|
|
|
Сколь велика информация, записанная в нуклеотидной последовательности молекул ДНК? Если вытянуть в одну непрерывную линию все молекулы ДНК всех клеток одного человека, то ... |
|
Сколько информации записано в ДНК? Дезоксирибонуклеиновая кислота – это хранитель и переносчик генетической информации, в мире живого ей отведена огромная роль. Поэтому интересно попытаться представить себе, сколь велика информация, записанная в нуклеотидной последовательности молекул ДНК. Четыре миллиарда (4·109) спермиев человека (это минимальное их количество, какое примет участие в образовании следующего, четырехмиллиардного поколения людей на земном шаре) могут уместиться в одной аптечной облатке, в какой мы глотаем горькие лекарства. Такой же объем занимает хроматин четырех миллиардов ядер яйцеклеток, с которыми сольются спермии при оплодотворении. В этих двух «облатках» содержится информация, которая обеспечивает отличие каждого будущего человека от бактерий, водорослей, салата, улиток, лягушек, воробьев, мышей и так далее. Кроме того, «облатки» несут в себе информацию о том, каковы будут у каждого из людей окраска кожи, цвет и структура волос, цвет и разрез глаз, форма носа, группа крови и бесчисленное множество других морфологических, физиологических и биохимических особенностей, отличающих одного человека от другого и делающих неповторимым всякого из них. Попробуем выразить в цифрах объем такой информации. Каждый человек несет в своей ДНК от 50 до 100 тысяч генов – все они представлены в каждой мужской или женской половой клетке. Возьмем меньшую цифру – 50 тысяч (5·104). Следовательно, в одной «облатке» содержится не менее (4·109) (5·104) = 20·1013, то есть 200 триллионов генов. Ген состоит в среднем из 1000 (103) пар нуклеотидов. Значит, в «облатке» находится 20·1013·103 = 20·1016 пар нуклеотидов генов. При синтезе белков (обусловливающих все основные врожденные особенности организма и различающихся последовательностью аминокислотных остатков в белковой молекуле) каждая аминокислота кодируется тройкой (триплетом) нуклеотидов ДНК. Таким образом, триплет нуклеотидов – это единица генетической информации, одна ее буква. Число триплетов нуклеотидов, определяющих буквы белкового кода, будет, естественно, в три раза меньше, чем число пар нуклеотидов в «облатке», то есть приблизительно 67·1015. В печатной странице книги стандартного формата (130·210 мм) умещается около двух с половиной тысяч (25·102) букв, считая за буквы и промежутки между словами, и знаки препинания (те и другие тоже единицы информации и могут быть приравнены к буквам). Отсюда следует, что в одной «облатке», содержашей 4·109 мужских половых клеток или столько же ядер яйцеклеток, заключена информация о белках, эквивалентная 67·1015/25·102 = 27·1012, то есть 27 триллионов книжных страниц. На самом деле информация эта еще больше, так как в ДНК закодированы не только белки, но и небелковые макромолекулы (например, рибосомальная РНК, транспортные РНК), каждое звено которых кодируется не тремя, а лишь одним нуклеотидом ДНК. И наконец, еще одно сопоставление. Длина всех одиночных нитей молекулы ДНК в ядре одной клетки человека составляет около четырех метров. В каждом из нас – несколько десятков миллиардов клеток. Если вытянуть в одну непрерывную линию все молекулы ДНК всех клеток одного человека, то общая их длина превысит расстояние от Земли до Солнца. Довольно-таки много информации... |
| Дата публикации: 15 января 2004 года | В начало |
| Источник информации:
«Химия и жизнь», № 7, 1976, с. 51.
Электронная версия. |
© "От молекул до планет", 2006 (2002)... |
