1
00:00:00,000 --> 00:00:02,000
Pokazal vam bom

2
00:00:02,000 --> 00:00:06,000
osupljive molekularne naprave,

3
00:00:06,000 --> 00:00:09,000
ki sestavljajo živo tovarno vašega telesa.

4
00:00:09,000 --> 00:00:12,000
Molekule so res izjemno majhne.

5
00:00:12,000 --> 00:00:14,000
Ko rečem majhne,

6
00:00:14,000 --> 00:00:16,000
to dejansko to pomeni.

7
00:00:16,000 --> 00:00:18,000
Manjše so, kot meri valovna dolžina svetlobe,

8
00:00:18,000 --> 00:00:21,000
zato jih ne moremo neposredno opazovati.

9
00:00:21,000 --> 00:00:23,000
A znanost nam omogoča, da si lahko predstavljamo,

10
00:00:23,000 --> 00:00:26,000
kaj se dogaja na molekularni ravni.

11
00:00:26,000 --> 00:00:29,000
Lahko vam torej o molekulah pripovedujemo,

12
00:00:29,000 --> 00:00:32,000
ne moremo pa jih vam neposredno pokazati.

13
00:00:32,000 --> 00:00:35,000
Lahko si jih predstavljamo z risanjem.

14
00:00:35,000 --> 00:00:37,000
Ta ideja pa pravzaprav ni nova.

15
00:00:37,000 --> 00:00:39,000
Za znanstvenike je risanje vedno predstavljalo

16
00:00:39,000 --> 00:00:42,000
del miselnega in raziskovalnega postopka.

17
00:00:42,000 --> 00:00:45,000
Narišejo, kar vidijo z očmi preko tehnoloških

18
00:00:45,000 --> 00:00:47,000
naprav, kot so teleskopi in mikroskopi,

19
00:00:47,000 --> 00:00:50,000
in k temu dodajo svoje misli in ideje.

20
00:00:50,000 --> 00:00:52,000
Izbral sem dva znana primera,

21
00:00:52,000 --> 00:00:55,000
saj predstavljata znanstveno izražanje skozi umetnost.

22
00:00:55,000 --> 00:00:57,000
Začel bom z Galileom,

23
00:00:57,000 --> 00:00:59,000
ki je s prvim teleskopom na svetu

24
00:00:59,000 --> 00:01:01,000
opazoval Luno.

25
00:01:01,000 --> 00:01:03,000
S tem je spremenil naše dojemanje Lune.

26
00:01:03,000 --> 00:01:05,000
V 17. stoletju so verjeli,

27
00:01:05,000 --> 00:01:07,000
da je Luna popolno nebesno telo.

28
00:01:07,000 --> 00:01:10,000
Galileo pa je videl kamnit, nerodoviten svet,

29
00:01:10,000 --> 00:01:13,000
ki ga je izrazil skozi akvarelno slikanje.

30
00:01:13,000 --> 00:01:15,000
Drug znanstvenik z izjemnimi idejami,

31
00:01:15,000 --> 00:01:18,000
superzvezdnik biologije, je Charles Darwin.

32
00:01:18,000 --> 00:01:20,000
Ta znamenit zapis v njegovi beležnici

33
00:01:20,000 --> 00:01:23,000
začne v zgornjem levem kotu z besedo "Mislim,"

34
00:01:23,000 --> 00:01:26,000
zraven pa je skica prvega rodoslovnega drevesa,

35
00:01:26,000 --> 00:01:28,000
njegove predstave,

36
00:01:28,000 --> 00:01:30,000
da so vse vrste, vsa živa bitja na Zemlji,

37
00:01:30,000 --> 00:01:33,000
povezana z evolucijsko zgodovino --

38
00:01:33,000 --> 00:01:35,000
izvorom vrst preko naravnega izbora

39
00:01:35,000 --> 00:01:38,000
in odstopanjem od populacije prednikov.

