Animations of unseeable biology | Drew Berry | TED

Drew Berry: Animaciones de biología invisible

Traductor: Ana María Pérez Revisor: Matias Gurmandi

What I'm going to show you are the astonishing molecular machines

Lo que les voy a mostrar

son las sorprendentes máquinas moleculares

that create the living fabric of your body.

que crean el tejido vivo de su cuerpo.

Now molecules are really, really tiny.

Ahora, las moléculas son muy, muy diminutas.

Y con diminutas,

And by tiny, I mean really.

quiero decir muy diminutas.

They're smaller than a wavelength of light,

Son más pequeñas que la longitud de onda de la luz,

so we have no way to directly observe them.

así que no hay forma de observarlas directamente.

Pero gracias a la ciencia tenemos una idea bastante buena

But through science, we do have a fairly good idea

de lo que ocurre a escala molecular.

of what's going on down at the molecular scale.

Lo que podemos hacer es hablarles acerca de las moléculas,

So what we can do is actually tell you about the molecules,

but we don't really have a direct way of showing you the molecules.

pero realmente no tenemos una manera directa de mostrárselas.

Un modo de resolver el problema es haciendo dibujos.

One way around this is to draw pictures.

And this idea is actually nothing new.

Esta idea no es nada nueva.

Scientists have always created pictures

Los científicos siempre han creado imágenes

como parte de su pensamiento y proceso de descubrimiento.

as part of their thinking and discovery process.

Dibujan lo que están observando con sus propios ojos

They draw pictures of what they're observing with their eyes,

through technology like telescopes and microscopes,

usando tecnologías como telescopios y microscopios,

y también lo que les pasa por la mente.

and also what they're thinking about in their minds.

I picked two well-known examples,

Escogí dos ejemplos famosos

because they're very well-known for expressing science through art.

porque expresan la ciencia a través del arte.

Y empiezo con Galileo

And I start with Galileo, who used the world's first telescope

que utilizó el primer telescopio del mundo

para observar la Luna.

to look at the Moon.

And he transformed our understanding of the Moon.

Él transformó nuestra comprensión de la Luna.

The perception in the 17th century

La percepción en el siglo XVII

was the Moon was a perfect heavenly sphere.

era que se trataba de una esfera celeste perfecta.

But what Galileo saw was a rocky, barren world,

Pero lo que Galileo vio fue un mundo rocoso y árido

which he expressed through his watercolor painting.

que expresó a través de su pintura a la acuarela.

Another scientist with very big ideas,

Otro científico con grandes ideas,

la superestrella de la biología, es Charles Darwin.

the superstar of biology is Charles Darwin.

Y con esta famosa nota en su cuaderno

And with this famous entry in his notebook,

comienza en la parte superior izquierda con: "Yo pienso",

he begins in the top left-hand corner with, "I think,"

y luego traza el primer árbol de la vida,

and then sketches out the first tree of life,

which is his perception of how all the species,

que es su percepción

sobre cómo todas las especies, todos los seres vivos de la Tierra,

all living things on Earth are connected through evolutionary history --

están relacionadas a través de la historia evolutiva;

the origin of species through natural selection

el origen de las especies mediante la selección natural

and divergence from an ancestral population.

y su divergencia de una población ancestral.

Even as a scientist,

A pesar de ser un científico,

I used to go to lectures by molecular biologists

asistía a conferencias de biólogos moleculares

y me parecían totalmente incomprensibles,

and find them completely incomprehensible,

with all the fancy technical language and jargon

con todo el lenguaje técnico sofisticado y jerga

que usaban para describir su trabajo,

that they would use in describing their work,

hasta que encontré las obras de David Goodsell,

until I encountered the artworks of David Goodsell,

un biólogo molecular del Scripps Institute.

who is a molecular biologist at the Scripps Institute.

En sus cuadros

And his pictures -- everything's accurate and it's all to scale.

todo es exacto y a escala.

And his work illuminated for me

Su trabajo me aclaró

what the molecular world inside us is like.

cómo es el mundo molecular dentro de nosotros.

Esta es una sección transversal de la sangre.

So this is a transection through blood.

In the top left-hand corner, you've got this yellow-green area.

Arriba a la izquierda tenemos esta zona amarillo verdoso.

Son los fluidos de la sangre, que son principalmente agua,

The yellow-green area is the fluid of blood, which is mostly water,

pero también anticuerpos, azúcares,

but it's also antibodies, sugars, hormones, that kind of thing.

hormonas, ese tipo de cosas.

