Corpul tău, desfășurat
Tot ADN-ul din tine, pus cap la cap: unde s-ar termina?
Ghicește mai întâi. Apoi urmărește firul care pleacă din tine chiar acum, cât citești.
Începe de la o celulăO celulă
Într-o singură celulă: 2,08 metri
Aproape fiecare celulă cu nucleu poartă două seturi din genomul tău, câte 3,055 miliarde de litere fiecare: 6,11 miliarde de litere în total. Primul genom uman citit complet, cap-coadă, a apărut abia în 2022.
În dublul helix, fiecare pereche de litere stă la 0,34 nanometri deasupra celei de dinainte, distanță măsurată cu raze X. Înmulțit, firul iese de 2,08 metri: mai lung decât tine. Stă împărțit în 46 de cromozomi, în medie câte 4,5 centimetri, înfășurați strâns pe proteine.
Ghicește
Unde s-ar termina tot firul?
Acum pune cap la cap ADN-ul din toate celulele tale. Alege unde crezi că ajunge capătul.
Dincolo de Neptun. Vreo 6,2 miliarde de kilometri: de 42 de ori distanța până la Soare, adică vreo 21 de drumuri dus-întors. Neptun e la 30 de distanțe.
Socoteala ia numai celulele cu nucleu ale unui adult de 70 de kilograme, fiecare cu câte 2,08 metri de ADN.
Celulele
Numai o celulă din zece are ADN
Un adult de 70 de kilograme are vreo 30 de bilioane de celule. Aproape nouă din zece n-au nucleu: 25 de bilioane sunt globule roșii, iar restul, mai ales trombocite. Celulele cu nucleu, deci cu ADN, sunt vreo 3 bilioane, și doar ele intră în socoteală.
- Globule roșii, fără ADN: 25
- Trombocite, fără ADN: ≈1
- Celule cu nucleu, cu ADN: ≈3
Un recensământ mai vechi, din 2013, numără 37,2 bilioane de celule. Scăzând globulele roșii și trombocitele, firul ar ajunge la vreo 67 de drumuri dus-întors. Nimeni n-a numărat celulele tale: ambele numere sunt pentru un om de referință.
Mitul 600
De unde vine „de 600 de ori”
Dacă tot ADN-ul din corp ar fi pus cap la cap, ar ajunge la Soare și înapoi de peste 600 de ori (100 de bilioane ori șase picioare împărțit la 92 de milioane de mile).
Ani la rând, manuale și pagini de curs au scris că ADN-ul din corp ajunge la Soare și înapoi de peste 600 de ori. Așa, capătul firului ar ajunge la vreo 1.200 de distanțe Pământ–Soare.
Socoteala lor era corectă, dar pornea de la 100 de bilioane de celule, toate cu ADN. Celulele sunt de trei ori mai puține, iar nouă din zece n-au nucleu. Singura intrare prea mică era firul dintr-o celulă: șase picioare, 1,83 metri, față de 2,08.
Chiar acum
Firul tău nu stă pe loc
Corpul unui adult face în fiecare zi vreo 330 de miliarde de celule noi, ca să le înlocuiască pe cele care mor. Fiecare celulă nouă se naște dintr-o diviziune, iar înainte de diviziune celula își copiază tot ADN-ul.
Socotind câte o copie de 2,08 metri pentru fiecare celulă nouă, corpul tău toarce vreo 8.000 de kilometri de ADN nou pe secundă. E o estimare: studiul numără celulele, nu firul.
- De când ai deschis
- 0 s
- ADN nou, pus cap la cap
- 0 km
- celule noi
- 0
Numerele cresc și scad proporțional cu greutatea: o aproximare. Studiile numără un adult de 70 de kilograme; la un copil, sângele e mai puțin, deci și celulele noi.
