Animations of unseeable biology | Drew Berry | TED

Traducător: MARILENA NICULA Corector: Ariana Bleau Lugo

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

Ce intenționez să vă arăt

sunt mașinăriile moleculare extraordinare

that create the living fabric of your body.

care creează țesătura de viață a corpului.

Now molecules are really, really tiny.

Moleculele sunt foarte, foarte micuțe.

Și prin micuțe,

And by tiny, I mean really.

nu exagerez.

They're smaller than a wavelength of light,

Mai mici decât lungimea de undă a luminii,

so we have no way to directly observe them.

deci nu avem modalități de a le observa direct.

Dar prin știință, avem o idee destul de bună

But through science, we do have a fairly good idea

ce se întâmplă la scară moleculară.

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

Putem să vă descriem moleculele,

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.

dar nu există un mod direct de a vă arăta moleculele.

O modalitate ar fi să desenăm imagini.

One way around this is to draw pictures.

And this idea is actually nothing new.

Ideea asta nu e ceva nou.

Scientists have always created pictures

Oamenii de știință au creat întotdeauna imagini

ca parte din gândire și procesul de descoperire.

as part of their thinking and discovery process.

Desenează imagini a ceea ce observă cu ochii,

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

through technology like telescopes and microscopes,

prin tehnologie precum telescoape și microscoape,

și, de asemenea, despre ce gândesc.

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

I picked two well-known examples,

Am ales două bine-cunoscute exemple,

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

cunoscute pentru exprimarea științei prin artă.

Încep cu Galileo

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

care a folosit primul telescop al lumii

pentru a observa Luna.

to look at the Moon.

And he transformed our understanding of the Moon.

El a transformat înțelegerea noastră despre Lună.

The perception in the 17th century

Percepția în secolul 17

was the Moon was a perfect heavenly sphere.

era că Luna e o sferă cerească perfectă.

But what Galileo saw was a rocky, barren world,

Dar Galileo a văzut o lume stâncoasă, aridă,

which he expressed through his watercolor painting.

pe care el a redat-o prin pictură în acuarelă.

Another scientist with very big ideas,

Un alt om de știință cu idei mărețe,

superstarul biologiei, este Charles Darwin.

the superstar of biology is Charles Darwin.

Cu această faimoasă introducere în agenda lui,

And with this famous entry in his notebook,

el începe în colțul din stânga-sus: ''Gândesc,''

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

și apoi schițează primul copac al vieții,

and then sketches out the first tree of life,

which is his perception of how all the species,

care e percepția lui despre modul

în care toate speciile, toate viețuitoarele de pe Pământ,

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

sunt conectate prin istorie evoluționară --

the origin of species through natural selection

originea speciilor prin selecția naturală

and divergence from an ancestral population.

și deviere de la populația antecedentă.

Even as a scientist,

Ca om de știință,

I used to go to lectures by molecular biologists

obișnuiam să particip la cursuri de biologie moleculară

și le găseam complet de neînțeles,

and find them completely incomprehensible,

with all the fancy technical language and jargon

cu tot limbajul tehnic și jargonul de specialitate

pe care-l foloseau în descrierea cercetării lor,

that they would use in describing their work,

până când am dat peste arta lui David Goodsell,

until I encountered the artworks of David Goodsell,

un biolog molecular la Institutul Scripps.

who is a molecular biologist at the Scripps Institute.

În imaginile lui,

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

totul e exact și la scară.

And his work illuminated for me

Lucrările lui mi-au dezvăluit

what the molecular world inside us is like.

lumea moleculară din interiorul nostru.

Asta e o secționare prin sânge.

So this is a transection through blood.

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

În colțul stânga-sus aveți această zonă galben-verzuie.

Zona galben-verzuie reprezintă fluidele sângelui care în majoritate conțin apă,

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

dar sunt de asemenea anticorpi, zaharuri,

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

hormoni, ș.a.m.d.

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

Regiunea roșie e o secțiune dintr-o globulă roșie.

And those red molecules are hemoglobin.

Aceste molecule roșii alcătuiesc hemoglobina.

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

Chiar sunt roșii; astea dau culoare sângelui .

Hemoglobina acționează ca un burete molecular

And hemoglobin acts as a molecular sponge

care absoarbe oxigenul din plămâni

to soak up the oxygen in your lungs

și îl duce către alte părți ale corpului.

and then carry it to other parts of the body.

Am fost inspirat de această imagine cu mulți ani în urmă,

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

and I wondered whether we could use computer graphics

și m-am întrebat dacă am putea folosi grafice computerizate

pentru reprezentarea lumii moleculare.

to represent the molecular world.

Cum ar arăta?

What would it look like?

And that's how I really began.

Și așa am început. Să-i dăm drumul.

So let's begin.

This is DNA in its classic double helix form.

Iată ADN-ul în forma clasică de helix dublu.

E obținut prin cristalografie cu raze X,

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

deci e un model corect de ADN.