40
00:01:38,000 --> 00:01:40,000
Čeprav sem sam znanstvenik,

41
00:01:40,000 --> 00:01:42,000
so se mi predavanja molekularnih biologov

42
00:01:42,000 --> 00:01:45,000
zdela popolnoma nerazumljiva

43
00:01:45,000 --> 00:01:47,000
zaradi posebnega tehničnega jezika in žargona,

44
00:01:47,000 --> 00:01:49,000
s katerim so opisovali svoje delo,

45
00:01:49,000 --> 00:01:52,000
dokler nisem odkril umetnin Davida Goodsella,

46
00:01:52,000 --> 00:01:55,000
molekularnega biologa na inštitutu Scripps.

47
00:01:55,000 --> 00:01:57,000
Na njegovih slikah

48
00:01:57,000 --> 00:01:59,000
je vse točno in v pravem merilu.

49
00:01:59,000 --> 00:02:02,000
Njegovo delo mi je osvetlilo razumevanje

50
00:02:02,000 --> 00:02:04,000
molekularnega sveta znotraj nas.

51
00:02:04,000 --> 00:02:07,000
To je prikaz krvi.

52
00:02:07,000 --> 00:02:09,000
V zgornjem levem delu je rumeno-zeleno območje.

53
00:02:09,000 --> 00:02:12,000
Gre za tekočino v krvi, ki je večinoma iz vode,

54
00:02:12,000 --> 00:02:14,000
a tudi iz protiteles, sladkorjev,

55
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
hormonov in podobnega.

56
00:02:16,000 --> 00:02:18,000
Rdeče območje predstavlja prerez rdeče krvničke.

57
00:02:18,000 --> 00:02:20,000
Te rdeče molekule so hemoglobin.

58
00:02:20,000 --> 00:02:22,000
V resnici so rdeče in to daje krvi barvo.

59
00:02:22,000 --> 00:02:24,000
Hemoglobin deluje kot molekularna spužva,

60
00:02:24,000 --> 00:02:26,000
ki vsrka kisik iz vaših pljuč

61
00:02:26,000 --> 00:02:28,000
in ga prenaša po drugih delih telesa.

62
00:02:28,000 --> 00:02:31,000
Ta slika me je pred mnogo leti izjemno navdušila,

63
00:02:31,000 --> 00:02:33,000
da sem prišel na idejo uporabe računalniške grafike

64
00:02:33,000 --> 00:02:35,000
za predstavitev molekularnega sveta.

65
00:02:35,000 --> 00:02:37,000
Kako bi izgledal?

66
00:02:37,000 --> 00:02:40,000
Tako sem torej začel. Pa poglejmo.

67
00:02:40,000 --> 00:02:42,000
To je DNK v običajni obliki dvojne vijačnice.

68
00:02:42,000 --> 00:02:44,000
Strukturo smo določili z rentgensko kristalografijo,

69
00:02:44,000 --> 00:02:46,000
zato gre za pravilen model DNK.

70
00:02:46,000 --> 00:02:48,000
Če dvojno vijačnico odvijemo in razpremo niza,

71
00:02:48,000 --> 00:02:50,000
vidite majhne zobce.

72
00:02:50,000 --> 00:02:52,000
To so črke genskega zapisa,

73
00:02:52,000 --> 00:02:55,000
25.000 genov, zapisanih v vašem DNK.

74
00:02:55,000 --> 00:02:57,000
V mislih imamo torej to,

75
00:02:57,000 --> 00:02:59,000
ko govorimo o genskem zapisu.

76
00:02:59,000 --> 00:03:01,000
A želel bi predstaviti drugačen pogled na znanost DNK,

77
00:03:01,000 --> 00:03:04,000
in sicer fizikalno naravo DNK.

78
00:03:04,000 --> 00:03:07,000
Ta dva niza tečeta v nasprotnih smereh,

79
00:03:07,000 --> 00:03:09,000
a o razlogih za to kdaj drugič.

80
00:03:09,000 --> 00:03:11,000
Fizično torej potekata v nasprotnih smereh,

81
00:03:11,000 --> 00:03:14,000
kar ustvari mnogo zapletov za vaše žive celice,

82
00:03:14,000 --> 00:03:16,000
kar boste tudi videli,

83
00:03:16,000 --> 00:03:19,000
še posebej pri kopiranju DNK.