Unde ajunge firul tău nou
- Pe Lună în mai puțin de un minut
- La Soare în vreo cinci ore
- Cât tot ADN-ul pe care îl porți în vreo nouă zile
- Cât merge lumina într-o zi în vreo 38 de zile
Lumina e doar de vreo 40 de ori mai rapidă decât crește firul tău. Mai mult de două drumuri dus-întors la Soare, în fiecare zi.
Unde se duce
Două treimi din copii sunt aruncate aproape imediat
Cele mai multe celule noi sunt globule roșii: peste 200 de miliarde pe zi, vreo două treimi din total. Ca să se nască, și ele își copiază ADN-ul. Apoi, când se maturizează, își împing nucleul afară, cu ADN cu tot, iar un macrofag, o celulă care curăță, strânge nucleii.
Așa că firul nou e, în cea mai mare parte, un fir aruncat. Și nu înseamnă că tot ADN-ul tău se schimbă în nouă zile: aproape toate copiile merg în celulele sângelui și ale intestinului, care se înlocuiesc repede.
Diseară
La vreo cinci ore de când ai deschis, firul ajunge la Soare
ADN-ul copiat de corpul tău între timp, pus cap la cap, ar ajunge până la Soare. Pune-ți o alarmă peste cinci ore. Când sună, firul tocmai a atins Soarele, și n-ai simțit nimic.
Joc
Adevărat sau fals?
Opt propoziții despre ADN-ul din tine. Unele sună a minune și sunt adevărate.
Cele opt propoziții și răspunsurile lor:
- Fals. Cele mai multe celule din corp poartă ADN. Cam 9 din 10 celule n-au nucleu: globulele roșii și trombocitele, 26 de bilioane la un adult de referință. Numai vreo 3 bilioane de celule au nucleu și, odată cu el, ADN. Sender, Fuchs și Milo 2016, PLOS Biology
- Fals. Globulele roșii poartă ADN. Sunt celulele cele mai multe din corp, 25 de bilioane, dar își pierd nucleul pe drum. Fără nucleu, fără ADN. Sender, Fuchs și Milo 2016, PLOS Biology
- Adevărat. ADN-ul dintr-o singură celulă ar măsura peste 2 metri. Două seturi de 3,055 miliarde de litere, fiecare literă lungă de 0,34 nanometri: socoteala iese la 2,08 metri. T2T 2022 și lungimea de 0,34 nm pe literă
- Fals. Tot ADN-ul din tine ar ajunge la Soare și înapoi de 600 de ori. Numărul vechi pornea de la 100 de bilioane de celule, toate cu ADN. Cu 3 bilioane de celule cu nucleu, socoteala iese la vreo 21 de drumuri dus-întors. Sender 2016, T2T 2022, definiția IAU a unității astronomice
- Adevărat. O celulă obișnuită a omului are 46 de cromozomi. Douăzeci și două de perechi numerotate, plus perechea XX sau XY. Așa îi numără glosarul Institutului Național al genomului uman din SUA. NHGRI, glosarul de genetică
- Adevărat. Ovulul și spermatozoidul poartă jumătate din ADN-ul obișnuit. Sunt singurele celule haploide ale omului: au un singur set de cromozomi. NHGRI, glosarul de genetică
- Fals. Bacteriile din corp sunt de 10 ori mai multe decât celulele omului. Raportul vechi de 10 la 1 a căzut tot în 2016: bacteriile sunt cam tot atâtea câte celulele omului, vreo 38 de bilioane față de 30. Sender, Fuchs și Milo 2016, PLOS Biology
- Adevărat. Primul genom uman complet a fost citit cap-coadă în 2022. Consorțiul telomer-la-telomer a publicat atunci secvența completă de 3,055 miliarde de litere, cu vreo 200 de milioane de litere citite prima dată. Consorțiul T2T 2022, Science
Surse
De unde știm toate acestea
Firul pe care îl porți: 3 bilioane de celule cu nucleu (Sender, Fuchs și Milo, 2016), fiecare cu două seturi de 3,055 miliarde de litere (genomul complet T2T, 2022), la 0,34 nanometri pe literă. Distanța la Soare e unitatea astronomică, exact 149.597.870.700 de metri.
