-
Tas, ko jums paradīšu,
-
ir pārsteidzošās molekulārās mašīnas,
-
kas veido jūsu ķermeņa dzīvo materiālu.
-
Molekulas ir ļoti, ļoti mazas.
-
Ar "mazas"
-
es domāju patiešām mazas.
-
Tās ir mazākas nekā gaismas vilņa garums,
-
tādēļ mums nav veidu, kā tās tieši novērot.
-
Tomēr, izmantojot zinātni, mums ir visai labs priekšstats
-
par to, kas notiek molekulārā mērogā.
-
Tādēļ tas, ko varam darīt, ir pastāstīt par molekulām,
-
bet mums nav tiešu veidu, kā parādīt molekulas.
-
Viens veids, kā to risināt, ir zīmēt attēlus.
-
Šī doma nav nekāds jaunums.
-
Zinātnieki vienmēr ir radījuši attēlus,
-
kas ir daļa no domāšanas un atklāšanas procesa.
-
Viņi attēlo to, ko redz savām acīm,
-
izmantojot tādu tehnoloģiju kā teleskops vai mikroskops,
-
kā arī to, ko viņi iztēlojas galvā.
-
Izvēlējos divus labi pazīstamus piemērus,
-
jo tie ir ļoti plaši zināmi veidi, kā zinātne parādīta ar mākslas palīdzību.
-
Sākšu ar Galileo,
-
kurš izmantoja pirmo teleskopu pasaulē,
-
lai skatītos uz Mēnesi.
-
Viņš mainīja mūsu priekšstatu par Mēnesi.
-
17. gs. pastāvēja uzskats,
-
ka Mēness ir ideāla debesu lode.
-
Tomēr tas, ko ieraudzīja Galileo, bija akmeņaina, neauglīga pasaule,
-
ko viņš arī attēloja savos akvareļa gleznojumos.
-
Cits zinātnieks ar ļoti lielām idejām,
-
bioloģijas superzvaigzne – Čārlzs Darvins.
-
Slaveno ierakstu piezīmju grāmatiņā
-
viņš sāka ar "man šķiet" augšējā kreisajā stūrī
-
un tad ieskicēja pirmo dzīvības koku,
-
kas ir viņa uzskats
-
par to, kā visas sugas, visas dzīvās būtnes uz Zemes,
-
ir saistītas ar evolucionārās vēstures palīdzību –
-
sugu izcelšanās, pamatojoties uz dabisko izlasi,
-
un atdalīšanās no priekšteču populācijas.
-
Pat kā zinātnieks
-
mēdzu apmeklēt molekulārbiologu lekcijas,
-
un man tās šķita pilnīgi nesaprotamas
-
sarežģītās tehniskās valodas un žargona dēļ,
-
ko viņi izmantoja, aprakstot savu darbu,
-
līdz iepazinos ar Deivida Gudsela,
-
Skripsas institūta molekulārbiologa, mākslas darbiem.
-
Viņa attēlos
-
viss ir precīzs un atbilstošs mērogam.
-
Viņa darbi man parādīja,
-
kā izskatās molekulārā pasaule mūsos.
-
Lūk, asins šķērsgriezums.
-
Augšējā kreisajā stūrī ir dzelteni zaļš laukums.
-
Šis dzelteni zaļais laukums ir asins šķidrums, kas lielākoties sastāv no ūdens,
-
kā arī antivielām un cukuriem,
-
hormoniem un tamlīdzīgi.
-
Sarkanais apvidus ir iegriezums sarkanajā asins šūnā.
-
Tās sarkanās molekulas ir hemoglobīns.
-
Tās patiešām ir sarkanas; tās mūsu asinīm dod sarkano krāsu.
-
Hemoglobīns darbojas kā molekulārs sūklis,
-
kas uzsūc skābekli no plaušām
-
un tad to pārnes uz citām ķermeņa daļām.
-
Pirms daudziem gadiem mani ārkārtīgi iedvesmoja šis attēls,
-
un es vēlējos uzzināt, vai varam izmantot datorgrafiku
-
molekulārās pasaules attēlošanai.
-
Kā tā izskatītos?
-
Tad es arī patiešām visu sāku. Tātad sāksim.
-
Šī ir DNS klasiskajā dubulspirāles formā.
-
Tā iegūta, izmantojot rentgena kristalogrāfiju,
-
tādēļ ir precīzs DNS modelis.
-
Ja attinam dubultspirāli un kā ar rāvējslēdzēju atvelkam šos divus pavedienus,
-
tad varam redzēt šādu attēlu, kas izskatās kā zobi.
