1
00:00:00,512 --> 00:00:03,371
Każdy z nas ma unikalny i niepowtarzalny

2
00:00:03,471 --> 00:00:05,480
zestaw genów, o ile nie mamy 

3
00:00:05,580 --> 00:00:08,534
jednojajowego bliźniaka, a wszystkie nasze

4
00:00:08,634 --> 00:00:10,984
cechy fizyczne zapisane są w DNA.

5
00:00:11,264 --> 00:00:14,010
To ogrom informacji - jakieś 700 MB

6
00:00:14,110 --> 00:00:16,247
ale można by go zmieścić na 

7
00:00:16,347 --> 00:00:19,013
coraz rzadziej używanej płycie CD.

8
00:00:19,554 --> 00:00:22,351
Czy wiesz jednak, że w jednym gramie DNA 

9
00:00:22,451 --> 00:00:24,831
da się upakować milion razy więcej?

10
00:00:25,344 --> 00:00:27,762
Mniej więcej 700 terabajtów?

11
00:00:27,981 --> 00:00:30,863
Gdyby zatem przerzucić się ze współcześnie

12
00:00:30,963 --> 00:00:33,167
stosowanych dysków i zamiast tego

13
00:00:33,267 --> 00:00:35,121
magazynować informacje w DNA

14
00:00:35,221 --> 00:00:38,103
zaoszczędziliśmy na świecie sporo miejsca.

15
00:00:38,400 --> 00:00:41,289
Problemem pozostaje kruchość i nietrwałość

16
00:00:41,389 --> 00:00:43,458
takiego nośnika oraz skłonność 

17
00:00:43,558 --> 00:00:46,397
do powstawania błędów w trakcie kopiowania

18
00:00:46,497 --> 00:00:48,126
i powielania informacji.

19
00:00:48,384 --> 00:00:50,688
O tym i innych cechach DNA

20
00:00:50,944 --> 00:00:53,222
opowiem ci w tym filmie.

21
00:01:02,976 --> 00:01:05,932
Pewnie w dzieciństwie każdy bawił się klockami.

22
00:01:06,304 --> 00:01:09,070
Kto je zna, ten wie, że mając do dyspozycji 

23
00:01:09,170 --> 00:01:11,566
nawet podstawowe rodzaje, można tworzyć

24
00:01:11,666 --> 00:01:13,728
wielce skomplikowane konstrukcje.

25
00:01:14,088 --> 00:01:16,662
Wystarczy tylko w odpowiednio kreatywny

26
00:01:16,762 --> 00:01:19,066
sposób połączyć pojedyncze bloczki.

27
00:01:19,616 --> 00:01:21,408
Natura często też tak działa.

28
00:01:21,664 --> 00:01:23,825
Przykładem może być DNA, czyli 

29
00:01:23,925 --> 00:01:26,392
kwas deoksyrybonukleinowy, w którym 

30
00:01:26,492 --> 00:01:28,959
zapisywane są instrukcje powstawania

31
00:01:29,059 --> 00:01:31,812
i działania wszystkich żywych organizmów

32
00:01:31,912 --> 00:01:33,217
na naszej planecie.

33
00:01:33,440 --> 00:01:36,256
DNA wygląda jak skręcona drabinka.

34
00:01:36,512 --> 00:01:38,763
Tworzy bardzo długie łańcuchy, jest bowiem 

35
00:01:38,863 --> 00:01:41,439
polimerem, podobnie jak na przykład skrobia 

36
00:01:41,539 --> 00:01:44,179
czy celuloza, o których opowiadamy w naszych

37
00:01:44,279 --> 00:01:47,061
filmach z chemii, ale nawet najdłuższy łańcuch

38
00:01:47,161 --> 00:01:49,403
tego kwasu składa się z powtarzalnych

39
00:01:49,503 --> 00:01:52,271
prostych elementów - nukleotydów

40
00:01:52,371 --> 00:01:54,377
które można porównać do klocków.

