Insights into cell membranes via dish detergent - Ethan Perlstein

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Translator: rayan aram Reviewer: Daban Q. Jaff

Every cell in your body

هەموو خانەیەک لە لەشت

is separated from those around it

جیاکراوەتەوە لەوانەی تەنیشتییەوە

by its outermost layer,

لە ڕێگەی دوورترین چینییەوە،

its membrane.

پەردەکەی.

A cell membrane must be both sturdy and flexible.

پەردەی خانە دەبێت بەهێز و نوشتۆک بێت.

Imagine a membrane made of metal -

پەردەیەک بهێنەرە بەرچاوت لە کانزا دروستکرابێت-

great at keeping the cell's guts inside,

مەزنە لە هێشتنەوەی هەناو لە ناوەوە،

but horrible at letting materials flow in and out.

بەڵام خراپە لە رێگەپێدان بە هاتووچۆکردنی ماددە.

But a membrane made of fishnet stocking

بەڵام پەردەیەک لە تۆڕی ماسی دروستکرابێت

would go too far in the opposite direction -

زۆر دوور دەڕوات بە ئاراستەی پێچەوانە-

leaky, but easily torn.

تەشەنەکردووە، بەڵام بە ئاسانی دەدڕێت.

So, the ideal membrane falls somewhere in the middle.

کەواتە، پەردەیەکی نموونەیی لە شوێنێکە لە ناوەراستدا.

Over the past few centuries,

لەم چەند سەدەی کۆتاییەدا،

we've learned a lot about the way membranes work.

زۆر شت فێربووین دەربارەی چۆنیەتی کارکردنی پەردەکان.

The tale starts in the late 1800's

چیرۆکەکە لە کۆتایی ١٨٠٠ەکان دەستپێدەکات

when, according to legend,

کاتێک، بە پشتبەستن بە داستانێک،

a German woman named Agnes Pockels was doing dishes.

ئافرەتێکی ئەڵمانی بەناوی ئاگنیس پۆکڵس قاپی دەشۆرد.

Her observation, that not all detergents

سەرنجدانەکەی ئەو، کە هەموو پاکژکەرەوەیەک

dissolve grease in the same way,

چەوری بەهەمان شێوە ناتوێنێتەوە،

piqued her curiosity,

هانی مەراقکردنی دا،

so she made careful measurements

بۆیە پێوانەی هۆشیاریی کرد

of the size of soapy films

بۆ قەبارەی بەرگی سابووناوی

that formed on the surface

کە دروست بوو لەسەر ڕووی

of a metal tray filled with water.

دەفرێکی کانزایی پڕ لە ئاو

Later, in the 1920's, GE scientists

دواتر، لە ١٩٢٠ەکان، زانایانی جی ئی

Irving Langmuir and Katharine Blodgett

ئیرڤینگ لانگمیەر و کاسرین بلۆگێت

reexamined the problem with a more elaborate contraption

دووبارە کێشەکەیان تاقیکردەوە بە ئامێرێکی زیاتر درێژەپێدراو

and found that those tiny slicks

وە بۆیان دەرکەوت ئەم لووسییە بچوکانە

were in fact a single layer of oil molecules.

لەڕاستیدا چینێک بوون لە تەنۆلکەی چەوری.

Each oil molecule has one side

هەر تەنۆلەکەیەکی چەوری لایەکی هەیە

that loves water and floats on the surface,

کە ئارەزووی ئاو دەکات و سەرئاو دەکەوێت،

and one side that loathes water

و لایەک کە دژ بە ئاوە

and protrudes into the air.

هەروەها دەردەپەڕێتە ناو هەوا.

So what does it have to do with cell membranes?

کەواتە ئەمە چ پەیوەندییەکی بە پەردەی خانەوە هەیە؟

Well, at the turn of the 20th century,

باشە، لەگەڵ هاتنی سەدەی بیستەم دا،

chemists Charles Overton and Hans Meyer

کیمیاگەران چارلس ئۆڤەرتن و هانز مەیەر

demonstrated that the cell membrane

سەلماندیان کە پەردەی خانە

is composed of substances that,

لە چەند ماددەیەکی وا پێکدێت کە،

like oil,

وەک چەوری،

have a water-loving part

بەشێکی ئارەزووکەر بە ئاو

and a water-loathing part.

بەشێکی دژ بە ئاو

We now call these substances lipids.

ئێستا بەم ماددانە دەڵێین چەوری.

In 1925, two scientists,

لە ساڵی ١٩٢٥، دوو زانا،

Evert Gorter and Francois Grendel,

ئێڤێرت گۆرتەر و فرانسوا گرێندڵ

pushed our understanding further.

زیاتر جەختیان لە تێگەیشتنمان کردەوە.

