Animations of unseeable biology | Drew Berry | TED

Translator: Antonius Yudi Sendjaja Reviewer: handarmin -

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

Hal yang akan saya tunjukkan

adalah mesin-mesin molekular yang menakjubkan

that create the living fabric of your body.

yang menyusun struktur tubuh Anda.

Now molecules are really, really tiny.

Ukuran molekul benar-benar kecil.

Maksud saya,

And by tiny, I mean really.

benar-benar kecil.

They're smaller than a wavelength of light,

Molekul lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya.

so we have no way to directly observe them.

sehingga kita tidak dapat mengamatinya secara langsung.

Namun dengan ilmu pengetahuan, kita memiliki ide tentang

But through science, we do have a fairly good idea

apa yang terjadi pada tingkat molekular

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

Jadi sebenarnya kita dapat memberi tahu tentang molekul

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.

namun tidak memiliki cara untuk menunjukkan molekul itu secara langsung.

Salah satu caranya adalah dengan menggambarkannya.

One way around this is to draw pictures.

And this idea is actually nothing new.

Gagasan ini sebenarnya bukan gagasan baru.

Scientists have always created pictures

Ilmuwan selalu membuat gambaran

sebagai bagian dari proses berpikir dan penemuan mereka.

as part of their thinking and discovery process.

Mereka menggambar apa yang mereka amati dengan mata mereka

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

through technology like telescopes and microscopes,

melalui teknologi seperti teleskop dan mikroskop,

dan juga apa yang mereka pikirkan.

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

I picked two well-known examples,

Saya akan mengambil dua contoh terkenal

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

karena mengekspresikan ilmu pengetahuan melalui karya seni.

Saya akan mulai dengan Galileo

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

yang menggunakan teleskop pertama di dunia

untuk melihat Bulan.

to look at the Moon.

And he transformed our understanding of the Moon.

Galileo mengubah pemahaman kita akan Bulan.

The perception in the 17th century

Pada abad ke-17, Bulan dianggap

was the Moon was a perfect heavenly sphere.

sebagai bulatan sempurna di langit.

But what Galileo saw was a rocky, barren world,

Namun yang dilihat Galileo adalah dunia berbatu dan tandus

which he expressed through his watercolor painting.

yang digambarkannya melalui lukisan cat airnya.

Another scientist with very big ideas,

Ilmuwan lain dengan ide yang besar,

sang superstar dari biologi, Charles Darwin.

the superstar of biology is Charles Darwin.

Melalui catatan terkenal dalam buku catatannya,

And with this famous entry in his notebook,

dia memulai dari sudut kiri atas dengan, "Saya pikir,"

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

dan lalu dia membuat sketsa pohon kehidupan pertama,

and then sketches out the first tree of life,

which is his perception of how all the species,

yang merupakan pemahamannya

akan bagaimana semua spesies, semua makhluk hidup di Bumi

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

terhubung melalui sejarah evolusi --

the origin of species through natural selection

asal usul spesies melalui seleksi alam

and divergence from an ancestral population.

dan penyimpangan dari nenek moyang yang sama`.

Even as a scientist,

Bahkan sebagain seorang ilmuwan,

I used to go to lectures by molecular biologists

saya pernah mengikuti kuliah dari ahli biologi molekular.

dan merasa hal itu sangat sulit dipahami

and find them completely incomprehensible,

with all the fancy technical language and jargon

dengan segala bahasa teknik dan jargon

yang mereka gunakan untuk menjelaskan karya mereka

that they would use in describing their work,

sampai saya menemukan karya seni dari David Goodsell,

until I encountered the artworks of David Goodsell,

seorang ahli biologi molekul di Institut Scripps.

who is a molecular biologist at the Scripps Institute.

Dan lukisannya

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

yang akurat dengan skala yang benar.

And his work illuminated for me

Karyanya mencerahkan saya

what the molecular world inside us is like.

tentang bagaimana rupa dunia molekular dalam diri kita.

Jadi inilah penampang lintang dari darah.

So this is a transection through blood.

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

Di bagian kiri atas, ada daerah berwarna kuning-hijau.