41
00:01:54,688 --> 00:01:57,276
Każdy klocek tworzą trzy składniki:

42
00:01:57,504 --> 00:02:00,613
cukier - deoksyryboza, kwas fosforowy

43
00:02:00,713 --> 00:02:03,431
a w zasadzie jego reszta kwasowa 

44
00:02:03,531 --> 00:02:05,947
oraz jedna z czterech zasad azotowych:

45
00:02:06,047 --> 00:02:09,971
adenina, guanina, cytozyna lub tymina.

46
00:02:10,560 --> 00:02:12,831
Odpowiednie ułożenie tych klocków 

47
00:02:12,931 --> 00:02:14,879
pozwala zaprojektować bakterię

48
00:02:14,979 --> 00:02:16,703
motyla, a także człowieka.

49
00:02:17,216 --> 00:02:19,229
O tym, jak to się robi, dowiesz się

50
00:02:19,329 --> 00:02:20,753
 gdy schrupiesz orzeszka.

51
00:02:23,700 --> 00:02:26,688
Zapewne wiesz, na przykład z lekcji informatyki

52
00:02:26,944 --> 00:02:29,040
że komputery można programować 

53
00:02:29,140 --> 00:02:31,394
w kodzie binarnym, to znaczy takim

54
00:02:31,494 --> 00:02:33,679
gdzie do zapisu wykorzystuje się 

55
00:02:33,779 --> 00:02:35,390
tylko dwie cyfry: 0 i 1.

56
00:02:35,780 --> 00:02:38,618
W takim kodzie tekst "niebieskie oczy"

57
00:02:38,718 --> 00:02:39,884
 wyglądałby tak.

58
00:02:40,512 --> 00:02:43,616
Instrukcja powstawania człowieka i działania

59
00:02:43,716 --> 00:02:46,842
jego komórek wykorzystuje podobny zapis, tyle

60
00:02:46,942 --> 00:02:49,208
że złożony z kombinacji nie dwóch

61
00:02:49,308 --> 00:02:51,409
 a czterech elementów-klocków.

62
00:02:51,776 --> 00:02:54,319
Jedynym zmiennym elementem takiego klocka

63
00:02:54,419 --> 00:02:55,988
jest wspomniana wcześniej

64
00:02:56,088 --> 00:02:58,175
jedna z czterech zasad azotowych.

65
00:02:58,474 --> 00:02:59,608
Reszta elementów 

66
00:02:59,708 --> 00:03:01,818
w każdym klocku jest taka sama.

67
00:03:02,141 --> 00:03:03,537
Nadano im więc nazwy 

68
00:03:03,637 --> 00:03:05,652
od pierwszych liter tych zasad

69
00:03:05,856 --> 00:03:09,178
i dlatego mamy klocek A od adeniny

70
00:03:09,281 --> 00:03:14,181
T od tyminy, C od cytozyny i G od guaniny.

71
00:03:14,560 --> 00:03:16,536
Może zauważasz coś jeszcze?

72
00:03:17,120 --> 00:03:19,993
Zapis w kodzie binarnym, który pokazaliśmy 

73
00:03:20,093 --> 00:03:22,304
na planszy, jest dużo dłuższy niż 

74
00:03:22,404 --> 00:03:25,141
odpowiadająca mu fraza "niebieskie oczy".

75
00:03:25,312 --> 00:03:27,137
Domyślasz się, dlaczego?

76
00:03:29,664 --> 00:03:32,529
Dlatego, że każdą literę alfabetu koduje 

77
00:03:32,629 --> 00:03:34,997
kombinacja aż ośmiu zer i jedynek.

78
00:03:35,296 --> 00:03:36,832
Podobnie jest w DNA.

79
00:03:37,172 --> 00:03:40,162
Każdą literę instrukcji dla organizmu 

80
00:03:40,262 --> 00:03:43,333
koduje nie jeden, a trójka nukleotydów.

81
00:03:43,744 --> 00:03:45,574
Zaraz, zaraz! - zapytasz.

