-
Pokazal vam bom
-
osupljive molekularne naprave,
-
ki sestavljajo živo tovarno vašega telesa.
-
Molekule so res izjemno majhne.
-
Ko rečem majhne,
-
to dejansko to pomeni.
-
Manjše so, kot meri valovna dolžina svetlobe,
-
zato jih ne moremo neposredno opazovati.
-
A znanost nam omogoča, da si lahko predstavljamo,
-
kaj se dogaja na molekularni ravni.
-
Lahko vam torej o molekulah pripovedujemo,
-
ne moremo pa jih vam neposredno pokazati.
-
Lahko si jih predstavljamo z risanjem.
-
Ta ideja pa pravzaprav ni nova.
-
Za znanstvenike je risanje vedno predstavljalo
-
del miselnega in raziskovalnega postopka.
-
Narišejo, kar vidijo z očmi preko tehnoloških
-
naprav, kot so teleskopi in mikroskopi,
-
in k temu dodajo svoje misli in ideje.
-
Izbral sem dva znana primera,
-
saj predstavljata znanstveno izražanje skozi umetnost.
-
Začel bom z Galileom,
-
ki je s prvim teleskopom na svetu
-
opazoval Luno.
-
S tem je spremenil naše dojemanje Lune.
-
V 17. stoletju so verjeli,
-
da je Luna popolno nebesno telo.
-
Galileo pa je videl kamnit, nerodoviten svet,
-
ki ga je izrazil skozi akvarelno slikanje.
-
Drug znanstvenik z izjemnimi idejami,
-
superzvezdnik biologije, je Charles Darwin.
-
Ta znamenit zapis v njegovi beležnici
-
začne v zgornjem levem kotu z besedo "Mislim,"
-
zraven pa je skica prvega rodoslovnega drevesa,
-
njegove predstave,
-
da so vse vrste, vsa živa bitja na Zemlji,
-
povezana z evolucijsko zgodovino --
-
izvorom vrst preko naravnega izbora
-
in odstopanjem od populacije prednikov.
-
Čeprav sem sam znanstvenik,
-
so se mi predavanja molekularnih biologov
-
zdela popolnoma nerazumljiva
-
zaradi posebnega tehničnega jezika in žargona,
-
s katerim so opisovali svoje delo,
-
dokler nisem odkril umetnin Davida Goodsella,
-
molekularnega biologa na inštitutu Scripps.
-
Na njegovih slikah
-
je vse točno in v pravem merilu.
-
Njegovo delo mi je osvetlilo razumevanje
-
molekularnega sveta znotraj nas.
-
To je prikaz krvi.
-
V zgornjem levem delu je rumeno-zeleno območje.
-
Gre za tekočino v krvi, ki je večinoma iz vode,
-
a tudi iz protiteles, sladkorjev,
-
hormonov in podobnega.
-
Rdeče območje predstavlja prerez rdeče krvničke.
-
Te rdeče molekule so hemoglobin.
-
V resnici so rdeče in to daje krvi barvo.
-
Hemoglobin deluje kot molekularna spužva,
-
ki vsrka kisik iz vaših pljuč
-
in ga prenaša po drugih delih telesa.
-
Ta slika me je pred mnogo leti izjemno navdušila,
-
da sem prišel na idejo uporabe računalniške grafike
-
za predstavitev molekularnega sveta.
-
Kako bi izgledal?
-
Tako sem torej začel. Pa poglejmo.
-
To je DNK v običajni obliki dvojne vijačnice.
-
Strukturo smo določili z rentgensko kristalografijo,
-
zato gre za pravilen model DNK.
-
Če dvojno vijačnico odvijemo in razpremo niza,
-
vidite majhne zobce.
-
To so črke genskega zapisa,
-
25.000 genov, zapisanih v vašem DNK.
-
V mislih imamo torej to,
-
ko govorimo o genskem zapisu.
-
A želel bi predstaviti drugačen pogled na znanost DNK,
-
in sicer fizikalno naravo DNK.
-
Ta dva niza tečeta v nasprotnih smereh,
-
a o razlogih za to kdaj drugič.
-
Fizično torej potekata v nasprotnih smereh,
-
kar ustvari mnogo zapletov za vaše žive celice,
-
kar boste tudi videli,
-
še posebej pri kopiranju DNK.
-
Pokazal vam bom
-
natačno predstavitev dejanskega mehanizma
-
podvojevanja DNK, ki se trenutno odvija v vašem telesu,
-
vsaj pri biologiji, znani leta 2002.
-
DNK torej z leve strani vstopi na tekoči trak
-
in trči ob ta skupek, te majcene biokemične naprave,
-
ki razpirajo verigo DNK in ustvarjajo natančno kopijo.
-
DNK torej vstopi in trči ob
-
modro strukturo v obliki krofa,
-
kjer se razpre na dva niza.
-
En niz se lahko prepiše neposredno
-
in vidite, kako se navija navzdol.
-
A pri drugem nizu je postopek bolj zapleten,
-
saj mora biti prepisan v nasprotni smeri.
-
Ta niz se v zankah
-
prepisuje po delčkih
-
in ustvarja dve novi molekuli DNK.
-
Milijarde takih naprav trenutno
-
neumorno delajo v vaših telesih
-
in prepisujejo vaš DNK z izjemno natačnostjo.
-
Ta natančna predstavitev prikazuje tudi
-
bolj ali manj točno hitrost dejanskega postopka.
