Аминокислоты белков в человеческом организме синтезируются с суммарной скоростью порядка скорости света

 

                                  Фото из ФБ

Аминокислоты белков в человеческом организме синтезируются с суммарной скоростью порядка скорости света

Юрий Магаршак главный редактор журнала Новых Концепций

 

Результат, приводимый в заголовке этой статьи, ошарашивает – но это бесспорно так!

 

Произведем оценку по порядку величины.

В каждой живой клетке примерно 15 000 рибосом, на которых со скоростью от 15 до 20 аминокислот в секунду синтезируются белки.

Размер одной аминокислоты примерно равен одному нанометру.

Таким образом, суммарное наращивание аминокислотных цепей в белках одной клетки больше чем  10 000 рибосом X 10 аминокислот в секунду ~100 000 нанометров в секунду, то есть больше чем одна десятая миллиметра в секунду. То есть больше 10^-4 m/sec

 

В организме каждого человека примерно 30-40 триллионов клеток, то есть более, чем 10¹³ клеток. Таким образом если биосинтез происходит во всех клетках человеческого организма непрерывно, суммарное наращивание длин белков (состоящих из аминокислотных цепей) в нем больше, чем 10¹³ x 10^-4 m/sec =10⁹ m/sec = 10⁶ километров в секунду - то есть больше миллиона километров в секунду. Что больше чем скорость света!

 

Однако эта цифра, возможно, немного (немного в масштабах порядков величины) завышена. Не все клетки человеческого организма обновляются с одинаковой скоростью.

 

Согласно результатам Шведского исследователя Бергмана, экспериментально исследовавшего эту проблему с помощью радиоуглеродного анализа,

·         клетки поверхности ротовой полости, желудка и кишечника требуют замены каждые 2-10 дней.

·         клетки кожи меняются примерно с такой же скоростью (в течение 10-30 дней).

·         полная смена красных кровяных телец происходит каждые 4 месяца.

·         обновление большинства клеток печени происходит за три года.

·          человеческий организм производит полную замену клеток, образующих скелет, примерно за 10 лет.

·         клетки человеческого мозга обновляются достаточно медленно. В височных областях (гиппокампе) они обновляются со скоростью 1,75% в год, то есть в среднем один раз на протяжении жизни. Но большинство нейронов, остаются неизменными на всю жизнь, Чем, возможно и объясняется наличие у человека долговременной памяти (способность вспоминать события начиная с раннего детства).

 

Считается, что человеческий организм полностью обновляется каждые семь лет. За которые некоторые органы успевают обновиться многократно, тогда как другие не обновляются вовсе.

 

 

Произведем оценку скорости, с которой во всех клетках человеческого тела суммарно синтезируются белки, исходя из других экспериментальных результатов и другим методом.

 

Канадские ученые департамента биохимии университета Торонто под руководством профессора Grant Brown установили, что в дрожжевой клетке в среднем содержится 42 миллиона белковых молекул.

 

Средний размер прокариотической клетки порядка 1-5 микрометров, в то время как средний размер эукариотической клетки 10-50 микрометров, то есть на 1-2 порядка больше. Соответственно этому объем эукориотической клетки как минимум в 1000 раз больше, чем прокариотической клетки (к которым относятся дрожжы). Естественно предположить, что количество белковых молекул у эукариторов также больше, чем у прокариторов в тысячи раз. Однако поскольку о экспериментальном исследовании общего количества белковых молекул в клетках эукариотов мне ничего не известно, ограничимся этой более низкой оценкой. Которая скорее всего меньше оценки для эукариотических клеток на два или три порядка. 

 

Каждая белковая молекула содержит от 500 до десятков тысяч аминокислот. Возьмем для оценки среднюю величину тысяча аминокислот в белке.

Итого в каждой прокариотической клетке порядка 40 миллиардов ~ 4 10¹⁰ аминокислот.

Во всех более чем 3 10¹³ клетках человеческого организма стало быть как минимум 10²⁴ аминокислот, имеющих суммарную длину порядка 10¹⁵ метров или 10¹² километров (в действительности, повидимому, больше на один или два порядка).

 

Насколько велика эта длина?

Расстояние от земли до солнца 150 миллионов километров ~1,5 x 10⁸ километров. Таким образом, суммарная длина белков в человеческом организме примерно в тысячу раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца!

 

Если человеческий организм обновляется каждые 7 лет, в которых примерно 220 752 000 секунд (то есть по порядку величины 2x10⁸ секунд), то в секунду в человеческом теле синтезируется примерно 1.5 10¹⁵ / 2 10⁸ ~ 10⁷ метров  аминокислот, то есть порядка 10 000 километров в секунду.

Результат, полученный в предположении, что количество белков в каждой клетке человеческого тела примерно такое же, как в дрожжах (для которых оно – согласно результатам канадских ученых – равно 42 миллиона белковых молекул). В реальности же для человека эта цифра (как и для всех прокариотических клеток) на один, или даже на два порядка больше полученной для дрожжей. При этой (более реалистичной оценке) получаем, что скорость синтеза белков рибосомами во всех клетках человеческого организма больше, чем скорость света.

 

В любом случае то, что суммарная скорость синтеза белков в человеческом теле порядка скорости света, а возможно, значительно превышает ее, сомнений не вызывает.

 

Результат впечатляющий и неожиданный. Но без сомнения верный!