They designed an experiment meant to test

تاقیکردنەوەیەکیان دروستکرد بۆ پشکنینی

whether cell membranes

ئایا پەردەی خانە

are made of only one layer of lipids,

تەنها لە یەک چین چەوری پێکهاتووە،

a monolayer,

چینی یەک گەرد،

or two layers stacked on top of one another,

یان دوو چین کە لەسەر یەک کۆمەڵ کرابن،

called a bilayer.

پێی دەگووترێت دوو قات،

Gorter and Grendel drew blood

گۆرتەر و گرێندڵ خوێنیان وەرگرت

from a dog,

لە سەگێک،

a sheep,

مەڕێک،

a rabbit,

کەروێشکێک،

a goat,

a guinea pig,

بزنێک،

and human volunteers.

بەرازێکی غینیا،

و مرۆڤی خۆبەخش.

From each of these samples,

لە هەر یەک لەم نموونانە،

they extracted all the lipids

هەموو چەورییەکانیان دەرهێنا

from all the red blood cells

لە هەموو خرۆکە سوورەکانی خوێن

and placed a few drops of this extract

و چەند دڵۆپێک لە دەرهێنراوەکانیان

on a tray of water.

خستە ناو سینییەکی ئاوەوە.

True to form, the lipids, like oil,

وەک چاوەڕێ دەکرا، چەورییەکان، وەک ڕۆن،

spread out into a monolayer,

بەشێوەی یەک چین بڵاوبوونەوە

whose size Gorter and Grendel could measure.

کە گۆرتەر و گرێندل دەیانتوانی پێوانەی قەبارەی بکەن

If they compared the surface area of that monolayer

ئەگەر بەشی سەرەوەی چینە تاک گەردەکە بەراورد بکەن بە

to the surface area to the intact red blood cells,

بەشی سەرەوەی تەواوی خانەی خرۆکە سوورەکان،

they'd be able to tell

دەتوانن دەستنیشانی بکەن

whether the red blood cell membrane

ئایا پەردەی خانەی خرۆکە سوورەکان

is one or two layers thick.

یەک یان دوو چین ئەستوورە

To understand the design of their experiment,

بۆ تێگەیشتن لە نەخشەی تاقیکردنەوەکەیان،

imagine looking down at a sandwich.

بهێنە بەرچاوت سەیری ژێرەوەی لەفەیەک بکەیت.

If you measure the surface area of what you see,

ئەگەر ناوچەی سەرەوەی ئەو شتەی کە دەیبینیت پێوانە بکەیت،

you'll get the dimensions of a single slice of bread

ئەوا ڕەهەندی یەک پارچە نانت دەست دەکەوێت

even though there are two slices,

لەگەڵ ئەوەی دوو پارچە هەیە،

one stacked perfectly atop the other.

دانەیەک بە ڕێکی خراوەتە سەر ئەوی تر.

But, if you open the sandwich

بەڵام، ئەگەر بابۆڵەکە بکەیتەوە

and place the two slices side by side,

و دوو پارچەکە لەتەنیشت یەکتر دابنێیت،

you get twice the surface area.

دووهێندەی ناوچەی سەرەوەت دەستدەکەوێت

The Gorter and Grendel experiment

تاقیکردنەوەکەی گۆرتەر و گرێندل

is basically the same idea.

بەشێوەیەکی سەرەکی هەمان بیرۆکەیە.

The open sandwich is the monolayer formed

بابۆڵە کراوەکە چینێکی یەک گەردە دروستبووە

by extracted cellular lipids spreading out into a sheet.

بەهۆی چەوری خانەیی جیاکراوەی بڵاوبووەوە لە شێوەی کاغەز.

The closed sandwich is the intact red blood cell membrane.

بابۆڵە داخراوەکە پەردەی خانەی خرۆکە سورەکانی خوێنە.

Low and behold, they observed a two-to-one ratio,

دوای وردبینی، تێبینی ڕێژەیەکی دوو بە یەکیان کرد،

proving beyond the shadow of a doubt

سەلماندنی ئەوەی کە دوور لە سێبەری گومان

that a cell membrane is a bilayer,

پەردەی خانە دوو بەرگە،

which when unstacked,

کاتێک کە جیادەکرێتەوە،

yields a monolayer twice its size.

یەک بەرگی دووهێندەی قەبارەی خۆی دروست دەکات.

So almost 30 years before the double-helix structure

کەواتە نزیکی ٣٠ ساڵ پێش ئەوەی پێکهاتەی دوو لولپێچی

of DNA was elucidated,

دی ئێن ئەی ڕوونکرابێتەوە،

a single experiment

یەک تاقیکردنەوە

involving fancy versions of household materials

بە لەخۆگرتنی کەلوپەلی ناوماڵی ناوازە

enabled deep insight

تێگەیشتنێکی قووڵی بەدەستەوە دا

into the basic architecture of the cell.

بۆ پێکهاتەی سەرەکی خانە.