42 - 2:44Obraz powstał dzięki krystalografii rentgenowskiej
-
2:44 - 2:46przedstawia wierny model DNA.
-
2:46 - 2:48Rozkręcając helisę i rozczepiając dwie nitki,
-
2:48 - 2:50otrzymalibyśmy coś podobnego do zębów.
-
2:50 - 2:52Są to litery kodu genetycznego,
-
2:52 - 2:5525 tysięcy genów wpisanych w ludzkie DNA.
-
2:55 - 2:57Zazwyczaj nazywa się to kodem genetycznym.
-
2:57 - 2:59Zazwyczaj nazywa się to kodem genetycznym.
-
2:59 - 3:01Chcę opowiedzieć o innym aspekcie DNA,
-
3:01 - 3:04którym jest jego fizyczna natura.
-
3:04 - 3:07Te dwie nitki biegną w przeciwnych kierunkach
-
3:07 - 3:09z powodów, których teraz nie poruszę.
-
3:09 - 3:11Biegną w przeciwnych kierunkach,
-
3:11 - 3:14stwarzając szereg problemów dla żywych komórek
-
3:14 - 3:16co zobaczycie.
-
3:16 - 3:19Szczególnie ma to miejsce podczas kopiowania DNA.
-
3:19 - 3:21To co wam pokażę
-
3:21 - 3:23jest wiernym przedstawieniem
-
3:23 - 3:26mechanizmu replikującego w DNA, który działa w waszych ciałach,
-
3:26 - 3:29przynajmniej według stanu wiedzy biologii w roku 2002.
-
3:29 - 3:32DNA wchodzi na linię produkcyjną od lewej strony
-
3:32 - 3:35i uderza w zgromadzone miniaturowe biochemiczne maszyny,
-
3:35 - 3:38które rozciągają nić DNA i wykonują jej dokładną kopię.
-
3:38 - 3:40Wkracza DNA
-
3:40 - 3:42uderza w tą niebieską, podobną do pączka strukturę,
-
3:42 - 3:44i jest rozrywane na dwie nici.
-
3:44 - 3:46Jedna może zostać skopiowana wprost,
-
3:46 - 3:49tę nić widać na dole.
-
3:49 - 3:51Nie jest tak prosto w przypadku drugiej nici,
-
3:51 - 3:53ponieważ musi być skopiowana wspak.
-
3:53 - 3:55Zostaje wciągnięta w te pętle
-
3:55 - 3:57i kopiowana część po części,
-
3:57 - 4:00w wyniku czego powstają dwie nowe cząsteczki DNA.
-
4:00 - 4:03W naszych ciałach działają w tej chwili
-
4:03 - 4:05miliardy podobnych maszyn
-
4:05 - 4:07kopiując nasze DNA z doskonałą wiernością.
-
4:07 - 4:09Jest to dokładna reprezentacja,
-
4:09 - 4:12pokazujące z prawidłową prędkością, to co dzieje się wewnątrz nas.
-
4:12 - 4:15Pominąłem korekcję błędów i kilka innych rzeczy.
-
4:17 - 4:19Jest to praca sprzed wielu lat.
-
4:19 - 4:21Dziękuję.
-
4:21 - 4:24Jest to praca sprzed wielu lat,
-
4:24 - 4:27ale zaraz pokażę coś zgodnego ze współczesną nauką i technologią.
-
4:27 - 4:29Zacznijmy znów od DNA.
-
4:29 - 4:32Podryguje w otaczającej go molekularnej zupie cząsteczek,
-
4:32 - 4:34którą usunąłem, żeby rysunek był czytelny.
-
4:34 - 4:36DNA ma szerokość około dwóch nanometrów
-
4:36 - 4:38jest naprawdę malutkie.
-
4:38 - 4:40Jednak w każdej z komórek
-
4:40 - 4:44każda nić DNA ma od 30 do 40 milionów nanometrów długości.