84
00:03:19,000 --> 00:03:21,000
Pokazal vam bom

85
00:03:21,000 --> 00:03:23,000
natačno predstavitev dejanskega mehanizma

86
00:03:23,000 --> 00:03:26,000
podvojevanja DNK, ki se trenutno odvija v vašem telesu,

87
00:03:26,000 --> 00:03:29,000
vsaj pri biologiji, znani leta 2002.

88
00:03:29,000 --> 00:03:32,000
DNK torej z leve strani vstopi na tekoči trak

89
00:03:32,000 --> 00:03:35,000
in trči ob ta skupek, te majcene biokemične naprave,

90
00:03:35,000 --> 00:03:38,000
ki razpirajo verigo DNK in ustvarjajo natančno kopijo.

91
00:03:38,000 --> 00:03:40,000
DNK torej vstopi in trči ob

92
00:03:40,000 --> 00:03:42,000
modro strukturo v obliki krofa,

93
00:03:42,000 --> 00:03:44,000
kjer se razpre na dva niza.

94
00:03:44,000 --> 00:03:46,000
En niz se lahko prepiše neposredno

95
00:03:46,000 --> 00:03:49,000
in vidite, kako se navija navzdol.

96
00:03:49,000 --> 00:03:51,000
A pri drugem nizu je postopek bolj zapleten,

97
00:03:51,000 --> 00:03:53,000
saj mora biti prepisan v nasprotni smeri.

98
00:03:53,000 --> 00:03:55,000
Ta niz se v zankah

99
00:03:55,000 --> 00:03:57,000
prepisuje po delčkih

100
00:03:57,000 --> 00:04:00,000
in ustvarja dve novi molekuli DNK.

101
00:04:00,000 --> 00:04:03,000
Milijarde takih naprav trenutno

102
00:04:03,000 --> 00:04:05,000
neumorno delajo v vaših telesih

103
00:04:05,000 --> 00:04:07,000
in prepisujejo vaš DNK z izjemno natačnostjo.

104
00:04:07,000 --> 00:04:09,000
Ta natančna predstavitev prikazuje tudi

105
00:04:09,000 --> 00:04:12,000
bolj ali manj točno hitrost dejanskega postopka.

106
00:04:12,000 --> 00:04:15,000
Izpustil sem popravo napak in precej drugih podatkov.

107
00:04:17,000 --> 00:04:19,000
To je delo izpred mnogo let.

108
00:04:19,000 --> 00:04:21,000
Hvala.

109
00:04:21,000 --> 00:04:24,000
To je delo izpred mnogo let, sedaj pa vam bom

110
00:04:24,000 --> 00:04:27,000
pokazal posodobljeno znanost in tehnologijo.

111
00:04:27,000 --> 00:04:29,000
Še enkrat, začnemo z DNK.

112
00:04:29,000 --> 00:04:32,000
Tako miga zaradi mešanice molekul okrog nje,

113
00:04:32,000 --> 00:04:34,000
ki pa smo jih odstranili, da lahko vidite bistveno.

114
00:04:34,000 --> 00:04:36,000
DNK v premeru meri okrog dva nanometra,

115
00:04:36,000 --> 00:04:38,000
kar je resnično malo.

116
00:04:38,000 --> 00:04:40,000
A v vsaki vaši celici je vsak niz DNK

117
00:04:40,000 --> 00:04:44,000
dolg od 30 do 40 milijonov nanometrov.

118
00:04:44,000 --> 00:04:47,000
Da je DNK urejena in s tem tudi dostop do genskega zapisa,

119
00:04:47,000 --> 00:04:49,000
je zavita okrog teh vijoličnih beljakovin,

120
00:04:49,000 --> 00:04:51,000
kot so označene tukaj.

121
00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Zavita in zamotana je okrog njih.

122
00:04:53,000 --> 00:04:56,000
Pri tem gre le za en sam niz DNK.

123
00:04:56,000 --> 00:04:59,000
Ta celoten velik paket DNK pa se imenuje kromosom.

124
00:04:59,000 --> 00:05:02,000
K njim se bomo vrnili čez minuto.

125
00:05:02,000 --> 00:05:04,000
S pogledom se torej oddaljujemo

126
00:05:04,000 --> 00:05:06,000
skozi jedrno poro, ki predstavlja

127
00:05:06,000 --> 00:05:09,000
pot do tega oddelka, kjer se nahaja DNK,

128
00:05:09,000 --> 00:05:11,000
imenovan jedro.

