Acestea sunt mașinile moleculare din interiorul corpului tău care fac posibilă diviziunea celulară. Animație de Drew Berry la Institutul de Cercetare Medicală Walter și Eliza Hall. http://wehi.tv
Mulțumiri speciale suporterilor Patreon:
Joshua Abenir, Tony Fadell, Donal Botkin, Jeff Straathof, Zach Mueller, Ron Neal, Nathan Hansen
Asistență Veritasium pe Patreon: http://ve42.co/patreon
În fiecare zi, la un om adult, aproximativ 50-70 de miliarde de celule tale mor. Ele pot fi deteriorate, stresate sau pur și simplu vechi – acest lucru este normal, de fapt se numește moarte celulară programată.
Pentru a compensa această pierdere, chiar acum, în interiorul corpului tău, miliarde de celule se împart, creând noi celule.
Iar diviziunea celulară, numită și mitoză, necesită o armată de mașini moleculare minuscule. ADN-ul este un loc bun pentru a începe – molecula cu dublu helix despre care vorbim mereu.
Aceasta este o reprezentare științifică exactă a ADN-ului. Dacă desfășurați cele două fire, puteți vedea că fiecare are o coloană vertebrală de fosfat de zahăr conectată la secvența perechilor de baze ale acidului nucleic, cunoscute prin literele A,T,G și C.
Acum firele rulează în direcții opuse, ceea ce este important atunci când mergeți să copiați ADN-ul. Copierea ADN-ului este unul dintre primii pași în diviziunea celulară. Aici cele două fire de ADN sunt desfășurate și separate de micul mașină moleculară albastră numită helicază.
Se învârte literalmente la fel de repede ca un motor cu reacție! Șuvița de ADN din dreapta are catena sa complementară asamblată continuu, dar cealaltă catenă este mai complicată, deoarece rulează în direcția opusă.
Așadar, trebuie să fie buclă cu șuvița de compliment asamblată invers, secțiune cu secțiune. La sfârșitul acestui proces aveți două molecule de ADN identice, fiecare având câțiva centimetri lungime, dar doar câțiva nanometri lățime.
Pentru a preveni ca ADN-ul să devină o mizerie încurcată, acesta este înfășurat în jurul unor proteine numite histone, formând un nucleozom.
Acești nucleozomi sunt grupați împreună într-o fibră cunoscută sub numele de cromatina, care este în continuare buclă și încolăcită pentru a forma un cromozom, una dintre cele mai mari structuri moleculare din corpul tău.
De fapt, puteți vedea cromozomii la microscop în celulele în diviziune – abia atunci își iau forma caracteristică.
Procesul de divizare a celulei durează aproximativ o oră la mamifere. Acest film este dintr-un interval de timp. Puteți vedea cum se aliniază cromozomii pe ecuatorul celulei. Când totul este în regulă, acestea sunt despărțite în cele două noi celule fiice, fiecare conținând o copie identică a ADN-ului.
Oricât de simplu pare, acest proces este incredibil de complicat și necesită mașini moleculare și mai fascinante pentru a-l realiza. Să ne uităm la un singur cromozom. Un cromozom este format din două cromatide în formă de cârnați – care conțin copiile identice ale ADN-ului făcute mai devreme. Fiecare cromatidă este atașată de fibrele microtubulilor, care le ghidează și ajută la alinierea lor în poziția corectă. Microtubulii sunt legați de cromatida de la kinetocor, aici colorată în roșu.
Kinetocorul este format din sute de proteine care lucrează împreună pentru a atinge mai multe obiective – este unul dintre cele mai sofisticate mecanisme moleculare din interiorul corpului tău. Kinetocorul este esențial pentru separarea cu succes a cromatidelor. Creează o conexiune dinamică între cromozom și microtubuli. Dintr-un motiv pe care nimeni nu a putut încă să-și dea seama, microtubulii sunt în mod constant construiti la un capăt și deconstruiți la celălalt.
În timp ce cromozomul încă se pregătește, cinetocorul trimite un semnal chimic de oprire către restul celulei, arătat aici de moleculele roșii, practic spunând că acest cromozom nu este încă pregătit să se divizeze.
Cinetocorul simte, de asemenea, tensiunea mecanic. Când tensiunea este corectă și poziția și atașarea sunt corecte, toate proteinele se pregătesc, prezentate aici devenind verde.
În acest moment, sistemul de difuzare a semnalului de oprire nu este oprit. În schimb, este literalmente dus departe de kinetocor în jos pe microtubuli de un motor dineină. Acesta este cu adevărat ceea ce arată. Are „picioare” lungi, astfel încât poate evita obstacolele și poate păși peste kinezine, motoarele moleculare mergând în cealaltă direcție.
Filmări în studio de Raquel Nuno