And the red region is a slice into a red blood cell.

La región roja es una sección de un glóbulo rojo.

And those red molecules are hemoglobin.

Y esas moléculas rojas son la hemoglobina.

They are actually red; that's what gives blood its color.

Son realmente rojas, y dan el color a la sangre.

La hemoglobina actúa como una esponja molecular

And hemoglobin acts as a molecular sponge

para absorber el oxígeno en los pulmones

to soak up the oxygen in your lungs

y luego llevarlo a otras partes del cuerpo.

and then carry it to other parts of the body.

Por muchos años estuve muy inspirado por esta imagen,

I was very much inspired by this image many years ago,

and I wondered whether we could use computer graphics

y me pregunté si podríamos usar computación gráfica

para representar el mundo molecular.

to represent the molecular world.

¿Cómo hubiera sido?

What would it look like?

And that's how I really began.

Y ese fue el comienzo. Empecemos.

So let's begin.

This is DNA in its classic double helix form.

Este es el ADN en su forma clásica de doble hélice.

Proviene de la cristalografía de rayos X,

And it's from X-ray crystallography, so it's an accurate model of DNA.

por lo tanto es un modelo exacto del ADN.

If we unwind the double helix and unzip the two strands,

Si se desenrolla la doble hélice y se extienden las dos cadenas,

verán estas cosas que parecen dientes.

you see these things that look like teeth.

Son las letras del código genético,

Those are the letters of genetic code,

los 25.000 genes que tienen escrito en su ADN.

the 25,000 genes you've got written in your DNA.

This is what they typically talk about -- the genetic code --

A esto nos referimos normalmente

cuando se habla del código genético.

this is what they're talking about.

Pero yo quiero hablar de otro aspecto de la ciencia del ADN,

But I want to talk about a different aspect of DNA science,

es decir, de su naturaleza física.

and that is the physical nature of DNA.

Estas dos cadenas se mueven en direcciones opuestas

It's these two strands that run in opposite directions

for reasons I can't go into right now.

por razones que no explicaré ahora.

But they physically run in opposite directions,

Pero físicamente van en direcciones opuestas,

lo que crea una serie de complicaciones para nuestras células vivas,

which creates a number of complications for your living cells,

como están a punto de ver,

as you're about to see,

en particular cuando el ADN se copia.

most particularly when DNA is being copied.

And so what I'm about to show you

Lo que voy a mostrarles

is an accurate representation of the actual DNA replication machine

es una representación exacta

de la máquina replicadora de ADN que está funcionando ahora mismo dentro de su cuerpo,

that's occurring right now inside your body,

al menos en la biología de 2002.

at least 2002 biology.

So DNA's entering the production line from the left-hand side,

El ADN entra en la línea de producción por el lado izquierdo

and it hits this collection, these miniature biochemical machines,

y alcanza este conjunto, estas máquinas bioquímicas en miniatura

que están separando la cadena de ADN y haciendo una copia exacta.

that are pulling apart the DNA strand and making an exact copy.

Entonces el ADN entra

So DNA comes in and hits this blue, doughnut-shaped structure

y golpea esta estructura azul en forma de rosquilla

and it's ripped apart into its two strands.

y sus dos cadenas se separan.

Una cadena se puede copiar directamente,

One strand can be copied directly,

y pueden ver estas cosas enrollarse aquí abajo.

and you can see these things spooling off to the bottom there.

Pero no es igual de sencillo para la otra cadena

But things aren't so simple for the other strand

porque debe ser copiada al revés.

because it must be copied backwards.

Es expulsada reiteradamente en estos bucles

So it's thrown out repeatedly in these loops

y copiada sección por sección,

and copied one section at a time, creating two new DNA molecules.

creando dos nuevas moléculas de ADN.

Now you have billions of this machine right now working away inside you,

Ahora tienen billones de máquinas como ésta

que están trabajando en su cuerpo,

copying your DNA with exquisite fidelity.

copiando su ADN con exquisita fidelidad.

Es una representación exacta

It's an accurate representation,

de lo que está sucediendo dentro de ustedes, más o menos a velocidad real.

and it's pretty much at the correct speed for what is occurring inside you.

He omitido la corrección de errores y otras cosas.

I've left out error correction and a bunch of other things.

(Laughter)

Se trata de un trabajo de hace algunos años.

