Nejkomplexnější jazyk na světě

Rozhlédni se po místnosti, ve které právě sedíš. Teď ji naplň miliardami zrníček písku a rýže, stotisícem hroznů, pár tisíci jablek a tuctem melounů. Tak to vypadá ve tvých buňkách. Z většiny jsou tvořené vodou – pískovými zrníčky. Díky ní jsou buňky jako měkké želé a to umožňuje pohyb dalších věcí. Většina rýže a ovoce jsou proteiny.



Je jich několik miliard. Přes 10000 druhů daných podle funkce buňky. Buňky jsou vlastně proteinoví roboti – stejně jako vše živé. Vše ve tvém těle, mimo tuk, tvoří hlavně protein. I tvé kosti. Protein je neživá hmota, co umožňuje život. Jak je to možné? JAZYK ŽIVOTA Buňky provádí složité procesy, aby zůstaly naživu.



Vstřebávají živiny, vylučují, rostou, staví nové struktury, unikají nebezpečí, reagují na podněty, kopírují se a tak dále. To vše dělají s pomocí jazyka života a jeho slova jsou proteiny. Krátce řečeno, funguje to asi takto: Nejdříve máme aminokyseliny – malé organické molekuly. Ty jsou abeceda jazyka života. Je jich 21 – stejně jako písmen. Aminokyselina A, B, C atd.



50 aminokyselin dohromady utvoří protein, který v jakzce života odpovídá slovu. Více proteinů dohromady utvoří větu zvanou "pathway". Pro zjednodušení řekněme, že má tvoje buňka v jazyce života rozložit cukr. Vezme tedy aminokyseliny jako písmena r,o,z,l,o,ž,i a t a vytvoří tak protein "rozložit". Pak může toto slovo kombinovat s ostatními, aby dala dohromady pathway-větu: "Rozložit cukr."



Jazyk života je nepředstavitelně složitý. Aby člověk uměl mluvit běžným jazykem, musí znát 8000 slov, ale jazyk života jich má cca 20000. A průměrná délka anglického slova je 5 písmen, kdežto lidské proteiny průměrně tvoří 375 aminokyselin. Ten nejdelší protein jich má dokonce přes 30000. Buňky dělají neustále tisíce věcí naráz. Když přestaneš mluvit jazykem života, zemřeš.



Ale jak mohou nemyslící bunky mluvit tak komplexním jazykem? Ponořme se hlouběji. Je 21 aminokyselin, které svou kombinací tvoří proteiny. Proteiny tvoří desítky, stovky, dokonce i tisíce aminokyselin. V průměrném proteinu s 375 aminokyselinami existuje 6,8*10^495 kombinací proteinů, které naše buňky umí vyrobit. Miliarda googolů googolů googolů googolů více, než je atomů ve vesmíru.



Většina těchto proteinů je k ničemu. Jako u běžných jazyků, kdy je většina kombinací písmen nesmyslná. Takže musíme znát jaká slova, tedy proteiny v jazyce existují, abychom jazykem mluvili správně. O to se stará DNA, jako dlouhý návod. Kdybychom rozmotali DNA jedné buňky, byla by dlouhá dva metry. Celková délka vlákna DNA ve tvém těle by dosáhla 20x od Země ke Slunci a zpět.



Asi 1 % DNA je tvořené geny. Ty slouží jako slovník všech proteinových slov, kterými tvé buňky mluví. Kromě toho jsou geny stavební návod na všechny proteiny, které tvé buňky potřebují k fungování. Zbytek DNA není zbytečný, ale je spíše jako příručka s pravidly. Něco jako gramatika jazyka života.



Kdy je potřeba vyrobit který protein? Kolik je jich potřeba? Které proteiny je možné kombinovat a proč? Tak jo, máme písmena, slova, věty, slovník a gramatiku. Ale to je samozřejmě jen metafora pro něco úchvatně komplexního. Ponořme se tedy o něco hlouběji, abychom mohli pochopit trochu reality. JAK VZNIKÁ Z MRTVÝCH PROTEINŮ ŽIVOT S těmito základními principy se můžeme pokusit pochopit, jak vzniká z mrtvých věcí život.



K tomu je potřeba základní vesmírná síla: ELEKTROMAGNETISMUS Elementární částice, které tvoří atomy, ze kterých se skládají aminokyseliny, které mají různý náboj, a proto se přitahují, nebo odpuzují. Všech 21 aminokyselin je nabito trochu jiným nábojem – některé negativním, jiné spíše pozitivním. Když tvoje buňky tvoří proteiny, spojují aminokyseliny do řetízků, jakýchsi dlouhých vláken.