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

Dacă relaxăm spirala și desfacem cele două lanțuri,

apar aceste formațiuni care arată ca dinții.

you see these things that look like teeth.

Astea sunt literele codului genetic,

Those are the letters of genetic code,

cele 25.000 gene ce le aveți scrise în ADN.

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

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

Despre asta se vorbește în mod tipic --

codul genetic -- despre asta vorbesc.

this is what they're talking about.

Dar eu vreau să vorbesc despre un aspect diferit al științei ADN-ului,

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

anume, natura fizică a ADN-ului,

and that is the physical nature of DNA.

aceste două lanțuri înșiruite în direcții opuse

It's these two strands that run in opposite directions

for reasons I can't go into right now.

din motive pe care nu le pot explica acum.

But they physically run in opposite directions,

Dar ele fizic aleargă în direcții opuse,

ceea ce creează unele complicații pentru celulele vii,

which creates a number of complications for your living cells,

cum veți vedea,

as you're about to see,

mai ales când ADN-ul e copiat.

most particularly when DNA is being copied.

And so what I'm about to show you

Ce vă voi arăta

is an accurate representation of the actual DNA replication machine

e o reprezentare corectă

a aparatului de replicare ADN care lucrează chiar acum în interiorul corpului vostru,

that's occurring right now inside your body,

conform biologiei 2002.

at least 2002 biology.

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

ADN-ul intră în linia de producție din partea stângă,

and it hits this collection, these miniature biochemical machines,

la această colecție de aparate biochimice în miniatură,

care desfac lanțurile ADN și fac o copie exactă.

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

Așa că ADN-ul intră

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

în această structură albastră ca o gogoașă

and it's ripped apart into its two strands.

și e despărțită în cele două componente.

O componentă poate fi copiată direct,

One strand can be copied directly,

vedeți lanțul care se asamblează în partea de jos.

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

Dar lucrurile nu sunt simple pentru celălalt lanț.

But things aren't so simple for the other strand

pentru că trebuie copiat invers.

because it must be copied backwards.

E aruncat repetat în aceste bucle

So it's thrown out repeatedly in these loops

și copiat câte o secțiune odată,

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

creând două molecule noi de ADN.

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

Aveți miliarde din această mașină

lucrând chiar acum în interiorul vostru,

copying your DNA with exquisite fidelity.

copiind-vă ADN-ul cu extremă fidelitate.

E o reprezentare corectă,

It's an accurate representation,

și apropiată de viteza cu care are loc în interior.

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

Am lăsat deoparte corectarea erorilor și o grămadă de alte lucruri.

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

(Laughter)

Aceasta e rezultatul muncii de acum câțiva ani.

This was work from a number of years ago--

Mulțumesc.

Thank you.

E rezultatul muncii de acum câțiva ani.

(Applause)

This is work from a number of years ago,

Dar ce urmează să vă arăt e știința actualizată, tehnologia actualizată.

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

it's updated technology.

Deci, din nou, începem cu ADN-ul.

So again, we begin with DNA.

Tremură, se agită din cauza supei de molecule dimprejur,

And it's jiggling and wiggling there

because of the surrounding soup of molecules,

pe care am îndepărtat-o ca să puteți vedea.

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

ADN-ul are cam 2 nm în secțiune,

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

ceea ce e foarte mic.

Dar în fiecare celulă,

But in each one of your cells,

fiecare lanț ADN are o lungime de aprox. 30-40 milioane nm.

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,

Pentru a menține ADN-ul organizat și a regla accesul la codul genetic,

e înfășurat în jurul acestor proteine mov --

it's wrapped around these purple proteins --

le-am colorat eu mov aici.

or I've labeled them purple here.

E pliat și înfășurat.

It's packaged up and bundled up.

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

Tot acest câmp de vedere e un singur fir ADN.

This huge package of DNA is called a chromosome.

Această înfășurare uriașă de ADN se numește cromozom.

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

Vom reveni la cromozomi într-un minut.

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

Ne depărtăm, ieșim din nucleu

out through a nuclear pore,

printr-un por al nucleului,

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

o poartă de ieșire din acest compartiment ce deține tot ADN-ul,

called the nucleus.

numit nucleu.

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

Tot acest câmp vizual reprezintă un curs

de un semestru de biologie și eu am 7 minute.

and I've got seven minutes,

Deci nu vom putea intra în detalii azi.

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

Nu, mi s-a spus ''Nu.''

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

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

Așa arată o celulă vie printr-un microscop optic.

A fost filmat secvențial, de aceea o puteți vedea mișcând.

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

Pachetul nuclear se descompune.

The nuclear envelope breaks down.

Aceste formațiuni în formă de cârnați sunt cromozomii; ne vom concentra asupra lor.

These sausage-shaped things are the chromosomes,

and we'll focus on them.

Trec prin această mișcare surprinzătoare

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

concentrată pe aceste punctulețe roșii.