82
00:03:45,674 --> 00:03:48,206
Ale co właściwie kodują te trójki? 

83
00:03:48,306 --> 00:03:51,039
Co jest literami w naszej instrukcji?

84
00:03:51,310 --> 00:03:52,571
Pomyśl chwilę.

85
00:03:52,704 --> 00:03:54,815
Z czego zbudowane jest ciało człowieka

86
00:03:54,915 --> 00:03:57,375
a także - przynajmniej po części - wszystkich

87
00:03:57,475 --> 00:03:59,871
innych, żywych stworzeń na naszej planecie?

88
00:04:00,132 --> 00:04:01,371
Z białka.

89
00:04:01,664 --> 00:04:03,712
A z czego zbudowane są białka?

90
00:04:06,272 --> 00:04:08,240
Brawo! Z aminokwasów.

91
00:04:08,576 --> 00:04:11,830
Każdy aminokwas jest zaś zapisany trójką liter 

92
00:04:11,930 --> 00:04:14,415
z zestawu AGCT.

93
00:04:14,976 --> 00:04:17,536
Można powiedzieć, że ma swój kod trójkowy.

94
00:04:17,791 --> 00:04:20,842
Czyli kolejne trójki nukleotydów na nici DNA

95
00:04:20,942 --> 00:04:22,815
określają, jakie aminokwasy 

96
00:04:22,915 --> 00:04:25,352
i w jakiej kolejności, będą tworzyć 

97
00:04:25,452 --> 00:04:27,516
cząsteczkę konkretnego białka.

98
00:04:30,335 --> 00:04:32,748
Każdy organizm potrzebuje do funkcjonowania 

99
00:04:32,848 --> 00:04:33,857
wielu różnych

100
00:04:33,957 --> 00:04:35,965
 często bardzo skomplikowanych białek.

101
00:04:36,479 --> 00:04:38,949
Nic dziwnego, że DNA tworzy do ich opisu

102
00:04:39,049 --> 00:04:40,574
bardzo długie cząsteczki.

103
00:04:40,831 --> 00:04:43,452
Szacuje się, że długość łańcucha DNA 

104
00:04:43,552 --> 00:04:45,304
w pojedynczej, mierzącej 

105
00:04:45,404 --> 00:04:49,678
około 50 mikrometrów komórce, to około 2 m.

106
00:04:50,047 --> 00:04:51,839
Jak on się tam mieści?

107
00:04:52,351 --> 00:04:54,142
To kwestia upakowania.

108
00:04:54,399 --> 00:04:56,379
U bardzo wielu organizmów

109
00:04:56,479 --> 00:04:58,053
DNA jest dwuniciowe.

110
00:04:58,239 --> 00:05:01,055
To znaczy, że zamiast jednego łańcucha są dwa

111
00:05:01,311 --> 00:05:03,103
połączone ze sobą równolegle.

112
00:05:03,495 --> 00:05:05,407
Zasady łączenia są proste.

113
00:05:05,663 --> 00:05:08,474
Klocek A jednej nici zawsze łączy się 

114
00:05:08,574 --> 00:05:12,205
z klockiem T drugiej, a klocek G z C.

115
00:05:12,831 --> 00:05:14,183
Taką regułę nazywamy 

116
00:05:14,283 --> 00:05:15,902
zasadą komplementarności.

117
00:05:16,415 --> 00:05:19,487
Połączone w ten sposób parami zasad łańcuchy

118
00:05:19,743 --> 00:05:21,791
tworzą coś w rodzaju sprężyny

119
00:05:22,047 --> 00:05:24,607
a ściślej mówiąc - podwójnej helisy

120
00:05:25,018 --> 00:05:27,221
co skraca taki łańcuch podobnie

121
00:05:27,321 --> 00:05:29,597
 jak skręcenie drutu w sprężynę.

122
00:05:32,031 --> 00:05:34,930
Wiemy już, na jakiej zasadzie DNA koduje

123
00:05:35,030 --> 00:05:38,371
instrukcje powstawania i działania organizmów.

