วิดีโอ

สรุป

มาเติมห้องนี้ด้วยเม็ดทรายนับล้านล้านเม็ด ข้าวหลายพันล้านเม็ด องุ่นหลายแสนลูก

แอปเปิ้ลสองสามพันลูก และแตงโมอีกหลายสิบลูก

นี่คือลักษณะภายในเซลล์ของคุณ

ในแง่ของจำนวน ส่วนใหญ่จะเต็มไปด้วย โมเลกุลของน้ำ ในที่นี้ก็คือเม็ดทราย

น้ำทำให้ภายในเซลล์คงตัวเหมือนเจลลี่อ่อนๆ และทำให้สิ่งอื่นๆ เคลื่อนที่ไปรอบๆ ได้ง่าย

ข้าวและผลไม้เกือบทั้งหมดเป็นโปรตีน

รวมแล้วหลายพันล้าน แตกต่างกันกว่า 10,000 ชนิด ขึ้นอยู่กับการทำงานของเซลล์

โดยพื้นฐานแล้วเซลล์ของคุณเป็นหุ่นยนต์โปรตีน เหมือนกับที่ทุกสิ่งมีชีวิตเป็น

ความจริงแล้ว ส่วนที่แข็งและไม่มีไขมันในร่างกายของคุณ ส่วนใหญ่ทำมาจากโปรตีน แม้แต่กระดูกของคุณเอง

โปรตีนเป็นสิ่งที่ไม่มีชีวิตที่ทำให้ชีวิตเกิดขึ้น แล้วมันทำงานอย่างไรล่ะ?

The Language of Life

เซลล์จำเป็นต้องทำสิ่งที่ยากมากๆ เพื่อมีชีวิตอยู่:

รับอาหารเข้าและเอาของเสียออก เติบโตและสร้างโครงสร้าง หนีอันตรายหรือตอบสนองต่อสิ่งเร้า เพิ่มจำนวนตัวเองและอื่นๆ

ทั้งหมดนี้ทำได้โดยพูดภาษาแห่งชีวิต และคำในภาษานี้ก็คือ โปรตีน

นี่คือวิธีการทำงานของภาษานี้โดยย่อ:

ทุกอย่างเริ่มต้นจากกรดอะมิโน ซึ่งเป็นโมเลกุลอินทรีย์เล็กๆ

มันเป็นตัวอักษรของภาษาแห่งชีวิต

มีตัวอักษรทั้งหมด 21 แบบ เหมือนกับตัวอักษรต่างๆ

มีกรดอะมิโน ก, กรดอะมิโน ข, ค และอื่นๆ

หากคุณนำกรดอะมิโนประมาณ 50 ชนิดมารวมกัน มันจะกลายเป็นโปรตีน ซึ่งในภาษาแห่งชีวิตก็คือ คำ

และถ้าคุณนำคำโปรตีนเหล่านี้หลายๆ คำมารวมกัน จะได้ประโยค เรียกว่าวิถีทางชีวภาพ

ลองลดความซับซ้อนลงสักหน่อย เช่น เซลล์ของคุณ จำเป็นต้องสลายน้ำตาลด้วยภาษาแห่งชีวิต

อาจต้องใช้กรดอะมิโนสำหรับตัวอักษร ส, ล, า และ ย เพื่อสร้างคำว่า “สลาย” ของโปรตีน

จากนั้นรวมคำนี้กับคำโปรตีนอื่นๆ เพื่อสร้าง “ประโยค” วิถีทางชีวภาพ ซึ่งหมายถึง “สลายน้ำตาล”

ในความเป็นจริง ภาษาแห่งชีวิตนี้ ซับซ้อนมากจนท้าทายจินตนาการ

คุณต้องรู้ประมาณ 8,000 คำจึงจะพูดภาษามนุษย์ได้ดี แต่ในภาษาแห่งชีวิตมีประมาณ 20,000 คำ

และแม้ว่าคำในภาษาอังกฤษโดยเฉลี่ยจะมี 5 ตัวอักษร แต่โปรตีนของมนุษย์มีกรดอะมิโนเฉลี่ย 375 ตัว

โปรตีนที่ยาวที่สุดมีมากกว่า 30,000 ตัว!

และเซลล์ต้องดำเนินการหลายพันขั้นตอนในทุกเวลา!