-
Tie ir ģenētiskā koda burti;
-
25000 gēni, kas ierakstīti jūsu DNS.
-
Tas ir tas, par ko parasti runā.
-
Ģenētiskais kods – tieši par to parasti runā.
-
Tomēr vēlos runāt par citu DNS zinātnes aspektu,
-
un tā ir DNS fiziskā daba.
-
Tās ir šīs divas ķēdes, kas stiepjas pretējos virzienos viena otrai,
-
kam par pamatu ir iemesli, kuros neiedziļināšos.
-
Tomēr tās fiziski stiepjas pretējos virzienos,
-
kas rada vairākus sarezģījumus dzīvām šūnām,
-
kā tūlīt redzēsiet,
-
jo sevišķi tad, kad DNS tiek kopēta.
-
Tas, ko jums parādīšu,
-
ir precīzs attēlojums
-
DNS replikācijas mašīnai, kas pašlaik darbojas jūsu ķermenī;
-
tā ir vismaz 2002. g. bioloģija.
-
DNS ieiet ražošanas līnijā no kreisās puses,
-
tā saskaras ar šiem sakopojumiem, miniatūrām bioķīmijas mašīnām,
-
kas atplēš DNS pavedienu un rada precīzu kopiju.
-
DNS ienāk
-
un atduras pret šo zilo, virtuļveidīgo struktūru,
-
kas tiek atplēsta divos pavedienos.
-
Vienu pavedienu iespējams kopēt tieši,
-
un varat redzēt, kā šīs lietas tiek attītas tur apakšā.
-
Taču ne viss ir tik vienkārši ar otru pavedienu,
-
jo tas ir jākopē atmuguriski.
-
Tādēļ tas tiek atkārtoti izmests šādās cilpās
-
un vienā reizē tiek kopēts viens fragments,
-
radot divas jaunas DNS molekulas.
-
Jums ir miljardiem šādu mašīnu,
-
kas pašlaik jūsos strādā, kas
-
kopē DNS ar ārkārtīgu precizitāti.
-
Tas ir precīzs atspoguļojums,
-
un principā notiek atbilstoši tam ātrumam, kāds notiek jūsos.
-
Esmu izlaidis kļūdu labošanu un vēl pāris lietas.
-
Šis darbs tika radīts pirms vairākiem gadiem.
-
Paldies.
-
Šis darbs tika radīts pirms vairākiem gadiem,
-
bet tas, ko tagad parādīšu, ir jaunākā zinātne, jaunākā tehnoloģija.
-
Tādēļ atkal sāksim ar DNS.
-
Tā tur līgojas un grīļojas, jo to ietver molekulu zupa,
-
ko esmu noņēmis, lai būtu iespējams ko redzēt.
-
DNS ir aptuveni divus nanometrus plata,
-
kas ir ļoti maz.
-
Tomēr katrā no jūsu šūnām
-
DNS pavediens ir aptuveni 30 līdz 40 miljonus nanometru garš.
-
Lai DNS būtu organizēta un tiktu regulēta pieeja ģenētiskajam kodam,
-
to ietver šīs purpursarkanās olbaltumvielas,
-
esmu šeit tās iezīmējis purpursarkanas.
-
Tā ir iesaiņota un satīta.
-
Viss šajā redzeslaukā ir viens DNS pavediens.
-
Tas ir milzīgs DNS kopojums, ko sauc par hromosomu.
-
Pēc mirkļa atgriezīsimies pie hromosomām.
-
Atvirzām, attālinām
-
ārpus kodola poras,
-
kas ir vārti šim nodalījumam, kas satur visu DNS,
-
ko sauc par kodolu.
-
Viss redzamais
-
ir aptuveni viena semestra bioloģijas materiāls, un man ir septiņas minūtes.
-
Tātad mēs nevarēsim šodien visu paspēt?
-
Nē, man saka: "Nē."
-
Šādi izskatās dzīva šūna gaismas mikroskopā.
-
Tā nofilmēta paātrinājumā; tādēļ varat redzēt, kā tā kustas.
-
Kodola apvalks sadalās.
-
Šie cīsiņiem līdzīgie veidojumi ir hromosomas; mēs pievērsīsimies tām.
-
Tās veic šo pārsteidzošo kustību,
-
kuras centrā ir šie mazie sarkanie punkti.
-
Kad šūna jūtas gatava,
-
tā atplēš hromosomu.
