Video

Bản trích

Hãy lấp đầy nó, từ sàn lên trần, bằng hàng nghìn tỷ hạt cát,

hàng tỷ hạt gạo, hàng trăm nghìn quả nho,

một vài nghìn quả táo và một tá quả dưa hấu.

Bên trong các tế bào của bạn trông như vậy đấy.

Về số lượng, chúng chủ yếu được lấp đầy bởi các phân tử nước - các hạt cát.

Nước giúp chúng có kết cấu giống như thạch mềm

và giúp cho các thứ khác di chuyển dễ dàng.

Gần như tất cả các thứ khác - các hạt gạo và các loại quả - là protein.

Tổng cộng có hàng tỷ protein, với hơn 10,000 loại khác nhau, tuỳ theo chức năng của tế bào.

Tế bào của bạn về cơ bản là những con robot protein, giống như với mọi dạng sống khác.

Trên thực tế, mọi loại chất rắn không phải mỡ trong cơ thể bạn

đều được cấu thành chủ yếu bởi protein, kể cả xương của bạn.

Protein là những thứ không có sự sống giúp cho sự sống diễn ra.

Nó hoạt động như thế nào?

NGÔN NGỮ CỦA SỰ SỐNG

Tế bào cần phải làm rất nhiều điều khó khăn để có thể sống:

Lấy thức ăn vào và thải chất thải ra, phát triển và xây dựng các cấu trúc,

thoát khỏi nguy hiểm hay phản ứng lại với các tác nhân,

tự tạo ra các bản sao, vân vân và mây mây.

Mọi việc này đều được thực hiện bằng cách nói ngôn ngữ của sự sống.

Và những từ ngữ của ngôn ngữ này là protein.

Nói ngắn gọn, đây là cách ngôn ngữ này hoạt động:

Tất cả bắt đầu từ các amino axit, các phân tử hữu cơ bé nhỏ.

Chúng là bảng chữ cái của ngôn ngữ sự sống.

Có 21 loại khác nhau, giống như các chữ cái khác nhau.

Amino axit A, amino axit B, C, và vân vân.

Nếu như bạn nối khoảng 50 amino axit với nhau, chúng tạo thành một protein,

tương đương với một từ trong ngôn ngữ sự sống.

Và nếu như bạn đặt các protein

• các từ ngữ - này lại với nhau,

bạn được một câu, gọi là một quá trình sinh học.

Hãy cùng đơn giản hoá điều này một chút và giả sử,

tế bào của bạn cần phân giải đường bằng cách sử dụng ngôn ngữ sự sống.

Nó lấy các amino axit ứng với các chữ cái B, R, E, A, và K để tạo thành từ BREAK (phân giải).

Sau đó, kết hợp từ này với các từ khác

để tạo ra một quá trình sinh học, một “câu”, có nghĩa là: “Hãy phân giải đường”.

Trên thực tế, thứ ngôn ngữ sự sống này phức tạp đến mức ta không thể hình dung nổi.

Bạn cần phải biết khoảng 8000 từ để có thể thành thạo một ngôn ngữ con người.

Nhưng trong ngôn ngữ sự sống, có tới 20,000 từ.

Và trong khi một từ tiếng Anh trung bình có 5 chữ cái,

protein con người có trung bình 375 amino axit.

“Từ” protein dài nhất có tận 30,000 chữ.

Và các tế bào cần phải thực hiện hàng nghìn bước tại một thời điểm bất kỳ.

Nếu chúng dừng nói ngôn ngữ sự sống dù chỉ một lát, chúng sẽ chết.

Ok. Nhưng làm thế nào mà các tế bào vô tri vô giác

lại có thể nói được thứ ngôn ngữ phức tạp như thế?

Hãy cùng lặn sâu hơn chút nữa.

Ta có 21 loại amino axit có thể kết hợp để tạo thành protein.

Và protein được cấu thành từ hàng chục, hàng trăm cho tới hàng nghìn amino axit.

Với trung bình 375 amino axit cho một protein bên trong con người,

ta thu được 6.8*10^495 loại protein mà tế bào của bạn có thể tạo ra.

Gấp 1 triệu tỷ googol googol googol googol lần số nguyên tử trong vũ trụ.

Phần lớn số protein có thể tạo ra được là vô dụng.

Giống như ngôn ngữ con người, phần lớn các từ ghép bởi các chữ cái ngẫu nhiên đều vô nghĩa.

Vậy nên bạn cần biết được từ nào, protein nào, có trong ngôn ngữ đó để nói sao cho đúng.

Và đây là nhiệm vụ của ADN của bạn, một chuỗi dài chứa các thông tin di truyền.

Nếu bạn kéo thẳng ADN của một tế bào ra, nó sẽ dài khoảng 2 mét.

Nếu bạn nối tất cả ADN trong cơ thể của bạn lại thành một sợi dài,

nó sẽ dài gấp 20 lần quãng đường từ Trái Đất đến Mặt Trời và quay trở lại.

