Animations of unseeable biology | Drew Berry | TED

Translator: Urangoo Enkhbold Reviewer: Tuya Bat

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

Миний та бүхэнд үзүүлэх гэж буй зүйл бол

бидний бие дэх амьд бүтцийн

that create the living fabric of your body.

гайхамшигтай молекулын механизм юм.

Now molecules are really, really tiny.

Молекулууд бол үнэхээр маш жижигхэн.

Жижиг гэдэг нь

And by tiny, I mean really.

бүр маш жижигхэн гэсэн үг.

They're smaller than a wavelength of light,

Тэд хэмжээгээрээ гэрлийн долгионоос бага.

so we have no way to directly observe them.

Иймээс тэднийг шууд харах боломжгүй.

Харин шинжлэх ухааны ачаар молекулын түвшинд

But through science, we do have a fairly good idea

юу болж байдгийг бид сайн мэдэх болсон.

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

Бид молекулуудын талаар та нарт ярьж өгч болох ч

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.

тэднийг шууд үзүүлэх боломжгүй.

Нэр төрлийн арга нь зургаар харуулах.

One way around this is to draw pictures.

And this idea is actually nothing new.

Энэ арга үнэндээ шинэ зүйл биш.

Scientists have always created pictures

Эрдэмтэд өөрсдийн бодох, шинэ ололт хийх

үйл явцын нэг хэсэг болгон зураг ашигласаар ирсэн.

as part of their thinking and discovery process.

Тэд телескоп болон микроскоп гэх мэт

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

through technology like telescopes and microscopes,

шинжлэх ухааны төхөөрөмжөөр харсан зүйлээ,

мөн толгойд эргэлдэх бодлуудаа зургаар илэрхийлдэг байсан.

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

I picked two well-known examples,

Шинжлэх ухааныг урлагийн бүтээлээр илэрхийлж чадсан

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

алдартай хоёр жишээг сонгож авсан.

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

Галилеогоос эхэлье.

Тэрээр анхны телескопоор

сарыг харсан юм.

to look at the Moon.

And he transformed our understanding of the Moon.

Тэр сарны талаарх бидний ойлголтыг бүрэн өөрчилсөн.

The perception in the 17th century

17-р зуунд сарыг

was the Moon was a perfect heavenly sphere.

гайхамшигтай төгс бөмбөрцөг гэж ойлгодог байсан.

But what Galileo saw was a rocky, barren world,

Харин Галилеогийн ажигласнаар чулуурхаг, хоосон цөл байсан ба

which he expressed through his watercolor painting.

үүнийг усан будгаар дүрсэлжээ.

Another scientist with very big ideas,

Өөр нэг томоор сэтгэдэг эрдэмтэн бол

the superstar of biology is Charles Darwin.

биологийн ухааны жинхэнэ од Чарльз Дарвин.

Тэр өөрийн дэвтэртээ хийсэн алдарт тэмдэглэлдээ

And with this famous entry in his notebook,

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

зүүн дээд талд нь "Миний бодлоор" гэж байгаад

доор нь анхны амьдралын модыг зурсан.

and then sketches out the first tree of life,

which is his perception of how all the species,

Энэ нь бүх төрөл зүйл, Дэлхий дээрх амьд биетүүд

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

эволюциэр хэрхэн өөр хоорондоо холбогддог тухай

түүний ойлголт байсан юм.

the origin of species through natural selection

Үүнд байгалийн шалгарал болон удамшил,

and divergence from an ancestral population.

тэдгээр төрөл зүйлүүдийн гарал үүслйиг харуулжээ.

Even as a scientist,

Хэдий би өөрөө судлаач болсон ч,

I used to go to lectures by molecular biologists

молекулын биологийн эрдэмтдийн ажлынхаа талаар тавьсан

and find them completely incomprehensible,

гоёмсог мэргэжлийн үг хэллэг, зүйрлэлүүдээр дүүрэн

with all the fancy technical language and jargon

лекцүүдийг сонсоод

that they would use in describing their work,

юу ч ойлгодоггүй байсан юм.

Харин нэг өдөр би Скрипc Хүрээлэнгийн молекулын биологич

until I encountered the artworks of David Goodsell,

who is a molecular biologist at the Scripps Institute.

Дэвид Гудзэллийн урлагийн бүтээлийг олж харсан.

Түүний зурагнууд маш оновчтой бөгөөд

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

хэмжээний хувьд зөв харьцаатай байв.

And his work illuminated for me

Түүний бүтээл нь бидний бие дэх молекулын ертөнц

what the molecular world inside us is like.

ямар болохыг ухааруулсан.

Энэ бол цусны хөндлөн зүсэлт.

So this is a transection through blood.

