Key BioNumbers

http://bionumbers.hms.harvard.edu/KeyNumbers.aspx?redirect=false
перевод этой страницы

Ключевые числа биологии клетки 

перевод страницы сайта (http://bionumbers.hms.harvard.edu/KeyNumbers.aspx?redirect=false)

 

Размеры клеток

1.    Бактерия (Ecoli): »0.7-1.4 µm диаметр, »2-4 µm длина, »0.5-5 µm3 объём; 108-109 cell/ml для культуры с оптической плотностью OD600»1

2.    Дрожжи (Scerevisiae): »3-6 µm диаметр, »20-160 µm3 объём

3.    Объём клетки млекопитающих: 100-10000 µm3Hela500-5000 µm3 (сечение на стекле »15-30 µm диаметр)

 

Масштабы длин внутри клеток

4.    Объём ядра »10% объёма клетки

5.    Толщина клеточной мембраны » 4-10 nm

6.    “Средний” диаметр белка » 3-6 nm

7.    Пара оснований: nm (Dx 0.34 nm (H)

8.    Диаметр молекулы воды »0.3 nm

 

Скорости деления, репликации, транскрипции, трансляции и деградации

при 37°C с температурной зависимостью Q10 » 2-3

9.    Время клеточного цикла (экспоненциальный рост в богатых средах): Ecoli »20-40 min; дрожжи » 70-140 min; линия клеток человека (Hela): »15-30 hours

10.  Скорость репликации ДНК-полимеразой Ecoli »200-1000 bases/s; человек » 40 bases/s.

Транскрипция РНК-полимеразой »10-100 bases/s

11.  Скорость трансляции рибосомой  »10-20 aa/s

12.  Темпы деградации (пролиферирующие клетки): время полураспада mRNA < время клеточного цикла время полураспада белка >~ время клеточного цикла

 

Концентрация

13. Концентрация 1 nM в:

E. coli »1 molecule/cell;

Hela »1,000 molecules/cell

14. Характеристическая концентрация сигнальных белков »10 nM-1 mM

15. Содержание воды: »70% массы; общий элементный состав (сухой вес): Ecoli » C4H7O2N1; дрожжи » C6H10O3N1

16. Состав Ecoli (сухой вес): » 55% белка, »20% РНК (RNA), »10% липидов, » 15% прочих

17. Концентрация белка »100 mg/ml=mM. 106-107 на одну клетку Ecoli (зависит от скорости роста); общие метаболиты (MW<1kD» 300mM

 

Энергетика

18. Мембранный потенциал » 70-200 mV ®

2-6 kBT на электрон (kBT = тепловая энергия)

19. Свободная энергия (DG) гидролиза ATP при физиологических условиях

»40-60 kJ/mole ® »20kBT/molecule ATP; число молекул ATP, необходимых для построения клетки Ecoli »10-50x109

20. Результирующая DG0 порядка отношения концентраций продуктов и реагентов:

»kJ/mol »60 meV »kBT

 

Диффузия и скорости катализа

21.  Коэффициенты диффузии для “среднего” белка: в цитоплазме D»5-15 mm2/s ® проходит за »10 millisec  Ecoli ® проходит за »10 s в клетке млекопитающих (Hela); небольшие метаболиты в воде D»500 mm2/s

22.  Диффузия ограничена по скорости для характеристического белка »108-109 s-1M-1 ® для субстратных белков концентрации »mM диффузия ограничена по скорости »100-1000 s-1 ограничивая тем самым каталитическую скорость kcat

 

Размеры геномов и скорости накопления ошибок (Error Rates)

23.  Размер генома: Ecoli »Mbp;

         S. cerevisiae (дрожжи»12 Mbp;

         C. elegans (нематода) »100 Mbp;

         D. melanogaster (дрозофила) »120 Mbp;

         A. thaliana (арабидопсис»120 Mbp;

         M. musculus (мышь»2.5 Gbp;

         H. sapiens (человек»2.9 Gbp;

         T. aestivum (пшеница) »16 Gbp

24.  Количество белок кодирующих генов:

         E. coli »4,000;

         S.   cerevisiae »6,000;

         C. elegansA. thalianaM. musculusH. sapiens »20,000

25.  Скорость мутаций при репликации ДНК »10-8-10-10 per bp

26.  Скорость ошибки включения: транскрипция »10-4 на нуклеотид; трансляция »10-3-10-4 на аминокислоту

 

www.BioNumbers.org (перевел ПИ Белобров)


Comments