124
00:05:38,687 --> 00:05:41,846
Ale to oznacza, że musi być obecne w każdej 

125
00:05:41,946 --> 00:05:44,836
ich komórce, a w przypadku wielu zwierząt

126
00:05:44,936 --> 00:05:48,045
w tym człowieka, życie zaczyna się od jednej

127
00:05:48,145 --> 00:05:50,283
zapłodnionej komórki - zygoty.

128
00:05:50,719 --> 00:05:53,791
Jak zrobić z niej cały skomplikowany organizm?

129
00:05:54,303 --> 00:05:56,227
By to osiągnąć, łańcuch DNA 

130
00:05:56,327 --> 00:05:58,766
przy każdym podziale komórki tworzy 

131
00:05:58,866 --> 00:06:01,214
swoją wierną replikę, czyli kopię.

132
00:06:01,983 --> 00:06:04,543
Mechanizm replikacji wygląda w skrócie tak

133
00:06:04,681 --> 00:06:06,799
że tuż przed podziałem komórki

134
00:06:06,899 --> 00:06:09,184
podwójna helisa DNA rozplata się 

135
00:06:09,284 --> 00:06:11,280
i do każdego z tworzących ją 

136
00:06:11,380 --> 00:06:13,376
dwóch pojedynczych łańcuchów 

137
00:06:13,476 --> 00:06:16,317
dobudowywany jest drugi, komplementarny.

138
00:06:16,831 --> 00:06:19,301
Pojedyncze nukleotydy dołączane są 

139
00:06:19,401 --> 00:06:21,439
zgodnie z opisaną już zasadą:

140
00:06:21,695 --> 00:06:23,743
A do T, G do C.

141
00:06:24,255 --> 00:06:27,086
W efekcie dostajemy dwie podwójne helisy

142
00:06:27,186 --> 00:06:30,039
które po ponownym zwinięciu i upakowaniu 

143
00:06:30,139 --> 00:06:32,488
w chromosomy, zostają rozdzielone 

144
00:06:32,588 --> 00:06:34,050
do komórek potomnych.

145
00:06:34,495 --> 00:06:37,328
Każda z nich dostaje zatem komplet materiału

146
00:06:37,428 --> 00:06:39,687
genetycznego, niezbędny do dalszego 

147
00:06:39,787 --> 00:06:42,686
funkcjonowania, w tym do kolejnych podziałów.

148
00:06:43,455 --> 00:06:44,731
Bez replikacji DNA

149
00:06:44,831 --> 00:06:47,212
 komórki nie mogłyby się dzielić.

150
00:06:47,366 --> 00:06:49,735
Bez tego zaś nie moglibyśmy rosnąć 

151
00:06:49,835 --> 00:06:52,293
i się rozwijać, ani nawet zastępować 

152
00:06:52,393 --> 00:06:55,404
tych komórek, które się zużywają, na przykład

153
00:06:55,504 --> 00:06:58,634
tworzących naskórek czy wyściełających jelita.

154
00:06:58,880 --> 00:07:01,518
Nie byłoby też mowy o naprawianiu uszkodzeń

155
00:07:01,631 --> 00:07:03,911
zranień, stłuczeń, czy złamań.

156
00:07:04,191 --> 00:07:07,107
Naukowcy obliczyli, że w zasadzie co 7 lat

157
00:07:07,207 --> 00:07:08,660
każdy z nas staje się 

158
00:07:08,760 --> 00:07:10,334
pod względem komórkowym

159
00:07:10,591 --> 00:07:12,639
zupełnie nowym człowiekiem

160
00:07:13,151 --> 00:07:14,987
bo w tym czasie wymienia większość 

161
00:07:15,087 --> 00:07:17,419
swoich komórek, poza układem nerwowym

162
00:07:17,519 --> 00:07:18,794
na nowe.

163
00:07:19,078 --> 00:07:21,599
Są tkanki, gdzie zachodzi to szybciej.