Daerah ini adalah cairan darah, yang sebagian besar terdiri dari air,

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

dan juga antibodi, gula,

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

hormon, dan sejenisnya.

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

Dan bagian berwarna merah adalah irisan sel darah merah.

And those red molecules are hemoglobin.

Molekul berwarna merah itu adalah hemoglobin.

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

Mereka berwarna merah, itulah yang memberikan warna pada darah.

Dan hemoglobin beritindak sebagai sepon molekular

And hemoglobin acts as a molecular sponge

untuk menyerap oksigen di paru-paru Anda

to soak up the oxygen in your lungs

lalu membawanya ke bagian tubuh Anda yang lain.

and then carry it to other parts of the body.

Saya sangat terilhami oleh gambar ini beberapa tahun lalu

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

and I wondered whether we could use computer graphics

dan saya ingin tahu apakah kita bisa menggunakan komputer grafik

untuk menggambarkan dunia molekular.

to represent the molecular world.

Seperti apa hasilnya?

What would it look like?

And that's how I really began.

Dari situlah saya mulai. Jadi mari kita mulai.

So let's begin.

This is DNA in its classic double helix form.

Inilah DNA dalam bentuk heliks gandanya yang klasik.

Dan ini berdasarkan kristalografi sinar X,

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

jadi ini adalah model yang akurat dari DNA.

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

Jika kita membuka heliks ganda ini dan untaiannya,

Anda akan melihat sesuatu yang bentuknya seperti gigi.

you see these things that look like teeth.

Itulah kode genetik,

Those are the letters of genetic code,

25.000 gen yang tertulis dalam DNA Anda.

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

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

Itulah yang mereka biasa bicarakan --

kode genetik -- inilah yang mereka bicarakan.

this is what they're talking about.

Namun saya ingin berbicara tentang aspek DNA yang berbeda

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

yaitu sifat fisik alami dari DNA.

and that is the physical nature of DNA.

Kedua untaian berlawanan arah inilah

It's these two strands that run in opposite directions

for reasons I can't go into right now.

yang karena suatu alasan tidak dapat saya jelaskan sekarang.

But they physically run in opposite directions,

Namun kedua untaian yang berlawanan arah inilah

yang membuat sejumlah kerumitan bagi sel-sel Anda yang hidup

which creates a number of complications for your living cells,

seperti yang akan Anda lihat,

as you're about to see,

terutama saat DNA ini disalin.

most particularly when DNA is being copied.

And so what I'm about to show you

Jadi yang akan saya tunjukkan

is an accurate representation of the actual DNA replication machine

adalah gambaran akurat

dari mesin penyalin DNA sebenarnya yang kini sedang beroperasi di dalam tubuh Anda,

that's occurring right now inside your body,

setidaknya 2002 biologi.

at least 2002 biology.

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

DNA memasuki lini produksi dari sisi sebelah kiri

and it hits this collection, these miniature biochemical machines,

dan mengenai kumpulan mesin biokimia mini ini

yang memisahkan untaian DNA dan membuat salinan yang sama.

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

Jadi DNA masuk

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

dan mengenai struktur biru berbentuk donat ini

and it's ripped apart into its two strands.

di mana kedua untaiannya terpisah.

Salah satu untaian itu dapat langsung disalin

One strand can be copied directly,

Anda bisa melihat untaian itu terlilit ke bawah.

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

Namun untuk untaian yang lain tidak semudah itu

But things aren't so simple for the other strand

karena harus disalin mundur.

because it must be copied backwards.

Sehingga untaian ini terlempar berulang kali

So it's thrown out repeatedly in these loops

dan tersalin satu per satu

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

sehingga terbentuk dua molekul DNA baru.

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

Kini ada miliaran mesin seperti ini

yang bekerja di dalam tubuh Anda sekarang

copying your DNA with exquisite fidelity.

menyalin DNA Anda dengan ketelitian yang luar biasa.

Inilah gambaran yang akurat

It's an accurate representation,

dan pada kecepatan yang kurang lebih sama dengan yang terjadi dalam tubuh Anda.

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

Ada beberapa kesalahan dan beberapa hal lainnya yang saya biarkan.