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

Зүүн дээд буланд шар, ногоон хэсэг байна.

Энэ бол цусан дах шингэн бөгөөд голдуу уснаас бүрдэхээс гадна,

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

биеийн дархлаа, сахар,

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

дааврууд зэргийг агуулдаг.

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

Энэ улаан хэсэг нь цусны улаан бөөм.

And those red molecules are hemoglobin.

Тэр улаан молекулууд бол цусны улаан цогцос.

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

Тэд улаан байдаг учраас цусыг улаан өнгөтэй болгодог.

Улаан цогцос нь яг хөвөн шиг

And hemoglobin acts as a molecular sponge

уушигнаас хүчилтөрөгчийг өөртөө шингээн

to soak up the oxygen in your lungs

биеийн бусад хэсэгт түгээдэг.

and then carry it to other parts of the body.

Олон жилийн өмнө би энэ зурагнаас их урам авсан юм.

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

and I wondered whether we could use computer graphics

Тэгээд "Компьютер график ашиглан молекулын ертөнцийг

харуулах боломжтой юу?

to represent the molecular world.

Яаж харагдах бол?" гэж бодсон.

What would it look like?

And that's how I really began.

Миний ажил ингэж эхэлсэн. За одоо эхэлье.

So let's begin.

This is DNA in its classic double helix form.

Энэ бол ДНХ-ийн сонгодог, хос спираль хэлбэр.

Үүнийг Рентгений кристаллографик ашиглаж хийсэн.

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

Тиймээс маш нарийн ДНХ загвар.

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

Хэрвээ бид хос спиралийг задалж харвал

шүд шиг харагдана.

you see these things that look like teeth.

Эдгээр нь бидний ДНХ-д маань бичигдсэн

Those are the letters of genetic code,

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

25 мянган ширхэг ген юм.

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

Энэ эрдэмтдийн их ярьдаг зүйл:

генетикийн код.

this is what they're talking about.

Харин би ДНХ шинжлэх ухааныг өөр нэг өнцгөөс нь буюу

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

ДНХ-ийн физик шинж чанарын талаар ярья.

and that is the physical nature of DNA.

Энэ хоёр утаслаг эсрэг чиглэлтэй байгаа.

It's these two strands that run in opposite directions

for reasons I can't go into right now.

Гэхдээ үүний шалтгааныг түр алгасъя.

But they physically run in opposite directions,

Ямартай ч эсрэг чиглэлтэй явдаг.

Энэ нь эсүүдэд төвөгтэй байдал үүсгэдэг гэдгийг

which creates a number of complications for your living cells,

удахгүй та бүхэн харах болно.

as you're about to see,

Ялангуяа ДНХ-г хуулах үед.

most particularly when DNA is being copied.

And so what I'm about to show you

Тиймээс миний одоо үзүүлэх зүйл бол

is an accurate representation of the actual DNA replication machine

бидний бие дотор яг одоо явагдаж байгаа

ДНХ-г хуулбарлах механизмын загвар.

that's occurring right now inside your body,

Ямар ч байсан 2002 оны биологийн ухаанаар шүү дээ.

at least 2002 biology.

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

ДНХ зүүн гар талаас үйлдвэрлэлийн шугам руу орж

and it hits this collection, these miniature biochemical machines,

эдгээр бяцхан биохимийн бөөгнөрлийг мөргөснөөр

ДНХ-ийн утаслагийг задалж яг адил хуулбарыг бий болгодог.

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

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

ДНХ дотогш орж

хайрсан боов хэлбэртэй цэнхэр бүтцийг мөргөж

and it's ripped apart into its two strands.

хоёр хэлхээ болгон задална.

Нэг утаслаг нь шууд хуулбарлагдана.

One strand can be copied directly,

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

Таны харж байгаачлан доод хэсэг рүү салж гарч байна.

Харин нөгөө хэсэг нь эсрэг чиглэлд хуулбарлахад

But things aren't so simple for the other strand

жаахан төвөгтэй болдог.

because it must be copied backwards.

So it's thrown out repeatedly in these loops

Тиймээс дахин дахин ийм гогцоо маягтайгаар хаягдаж

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

нэг нэг ширхгээр олширон

хоёр шинэ ДНХ молекулыг бүтээдэг.

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

Яг одоо таны бие дотор

олон тэрбум ийм бүтцүүд

copying your DNA with exquisite fidelity.

таны ДНХ-г өндөр нарийвчлалтай хуулбарлаж байгаа.

It's an accurate representation,

Энэ бичлэг таны биед явагдаж буй ажиллагааг

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

оновчтой дүрслэн харуулах төдийгүй, мөн бодит хурдаар харуулна.