-
4:44 - 4:47Żeby pozostać uporządkowanym i regulować dostęp do kodu genetycznego,
-
4:47 - 4:49DNA jest owinięte wokół tych białek,
-
4:49 - 4:51które na obrazie są fioletowe.
-
4:51 - 4:53Jest upakowane i zawinięte.
-
4:53 - 4:56Tu widzimy pojedynczą nić DNA.
-
4:56 - 4:59Wielki pakiet DNA nazywamy chromosomem.
-
4:59 - 5:02Wrócimy do niego za chwilę.
-
5:02 - 5:04Oddalamy widok,
-
5:04 - 5:06przechodzimy przez por jądrowy,
-
5:06 - 5:09stanowiący wejście do przedziału, w którym znajduje się DNA,
-
5:09 - 5:11zwanego jądrem komórkowym.
-
5:11 - 5:13Na tych obrazach
-
5:13 - 5:16widzieliśmy semestr biologii, a ja mam siedem minut.
-
5:16 - 5:19Uda się nam dziś skończyć?
-
5:19 - 5:22Nie, mówią mi, że nie.
-
5:22 - 5:25Tak wygląda żywa komórka pod mikroskopem optycznym.
-
5:25 - 5:28Sfilmowano ją dzięki technice poklatkowej, dlatego widzimy ruch.
-
5:28 - 5:30Osłonka jądrowa rozpada się.
-
5:30 - 5:33Przypominające kiełbaski twory to chromosomy i na nich się skupimy.
-
5:33 - 5:35Poruszają się bardzo efektownie,
-
5:35 - 5:38skupiając się na tych małych czerwonych plamkach.
-
5:38 - 5:41Gdy komórka jest gotowa,
-
5:41 - 5:43rozrywa chromosom.
-
5:43 - 5:45Część DNA przechodzi na jedną stronę,
-
5:45 - 5:47z drugiej mamy pozostałą część.
-
5:47 - 5:49Są to dwie identyczne kopie DNA.
-
5:49 - 5:51Potem komórka dzieli się na pół.
-
5:51 - 5:53W miliardach komórek
-
5:53 - 5:56naszego ciała w tej chwili zachodzi ten proces.
-
5:56 - 5:59Cofnijmy się i skupmy na chromosomach.
-
5:59 - 6:01Przyjrzymy się ich budowie i opiszemy je.
-
6:01 - 6:04Znów widzimy płaszczyznę równikową komórki.
-
6:04 - 6:06Chromosomy ustawiają się w linii.
-
6:06 - 6:08Jeśli wyizolujemy tylko jeden chromosom,
-
6:08 - 6:10wyjmiemy go i wtedy spojrzymy na jego strukturę.
-
6:10 - 6:13Jest to jedna z największych struktur cząsteczkowych,
-
6:13 - 6:17jaką do tej pory odkryliśmy w ciele człowieka.
-
6:17 - 6:19Oto pojedynczy chromosom.
-
6:19 - 6:22W każdym z nich są dwie nici DNA.
-
6:22 - 6:24Jedna jest zawinięta niczym kiełbaska.
-
6:24 - 6:26Druga również przypomina kiełbaskę.
-
6:26 - 6:29To, co wygląda jak wąsy i wystaje z obu stron,
-
6:29 - 6:32to dynamiczne rusztowanie komórki.
-
6:32 - 6:34Nazywamy je mikrotubulami. Ta nazwa nie jest istotna.
-
6:34 - 6:37Teraz skupimy się na obszarze, który zaznaczyłem na czerwono.
-
6:37 - 6:39Jest to połączenie
-
6:39 - 6:42dynamicznego rusztowania i chromosomów.
-
6:42 - 6:45Jest ono oczywiście kluczowe dla ruchu chromosomów.
-
6:45 - 6:48Nie mamy pojęcia w jaki sposób odbywa się ten ruch.
