Longitud del ADN humano desenrollado

Recientemente me encontré con este hecho:

Hay suficiente ADN en el cuerpo humano para extenderse desde el sol hasta Plutón y viceversa.

Un par de "Bollocks!" Las alarmas comenzaron a sonar en mi cabeza. Si bien espero que se extienda mucho, Plutón parecía un poco exagerado. Buscar esto me llevó a esta página que en realidad calcula la cifra con cierto detalle. El resultado final llegó a alrededor de 2x10 13 metros o ~ 134AU .

En aras de mantener las cosas manejables, voy a usar AU de ahora en adelante.

Discover Magazine podría ser la fuente de la analogía de Plutón:

No intentes esto en casa: si se desenrollara, el ADN en todas las células de tu cuerpo se extendería 10 mil millones de millas, desde aquí hasta Plutón y de regreso.

10B millas = 10B * 1.62 / 150M = 108AU

La distancia media entre Plutón y el Sol = 39AU. Distancia entre la Tierra y Plutón y viceversa = (39 - 1) * 2 = 76AU

Otra página afirma:

Si pudieras desenvolver el ADN que tienes en todas las células de tu cuerpo, serías capaz de llegar a la luna y regresar 6.000 veces. Esta sería una distancia de:

384000 * 2 * 6000 = 4608M Km ~= 31AU

A menos que mis cálculos sean ridículamente defectuosos, algo anda mal aquí. Si bien estoy estupefacto de que solo el ADN en un cuerpo humano pueda estirarse hasta, bueno, casi tres veces la distancia entre Plutón y el Sol, parece que la mayoría, si no todas, estas analogías son incorrectas. Entonces, mi pregunta es: si todo el ADN en un cuerpo humano adulto fuera desenrollado y estirado, ¿cuánto tiempo se estiraría realmente?

Bueno, la primera página que vinculó da la cifra correcta (con referencias) de (length of 1 bp)(number of bp per cell)(number of cells in the body) ~= 2.0 × 10^13 meters, ¿qué hay de malo en eso?
No parece haber nada 'malo' aquí en absoluto. Todas las estimaciones están dentro de un orden de magnitud. Su estimación principal sugiere que el cuerpo humano tiene 10 ^ 13 células, que es solo un orden de precisión de magnitud Y va a variar mucho entre individuos. No hay contradicción que explicar.
@nico Soy escéptico sobre el resultado, no solo sobre las matemáticas. Y descubrí que el resultado de las matemáticas varía ampliamente. Pero ahora me siento un poco más cómodo con este hecho, ya que me he dado cuenta de que si me extendiera átomo a átomo, podría llegar al borde de la Vía Láctea :o
Me gustaría comentar que estos números realmente no transmiten nada, ya que el profano promedio no tiene idea de la distancia entre el Sol y Plutón (además de "muy lejos") o la cantidad de células en un cuerpo humano ("muchas") . Más útil es la información calculada por @Sklivvz: una hebra de ADN desenrollada ≈ 2 metros. Eso debería ser suficiente para hacer volar algunas mentes.

Respuestas (2)

Datos

Número estimado de células eucariotas (humanas) en el cuerpo humano: 1,0 × 10 14

— Wolframio Alfa

Se estima que el genoma humano haploide (23 cromosomas) tiene una longitud de unos 3200 millones de pares de bases.

— Genoma Humano – Wikipedia

Por lo tanto, el contenido total de ADN de una célula es de 6,4 Gbp.

Tamaño medio del par de bases: un pb corresponde a aproximadamente 3,4 Å de longitud a lo largo de la hebra

- Par de bases - Wikipedia

Distancia media de Plutón a la Tierra: 6,09 × 10 12 metros

— Wolframio Alfa

Distancia media de Plutón al Sol: 6,09 × 10 12 metros

— Wolframio Alfa

Nota: ¿Por qué son básicamente la misma distancia? Piénselo: el 50% de la órbita de la Tierra está detrás del Sol, por lo que se suma a la distancia, pero el otro 50% la Tierra está frente al Sol, por lo que se resta. En promedio, es una distancia muy similar.

Un viaje de ida y vuelta a Plutón es aproximadamente: 1,2 × 10 13 metros

Distancia media de la Luna a la Tierra: 3,85 × 10 8 metros

— Wolframio Alfa

Un viaje de ida y vuelta a la Luna es aproximadamente: 7.7×10 8 metros

Cálculo

Longitud total del ADN en 1 célula:

6,4×10 9 × 3,4×10 -10 metros ≈ 2 metros

Longitud total del ADN de todas las células del cuerpo humano:

2 metros × 10 14 = 2×10 14 metros

La longitud total de las hebras de ADN en el cuerpo humano en unidades de viajes de ida y vuelta de Plutón es:

2×10 14 metros / 1,2×10 13 metros/Plutón ida y vuelta ≈ 17 Plutón ida y vuelta

10 mil millones de millas son 1,6 × 10 13 metros (asumiendo que las millas estatutarias son "millas"; nunca se sabe exactamente con unidades poco comunes)

La longitud total de las hebras de ADN en el cuerpo humano en unidades de 1x10 10 millas terrestres es:

2×10 14 metros / 1,6×10 13 metros/10 10 millas terrestres ≈ 12×10 10 millas terrestres

La longitud total de las hebras de ADN en el cuerpo humano en unidades de viajes de ida y vuelta a la Luna es:

2×10 14 metros / 7,7×10 8 metros/Luna ida y vuelta ≈ 2,6x10 5 Luna ida y vuelta

Verificación de reclamos

Hay suficiente ADN en el cuerpo humano para extenderse desde el sol hasta Plutón y viceversa.

cierto _ Se puede hacer 17 veces.