This was work from a number of years ago--

Gracias.

Thank you.

Este es un trabajo de hace algunos años,

(Applause)

This is work from a number of years ago,

pero lo que voy a mostrarles a continuación es ciencia moderna, tecnología de avanzada.

but what I'll show you next is updated science,

it's updated technology.

De nuevo, empezamos con el ADN.

So again, we begin with DNA.

Se retuerce porque está rodeado por una sopa de moléculas

And it's jiggling and wiggling there

because of the surrounding soup of molecules,

que he quitado con el fin de hacerla más visible.

which I've stripped away so you can see something.

El ADN tiene una sección de unos dos nanómetros,

DNA is about two nanometers across, which is really quite tiny.

que en realidad es muy poco.

Pero en cada una de sus células

But in each one of your cells,

cada cadena de ADN tiene una longitud de unos 30 a 40 millones de nanómetros.

each strand of DNA is about 30 to 40 million nanometers long.

So to keep the DNA organized and regulate access to the genetic code,

Entonces, para mantener el ADN organizado y el acceso regular al código genético,

se envuelve alrededor de estas proteínas púrpuras,

it's wrapped around these purple proteins --

o al menos yo las puse púrpuras aquí.

or I've labeled them purple here.

Está envasado y empaquetado.

It's packaged up and bundled up.

All this field of view is a single strand of DNA.

Todo lo que ven es una única cadena de ADN.

This huge package of DNA is called a chromosome.

Este enorme paquete de ADN se llama cromosoma.

And we'll come back to chromosomes in a minute.

Volveremos a los cromosomas en un minuto.

We're pulling out, we're zooming out,

Nos alejamos, salimos de aquí

out through a nuclear pore,

a través de un poro nuclear,

which is the gateway to this compartment that holds all the DNA,

que es el acceso a este compartimiento que contiene todo el ADN

called the nucleus.

llamado núcleo.

All of this field of view is about a semester's worth of biology,

Todo lo que vemos

equivale a un semestre de biología y yo tengo siete minutos.

and I've got seven minutes,

Entonces, ¿no seremos capaces de desarrollarlo hoy?

So we're not going to be able to do that today?

No, he oído decir "No".

No, I'm being told, "No."

This is the way a living cell looks down a light microscope.

Así es como se ve una célula viva en un microscopio.

Ha sido filmada en cámara rápida, por eso pueden verla moverse.

And it's been filmed under time-lapse, which is why you can see it moving.

La membrana nuclear se rompe.

The nuclear envelope breaks down.

Estas cosas en forma de salchicha son los cromosomas, y nos centraremos en ellos.

These sausage-shaped things are the chromosomes,

and we'll focus on them.

Se mueven de esta manera sorprendente

They go through this very striking motion that is focused on these little red spots.

en torno a esas pequeñas manchas rojas.

Cuando la célula se siente lista

When the cell feels it's ready to go, it rips apart the chromosome.

los cromosomas se separan.

One set of DNA goes to one side,

Una parte del ADN va para un lado,

the other side gets the other set of DNA --

la otra parte del ADN va del otro

identical copies of DNA.

-copias idénticas de ADN-

And then the cell splits down the middle.

y luego la célula se divide por la mitad.

And again, you have billions of cells undergoing this process

Una vez más, hay billones de células

que están haciendo lo mismo en su cuerpo.

right now inside of you.

Now we're going to rewind and just focus on the chromosomes,

Ahora devolvámonos para enfocarnos solo en los cromosonas

and look at its structure and describe it.

y ver su estructura y describirla.

Vamos de nuevo al momento de la división.

So again, here we are at that equator moment.

Los cromosomas se alinean.

The chromosomes line up.

And if we isolate just one chromosome,

Ahora aislaremos solo un cromosoma

we're going to pull it out and have a look at its structure.

para echar un vistazo a su estructura.

Es una de las más grandes estructuras moleculares del cuerpo humano,

So this is one of the biggest molecular structures that you have,

por lo menos de lo que hemos descubierto hasta ahora.

at least as far as we've discovered so far inside of us.

Así que esto es un solo cromosoma.

So this is a single chromosome.

Y hay dos cadenas de ADN en cada cromosoma.

And you have two strands of DNA in each chromosome.

One is bundled up into one sausage.

Una se envuelve en forma de salchicha.

The other strand is bundled up into the other sausage.

La otra cadena forma la otra salchicha.