-
Viens DNS komplekts pārvietojas uz vienu pusi,
-
otrā pusē nonāk otrs DNS komplekts –
-
identiskas DNS kopijas.
-
Tad šūna sadalās uz pusēm.
-
Vēlreiz atgādinu, ka jums ir miljardiem šūnu,
-
ar kurām šis process pašlaik jūsos noris.
-
Tagad dosimies atpakaļ un pievērsīsimies hromosomām,
-
apskatīsim tās uzbūvi un aprakstīsim to.
-
Norādīšu, ka pašlaik hromosomas atrodas vidū.
-
Hromosomas sastājas rindā.
-
Ja izolējam tikai vienu hromosomu,
-
to izvilksim un apskatīsim tās uzbūvi.
-
Šī ir viena no lielākajām jūsos esošajām molekulārajām struktūrām,
-
vismaz no līdz šim atklātajām.
-
Šī ir atsevišķa hromosoma.
-
Jums ir divi DNS pavedieni katrā hromosomā.
-
Viens ir satīts vienā cīsiņā.
-
Otrs pavediens ir satīts otrā cīsiņā.
-
Šīs lietas, kas izskatās pēc ūsām, kas atrodas katrā pusē,
-
ir dinamiskas šūnas sastatnes.
-
Tās sauc par mikrotubuļiem. Nosaukums nav tik svarīgs.
-
Tas, kam pievērsīsimies, ir šis sarakanais apvidus, esmu to iezīmējis sarkanu –
-
tā ir saskarne
-
starp dinamiskajām sastatnēm un hromosomām.
-
Tai acīmredzami ir liela nozīme hromosomu kustībā.
-
Mums nav ne jausmas, kā tā panāk šādu kustību.
-
Pētām šo lietu, ko sauc par kinetohoru,
-
vairāk nekā simts gadu, veicot intensīvus pētījumus,
-
un tikai sākam atklāt tā nozīmi.
-
To veido aptuveni 200 atšķirīgu olbaltumvielu veidi;
-
kopumā tūkstošiem olbaltumvielu.
-
Tā ir signālu pārraides sistēma.
-
Tā pārraida, izmantojot ķīmiskus signālus,
-
ziņojot atlikušajai šūnas daļai, kad tā ir gatava,
-
kad jūt, ka viss ir pareizi nostājies un gatavs
-
hromosomu atdalīšanai.
-
Tas spēj pieķerties augošajiem un sarūkošajiem mikrotubuļiem.
-
Tas ir iesaistīts mikrotubuļu augšanā
-
un spēj īslaicīgi savienoties ar tiem.
-
Tā ir uzmanību sajūtoša sistēma.
-
Tā spēj sajust, kad šūna ir gatava,
-
kad hromosoma ir pareizi novietota.
-
Šeit tā kļūst zaļa,
-
jo jūt, ka viss ir kārtībā.
-
Redzēsiet, ka ir tikai viena pēdējā daļiņa,
-
kas joprojām ir sarkana.
-
Tad to aiznes projām pa mikrotubuļiem.
-
Tā ir signālu pārraides sistēma, kas izsūta stopsignālu.
-
To aiznes projām. Ar to gribu teikt, ka tas ir tik mehāniski.
-
Kā molekulārs pulksteņa mehānisms.
-
Tā jūs darbojaties molekulārā mērogā.
-
Nedaudz molekulāra bauda acīm,
-
mums ir kinezīni, kas ir tie oranžie.
-
Tās ir mazas molekulāras kurjera molekulas, kas dodas vienā virzienā.
-
Šeit ir dineīni. Tie nes šo pārraides sistēmu.
-
Tiem ir garas kājas, lai varētu pārkāpt šķēršļiem un tamlīdzīgi.
-
Atkārtošu vēlreiz, tas viss ir veidots
-
zinātniski precīzi.
-
Problēma ir tā, ka nevaram to jums parādīt kādā citā veidā.
-
Pētot jaunas zinātnes robežas,
-
veidot jaunu cilvēces priekšstatu
-
ir neaptverami.
-
Šādu lietu atklāšana
-
noteikti ir patīkams mudinājums nodarboties ar zinātni.
-
Tomēr lielākā daļa medicīnas zinātnieku;
-
šo lietu atklāšana
-
ir tikai soļi ceļā uz lielajiem mērķiem,
-
kas ir: slimību likvidēšana,
-
slimību radīto ciešanu un posta novēršana
-
un nabadzības izskaušana.
-
Paldies.
-
(Aplausi)