Si se desenrollara, el ADN de todas las células de su cuerpo se extendería 10 mil millones de millas, desde aquí hasta Plutón y de regreso.

incorrecto _ Seguramente el ADN se extendería 10 mil millones de millas (que es aproximadamente la distancia a Plutón y de regreso). Sin embargo, lo haría 12 veces.

Si pudieras desenvolver el ADN que tienes en todas las células de tu cuerpo, serías capaz de llegar a la luna y regresar 6.000 veces.

incorrecto _ Podrías hacerlo 260.000 veces, no 6.000.

¿Alguien puede verificar los datos y los cálculos?
No los he revisado todos. Pero, una mirada inicial sugiere que su resultado difiere del resultado de "Steven Chen" enumerado en mi publicación en exactamente 10. ¿Alguna idea de por qué?
@coleopterist porque la cantidad de células en el cuerpo que encontré en Wolfram Alpha es 10 veces mayor que su número.
Divertido: Wikipedia está de acuerdo con él (10 ^ 13), Wolfram Alpha y el sitio Nobel están de acuerdo conmigo (10 ^ 14) ... ¡Mmm, preguntaré sobre biología !
@col He preguntado en bio.se
Es una pregunta extraña, multiplicar por el número de células en el cuerpo. ¿Por qué no multiplicar por los 6x10 ^ 9 cuerpos en la tierra? ¿Por qué considerar solo humanos? etcétera etcétera. :)
@MikeDunlavey Una respuesta a la pregunta de Skliwz bio.se hace (comillas) exactamente eso :)
@Sklivvz Es interesante que la respuesta citada en bio.se que incluye un cálculo similar es diferente en aproximadamente un 25% (suponiendo 10 ^ 13) a su resultado.
Carl Zimmer, en esta página fenomenos.nationalgeographic.com/2013/10/23/… cita un artículo que afirma haber llegado a 37,2 billones de células para el cuerpo humano. Échale un vistazo.
Importante: no todas las células eucariotas humanas contienen ADN (la notable excepción son los glóbulos rojos, que pierden su núcleo durante la maduración de su célula madre). Y un ser humano promedio tiene aproximadamente entre 2E13 y 3E13 de fuente de células sanguíneas humanas . Eso podría cambiar estos números, pero sin analizarlos, no creo que cambie el resultado.
¿Cuál de estos cálculos incluye el ADN mitocondrico, el ADN de las enterobacterias y el ADN de cualquier patógeno que el ser humano en cuestión pueda tener en su organismo en el momento de la medición? ;-)
@DevSolar Las bacterias forman alrededor del 1 al 3% del peso corporal 1 , digamos que son 2 kg de bacterias. Si fueran ADN puro, que es 3E14 m/kg, sería 6E14 m. Entonces, si el 10% de las bacterias es su ADN (en peso), hace 6E13 m, lo que comienza a ser insignificante, dada la precisión de todos los cálculos realizados en la respuesta. Dudo que haya un 10% de ADN en las bacterias, pero esto es una suposición (lo demás son hechos).
@yo': ...que fue mi forma de señalar, en este tipo de cálculos al dorso del sobre, un orden de magnitud en realidad no importa. ;-)

@Sklivvz publicó una buena respuesta teórica en el reverso del sobre, pero está errada por un factor de 10 por la siguiente razón:

Una estimación del número de células en el cuerpo humano Annals of Human Biology (2013) encuentra que el número de células en el cuerpo humano es:

3,72 × 10 13 de los cuales 2,63 × 10 13 son eritrocitos ( glóbulos rojos que no tienen ADN ) y 1,45 × 10 12 son plaquetas (que no tienen ADN cromosómico).

Entonces, la mejor estimación es 9.5 × 10 12 células con ADN cromosómico.

Según los Principios de bioquímica de Lehninger , la longitud del ADN en una célula humana diploide es de 2 metros.

Entonces, la longitud total del ADN celular en humanos es de 1,9 × 10 13 metros.

Esto es aproximadamente 3 veces la distancia a Plutón, la distancia a Plutón tiene un promedio de 6,1 × 10 12 metros.

No me gusta la idea de multiplicarlo por el número de celdas, solo significa que estás repitiendo lo mismo una y otra vez. También le da una ventaja a las personas más corpulentas, si pueden aumentar su peso corporal más rápido de lo que se deterioran sus telómeros.
@Daniel "para efectos de este trabajo elegimos un adulto joven de 30 años, con un peso de 70 kg" es lo que dice el periódico
Longitud del ADN humano desenrollado
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