The wonders of the molecular world, animated | Janet Iwasa

Traductor: Florencia Bracamonte Revisor: Mónica Martín Palmas

I live in Utah,

Vivo en Utah,

a place known for having some of the most awe-inspiring

lugar conocido por tener los paisajes naturales más imponentes del planeta.

natural landscapes on this planet.

It's easy to be overwhelmed by these amazing views,

Es fácil sentirse abrumado por estas imágenes sorprendentes

and to be really fascinated by these sometimes alien-looking formations.

y fascinado por estas formaciones que lucen tan extrañas.

As a scientist, I love observing the natural world.

Como científica, me encanta observar el mundo natural.

But as a cell biologist,

Pero como bióloga celular,

I'm much more interested in understanding the natural world

me interesa mucho más entender el mundo natural

at a much, much smaller scale.

a una escala mucho, mucho más pequeña.

I'm a molecular animator, and I work with other researchers

Soy animadora molecular y trabajo con otros investigadores

to create visualizations of molecules that are so small,

para crear representaciones de moléculas tan pequeñas,

they're essentially invisible.

que son prácticamente invisibles.

These molecules are smaller than the wavelength of light,

Estas moléculas son más pequeñas que una longitud de onda de luz,

which means that we can never see them directly,

es decir, no pueden verse de forma directa,

even with the best light microscopes.

ni siquiera con los mejores microscopios ópticos.

So how do I create visualizations of things

¿Cómo creo representaciones de cosas tan pequeñas que no pueden ni verse?

that are so small we can't see them?

Scientists, like my collaborators,

Algunos científicos, como mis colegas,

can spend their entire professional careers

destinan toda su carrera profesional a entender un solo proceso molecular.

working to understand one molecular process.

To do this, they carry out a series of experiments

Para logralo, llevan a cabo una serie de experimentos,

that each can tell us a small piece of the puzzle.

cada uno de los cuales puede develar una pieza del rompecabezas.

One kind of experiment can tell us about the protein shape,

Un experimento puede enseñarnos sobre la forma de la proteína,

while another can tell us

otro puede explicarnos con qué otras proteínas interactúa

about what other proteins it might interact with,

and another can tell us about where it can be found in a cell.

y otro puede mostrarnos en qué parte de la célula se encuentra.

And all of these bits of information can be used to come up with a hypothesis,

Todas estas piezas de información pueden usarse para elaborar una hipótesis,

a story, essentially, of how a molecule might work.

una historia, esencialmente, de cómo funciona una molécula.

My job is to take these ideas and turn them into an animation.

Mi trabajo consiste en tomar estas ideas y transformarlas en una animación.

This can be tricky,

Esto puede ser difícil,

because it turns out that molecules can do some pretty crazy things.

porque resulta que las moléculas pueden hacer cosas asombrosas.

But these animations can be incredibly useful for researchers

Pero estas animaciones pueden ser muy útiles para que los investigadores

to communicate their ideas of how these molecules work.

comuniquen sus ideas sobre el funcionamiento de las moléculas.

They can also allow us to see the molecular world

También nos permiten ver el mundo molecular a través de sus ojos.

through their eyes.

I'd like to show you some animations,

Quiero mostrarles unas animaciones,

a brief tour of what I consider to be some of the natural wonders

una pequeña muestra de lo que considero maravillas naturales

of the molecular world.

del mundo molecular.

First off, this is an immune cell.

Aquí vemos una célula inmunitaria.

These kinds of cells need to go crawling around in our bodies

Estas células se desplazan por nuestro organismo

in order to find invaders like pathogenic bacteria.

en busca de invasores como bacterias patógenas.

This movement is powered by one of my favorite proteins

Este movimiento es impulsado por una de mis proteínas favoritas

called actin,

llamada "actina",

which is part of what's known as the cytoskeleton.

parte de lo que conocemos como citoesqueleto.

Unlike our skeletons,

A diferencia del esqueleto,

actin filaments are constantly being built and taken apart.

los filamentos de la actina se construyen y desarman constantemente.

The actin cytoskeleton plays incredibly important roles in our cells.

El citoesqueleto de actina tiene funciones esenciales en la célula.

They allow them to change shape,

Le permiten cambiar de forma, desplazarse, adherirse a las superficies

to move around, to adhere to surfaces

and also to gobble up bacteria.

y también alimentarse de bacterias.

Actin is also involved in a different kind of movement.

La actina también influye en otro tipo de movimiento.

In our muscle cells, actin structures form these regular filaments

En las células musculares,

las estructuras de actina forman filamentos regulares similar a un tejido.

that look kind of like fabric.

When our muscles contract, these filaments are pulled together

Cuando los músculos se contraen, dichos filamentos se contraen,

and they go back to their original position

y vuelven a su posición original cuando los músculos se relajan.

when our muscles relax.

Other parts of the cytoskeleton, in this case microtubules,

Otras partes del citoesqueleto, en este caso los microtúbulos,

are responsible for long-range transportation.

son responsables del transporte a larga distancia.

They can be thought of as basically cellular highways

Pueden considerarse como autopistas celulares

that are used to move things from one side of the cell to the other.

que se usan para trasladar material de un lado al otro de la célula.

Unlike our roads, microtubules grow and shrink,

Pero estos microtúbulos crecen y se contraen,

appearing when they're needed

aparecen cuando se los necesita y desaparecen tras realizar su trabajo.

and disappearing when their job is done.