129
00:05:11,000 --> 00:05:13,000
To celotno področje zahteva kak semester

130
00:05:13,000 --> 00:05:16,000
pri biologiji, jaz pa imam le sedem minut.

131
00:05:16,000 --> 00:05:19,000
Torej tega ne bomo mogli pokazati danes?

132
00:05:19,000 --> 00:05:22,000
Ne, rekli so mi, da ne.

133
00:05:22,000 --> 00:05:25,000
Tako je videti živa celica skozi svetlobni mikroskop.

134
00:05:25,000 --> 00:05:28,000
Posneta je pospešeno, zato jo vidite v gibanju.

135
00:05:28,000 --> 00:05:30,000
Jedrna ovojnica se pretrga, zanimajo pa nas

136
00:05:30,000 --> 00:05:33,000
te podolgovate stvari oz. kromosomi.

137
00:05:33,000 --> 00:05:35,000
Njihovo gibanje je presenetljivo,

138
00:05:35,000 --> 00:05:38,000
označeno pa je z rožnato barvo.

139
00:05:38,000 --> 00:05:41,000
Ko celice čutijo, da so pripravljene,

140
00:05:41,000 --> 00:05:43,000
pretrgajo kromosom.

141
00:05:43,000 --> 00:05:45,000
En niz DNK gre na eno stran,

142
00:05:45,000 --> 00:05:47,000
druga stran pa dobi novega

143
00:05:47,000 --> 00:05:49,000
oz. identično kopijo DNK.

144
00:05:49,000 --> 00:05:51,000
Nato se celice razpolovijo.

145
00:05:51,000 --> 00:05:53,000
Še enkrat, milijarda celic gre prav zdaj

146
00:05:53,000 --> 00:05:56,000
skozi ta postopek v vašem telesu.

147
00:05:56,000 --> 00:05:59,000
Vrnili se bomo nazaj in osredotočili na kromosome

148
00:05:59,000 --> 00:06:01,000
ter opisali njihovo strukturo.

149
00:06:01,000 --> 00:06:04,000
Spet smo pri tem trenutku delitve.

150
00:06:04,000 --> 00:06:06,000
Kromosomi se poravnajo.

151
00:06:06,000 --> 00:06:08,000
Osredotočimo se le na en kromosom,

152
00:06:08,000 --> 00:06:10,000
ga izvzamemo in si ogledamo njegovo strukturo.

153
00:06:10,000 --> 00:06:13,000
To je ena od večjih molekularnih struktur v vašem telesu,

154
00:06:13,000 --> 00:06:17,000
vsaj kar smo jih odkrili doslej.

155
00:06:17,000 --> 00:06:19,000
To je en kromosom.

156
00:06:19,000 --> 00:06:22,000
V vsakem imate dva niza DNK.

157
00:06:22,000 --> 00:06:24,000
En je zavit v en sveženj,

158
00:06:24,000 --> 00:06:26,000
drug pa v drugega.

159
00:06:26,000 --> 00:06:29,000
To, kar izgleda kot mačje brčice na vsaki strani,

160
00:06:29,000 --> 00:06:32,000
je dinamični gradbeni oder celice.

161
00:06:32,000 --> 00:06:34,000
Imenujejo se mikrotubuli. Ime ni tako pomembno.

162
00:06:34,000 --> 00:06:37,000
Osredotočili se bomo na to rdeče označeno območje,

163
00:06:37,000 --> 00:06:39,000
ki predstavlja stičišče med

164
00:06:39,000 --> 00:06:42,000
dinamičnim gradbenim odrom in kromosomi.

165
00:06:42,000 --> 00:06:45,000
To je ključno za gibanje kromosomov.

166
00:06:45,000 --> 00:06:48,000
Ne vemo, kako pride do tega gibanja.

167
00:06:48,000 --> 00:06:50,000
Ta kinetični lok je predmet

168
00:06:50,000 --> 00:06:52,000
intenzivnega preučevanja že več kot sto let

169
00:06:52,000 --> 00:06:55,000
in šele začenjamo odkrivati, za kaj gre.

