Mrekullitë e botës molekulare, të animuara

Disa struktura biologjike janë aq të vogla sa shkencëtarët nuk mun t'i shohin as me mikroskopët më të fuqishëm. Këtu, Janet Iwasa, animatore molekulare dhe TED Fellow, fillon të tregohet krijuese. Eksploro botë të gjera molekulare, ndërsa ajo ndan me ju animacione mahnitëse që përfytyrojnë se si ato mund të funksionojnë.

Unë jetoj në Utah,

një vend i njohur për peizazhet
natyrale më magjepsëse

në këtë planet.

Është e lehtë të mbushesh me emocion
nga këto pamje mahnitëse,

dhe të magjepsesh nga këto
formacione në dukje jashtëtokësore.

Si shkencëtare, më pëlqen
shumë të vëzghoj natyrën.

Por si biologe qelizore,

më intereson më shumë
të kuptuarit e natyrës

në një shkallë shumë më të vogël.

Unë jam animatore molekulare
dhe punoj me studiues të tjerë

për të krijuar vizualizime
molekulash që janë kaq të vogla,

sa në thelb, janë të padukshme.

Këto molekula janë më të
vogla se gjatësia e valës së dritës,

që do të thotë se s'mund
t'i shohim dot direkt

edhe me mikroskopët më të mirë optikë.

Pra, si mund të krijoj
vizualizime të gjërave

që janë aq të vogla sa s'mund t'i shohim?

Shkencëtarët, si bashkëpunuesit e mi,

mund të shpenzojnë të gjithë
karrierën e tyre profesionale

për të kuptuar
një proces molekular.

Për ta bërë këtë, ata kryejnë
një sërë eksperimentesh

që na mësojnë një
pjesë të vogël të enigmës.

Një tjetër lloj eksperimenti,
mund të na tregojë për formën

e një proteine, ndërsa një tjetër

me ç'proteina
të tjera bashkëvepron

dhe një tjetër na tregon
se ku gjendet në qelizë.

Të gjitha këto copëza informacioni, mund
të përdoren për të dalë me një hipotezë,

një histori, në thelb, se si
një molekulë mund të funksionojë.

Detyra ime është t'i marr këto ide
dhe t'i shndërroj në një animacion.

Kjo mund të jetë e ndërlikuar,

pasi rezulton se këto molekula
bëkan gjëra shumë të çuditshme.

Por këto animacione mund të jenë
shumë të dobishme për studiuesit

për të përcjellë idetë e tyre, mbi
mënyrën si funksionojnë molekulat.

Ata mund të na lejojnë madje
ta shohim botën molekulare

përmes syve të tyre.

Do të doja t'ju tregoja disa animacione,

një tur të shkurtër të asaj çfarë
gjykoj se janë disa nga mrekullitë

e natyrës së botës molekulare.

Së pari, kjo është një qelizë imunitare.

Këto lloj qelizash duhet
të vijnë vërdallë trupit tonë

në mënyrë që të gjejnë
pushtues si bakteret patogjene.

Kjo lëvizje fuqizohet nga një prej
proteinave të mia të preferuara

e quajtur aktin,

e cila është pjesë
e të ashtuquajturit citoskelet.

Ndryshe nga skeletët tanë,

filamentet e aktinës ndërtohen dhe
shpërbëhen në mënyrë të vazhdueshme.

Citoskeleti i aktinës luan një rol
tepër të rëndësishëm në qelizat tona.

I mundëson atyre të ndryshojnë formë,

të lëvizin, të ngjiten në
sipërfaqe të ndryshme

dhe gjithashtu të asgjësojnë baktere.

Aktina është pjesë
edhe e një lloj lëvizjeje tjetër.

Në qelizat muskulore, strukturat
e aktinës formojnë këto filamente

të rregullta që duken si pëlhurë.

Kur muskujt tanë tkurren,
këto filamente vijnë sëbashku

dhe kthehen prapë në
pozicionin e mëparshëm

kur muskujt tanë shtrihen.

Pjesë të tjera të citosekletit,
në këtë rast mikrotubat,

janë përgjegjës për trasportin
në distanca të largëta.

Mund të themi që janë
autostrada qelizore

që përdoren për të lëvizur gjëra
nga njëra anë e qelizës në tjetrën.