Энэ бичлэгийн залруулга гэх мэт олон зүйлсийг дурдалгүй үлдээе.

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

(Laughter)

Энэ бичлэг бол олон жилийн өмнө хийсэн бүтээл.

This was work from a number of years ago--

Thank you.

Баярлалаа. (Алга ташилт)

(Applause)

Энэ бол миний олон жилийн өмнөх бүтээл.

This is work from a number of years ago,

Одоо та нарт орчин үеийн техник, шинжлэх ухаанд тулгуурласан бичлэгийг үзүүлье.

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

it's updated technology.

So again, we begin with DNA.

Дахин ДНХ-ээс эхэлье.

ДНХ ойр орчмын молекулуудаас болоод ийш тийшээ ганхаж байна.

And it's jiggling and wiggling there

because of the surrounding soup of molecules,

ДНХ-ийг сайн харуулахын тулд молекулуудыг түр хассан.

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

ДНХ-ийн диаметр нь 2 нанометр бөгөөд

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

маш жижигхэн байдаг.

Таны биеийн эс бүрт байдаг

But in each one of your cells,

ДНХ-ийн нэг утаслагийн урт 30-40 сая орчим нанометр байдаг.

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,

ДНХ-г зохион байгуулж генетикийн кодтой холбохын тулд

it's wrapped around these purple proteins --

ДНХ нь тод яагаан өнгийн уургийг ороосон байдаг.

or I've labeled them purple here.

Би энд тод ягаанаар тэмдэглэсэн.

Багцлагдан боогдсон байдаг.

It's packaged up and bundled up.

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

Энэ бүх зүйл бол ердөө ДНХ-ийн ганц утаслаг юм.

This huge package of DNA is called a chromosome.

Энэ том ДНХ-ийн багцыг хромосом гэдэг.

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

Хромосомын талаар удахгүй ярилцах болно.

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

Татаж гаргаад томруулаад

out through a nuclear pore,

атомын нүхээр гадагш харцгаая.

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

Энэ нь эсийн гол цөм гэгддэг

called the nucleus.

бүх ДНХ-г агуулдаг хэсэгт нэвтрэх гарц юм.

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

Бидний харж байгаа зүйлс

бүтэн улирал үзэх биологийн хичээлийг долоохон минутанд багтаасан байгаа.

and I've got seven minutes,

Үүнийг өнөөдөр дуусгаж чадахгүй гэж үү?

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

Намайг хүмүүс "Чадахгүй" гэдэг.

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

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

Энэ бол амьд эсийг гэрэлтэй микроскопоор харсан зураг.

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

Урт хугацаанд авсан бичлэг учир эсийн хөдөлгөөнийг харж болно.

The nuclear envelope breaks down.

Цөмийн бүрхүүл задарна.

Энэ зайдас хэлбэртэй зүйл бол хромосом, үүнийг ажиглан харцгаая.

These sausage-shaped things are the chromosomes,

and we'll focus on them.

Тэдгээр нь жижигхэн улаан толбуудад төвлөрч

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

хурдтай өөрчлөгдөж байна.

Эс хуваагдахаа дөхөөд ирэхээр

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

хромосомоо хуваадаг.

One set of DNA goes to one side,

Нэг багц ДНХ нэг тал руугаа,

the other side gets the other set of DNA --

нөгөөх нь эсрэг зүгт явж байна.

identical copies of DNA.

Яг адилхан ДНХ хувилбар.

And then the cell splits down the middle.

Тэгээд эс голоороо хуваагдаж байна.

And again, you have billions of cells undergoing this process

Таны биеийн олон тэрбум ширхэг эсүүд дотор

яг одоо энэ үйл явц явагдаж байгаа.

right now inside of you.

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

Одоо бичлэгээ буцаагаад

хромосомуудын бүтцийг тайлбарлая.

and look at its structure and describe it.

Энэ төв хэсэгт ямар нэг зүйл явагдаж байна.

So again, here we are at that equator moment.

The chromosomes line up.

Хромосомууд эгнээ үүсгэж байна.

And if we isolate just one chromosome,

Ганцхан хромосомыг тусгаарлаад

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

түүнийг ажиглацгаая.

Энэ бол одоогийн байдлаар мэдэгдээд байгаа

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

бидний бие дэх хамгийн том молекулын бүтцүүдийн нэг юм.

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

Тиймээс дан ганц хромосом.

So this is a single chromosome.

Хромосом бүрт ДНХ-ийн хос утаслаг байдаг.

And you have two strands of DNA in each chromosome.

One is bundled up into one sausage.

Нэг нь нэг зайдас хэлбэрт орж бэхлэгдсэн.

The other strand is bundled up into the other sausage.

Нөгөө нь өөр нэг зайдас шиг болсон байна.