170
00:06:55,000 --> 00:06:58,000
Sestavlja ga okrog 200 različnih vrst beljakovin,

171
00:06:58,000 --> 00:07:01,000
skupaj na tisoče beljakovin.

172
00:07:01,000 --> 00:07:04,000
Je sistem širjenja signala.

173
00:07:04,000 --> 00:07:06,000
Preko kemičnih signalov

174
00:07:06,000 --> 00:07:09,000
sporoča preostali celici, kdaj je pravi čas,

175
00:07:09,000 --> 00:07:12,000
kdaj čuti, da je vse na pravem mestu in

176
00:07:12,000 --> 00:07:14,000
pripravljeno za delitev kromosomov.

177
00:07:14,000 --> 00:07:17,000
Lahko se pripne na mikrotubule, ki rastejo in se krčijo.

178
00:07:17,000 --> 00:07:20,000
Sodeluje pri rasti mikrotubulov

179
00:07:20,000 --> 00:07:23,000
in nanje se lahko začasno pripne.

180
00:07:23,000 --> 00:07:25,000
Je tudi sistem zaznavanja pripravljenosti.

181
00:07:25,000 --> 00:07:27,000
Zaznava, kdaj je celica pripravljena,

182
00:07:27,000 --> 00:07:29,000
kdaj je kromosom pravilno postavljen.

183
00:07:29,000 --> 00:07:31,000
Tu se obarva zeleno,

184
00:07:31,000 --> 00:07:33,000
saj zazna, da je vse na pravem mestu.

185
00:07:33,000 --> 00:07:35,000
Kot vidite, je tu še majhen del,

186
00:07:35,000 --> 00:07:37,000
ki je še vedno rdeč.

187
00:07:37,000 --> 00:07:40,000
Pomika se vzdolž mikrotubulov.

188
00:07:41,000 --> 00:07:44,000
Ta sistem sporoča signal zaustavitve.

189
00:07:44,000 --> 00:07:47,000
Odhaja stran. Dobesedno tako mehansko je.

190
00:07:47,000 --> 00:07:49,000
To je urni mehanizem molekule.

191
00:07:49,000 --> 00:07:52,000
Tako deluje vaše telo na molekularni ravni.

192
00:07:52,000 --> 00:07:55,000
Da bi bila molekula še bolj privlačna,

193
00:07:55,000 --> 00:07:58,000
so tu še kinezini v oranžni barvi,

194
00:07:58,000 --> 00:08:00,000
majhne molekularne kurirske celice, ki se pomikajo v eni smeri.

195
00:08:00,000 --> 00:08:03,000
Imamo tudi dineine, ki nosijo ta informacijski sistem.

196
00:08:03,000 --> 00:08:06,000
S svojimi dolgimi nogami se lahko izognejo oviram.

197
00:08:06,000 --> 00:08:08,000
Vse to je točen prikaz

198
00:08:08,000 --> 00:08:10,000
znanstvenih odkritij.

199
00:08:10,000 --> 00:08:13,000
Težava je, da tega ne moremo prikazati drugače.

200
00:08:13,000 --> 00:08:15,000
Raziskovanje novega področja znanosti,

201
00:08:15,000 --> 00:08:17,000
novega področja človeškega razumevanja,

202
00:08:17,000 --> 00:08:20,000
je noro.

203
00:08:20,000 --> 00:08:22,000
Odkrivanje teh stvari

204
00:08:22,000 --> 00:08:25,000
je gotovo prijetna spodbuda za delo v znanosti.

205
00:08:25,000 --> 00:08:28,000
A večina raziskovalcev v medicini --

206
00:08:28,000 --> 00:08:30,000
Odkrivanje teh stvari

207
00:08:30,000 --> 00:08:33,000
so le koraki na poti do velikih ciljev,

208
00:08:33,000 --> 00:08:36,000
kot je izkoreninjanje bolezni,

209
00:08:36,000 --> 00:08:38,000
trpljenja in nesreče, ki jih povzročajo,

210
00:08:38,000 --> 00:08:40,000
ter popeljati ljudi iz revščine.

211
00:08:40,000 --> 00:08:42,000
Hvala vam.

212
00:08:42,000 --> 00:08:46,000
(Aplavz)