164
00:07:21,855 --> 00:07:24,630
Na przykład wyściółkę pęcherzyków płucnych 

165
00:07:24,730 --> 00:07:27,127
wymieniamy raz na tydzień, a naskórek 

166
00:07:27,227 --> 00:07:29,558
mniej więcej co miesiąc, podczas gdy 

167
00:07:29,658 --> 00:07:31,923
komórki mięśnia sercowego, w tempie 

168
00:07:32,023 --> 00:07:34,141
poniżej jednego procenta rocznie.

169
00:07:36,420 --> 00:07:39,510
Niestety, w procesie replikacji zdarzają się 

170
00:07:39,610 --> 00:07:41,514
błędy, i to wcale nierzadko.

171
00:07:41,823 --> 00:07:43,792
Szacuje się, że w losowo wybranym 

172
00:07:43,892 --> 00:07:46,339
łańcuchu DNA codziennie pojawia się 

173
00:07:46,439 --> 00:07:48,114
około 1000 uszkodzeń.

174
00:07:48,269 --> 00:07:51,176
Większość z nich udaje się szybko naprawić

175
00:07:51,295 --> 00:07:53,912
ale część pozostaje i przy kolejnych 

176
00:07:54,012 --> 00:07:56,507
replikacjach może zostać przekazana 

177
00:07:56,607 --> 00:07:58,071
następnym pokoleniom komórek.

178
00:08:00,511 --> 00:08:02,445
A teraz przećwiczmy w praktyce 

179
00:08:02,545 --> 00:08:04,095
zasadę komplementarności.

180
00:08:04,607 --> 00:08:06,408
Do podanego ciągu nukleotydów 

181
00:08:06,508 --> 00:08:08,685
opisanych symbolami zasad azotowych 

182
00:08:08,785 --> 00:08:11,669
dopisz drugą, komplementarną nić.

183
00:08:14,153 --> 00:08:17,330
Czy masz tak samo, jak ja? Brawo!

184
00:08:20,991 --> 00:08:23,557
DNA, czyli kwas deoksyrybonukleinowy

185
00:08:23,657 --> 00:08:26,878
zawiera pełną informację o cechach organizmu.

186
00:08:27,135 --> 00:08:29,626
Ma kształt podwójnej helisy i składa się 

187
00:08:29,726 --> 00:08:31,485
tylko z czterech powtarzalnych

188
00:08:31,585 --> 00:08:33,022
elementów - nukleotydów.

189
00:08:33,535 --> 00:08:35,327
Każdy nukleotyd tworzą:

190
00:08:35,583 --> 00:08:37,325
Cukier - deoksyryboza

191
00:08:37,425 --> 00:08:39,423
reszta kwasu fosforowego

192
00:08:39,679 --> 00:08:41,727
i jedna z czterech zasad azotowych:

193
00:08:41,983 --> 00:08:44,799
adenina, guanina, cytozyna lub tymina.

194
00:08:45,311 --> 00:08:47,110
Obie nici łączą się ze sobą 

195
00:08:47,210 --> 00:08:49,406
zgodnie z zasadą komplementarności

196
00:08:49,919 --> 00:08:51,199
adenina z tyminą

197
00:08:51,455 --> 00:08:52,991
a cytozyna z guaniną.

198
00:08:54,015 --> 00:08:56,831
Replikacja to inaczej proces kopiowania DNA.

199
00:08:57,343 --> 00:09:00,248
Dzięki niemu, po podziale komórki zachowują

200
00:09:00,348 --> 00:09:03,066
komplet informacji niezbędnych do wzrostu

201
00:09:03,166 --> 00:09:04,765
i regeneracji organizmu.

202
00:09:07,839 --> 00:09:10,911
Wiesz już, czym jest DNA i jaka jest jego rola.

203
00:09:11,234 --> 00:09:13,468
Więcej o tym kwasie i tajemnicach 

204
00:09:13,568 --> 00:09:15,214
dziedziczenia dowiesz się 

205
00:09:15,314 --> 00:09:17,279
z innych filmów tej playlisty.