Khoảng 1% lượng ADN của bạn là gen, về cơ bản là những cuốn từ điển protein

chứa đựng tất cả các từ ngữ của ngôn ngữ sự sống mà tế bào của bạn nói.

Nhưng gen cũng là những cuốn sổ hướng dẫn

cách tạo ra các protein mà tế bào của bạn cần để hoạt động.

Phần còn lại của ADN của bạn có lẽ là không vô dụng,

mà về cơ bản giống một bộ luật hơn.

Nó giống như cuốn sách ngữ pháp của ngôn ngữ sự sống:

Loại protein nào cần được tạo ra, vào lúc nào?

Bạn cần bao nhiêu protein?

Loại protein nào đi với nhau, và tại sao?

Ok. Chữ cái, từ ngữ, câu cú, từ điển và ngữ pháp.

Nhưng tất nhiên đây chỉ là một phép so sánh để giải thích một thứ phức tạp đến nhức não.

Hãy cùng lặn sâu hơn chút nữa để ngó nhìn một góc của hiện thực.

CÁCH CÁC PROTEIN CHẾT TẠO RA SỰ SỐNG

Bây giờ chúng ta đã có một vài nguyên lý cơ bản,

chúng ta có cơ hội để hiểu rõ về cách các thứ chết tạo ra sự sống.

Và chúng ta cần một loại lực cơ bản của vũ trụ: Lực điện từ.

Những loại hạt cơ bản cấu thành các nguyên tử, thứ cấu thành các amino axit,

đều có điện tích khác nhau giúp chúng hút hoặc đẩy nhau.

21 loại amino axit khác nhau đều có điện tích khác nhau đôi chút.

Một số thì tích điện âm, số khác tích điện dương.

Khi tế bào của bạn sản xuất protein,

chúng nối các amino axit khác nhau lại thành chuỗi, về cơ bản là những sợi dài.

Bởi vì các điện tích khác nhau của các amino axit được dùng,

những sợi này bất đầu tự gấp lại vào nhau.

Quá trình tự gấp này phức tạp đến nỗi

chúng ta vẫn chưa hiểu hết được cách thức hoạt động của nó.

Nhưng nói ngắn gọn, các sợi 1 chiều trở thành các cấu trúc 3 chiều.

Protein về cơ bản là những miếng ghép hình 3D, với hình dạng đặc biệt.

Trong thế giới của protein, hình dạng quyết định mọi thứ.

Bởi vì hình dạng 3D của nó quyết định khu vực nào của một protein được tích điện ra sao,

và điều đó quyết định xem chúng tương tác với các protein khác như thế nào.

Tất cả những miếng ghép hình được tích điện khác nhau này

có thể kết hợp với nhau hoặc đẩy nhau ra.

Khi chúng kết hợp với nhau, điện tích của chúng thay đổi,

điều đó giúp cho chúng có thể biến đổi hình dạng,

biến chúng thành một protein mới, một công cụ mới, có thể làm nhiều việc mới.

Điều đó giải thích tại sao protein lại cực kỳ mạnh mẽ đến vậy.

Bạn có thể làm bất kỳ điều gì với chúng.

Chúng có thể kết hợp với nhau như những miếng ghép lego

để xây dựng những cấu trúc phức tạp.

Chúng có thể phân giải vật chất.

Chúng có thể tạo ra những bộ máy hiển vi phức tạp, sử dụng năng lượng để hoạt động.

Và có lẽ là đáng kinh ngạc nhất, chúng có thể truyền tải thông tin.

Giả sử có một chất độc hại xâm nhập vào tế bào của bạn.

Có thể có một protein có đúng hình dạng để kết hợp với chất độc đó.

Nếu như protein này tìm thấy chất độc đó, nó biến đổi hình dạng.

Với hình dạng mới, nó có thể kết hợp với một protein khác rồi lại biến đổi hình dạng.

Protein mới này kích hoạt một bộ máy hiển vi kết nối trực tiếp với ADN của bạn

để ra lệnh sản xuất một loại protein đặc biệt, hoạt động như là một chất giải độc tố đó.

Chuỗi các tương tác đó chính là quá trình sinh học mà chúng tôi đã nói từ trước,

một câu trong ngôn ngữ của sự sống.

Vây là, không có bất cứ một suy nghĩ nào,

protein đã giải quyết vấn đề và cứu sống tế bào đó.

Trên thực tế, những quá trình này có thể có đến hàng chục cho đến hàng trăm bước.

Cách sự sống hoạt động thật là thú vị.

Bằng cách nào đó, những tương tác phức tạp đến nhức não

giữa các protein vô tri vô giác lại tạo ra một tế bào có “tri” và có “giác” hơn.

Đâu đó ở quanh đây là sự sống, nhưng chúng ta vẫn không biết sự sống là gì.

CÁCH CÁC THỨ VÔ TRI TRỞ NÊN THÔNG MINH HƠN VỚI NHAU

Chúng ta cần một phép so sánh khác, nên là hãy nói về kiến.