Când celula simte că e pregătită să continue,

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

desface cromozomul ca pe un fermoar.

One set of DNA goes to one side,

Un lanț de ADN se duce într-o parte,

the other side gets the other set of DNA --

cealaltă parte primește celălalt lanț de ADN --

identical copies of DNA.

două copii ADN identice.

And then the cell splits down the middle.

Apoi celula se scindează la mijloc.

And again, you have billions of cells undergoing this process

Și din nou, aveți miliarde de celule

care trec prin acest proces chiar acum în interiorul vostru.

right now inside of you.

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

Acum derulăm și ne concentrăm doar pe cromozomi,

and look at its structure and describe it.

le observăm structura și îi descriem.

Din nou, suntem aici la momentul ecuatorial.

So again, here we are at that equator moment.

Cromozomii se aliniază.

The chromosomes line up.

And if we isolate just one chromosome,

Izolăm un cromozom,

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

îl scoatem afară și îi observăm structura.

Asta e una din cele mai mari structuri moleculare existente,

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

cel puțin din ce am descoperit până acum în interiorul nostru.

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

Iată un singur cromozom.

So this is a single chromosome.

Aveți două lanțuri ADN în fiecare cromozom.

And you have two strands of DNA in each chromosome.

One is bundled up into one sausage.

Unul e împachetat într-un cârnat.

The other strand is bundled up into the other sausage.

Celălalt fir e împachetat în celălalt cârnat.

Mustățile ce ies pe fiecare parte

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

reprezintă schela dinamică a celulei.

are the dynamic scaffolding of the cell.

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

Se numesc microtubuli. Numele nu e important.

Ne vom concenta pe această zonă -- colorată în roșu aici --

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

care reprezintă interfața

and it's the interface between the dynamic scaffolding

dintre schela dinamică și cromozomi.

and the chromosomes.

It is obviously central to the movement of the chromosomes.

E crucială mișcării cromozomilor.

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

Nu avem idee cum e dobândită acea mișcare.

Studiem această formațiune numită centromer

We've been studying this thing they call the kinetochore

de mai bine de o sută de ani, intens,

for over a hundred years with intense study,

și abia începem să descoperim despre ce e vorba.

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

E alcătuit din aprox. 200 tipuri diferite de proteine,

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

mii de proteine în total.

thousands of proteins in total.

It is a signal broadcasting system.

E un sistem de emisie prin semnalare.

It broadcasts through chemical signals,

Emite prin semnale chimice

anunțând restul celulei când e gata,

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

when it feels that everything is aligned and ready to go

când simte că totul e aliniat și pregătit

for the separation of the chromosomes.

pentru separarea cromozomilor.

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

E capabil să se cupleze pe creșterea și scurtarea microtubulilor.

E implicat în creșterea microtubulilor,

It's involved with the growing of the microtubules,

și e capabil să se cupleze temporar pe ele.

and it's able to transiently couple onto them.

E de asemenea un sistem de detectare a atenției.

It's also an attention-sensing system.

E capabil să simtă când celula e gata,

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

când cromozomul e poziționat corect.

when the chromosome is correctly positioned.

Se face verde aici

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

pentru că simte că totul e în ordine.

Veți vedea această ultimă bucățică

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

care încă rămâne roșie.

that's still remaining red.

Coboară de-a lungul microtubulilor.

And it's walked away down the microtubules.

Acesta e sistemul de transmisie care trimite semnalul de oprire.

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

Pleacă de-a lungul microtubulilor. Atât e de mecanic.

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

E un ceasornic molecular.

It's molecular clockwork.

This is how you work at the molecular scale.

Așa se lucrează la scară moleculară.

So with a little bit of molecular eye candy,

Pentru puțină delectare moleculară a ochilor,

(Laughter)

iată kinezinele, cele portocalii.

we've got kinesins, the orange ones.

They're little molecular courier molecules walking one way.

Sunt molecule curier care merg într-o direcție.

Și aici proteinele dynein care susțin sistemul de transmisie

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

cu picioare lungi să poată ocoli obstacolele din jur.

And they've got their long legs

so they can step around obstacles and so on.

Din nou, totul e derivat corect

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

din știință.

Problema e că nu vă putem arăta altfel.

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,

Explorând la granița necunoscutului în știință,

la granița înțelegerii umane,

este uluitor.

is mind-blowing.

Discovering this stuff

O astfel de descoperire

is certainly a pleasurable incentive to work in science.

e cu siguranță o motivație atractivă de-a lucra în știință.

Dar pentru majoritatea cercetărilor medicali --

But most medical researchers --

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

descoperirile sunt simpli pași

spre obiectivele mari,

which are to eradicate disease, to eliminate the suffering

de a eradica boala,

de a elimina suferința și mizeria cauzată de boală

and the misery that disease causes

și de a scoate oamenii din sărăcie.

and to lift people out of poverty.

Vă mulțumesc.

Thank you.

(Applause)

(Aplauze)