ถ้าพวกมันหยุดพูดภาษาแห่งชีวิต พวกมันจะตาย

โอเค แต่เซลล์ที่ไร้ความคิดพูดภาษาที่ซับซ้อนนี้ได้อย่างไร

มาดำลึกลงไปอีกนิดกัน

มีกรดอะมิโน 21 ชนิดที่สามารถรวมกันเป็นโปรตีนได้

และโปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนนับสิบ นับร้อย นับพันตัว

สำหรับความยาวโปรตีนเฉลี่ย ของเซลล์มนุษย์ที่มีกรดอะมิโน 375 ตัว

คุณจะได้จำนวนโปรตีนที่เป็นไปได้ถึง 6.8*10^495 ตัว ที่เซลล์ของคุณสามารถสร้างได้

สามารถสร้างได้จำนวนมากมายมหาศาล มากกว่าจำนวนอะตอมในจักรวาลเสียอีก

โปรตีนที่เป็นไปได้เหล่านี้ ส่วนใหญ่ไม่มีประโยชน์

เช่นเดียวกับภาษามนุษย์ ที่การผสมตัวอักษรแบบสุ่ม ส่วนใหญ่จะเป็นคำที่ไม่มีความหมาย

ดังนั้นคุณจำเป็นต้องรู้ว่าคำใด โปรตีนชนิดใด สามารถประกอบขึ้นเป็นภาษาเพื่อให้พูดได้อย่างถูกต้อง

และนี่คืองานของ DNA ของคุณ ซึ่งเป็นลำดับคำสั่งที่ยาวเหยียด

หากคุณคลี่ DNA ของเซลล์ออก จะมีความยาวประมาณ 2 เมตร

DNA ในร่างกายของคุณทั้งหมดรวมกันเป็นเส้นยาวเส้นเดียว จะยาวจนไปกลับดวงอาทิตย์ได้มากกว่า 20 รอบ!

ประมาณ 1% ของ DNA ของคุณประกอบด้วยยีน

ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นพจนานุกรมโปรตีน ที่มีคำทุกคำในภาษาแห่งชีวิตที่เซลล์ของคุณพูด

แต่ยีนยังเป็นคู่มือการสร้างโปรตีนทั้งหมด ที่เซลล์ของคุณจำเป็นต้องใช้ทำงาน

DNA ที่เหลือของคุณอาจไม่ได้ไร้ประโยชน์ แต่โดยพื้นฐานแล้วมันเหมือนกฎชุดหนึ่ง

มันเหมือนกับหนังสือไวยากรณ์ของภาษาแห่งชีวิต:

โปรตีนชนิดใดที่ต้องสร้างขึ้นในเวลาใด? คุณต้องการพวกมันเท่าไหร่?

คำโปรตีนใดที่ไปด้วยกันได้และทำไม?

โอเค มีตัวอักษร คำ ประโยค พจนานุกรมและไวยากรณ์

แต่แน่นอนว่าทั้งหมดนี้คือการเปรียบเปรย กับบางสิ่งที่ซับซ้อนจนถึงขั้นมึนงง

เรามาเจาะลึกขึ้นอีกนิดเพื่อค้นพบความเป็นจริงกัน

How Dead Proteins Make Life

เมื่อเรามีหลักการขั้นพื้นฐานแล้ว เราก็มีโอกาส ที่จะเข้าใจว่าสิ่งที่ตายแล้วสร้างชีวิตขึ้นมาได้อย่างไร

และเพื่อการนั้น เราเลยต้องการพลังพื้นฐานของจักรวาล นั่นคือ แม่เหล็กไฟฟ้า

อนุภาคมูลฐานที่ประกอบกันเป็นอะตอม ซึ่งจะประกอบกันเป็นกรดอะมิโน

มีประจุไฟฟ้าที่ดึงดูดหรือผลักออกจากกัน

กรดอะมิโนที่แตกต่างกัน 21 ชนิด ทั้งหมดนั้นมีประจุต่างกันเล็กน้อย

บางส่วนเป็นลบมากขึ้น บางส่วนเป็นบวกมากขึ้น

เมื่อเซลล์ของคุณสร้างโปรตีน มันจะนำกรดอะมิโนต่างๆ มารวมกันเป็นสายโซ่ ปกติแล้วเป็นสายยาวๆ

ตอนนี้เนื่องจากมีประจุที่แตกต่างกัน ตามกรดอะมิโนที่ใช้ สายยาวเหล่านี้จึงพับเข้าหากัน