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

(Laughter)

Inilah hasil dari beberapa tahun lalu.

This was work from a number of years ago--

Terima kasih.

Thank you.

Inilah hasil dari beberapa tahun lalu,

(Applause)

This is work from a number of years ago,

namun berikutnya saya akan menunjukkan ilmu pengetahun terbaru, dengan teknologi terbaru.

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

it's updated technology.

Kembali, kita mulai dengan DNA.

So again, we begin with DNA.

Dan DNA berguncang dan bergoyang karena sup molekular di sekitarnya.

And it's jiggling and wiggling there

because of the surrounding soup of molecules,

yang telah dibuka sehingga dapat Anda lihat.

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

Lebar DNA sekitar 2 nanometer,

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

yang cukup kecil.

Namun pada setiap sel Anda,

But in each one of your cells,

setiap untaian DNA panjangnya mencapai 30 hingga 40 juta nanometer.

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,

Untuk menjaga DNA agar tetap teratur dan untuk mengatur akses kode genetik

DNA terbungkus oleh protein ungu ini --

it's wrapped around these purple proteins --

atau yang saya warnai ungu di sini.

or I've labeled them purple here.

DNA terkemas dan terbungkus.

It's packaged up and bundled up.

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

Semua bidang pandang ini adalah seuntai jalinan DNA.

This huge package of DNA is called a chromosome.

Kelompok besar dari DNA ini disebut kromosom.

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

Kita akan kembali pada kromosom nanti.

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

Kini kita keluar dan menjauh

out through a nuclear pore,

melalui pori-pori nuklear

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

yang merupakan jalan menuju ruangan yang menampung semua DNA

called the nucleus.

yang disebut nukleus.

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

Semua bidang pandang ini

adalah pelajaran biologi satu semester, dan waktu saya hanya 7 menit.

and I've got seven minutes,

Jadi apa kita tidak dapat membereskannya hari ini?

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

Tidak. Saya diberi tahu, "Tidak.'

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

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

Inilah penampakan sel hidup di bawah mikroskop.

Ini telah difilmkan dalam gerak lambat, sehingga Anda melihatnya bergerak.

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

Selubung nuklearnya pecah.

The nuclear envelope breaks down.

Benda berbentuk sosis ini adalah kromosom, yang menjadi fokus kita kini.

These sausage-shaped things are the chromosomes,

and we'll focus on them.

Kromosom bergerak dengan intensitas tinggi

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

dengan pusat pada titik merah kecil ini.

Saat sel-sel itu merasa sudah siap,

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

sel-sel itu akan memisahkan kromosom.

One set of DNA goes to one side,

Satu set DNA masuk ke sel yang satu

the other side gets the other set of DNA --

dan set yang lain masuk ke sel DNA yang lain --

identical copies of DNA.

salinan DNA yang identik.

And then the cell splits down the middle.

Lalu sel ini terpisah di tengahnya.

And again, you have billions of cells undergoing this process

Dan kembali, ada miliaran sel

yang melakukan hal ini di dalam tubuh Anda sekarang.

right now inside of you.

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

Kini kita akan mundur dan berfokus pada kromosom,

and look at its structure and describe it.

melihat dan menjelaskan strukturnya.

Jadi, kita kembali pada pertengahan prosesnya.

So again, here we are at that equator moment.

Kromosom kromosom itu berbaris

The chromosomes line up.

And if we isolate just one chromosome,

dan jika mengambil satu kromosom saja,

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

kita akan menariknya dan melihat strukturnya.

Inilah salah satu struktur molekul terbesar yang kita miliki,

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

setidaknya sejauh yang telah kita temukan di dalam tubuh kita.

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

Jadi inilah kromosom tunggal,

So this is a single chromosome.

dan ada dua untaian DNA pada setiap kromosom.

And you have two strands of DNA in each chromosome.

One is bundled up into one sausage.

Satu untaian terbungkus menjadi satu sosis.

The other strand is bundled up into the other sausage.

dan untaian lainnya terbungkus menjadi sosis yang lain.

