Вот ведь загадка!

Недели две назад мне задали вопрос:
Вот тебе ситуация. Молодой парень засыпает летаргическим сном, спит двадцать лет, просыпается таким же молодым, и за какие-нибудь месяцы догоняет свой возраст. Почему такое происходит?
Недавно меня спросили, помню ли я эту загадку. Я то помнил, но не задумывался об этом. Когда спросили, сел и подумал. Ответ, конечно, выдал, но тупейший. Потом состоялся разговор, который и стал прициной данного поста.
Возраст клеток или время жизни клетки зависит от количества делений. Счетчиком делений служит фрагмент хромосомы - теломера. Она становится короче с каждым делением - обрезается. И пока фрагмент не исчезнет, гены останутся в целости и сохранности. Ясное дело что случится с если информация в генах вдруг исчезнет или хуже изменится. Чтобы это представить наглядно подумайте, что случится с человеком если он вдруг забудет речь, разучится ходить, есть, спать. И если это случится в самый неподходящий момент - разговаривая по телефону, ремонтируя розетку, переходя через дорогу. То же самое с клеткой. В генах наши белки, а если "чертежи" белков повредить, то по ним совсем не то сделается, что нужно. Нет даже гарантии, что новый конструкт будет безопасен для клетки. Ясно, что с кончиной теломера хромосомы, жить клетка долго не будет.
В летаргическом сне человек практически мертв. И клетки не делятся. Тогда почему, проснувшись, возраст догоняется. И почему клетки растений практически бессмертны. Ведь если растительную единицу можно заставить воссоздать весь организм, то почему нельзя заставить сделать это нам.
Еще один интересный факт - скорость работы ДНК-полимеразы где-то 40 нуклеотидов в секунду, длина одной хромосомы человека примерно 1 сантиметр или приблизительно миллиард нуклеотидов. Взяв калькулятор считаем как долго полимераза удваивает хромосому.
1 млрд. делим на 40 нуклеотидов, получается 25 миллионов секунд.
25 млн. делим на 3600 секунд, получается 694 часа.
А это 289 суток. Примерно год.
Получается что одна полимераза за год удваивает только одну хромосому. Но хромосом у человека 48.
Можно еще посчитать сколько времени тратится на синтез белка.
Молекулярная масса белков варьирует от 6000 (нижний предел) до 1 млн. (верхний предел), но может быть и выше. Например, инсулин имеет Мr равную 6500. Пройдемся обратным ходом по синтезу белка. На одну кислоту нужно три нуклеотида У инсулина две цепи аминокислот альфа-цепь состоит из 21, бета-цепь 30, всего 51. Значит 51х3=153 нуклеотида. В генах имеются незначащие включения – интроны, поэтому количество нуклеотидов увеличивается в два раза. 300 нуклеотидов, допустим, такова длинна гена кодирующего инсулин. Есть белки с массой побольше и размерчиком подлиннее. Следовательно и гены будут подлиннее.
Однако, есть факт, что при воздействии на организм высокой температуры в его клетках появляются специальные белки теплового шока как минимум за 3-5 мин. То есть скорость синтеза происходит очень быстро. Если конечно учесть, что размер и молекулярная масса очень велики.
К чему я это все?

Уже известно за какое время обновляются клетки у человека. Кровь за 90 дней. Кишечник за 3 дня. А ясли подсчитать с какой скоростью должна работать полимераза, то получается что она должна вертеться со скоростью света или приблизительно около того. Их должно быть много. И они должны все работать сразу . Весь вопрос в том, что для множественной работы полимераз нужно разрезать хромосому на большое количество одинаковых кусочков. На каждом кусочке должен быть свой теломер. И этот каждый теломер должен укорачиваться. Потом хромосома должна сшиваться обратно без путаницы. А этого в природе нет!
Значит это все ерунда про скорость полимеризации ДНК. Еще это значит, что математика великая вещь.
А вопрос про летаргический сон так и остался открытым.

Blogged with Flock