Ndryshe nga rrugët tona,
mikrotubat rriten dhe tkurren,

duke u shfaqur kur nevojiten

dhe duke u zhdukur kur puna është kryer.

Versioni molekular i gjysmërimorkiove

janë proteinat e quajtura
proteinat motorike

që mund të ecin përgjatë mikrotubave,

duke tërhequr ndonjëherë,
ngarkesa të mëdha pas tyre

si për shembull organele.

Kjo proteinë motorike
në veçanti, njihet si dinein

dhe dihet se mund të
punojë në grupe

që duken, sipas meje të paktën,
si karrocë kuajsh.

Siç e shihni, qeliza një mjedis tepër
dinamik dhe gjithnjë në ndryshim,

ku objekte ndërtohen dhe shpërbëhen
në mënyrë të vazhdueshme.

Por, disa nga këto struktura

janë më të vështira për tu
shpërbërë se disa të tjera

dhe duhet të thirren
forcat speciale

në mënyrë që këto struktura
të shpërbëhen në kohë.

Kjo detyrë kryhet pjesërisht
nga proteina të tilla.

Këto proteina në formë gjevreku,

prej të cilave ka një
shumëllojshmëri

në qelizë, të gjitha punojnë
në shpërbërjen

e strukturave duke tërhequr secilën
proteinë përmes një vrime qëndrore.

Kur këto proteina nuk punojnë si duhet,

llojet e proteinave që duhet të shpërbëhen

ndonjëherë mund të ngjiten
sëbashku dhe bashkohen

dhe kjo mund të sjellë sëmundje të
tmerrshme, si Alzheimer-i.

Le t'i hedhim një sy bërthamës,

e cila përmban gjenomën tonë
në formën e ADN-së.

Në çdo qelizë tonën,

një sërë proteinash kujdesen dhe
mirëmbajnë ADN-në tonë.

ADN-ja mbështillet rreth këtyre
proteinave, të quajtura histone

që mundësojnë qelizat të paketojnë,
sasi të mëdha ADN-je në bërthamë.

Këto makinizma quhen
rimodelues kromatik,

dhe ata punojnë duke shtyrë ADN-në

përreth këtyre histoneve

dhe lejojnë pjesë të tjera
ADN-je të dalin në pah.

Kjo ADN mund të njihet
nga mekanizma të tjerë.

Në këtë rast, ky mekanizëm
i madh molekular

po kërkon një segment ADN-je

që t'i tregojë se është
fillimi i një gjeni.

Sapo e gjen një segment,

i nënshtrohet një sërë
ndryshimesh forme,

gjë që e mundëson të sjellë
një tjetër mekanizëm

që më pas lejon një gjen të
aktivizohet ose të transkiptohet.

Ky duhet të jetë një proces
i rregulluar shumë rreptësisht,

sepse aktivizimi i gjenit të gabuar
në kohën e gabuar

mund të sjellë pasoja shkatërrimtare.

Shkencëtarët janë tani në gjendje të
përdorin mekanizma proteinik

për të modifikuar gjenoma.

Jam e sigurt, të gjithë ju keni
dëgjuar për CRISPR.

CRIPSR shfrytëzon
një proteinë të njohur is Cas9,

e cila mund të ndërtohet që
të njohë dhe presë

një sekuencë tepër specifike të ADN-së.

Te ky shembull,

dy proteina Cas9 po përdoren për të
prerë një pjesë ADN-je problematike.

Për shembull, një pjesë e gjenit
që mund të sjellë një sëmundje.

Më pas përdoret
mekanizmi qelizor

për të ngjitur dy skajet e
ADN-së prapë bashkë.

Si animatore molekulare,

një nga sfidat më të mëdha është
të përfytyruarit e të panjohurës.

Të gjitha animacionet që ju kam
treguar përfaqësojnë hipoteza,

atë çka mendojnë
bashkëpunuesit e mi si funksionon

një proces, bazuar në
informacionin më të mirë që kanë.

Por, për shumë procese molekulare,

jemi ende në hapat e parë
të të kuptuarit të gjërave,

dhe ka shumë për të mësuar.

E vërteta është se

këto botë të padukshme molekulare
janë të gjera dhe të pashkelura.

Për mua, këto peizazhe molekulare

janë po aq interesante për tu
eksploruar sa edhe një botë natyrale

të cilën mund ta shohim përreth nesh.

Faleminderit.

(Duartrokitje)