Benda yang terlihat seperti janggut yang menempel dari setiap sisi

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

adalah kerangka dinamik dari sel

are the dynamic scaffolding of the cell.

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

yang disebut mikrotubula. Nama itu tidak penting.

Kita akan berfokus pada daerah berwarna merah -- saya memberi warna merah di sini --

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

dan inilah antarmuka

and it's the interface between the dynamic scaffolding

antara kerangka dinamik dan kromosom.

and the chromosomes.

It is obviously central to the movement of the chromosomes.

Sudah pasti daerah ini penting bagi pergerakan kromosom.

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

Kita tidak punya ide bagaimana kromosom dapat bergerak seperti itu.

Kita telah mempelajari hal yang disebut kinetokor

We've been studying this thing they call the kinetochore

selama lebih dari 100 tahun dengan giat.

for over a hundred years with intense study,

dan kita baru mulai menemukan apa ini sebenarnya.

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

Kinetokor ini terdiri dari 200 jenis protein berbeda,

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

seluruhnya ada ribuan protein.

thousands of proteins in total.

It is a signal broadcasting system.

Inilah sistem pemancar sinyal

It broadcasts through chemical signals,

yang memancarkan sinyal-sinyal kimia

untuk memberi tahu kapan sel itu siap

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

when it feels that everything is aligned and ready to go

kapan semuanya sudah tertata dan siap

for the separation of the chromosomes.

untuk pemisahan kromosom.

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

Kinetokor ini dapat menempel pada mikrotubula yang tumbuh ataupun menyusut

dan berperan dalam pertumbuhan mikrotubula

It's involved with the growing of the microtubules,

dan dapat menempel untuk sementara pada mikrotubula itu.

and it's able to transiently couple onto them.

Kinetokor ini juga merupakan sistem perasa perhatian

It's also an attention-sensing system.

dapat merasakan kapan sel itu siap,

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

kapan letak kromosom sudah benar.

when the chromosome is correctly positioned.

Kinetokor ini berubah warna menjadi hijau

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

karena merasa semuanya sudah benar.

Dan Anda lihat, ada sedikit bagian

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

yang masih berwarna merah.

that's still remaining red.

Dan ini bergerak menuruni mikrotubula.

And it's walked away down the microtubules.

Itulah sistem pemancar sinyal yang mengirimkan sinyal untuk berhenti.

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

Dan ini berjalan, maksud saya, bersifat mekanis.

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

Ini adalah jam molekular.

It's molecular clockwork.

This is how you work at the molecular scale.

Inilah cara Anda bekerja pada tingkatan molekular.

So with a little bit of molecular eye candy,

Jadi dengan sedikit penarik perhatian ini,

(Laughter)

kita memiliki kinesin, yang merupakan daerah berwarna oranye.

we've got kinesins, the orange ones.

They're little molecular courier molecules walking one way.

Ini adalah molekul pembawa molekul kecil yang bergerak satu arah.

Dan inilah dynein yang membawa sistem pemancar itu

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

dengan kaki-kaki panjang sehingga dapat mengatasi rintangan dan sejenisnya.

And they've got their long legs

so they can step around obstacles and so on.

Kembali, hal ini digambarkan secara akurat

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

dari ilmu pengetahuan.

Masalahnya adalah kita tidak dapat menunjukkannya dengan cara lain.

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,

Menjelajahi garis depan ilmu pengetahuan,

pada garis depan pemahaman manusia

sungguh luar biasa.

is mind-blowing.

Discovering this stuff

Menemukan hal-hal semacam ini

is certainly a pleasurable incentive to work in science.

sudah pasti adalah dorongan menyenangkan untuk bekerja di sini.

Namun kebanyakan peneliti medis --

But most medical researchers --

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

menemukan hal ini

hanyalah langkah di jalan menuju tujuan besar

which are to eradicate disease, to eliminate the suffering

yaitu untuk memberantas penyakit,

menghilangkan penderitaan dan kesedihan yang ditimbulkannya,

and the misery that disease causes

dan mengangkat orang-orang dari kemiskinan.

and to lift people out of poverty.

Terima kasih.

Thank you.

(Applause)

(Tepuk tangan)