Энэ хоёрын голуур нэвтрэн гарсан сахал шиг зүйл бол

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

are the dynamic scaffolding of the cell.

эсийн хөдөлгөөнт шат юм.

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

Үүнийг микрогуурс гэдэг. Нэр нь тийм ч чухал биш.

Анзаарч харах зүйл бол энэ улаан бүс. Би улаанаар тэмдэглэсэн.

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

Энэ нь хөдөлгөөнт шат болон хромосомуудын

and it's the interface between the dynamic scaffolding

хоорондоо холбогдож байгаа уулзвар юм.

and the chromosomes.

It is obviously central to the movement of the chromosomes.

Энэ уулзвар хромосомын хөдөлгөөнд гол үүрэг гүйцэтгэдэг нь тодорхой.

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

Гэхдээ хромосомыг хэрхэн хөдөлгөдөг болохыг мэдэхгүй байсан.

100 гаруй жилийн турш судлаачид энэ уулзварыг

We've been studying this thing they call the kinetochore

for over a hundred years with intense study,

хромосомын гол цөм гэдэг энэ зүйлийг идэвхтэй судалж байгаа ч

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

өнөөг хүртэл маш багыг олж мэдсэн.

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

Хромосомын гол цөм нь олон мянган ширхэг

200 орчим төрлийн уургаас бүрдсэн байдаг.

thousands of proteins in total.

It is a signal broadcasting system.

Энэ бол дохио өгдөг систем юм.

It broadcasts through chemical signals,

Тэрээр эсийг хуваагдахад бэлэн болсныг

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

химийн дохиогоор дамжуулан,

when it feels that everything is aligned and ready to go

хромосомууд байрлалаа авч дууссаныг

for the separation of the chromosomes.

бусад эсүүдэд мэдээллэдэг.

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

Гол цөм нь томорч, жижгэрдэг микрогуурстай нэгдэж чаддаг.

Микрогуурс томроход

It's involved with the growing of the microtubules,

түүнтэй хормын төдийд нэгддэг.

and it's able to transiently couple onto them.

Тэр мөн мэдрэгч бүхий систем.

It's also an attention-sensing system.

Эс хэзээ хуваагдах,

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

хромосом зөв байрласан эсэхийг мэдэрдэг.

when the chromosome is correctly positioned.

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

Гол цөм бүх зүйл хэвийн байгааг мэдээд

өнгө нь ногоорч эхэлдэг.

Энд улаанаараа үлдсэн

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

that's still remaining red.

жаахан хэсэг байна.

And it's walked away down the microtubules.

Энэ хэсэг микрогуурсаар дамжин бууж байна.

Энэ бол дохио дамжуулах системийн өгч байгаа зогсох дохио.

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

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

Тэр холдож байна. Механик аргаар гэсэн үг.

Яг молекулан цаг шиг.

It's molecular clockwork.

This is how you work at the molecular scale.

Молекулын түвшинд ингэж ажилладаг.

So with a little bit of molecular eye candy,

Багахан молекулын тусламжтай

(Laughter)

улбар шар өнгөөр тэмдэглэсэн кинезиныг үзүүлье.

we've got kinesins, the orange ones.

They're little molecular courier molecules walking one way.

Жижигхэн молекулан мэдээлэл дамжуулагчид нэг чиглэлд явдаг.

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

Энэ динейн байна. Тэд дамжуулах системийг хариуцдаг.

Тэд урт хөлтэй учир замд таарах саадыг давдаг.

And they've got their long legs

so they can step around obstacles and so on.

Дахин давтахад, энэ бичлэг бол

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

шинжлэх ухааны үндсэн дээр оновчтой хийгдсэн.

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

Үүнээс өөрөөр үзүүлэх боломжгүйд гол асуудал байна.

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

Шинжлэх ухааны хил хязгаар,

хүн төрөлхтний мэдлэгийн хил хязгаарыг судална гэдэг

is mind-blowing.

үнэхээр агуу зүйл.

Discovering this stuff

Эдгээрийг нээн илрүүлнэ гэдэг

is certainly a pleasurable incentive to work in science.

шинжлэх ухааны салбарын таашаалтай урамшуулал.

Ихэнх анагаах ухааны судлаачдын хувьд

But most medical researchers --

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

нээлт хийнэ гэдэг

өвчнийг үндсээр нь арилгах,

which are to eradicate disease, to eliminate the suffering

өвчний зовлон шаналлыг арилгах,

хүмүүсийг ядуурлаас гаргах

and the misery that disease causes

том зорилгод хүрэх замын зөвхөн нэг алхам билээ.

and to lift people out of poverty.

Thank you.

Баярлалаа.

(Applause)

(Алга ташилт)