Key BioNumbers

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

перевод этой страницы

http://pboc.molpit.com/cisla-biologii-kletki

Ключевые числа биологии клетки

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

Размеры клеток

1. Бактерия (E. coli): »0.7-1.4 µm диаметр, »2-4 µm длина, »0.5-5 µm³ объём; 10^8-10⁹ cell/ml для культуры с оптической плотностью OD₆₀₀»1

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

3. Объём клетки млекопитающих: 100-10000 µm³; Hela: 500-5000 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: 2 nm (D) x 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): E. coli »20-40 min; дрожжи » 70-140 min; линия клеток человека (Hela): »15-30 hours

10. Скорость репликации ДНК-полимеразой E. coli »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): E. coli » C₄H₇O₂N₁; дрожжи » C₆H₁₀O₃N₁

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

17. Концентрация белка »100 mg/ml=3 mM. 10⁶-10⁷ на одну клетку E. coli (зависит от скорости роста); общие метаболиты (MW<1kD) » 300mM

Энергетика

18. Мембранный потенциал » 70-200 mV ®

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

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

»40-60 kJ/mole ® »20k_BT/molecule ATP; число молекул ATP, необходимых для построения клетки E. coli »10-50x10⁹

20. Результирующая DG⁰ порядка отношения концентраций продуктов и реагентов:

»6 kJ/mol »60 meV »2 k_BT

Диффузия и скорости катализа

21. Коэффициенты диффузии для “среднего” белка: в цитоплазме D»5-15 mm²/s ® проходит за »10 millisec E. coli ® 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 »1 mM диффузия ограничена по скорости »100-1000 s^-1 ограничивая тем самым каталитическую скорость k_cat

Размеры геномов и скорости накопления ошибок (Error Rates)

23. Размер генома: E. coli »5 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. elegans, A. thaliana, M. musculus, H. 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)