Díky různým nábojům aminokyselin se tato vlákna skládají. Tento proces skládání je tak komplexní, že dosud nevíme, jak přesně funguje, ale krátce řečeno, takto vznikají z 2D vláken 3D struktury. Proteiny jsou vlastně 3D puzzle s velice specifickým tvarem. Ve světě proteinů se točí vše okolo tvarů, protože tento 3D tvar určuje, kde má protein jaký náboj, a to určuje, jak může interagovat s ostatními proteiny.



Všechny tyto odlišně nabité dílky se mohou skládat k sobě, nebo odpuzovat. Když se spojí, změní se jejich náboj a díky tomu mohou změni tvar, a tím se vytvoří nový protein – nový nástroj pro nové úkony. To dělá proteiny neskutečně mocnými. Můžeš s nimi vytvořit úplně cokoli. Mohou se spojit jako Lego, a vytvořit tak komplexní struktury. Mohou rozpojovat věci.



Mohou vytvořit komplexní mikrostroje, které fungují díky energii. A to možná nejpozoruhodnější: mohou si předávat informace. Řekněme, že se do tvé buňky dostane nějaký toxin. Možná má nějaký protein tvar, který na tento toxin pasuje. Když tento protein zachytí toxin, změní se jeho tvar. Díky novému tvaru, pasuje na další protein a jeho tvar se znovu změní. Tento nový protein pak aktivuje mikrostroj, který je přímo propojený s DNA a nařídí výrobu speciálního proteinu, který funguje jako protijed.



Tento sled interakcí je pathway, o které jsme mluvili dříve, věta v jazyce života. Bez jediné aktivní myšlenky vyřešily proteiny tento problém a zachránily život buňky. Ve skutečnostu může mít pathway tucty až tisíce interakcí. To, jak funguje život je uchvacující.



Nějakým způsobem jsou komplexní interakce rozdílem mezi mrtvými hloupými proteiny a méně hloupými a méně mrtvými buňkami. A přibližně tam vzniká najednou život – ale stále nevíme, co život vlastně je. JAK JSOU HLOUPÉ VĚCI DOHROMADY CHYTRÉ Potřebujeme ještě jednu analogii – mravence. Mravenci a buňky mají něco společného: jsou vážně hloupí.



Samotný mravenec se jen točí v kolečku, ale hodně mravenců dohromady komunikují a zvládají neskutečné věci. Vytváří komplexní útvary, organizují se, starají se o vajíčka a bojují s nepřáteli. Jednotlivě jsou hloupí, ale dohromady jsou úžasní. Tento fenomén je v přírodě častý a nazývá se "emergence". Pozorování, že systémy mají vlastnosti a schopnosti, které jejich části nemají. Tak funguje celé tvé tělo: tvé buňky jsou vaky plné chemicky řízených proteinů.



Dohromady tvoří tyto buňky organismus, který zvládá velké množství náročných procesů. Buňky jsou hloupí roboti – ještě hloupější než mravenci, ale když jich velké množství spolupracuje, vytváří specializované tkáně a orgánové soustavy. Od svalů, díky kterým tluče srdce, po neurony, díky kterým přemýšlíš.



S ohledem na neuvěřitelnou velikost vesmíru, místa, kde existuje věčnost, si můžeme připadat malinkatí a jako nic zvláštního. Ale když se podíváš do sebe a rozpoznáš z čeho se skutečně skládáš, uvidíš nepředstavitelnou komplexitu: nádherný jazyk života. Tohle video je sponzorováno tebou. Naše videa vyžadují tisíce hodin práce, a to je možné jen díky vaší přímé podpoře.



Můžeš nás podporovat na Patreonu a získat vlastního "Kurzgesagt" ptáčka, anebo si koupit něco v našem obchodě. Vyvíjíme a vytváříme kvalitní produkty, které probudí tvoje nadšení pro vesmír, přírodu a svět. Stejnou péči jako našim videím věnujeme i výrobě našich plakátů, sešitů, oblečení a doplňků. A nákupem podpoříš přímo naši tvorbu na tomto kanále. Ale nemusíš cítit tlak si něco koupit, sledování a sdílení také velice pomáhá a jsme vděční, že se tolik lidí zajímá o to, co tady tvoříme.



Děkujeme za pozornost. Překlad: sttepa www.videacesky.cz