-
Izpustil sem popravo napak in precej drugih podatkov.
-
To je delo izpred mnogo let.
-
Hvala.
-
To je delo izpred mnogo let, sedaj pa vam bom
-
pokazal posodobljeno znanost in tehnologijo.
-
Še enkrat, začnemo z DNK.
-
Tako miga zaradi mešanice molekul okrog nje,
-
ki pa smo jih odstranili, da lahko vidite bistveno.
-
DNK v premeru meri okrog dva nanometra,
-
kar je resnično malo.
-
A v vsaki vaši celici je vsak niz DNK
-
dolg od 30 do 40 milijonov nanometrov.
-
Da je DNK urejena in s tem tudi dostop do genskega zapisa,
-
je zavita okrog teh vijoličnih beljakovin,
-
kot so označene tukaj.
-
Zavita in zamotana je okrog njih.
-
Pri tem gre le za en sam niz DNK.
-
Ta celoten velik paket DNK pa se imenuje kromosom.
-
K njim se bomo vrnili čez minuto.
-
S pogledom se torej oddaljujemo
-
skozi jedrno poro, ki predstavlja
-
pot do tega oddelka, kjer se nahaja DNK,
-
imenovan jedro.
-
To celotno področje zahteva kak semester
-
pri biologiji, jaz pa imam le sedem minut.
-
Torej tega ne bomo mogli pokazati danes?
-
Ne, rekli so mi, da ne.
-
Tako je videti živa celica skozi svetlobni mikroskop.
-
Posneta je pospešeno, zato jo vidite v gibanju.
-
Jedrna ovojnica se pretrga, zanimajo pa nas
-
te podolgovate stvari oz. kromosomi.
-
Njihovo gibanje je presenetljivo,
-
označeno pa je z rožnato barvo.
-
Ko celice čutijo, da so pripravljene,
-
pretrgajo kromosom.
-
En niz DNK gre na eno stran,
-
druga stran pa dobi novega
-
oz. identično kopijo DNK.
-
Nato se celice razpolovijo.
-
Še enkrat, milijarda celic gre prav zdaj
-
skozi ta postopek v vašem telesu.
-
Vrnili se bomo nazaj in osredotočili na kromosome
-
ter opisali njihovo strukturo.
-
Spet smo pri tem trenutku delitve.
-
Kromosomi se poravnajo.
-
Osredotočimo se le na en kromosom,
-
ga izvzamemo in si ogledamo njegovo strukturo.
-
To je ena od večjih molekularnih struktur v vašem telesu,
-
vsaj kar smo jih odkrili doslej.
-
To je en kromosom.
-
V vsakem imate dva niza DNK.
-
En je zavit v en sveženj,
-
drug pa v drugega.
-
To, kar izgleda kot mačje brčice na vsaki strani,
-
je dinamični gradbeni oder celice.
-
Imenujejo se mikrotubuli. Ime ni tako pomembno.
-
Osredotočili se bomo na to rdeče označeno območje,
-
ki predstavlja stičišče med
-
dinamičnim gradbenim odrom in kromosomi.
-
To je ključno za gibanje kromosomov.
-
Ne vemo, kako pride do tega gibanja.
-
Ta kinetični lok je predmet
-
intenzivnega preučevanja že več kot sto let
-
in šele začenjamo odkrivati, za kaj gre.
-
Sestavlja ga okrog 200 različnih vrst beljakovin,
-
skupaj na tisoče beljakovin.
-
Je sistem širjenja signala.
-
Preko kemičnih signalov
-
sporoča preostali celici, kdaj je pravi čas,
-
kdaj čuti, da je vse na pravem mestu in
-
pripravljeno za delitev kromosomov.
-
Lahko se pripne na mikrotubule, ki rastejo in se krčijo.
-
Sodeluje pri rasti mikrotubulov
-
in nanje se lahko začasno pripne.
-
Je tudi sistem zaznavanja pripravljenosti.
-
Zaznava, kdaj je celica pripravljena,
-
kdaj je kromosom pravilno postavljen.
-
Tu se obarva zeleno,
-
saj zazna, da je vse na pravem mestu.
-
Kot vidite, je tu še majhen del,
-
ki je še vedno rdeč.
-
Pomika se vzdolž mikrotubulov.
-
Ta sistem sporoča signal zaustavitve.
-
Odhaja stran. Dobesedno tako mehansko je.
-
To je urni mehanizem molekule.
-
Tako deluje vaše telo na molekularni ravni.
-
Da bi bila molekula še bolj privlačna,
-
so tu še kinezini v oranžni barvi,
-
majhne molekularne kurirske celice, ki se pomikajo v eni smeri.
-
Imamo tudi dineine, ki nosijo ta informacijski sistem.
-
S svojimi dolgimi nogami se lahko izognejo oviram.
-
Vse to je točen prikaz
-
znanstvenih odkritij.
-
Težava je, da tega ne moremo prikazati drugače.
-
Raziskovanje novega področja znanosti,
-
novega področja človeškega razumevanja,
-
je noro.
-
Odkrivanje teh stvari
-
je gotovo prijetna spodbuda za delo v znanosti.
-
A večina raziskovalcev v medicini --
-
Odkrivanje teh stvari
-
so le koraki na poti do velikih ciljev,
-
kot je izkoreninjanje bolezni,
-
trpljenja in nesreče, ki jih povzročajo,
-
ter popeljati ljudi iz revščine.
-
Hvala vam.
-
(Aplavz)