The molecular version of semitrucks

La versión molecular de los camiones con remolque

are proteins aptly named motor proteins,

son las convenientemente llamadas "proteínas motoras",

that can walk along microtubules,

capaces de desplazarse por los microtúbulos,

dragging sometimes huge cargoes,

trasladando en ocasiones grandes cargas como organelas, tras de sí.

like organelles, behind them.

This particular motor protein is known as dynein,

Esta proteína motora en particular se llama dineína,

and its known to be able to work together in groups

y se la conoce por ser capaz de trabajar en grupos

that almost look, at least to me, like a chariot of horses.

que se ven como un carruaje de caballos, al menos para mí.

As you see, the cell is this incredibly changing, dynamic place,

Como pueden ver, la célula es un lugar increíblemente volátil y dinámico

where things are constantly being built and disassembled.

donde se crean y desarman cosas constantemente.

But some of these structures

Pero algunas de estas estructuras son más difíciles de desarmar que otras

are harder to take apart than others, though.

And special forces need to be brought in

y se requiere de fuerzas especiales

in order to make sure that structures are taken apart in a timely manner.

para garantizar que las estructuras sean desarmadas oportunamente.

That job is done in part by proteins like these.

Estas proteínas cumplen esa tarea.

These donut-shaped proteins,

Estas proteínas en forma de rosquilla, de las que hay muchas en cada célula,

of which there are many types in the cell,

all seem to act to rip apart structures

todas parecen desarmar las estructuras

by basically pulling individual proteins through a central hole.

al separar proteínas individuales a través de un orificio central.

When these kinds of proteins don't work properly,

Cuando estas proteínas no funcionan correctamente,

the types of proteins that are supposed to get taken apart

los tipos de proteínas que deben descomponerse

can sometimes stick together and aggregate

pueden en ocasiones agruparse y aglomerarse,

and that can give rise to terrible diseases, such as Alzheimer's.

y esto puede causar enfermedades terribles, como el Alzheimer.

And now let's take a look at the nucleus,

Ahora echemos un vistazo al núcleo,

which houses our genome in the form of DNA.

que alberga nuestro genoma en forma de ADN.

In all of our cells,

En todas nuestras células,

our DNA is cared for and maintained by a diverse set of proteins.

el ADN es cuidado y preservado por un grupo diverso de proteínas.

DNA is wound around proteins called histones,

El ADN se envuelve alrededor de proteínas llamadas histonas,

which enable cells to pack large amounts of DNA into our nucleus.

que permiten a las células almacenar grandes cantidades de ADN en el núcleo.

These machines are called chromatin remodelers,

Estas máquinas se conocen como "remodeladores de cromatina",

and the way they work is that they basically scoot the DNA

y lo que hacen básicamente es deslizar el ADN alrededor de las histonas,

around these histones

and they allow new pieces of DNA to become exposed.

así permiten que nuevas piezas de ADN sean expuestas.

This DNA can then be recognized by other machinery.

Este ADN puede ser reconocido por otras máquinas.

In this case, this large molecular machine

En este caso,

esta enorme máquina molecular está buscando un segmento de ADN

is looking for a segment of DNA

that tells it it's at the beginning of a gene.

que le indique que se encuentra al inicio de un gen.

Once it finds a segment,

Cuando encuentra ese segmento, experimenta una serie de cambios de forma.

it basically undergoes a series of shape changes

which enables it to bring in other machinery

Esto le permite traer otras máquinas

that in turn allows a gene to get turned on or transcribed.

que, a su vez, permiten que el gen sea activado o transcripto.

This has to be a very tightly regulated process,

Este proceso debe estar extremadamente regulado,

because turning on the wrong gene at the wrong time

porque activar el gen incorrecto en el momento incorrecto

can have disastrous consequences.

puede producir consecuencias desastrosas.

Scientists are now able to use protein machines

Los científicos pueden hoy día usar máquinas de proteínas para editar genomas.

to edit genomes.

I'm sure all of you have heard of CRISPR.

Seguramente todos escucharon hablar sobre CRISPR.

CRISPR takes advantage of a protein known as Cas9,

CRISPR aprovecha una proteína conocida como Cas9,

which can be engineered to recognize and cut

que puede alterarse para reconocer y cortar

a very specific sequence of DNA.

una secuencia de ADN específica.

In this example,

En este ejemplo,

two Cas9 proteins are being used to excise a problematic piece of DNA.

vemos cómo dos proteínas Cas9 cortan una pieza problemática de ADN,

For example, a part of a gene that may give rise to a disease.

por ejemplo, una parte del gen que puede ocasionar una enfermedad.

Las máquinas celulares se usan luego

Cellular machinery is then used

to basically glue two ends of the DNA back together.

para unir, básicamente, los dos extremos del ADN.

As a molecular animator,

Como animadora molecular,

one of my biggest challenges is visualizing uncertainty.

uno de los desafíos más importantes es representar la incertidumbre.

All of the animations I've shown to you represent hypotheses,

Todas las animaciones que les mostré representan hipótesis:

how my collaborators think a process works,

cómo mis colegas piensan que se da el proceso,

based on the best information that they have.

según la mejor información que tienen.

But for a lot of molecular processes,

Pero sobre muchos otros procesos moleculares,

we're still really at the early stages of understanding things,

aún estamos en las primeras etapas de entender cómo se dan

and there's a lot to learn.

y queda mucho por aprender.

The truth is

La verdad es que estos mundos moleculares invisibles

that these invisible molecular worlds are vast and largely unexplored.

son vastos y están casi inexplorados.

To me, these molecular landscapes

Para mí, estos paisajes moleculares

are just as exciting to explore as a natural world

son tan interesantes de explorar como los del mundo natural

that's visible all around us.

que encontramos a nuestro alrededor.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)