กระบวนการพับนี้ซับซ้อนมากจนเรายัง ไม่เข้าใจวิธีการทำงานอย่างแท้จริง

แต่โดยสรุปแล้ว สายยาว 1 มิติ จะกลายเป็นโครงสร้าง 3 มิติ

โปรตีนโดยทั่วไปจะเป็นชิ้นส่วนปริศนา 3 มิติ ที่มีรูปร่างเฉพาะเจาะจงมาก

ในโลกของโปรตีน รูปร่างคือทุกสิ่ง

เนื่องจากรูปร่างแบบ 3 มิติจะเป็นตัวกำหนดว่า ส่วนใดของโปรตีนถูกประจุด้วยวิธีใด

และสิ่งนี้เป็นตัวกำหนดว่ามัน จะตอบโต้กับโปรตีนชนิดอื่นได้อย่างไร

จิ๊กซอว์ที่มีประจุต่างกันเหล่านี้ สามารถหักเข้าหากันหรือผลักกันได้

เมื่อพวกมันรวมตัวกัน ประจุของพวกมันจะเปลี่ยนไป

ซึ่งทำให้มันเปลี่ยนรูปร่าง กลายเป็นโปรตีนใหม่ เป็นเครื่องมือใหม่ที่สามารถทำสิ่งใหม่ๆ ได้

นี่คือสิ่งที่ทำให้โปรตีนมีพลังอย่างเหลือเชื่อ คุณสามารถทำทุกอย่างร่วมกันกับมันได้!

พวกมันสามารถต่อเข้าด้วยกันเหมือนตัวต่อเลโก้ เพื่อสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อน

มันสามารถรื้อสิ่งต่างๆ สามารถสร้างเครื่องจักร ขนาดเล็กที่ซับซ้อนซึ่งใช้พลังงานในการทำงาน

และที่น่าทึ่งที่สุดคือพวกมันสามารถถ่ายทอดข้อมูลได้

สมมติว่ามีสารพิษเข้ามาในเซลล์ของคุณ อาจมีโปรตีนที่มีรูปร่างเข้ากับสารพิษนั้น

หากโปรตีนนี้พบสารพิษนั้น รูปร่างก็จะเปลี่ยนไป

ด้วยรูปร่างใหม่นี้ ทำให้ตอนนี้มันสามารถแยก เป็นโปรตีนชนิดอื่น ซึ่งจะเปลี่ยนรูปร่างอีกครั้ง

โปรตีนชนิดใหม่นี้จะเปิดใช้งานเครื่องจักร ขนาดเล็กที่จับกับ DNA ของคุณโดยตรง

เพื่อสั่งการผลิตโปรตีนชนิดพิเศษ ซึ่งทำหน้าที่เป็นยาแก้พิษ

ขั้นตอนของการปฏิสัมพันธ์นี้ เป็นเส้นทางที่เราพูดถึงไปก่อนหน้านี้

ซึ่งเป็นประโยคในภาษาแห่งชีวิต

ดังนั้นหากปราศจากความคิดที่กระตือรือร้น โปรตีนได้แก้ไขปัญหาและช่วยชีวิตเซลล์

ในความเป็นจริง เส้นทางเหล่านี้ มีได้ถึงหลายสิบหรือหลายร้อยขั้น

วิธีการดำเนินชีวิตนั้นช่างน่าเกรงขามอย่างเหลือเชื่อ

อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาที่ซับซ้อนอย่างน่าคิด ระหว่างโปรตีนโง่และโปรตีนที่ตายแล้ว

จะสร้างเซลล์ที่โง่น้อยลง และเซลล์ที่ตายแล้วน้อยลง

ที่ไหนสักแห่งในที่นี้ ชีวิตได้กำเนิดขึ้น แต่เรายังไม่รู้ว่าชีวิตคืออะไร

How Dumb Things are Smart Together

เราต้องการเปรียบเทียบกับสิ่งอื่น งั้นเรามาพูดถึงมดกัน

มดมีคุณสมบัติพื้นฐานเดียวกับเซลล์

พวกมันโง่จริงๆ

มดตัวเดียวจะเดินไปมาอย่างไร้ประโยชน์ แต่ถ้าคุณนำ มดหลายๆ ตัวมารวมกัน มันจะแลกข้อมูลและทำสิ่งที่น่าทึ่ง

สร้างโครงสร้างที่ซับซ้อน จัดระเบียบตัวเอง ดูแลลูก หรือโจมตีศัตรู

แม้ว่าแต่ละตัวจะโง่เขลา แต่เมื่อรวมกันแล้ว พวกมันกลายเป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่กว่า

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นทั่วธรรมชาติ และเรียกว่า การเกิดขึ้น (emergence)