Estas cosas que parecen bigotes que sobresalen por ambos lados

These things that look like whiskers that are sticking out from either side

son el andamiaje dinámico de la célula.

are the dynamic scaffolding of the cell.

They're called microtubules, that name's not important.

Se llaman microtúbulos. El nombre no es importante.

Pero nos vamos a centrar en esta región roja -que he marcado de rojo aquí-

But we're going to focus on the region labeled red here --

que es la interfaz

and it's the interface between the dynamic scaffolding

entre el andamiaje dinámico y los cromosomas.

and the chromosomes.

It is obviously central to the movement of the chromosomes.

Obviamente es vital para el movimiento de los cromosomas.

We have no idea, really, as to how it's achieving that movement.

No sabemos realmente cómo produce este movimiento.

Hemos estudiado intensamente esta cosa

We've been studying this thing they call the kinetochore

llamada cinetocoro por más de cien años

for over a hundred years with intense study,

y apenas estamos empezando a descubrir de qué se trata.

and we're still just beginning to discover what it's about.

Está compuesta por unos 200 tipos diferentes de proteínas,

It is made up of about 200 different types of proteins,

miles de proteínas en total.

thousands of proteins in total.

It is a signal broadcasting system.

Es un sistema de transmisión de señal.

It broadcasts through chemical signals,

Transmite mediante señales químicas

que alerta al resto de la célula cuando está lista,

telling the rest of the cell when it's ready,

when it feels that everything is aligned and ready to go

cuando siente que todo está en orden y listo

for the separation of the chromosomes.

para la separación de los cromosomas.

It is able to couple onto the growing and shrinking microtubules.

Es capaz de unirse a los microtúbulos que crecen y se encogen.

Está involucrado con el crecimiento de los microtúbulos

It's involved with the growing of the microtubules,

y es capaz de unirse a ellos de forma transitoria.

and it's able to transiently couple onto them.

También es un sistema sensible a la atención

It's also an attention-sensing system.

capaz de percibir cuando la célula está lista,

It's able to feel when the cell is ready,

cuando el cromosoma está posicionado correctamente.

when the chromosome is correctly positioned.

Se pone verde aquí

It's turning green here because it feels that everything is just right.

porque siente que todo está bien.

Y verán que hay un último pedacito

And you'll see, there's this one little last bit

que sigue siendo rojo.

that's still remaining red.

Y es enviado a lo largo de los microtúbulos.

And it's walked away down the microtubules.

Este es el sistema de transmisión de señal enviando la señal de pare.

That is the signal broadcasting system sending out the stop signal.

Es enviado. Es decir, se trata de una transmisión así de mecánica.

And it's walked away -- I mean, it's that mechanical.

Es un mecanismo de relojería molecular.

It's molecular clockwork.

This is how you work at the molecular scale.

Así es como funciona a escala molecular.

So with a little bit of molecular eye candy,

Con un poquito de embellecimiento molecular,

(Laughter)

tenemos las kinesinas, las naranjadas.

we've got kinesins, the orange ones.

They're little molecular courier molecules walking one way.

Son pequeñas moléculas mensajeras que van en una dirección.

Y aquí están las dineínas llevando el sistema de transmisión.

And here are the dynein, they're carrying that broadcasting system.

Tienen largas patas que les permite pasar entre los obstáculos y demás.

And they've got their long legs

so they can step around obstacles and so on.

De nuevo, todo esto viene

So again, this is all derived accurately from the science.

de la ciencia exacta.

El problema es que no podemos mostrárselo de otra forma.

The problem is we can't show it to you any other way.

Exploring at the frontier of science, at the frontier of human understanding,

Explorar la frontera de la ciencia,

la frontera del conocimiento humano

es alucinante.

is mind-blowing.

Discovering this stuff

Descubrir todo esto

is certainly a pleasurable incentive to work in science.

es sin duda un incentivo placentero para hacer ciencia.

Pero para la mayoría de los investigadores médicos,

But most medical researchers --

discovering the stuff is simply steps along the path to the big goals,

descubrir todo esto

es simplemente un paso en el camino hacia las grandes metas,

which are to eradicate disease, to eliminate the suffering

que son erradicar la enfermedad,

eliminar el sufrimiento y la miseria que la enfermedad causa

and the misery that disease causes

y sacar a la gente de la pobreza.

and to lift people out of poverty.

Gracias.

Thank you.

(Applause)

(Aplausos)