Firul nou: (0,33 ± 0,02) bilioane de celule înlocuite pe zi (Sender și Milo, 2021), socotite cu câte o copie de 2,08 metri fiecare. Timpii folosesc marginile acestui interval: Luna între 46 și 52 de secunde, Soarele între 4 ore și 56 de minute și 5 ore și 35 de minute. Diviziunile care nu fac o celulă nouă întreagă, precum cele ale celulelor care dau trombocite, nu intră în socoteală.
Ce rămâne afară: nimeni nu ți-a numărat celulele; trecerea la greutatea ta e proporțională, deci aproximativă; ADN-ul din mitocondrii nu e socotit; în celulă, firul stă înfășurat pe proteine.
Celulele
- Sender R, Fuchs S, Milo R (2016). Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLOS Biology 14(8): e1002533. doi:10.1371/journal.pbio.1002533 — 30 de bilioane de celule, dintre care 3 bilioane cu nucleu; raportul bacterii–celule
- Bianconi E et al. (2013). An estimation of the number of cells in the human body. Annals of Human Biology 40(6): 463–471. doi:10.3109/03014460.2013.807878 — 37,2 bilioane de celule (citit doar rezumatul)
Genomul și firul
- Nurk S et al., Telomere-to-Telomere Consortium (2022). The complete sequence of a human genome. Science 376(6588): 44–53. doi:10.1126/science.abj6987 — 3,055 miliarde de litere (citit rezumatul)
- Anderson MS (2023). Lateral force separation of biopolymers using an atomic force microscope. Biomicrofluidics 17(3): 034102. PMC10219682 — pasul de 0,34 nm pe literă, măsurat prin difracție de raze X
- Drew HR et al. (1981). Structure of a B-DNA dodecamer: conformation and dynamics. PNAS 78(4): 2179–2183. doi:10.1073/pnas.78.4.2179 — prima structură cristalină a ADN-ului B (citit doar rezumatul)
- National Human Genome Research Institute, glosarul de termeni de genetică: „Chromosome”, „Haploid”. genome.gov — 46 de cromozomi; numai ovulul și spermatozoidul sunt haploide
Firul nou
- Sender R, Milo R (2021). The distribution of cellular turnover in the human body. Nature Medicine 27: 45–48. doi:10.1038/s41591-020-01182-9 — (0,33 ± 0,02) bilioane de celule înlocuite pe zi, aproape 90% din sânge (citit rezumatul)
- Sender R, Noor E, Milo R, Dor Y (2024). What fraction of cellular DNA turnover becomes cfDNA? eLife 12: RP89321. doi:10.7554/eLife.89321 — peste 200 de miliarde de globule roșii pe zi, care își împing afară nucleul; un macrofag strânge nucleii (text integral)
- National Human Genome Research Institute, glosarul de termeni de genetică: „Mitosis”. genome.gov — înainte de diviziune, celula își copiază cromozomii
Cerul și mitul
- NASA Jet Propulsion Laboratory, glosarul CNEOS: „au (Astronomical Unit)”. cneos.jpl.nasa.gov — unitatea astronomică: exact 149.597.870.700 m
- Kenyon College, pagina de curs „DNA Practice” (S. Lonc). biology.kenyon.edu — varianta populară („de 600 de ori”) pe care socoteala o răstoarnă
- NASA Goddard, NSSDCA: Moon Fact Sheet și Planetary Fact Sheet. nssdc.gsfc.nasa.gov — Luna: 384.400 km (semiaxa mare); Neptun: 4.515 milioane de km de Soare
- NIST, CODATA: viteza luminii în vid. physics.nist.gov — exact 299.792.458 m/s
Figurile
- Human male karyotype: National Human Genome Research Institute, Wikimedia Commons, Public domain
- DNA structure with labelled bases and grooves: Zephyris (Richard Wheeler), Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0