เป็นการสังเกตว่าบุคคลมีคุณสมบัติ และความสามารถที่ส่วนต่างๆ ไม่มี

นี่คือการทำงานของทุกอย่างในร่างกายของคุณ

เซลล์ของคุณคือถุงโปรตีนที่ควบคุมด้วยเคมี

แต่โปรตีนเหล่านี้รวมกันเป็นสิ่งมีชีวิต ที่สามารถทำสิ่งที่ซับซ้อนได้มากมาย

เซลล์เป็นหุ่นยนต์ที่ไม่มีความคิดที่โง่กว่ามดเสียอีก

แต่ส่วนใหญ่ทำหน้าที่ร่วมกันสร้าง ระบบเนื้อเยื่อและอวัยวะที่พิเศษ

ตั้งแต่กล้ามเนื้อที่ทำให้หัวใจเต้น ไปจนถึงเซลล์สมองที่ทำให้คุณคิด

หากคุณมองออกไปในมิติและขนาดของอวกาศที่น่าทึ่ง สถานที่ที่ตลอดไปเป็นของจริง

คงเป็นไปไม่ได้ที่จะไม่รู้สึกว่าตัวเองนั้นเล็กน้อย ไม่พิเศษ

แต่ถ้าคุณมองเข้าไปในสิ่งที่คุณเป็นจริงๆ

คุณจะค้นพบความซับซ้อนที่แทบจะบรรยายไม่ได้ นั่นคือ ภาษาที่สวยงามของชีวิต

เกือบทุกอย่างในจักรวาลจะเผยให้เห็น ความซับซ้อนที่ซ่อนอยู่หากคุณมองลึกลงไป

และหากคุณมีความรู้จะที่เข้าใจมัน

เพื่อช่วยคุณในเรื่องนี้ เราได้สร้างชุดบทเรียน เพื่อยกระดับความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของคุณไปอีกขั้น

บทเรียนเหล่านี้สร้างขึ้นจากความร่วมมือ กับเพื่อนของเราที่ Brilliant.org

บทเรียนเหล่านี้ทำให้คุณเข้าใจหัวข้อต่างๆ จากวิดีโอยอดนิยมของเราอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ตั้งแต่โรคพิษสุนัขบ้าและเมแทบอลิซึมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ไปจนถึงภูมิอากาศวิทยาและหลุมดำ

Brilliant เป็นเครื่องมือการเรียนรู้แบบโต้ตอบ

ที่ทำให้คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ และวิทยาการคอมพิวเตอร์ เข้าถึงได้ด้วยการลงมือปฏิบัติจริง

เพราะเรารู้ว่าหากต้องการเรียนรู้บางอย่างจริงๆ คุณต้องลงมือทำมัน

ให้คิดว่าแต่ละบทเรียนเป็นวิดีโอการสอน แบบตัวต่อตัวของ Kurzgesagt

Brilliant มีบทเรียนอื่นๆ อีกหลายพันบทเรียนให้สำรวจเช่นกัน

ตั้งแต่หัวข้อทางคณิตศาสตร์เช่น พีชคณิตและความน่าจะเป็น ไปจนถึงแนวคิดเบื้องหลังของอัลกอรึทึมและปัญญาประดิษฐ์

หากคุณชอบชีววิทยาที่กล่าวถึงในวิดีโอนี้

หลักสูตร Brilliant เกี่ยวกับชีววิทยาเชิงคำนวณ จะสอนแนวคิดหลักที่สำคัญหลายประการ

คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับคำสั่ง ของ DNA, RNA และการพับโปรตีน

จากนั้นเรียนรู้ว่าแนวคิดเหล่านั้นนำไปใช้ เพื่อรับมือกับความท้าทายสมัยใหม่ได้อย่างไร

เช่น การหาลำดับจีโนม และสุขภาพของมนุษย์

หากต้องการลงมือปฎิบัติจริงเกี่ยวกับบทเรียนของ Kurzgesagt และสำรวจทุกสิ่งที่ Brilliant นำเสนอ

คุณสามารถเริ่มทดลองใช้ฟรี 30 วันได้ โดยลงชื่อสมัครใช้ที่ Brilliant.org/nutshell

มีสิทธิพิเศษเพิ่มเติมสำหรับผู้ชม Kurzgesagt

200 คนแรกที่ใช้ลิงก์จะได้รับส่วนลด 20% สำหรับ การเป็นสมาชิกรายปีเมื่อการทดลองใช้สิ้นสุดลง

เราชอบที่จะเห็นว่าบางสิ่งเข้ากับงานวิจัยของเราอย่างไร

Brilliant นั้นมอบเครื่องมือ ให้คุณเข้าใจว่าทุกอย่างเข้ากันได้อย่างไร

เรื่องราวของเซลล์มนุษย์ยังคงดำเนินต่อไป ด้วยโปสเตอร์เซลล์มนุษย์ของเรา

ภาพอันน่าทึ่งที่ดำดิ่งลงไปสู่การทำงาน ที่ซับซ้อนของหน่วยที่เล็กที่สุดของชีวิต

เช่นเดียวกับสินค้าแนววิทยาศาสตร์ทั้งหมดในร้านค้าของเรา

ออกแบบด้วยความรักและผลิตด้วยความใส่ใจโดยเรา Kurzgesagt

[OUTRO]

translated by anothertemp_