Những con kiến có chung bản chất với tế bào: Chúng rất ngu ngốc.

Một con kiến đơn lẻ sẽ chỉ chạy loanh quanh một cách vô dụng.

Nhưng nếu bạn có nhiều con kiến ở cạnh nhau,

chúng trao đổi thông tin và thực hiện những điều tuyệt vời.

Xây dựng những cấu trúc phức tạp, tự tổ chức đội hình,

chăm sóc cho con non, hay tấn công kẻ thù.

Mặc dù ngu ngốc nếu đứng một mình,

khi ở cạnh nhau, chúng sẽ trở thành thứ gì đó to lớn hơn.

Hiện tượng này xuất hiện khắp trong tự nhiên, và được gọi là nguyên lý đột sinh.

Đó là một sự quan sát rằng các thực thể có các đặc điểm và khả năng

mà các thành phần cấu tạo nên chúng không có.

Đó là cách mọi thứ trong cơ thể bạn hoạt động.

Tế bào của bạn là các túi protein, được dẫn hướng bới hoá học.

Nhưng cùng nhau, những protein này cấu thành một cơ thể sống,

có thể làm rất nhiều điều phức tạp.

Tế bào là những con robot vô tri, chúng còn ngu ngốc hơn kiến.

Nhưng khi chúng kết hợp lại với nhau,

chúng tạo ra các mô chuyên dụng và các hệ thống cơ quan,

từ các bó cơ giúp cho tim bạn đập, đến tế bào não giúp bạn suy nghĩ.

Nếu bạn nhìn ra ngoài, nhìn vào không gian to lớn kia,

một nơi mà vô tận thực sự tồn tại,

bạn gần như không thể không cảm thấy rằng bạn thật là nhỏ bé được.

Không hề đặc biệt chút nào.

Nhưng nếu bạn nhìn vào bên trong, nhìn vào trong bản chất của bạn,

bạn vừa khám phá ra một sự phức tạp không thể mô tả,

một ngôn ngữ tuyệt đẹp của sự sống.

Gần như mọi thứ trong vũ trụ này đều sẽ hé lộ những điều bí ẩn bên trong

nếu như bạn nhìn thật kỹ, và nếu như bạn có đủ kiến thức để hiểu được nó.

Để giúp bạn với điều đó, chúng tôi đã tạo ra một sê-ri các bài giảng

để đưa vốn hiểu biết khoa học của bạn lên một tầm cao mới.

Hợp tác cùng với những người bạn ở Brilliant.org,

những bài giảng này sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn

về các chủ đề từ những video phổ biến nhất của chúng tôi.

Từ bệnh dại và sự trao đổi chất của động vật có vú,

cho tới khoa học khí hậu và lỗ đen.

Brilliant là một công cụ học tập tương tác

giúp đơn giản hoá các môn học như toán học, khoa học và khoa học máy tính

với phương pháp thực hành.

Bởi vì chúng tôi biết rằng để thực sự học một thứ gì đó, bạn cần phải thực hành.

Hãy coi mỗi bài giảng như là một phiên bản dạy kèm riêng của một video Kurzgesagt.

Brilliant còn có hàng nghìn bài giảng nữa để khám phá,

từ những chủ đề liên quan tới toán học như là đại số hay xác suất

cho đến những khái niệm đằng sau các thuật toán và trí tuệ nhân tạo.

Nếu như bạn thích các kiến thức sinh học có trong video này,

bài giảng của Brilliant về sinh học tính toán

sẽ dạy bạn rất nhiều những khái niệm quan trọng.

Bạn sẽ được học về thông tin di truyền của ADN, ARN và sự xoắn gấp của protein,

sau đó bạn sẽ học cách sử dụng các khái niệm đó để giải quyết các vấn đề hiện đại

như là sự sắp xếp gen và sức khoẻ con người.

Để được thực hành cùng với các bài giảng của Kurzgesagt

và khám phá mọi thứ Brilliant dành cho bạn,

bạn có thể bắt đầu sử dụng bản thử miễn phí trong 30 ngày

bằng cách đăng ký tại Brilliant.org/nutshell.

Còn có một đặc quyền nữa dành cho người xem Kurzgesagt:

200 người đầu tiên truy cập đường link

sẽ được giảm giá 20% khi đăng ký thành viên năm khi bản thử kết thúc.

Chúng tôi rất thích quan sát mọi thứ vận hành trơn tru với những nghiên cứu của chúng tôi.

Brilliant sẽ cho bạn những công cụ để hiểu cách mọi thứ ăn khớp với nhau.

Câu chuyện về tế bào con người tiếp nối với tấm Áp phích Tế bào Con người của chúng tôi -

một tấm áp phích trực quan ấn tượng giúp bạn tìm hiểu sâu hơn

về sự vận hành phức tạp của đơn vị nhỏ nhất của sự sống.

Như với các món hàng khoa học khác tại shop của chúng tôi,

nó được thiết kế với tình yêu và sản xuất với tình thương

của chúng tôi, tại đây, tại Kurzgesagt.