-
6:48 - 6:50Badamy tak zwane kinetochory,
-
6:50 - 6:52intensywnie, od ponad stu lat
-
6:52 - 6:55i dopiero zaczynamy odkrywać co to jest.
-
6:55 - 6:58Składają się z około 200 różnych typów białek,
-
6:58 - 7:01razem są ich tysiące.
-
7:01 - 7:04Jest to system transmisji sygnałów.
-
7:04 - 7:06Nadaje je przez sygnały chemiczne,
-
7:06 - 7:09dając znać innym komórkom, gdy jest gotowy,
-
7:09 - 7:12kiedy czuje że wszystko jest ustawione i gotowe
-
7:12 - 7:14na oddzielenie chromosomów.
-
7:14 - 7:17Potrafi zespolić się na powierzchni rosnących i kurczących się mikrotubuli,
-
7:17 - 7:20ma udział w ich powiększaniu się,
-
7:20 - 7:23może się z nimi tymczasowo połączyć.
-
7:23 - 7:25Jest to również system wykrywający.
-
7:25 - 7:27Potrafi wyczuć kiedy komórka jest gotowa,
-
7:27 - 7:29a chromosom dobrze ustawiony.
-
7:29 - 7:31Widzimy jak zmienia kolor na zielony,
-
7:31 - 7:33bo czuje, że wszystko jest w porządku.
-
7:33 - 7:35Zobaczycie, że ostatnia część
-
7:35 - 7:37jest nadal czerwona.
-
7:37 - 7:40Zeszła w dół po mikrotubulach.
-
7:41 - 7:44System transmisji w ten sposób wysyła sygnał "stop".
-
7:44 - 7:47I zaprzestaje działania. To tak mechaniczne.
-
7:47 - 7:49Tak działa ta precyzyjna molekularna maszyneria.
-
7:49 - 7:52W ten sposób odbywa się nasze działanie w skali cząsteczkowej.
-
7:52 - 7:55Coś w temacie molekularnej rozkoszy dla oka:
-
7:55 - 7:58mamy tu kinezyny, w kolorze pomarańczowym.
-
7:58 - 8:00To mali molekularni kurierzy idący w jedną stronę.
-
8:00 - 8:03A tu widać dyneiny. Przenoszą wspomniany system transmitujący.
-
8:03 - 8:06Ich długie nogi pomagają im pokonywać przeszkody.
-
8:06 - 8:08To, co pokazałem precyzyjnie czerpie
-
8:08 - 8:10z nauki.
-
8:10 - 8:13Problem w tym, że nie możemy pokazać tego inaczej.
-
8:13 - 8:15Badania na pograniczach nauki
-
8:15 - 8:17i ludzkiego zrozumienia
-
8:17 - 8:20są niesamowite.
-
8:20 - 8:22Odkrywanie takich rzeczy
-
8:22 - 8:25jest przyjemną zachętą do pracy jako naukowiec.
-
8:25 - 8:28Większość badaczy w obszarze medycyny twierdzi,
-
8:28 - 8:30że odkrywanie takich rzeczy
-
8:30 - 8:33że odkrywanie takich rzeczy to droga do osiągnięcia wielkich celów,
-
8:33 - 8:36które oznaczają kres chorób,
-
8:36 - 8:38eliminację cierpienia i nieszczęścia, które powodują,
-
8:38 - 8:40oraz wyciągnięcie ludzi z biedy.
-
8:40 - 8:42Dziękuję.
-
8:42 - 8:46(Brawa)
- Title:
- Animations of unseeable biology
- Speaker:
- Drew Berry
- Description:
-
Nie możemy bezpośrednio obserwować molekuł i ich zachowania. Drew Berry chce to zmienić. Na TEDxSydney prezentuje ścisłe naukowo (oraz interesujące!) animacje, które pomagają badaczom zobaczyć niewidzialne procesy wewnątrz naszych komórek.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 08:47
Regina Chu edited Polish subtitles for Animations of unseeable biology | ||
Marcin Mituniewicz added a translation |