Nagy számok közelről · 3 perc olvasás
Milliárd bázispárból méteres DNS: hogyan jön ki a hossz?
Néhány tized nanométeres egységekből milliárdnyi ismétlés már méteres hosszúságot ad. A DNS-nél egyszerre van jelen a rendkívül kis szerkezeti lépték és a hatalmas darabszám. A két méret összeszorzása szemlélteti, miért fontos a feltekeredés és a térbeli csomagolás.
Ebben a cikkben
Hárommilliárd bázispár egy genomnyi lépték
Az amerikai NHGRI fogalomtára szerint az emberi genom egy példánya megközelítőleg hárommilliárd bázispárból áll, 23 kromoszómába rendezve. A bázispár a két DNS-szál egymáshoz kapcsolódó bázisait együtt nevezi meg. A darabszámnál ezért fontos különbség van a bázis és a bázispár között.
Saját modellünk egy példányát 3 × 10⁹ bázispárnak vesszük. A számoláshoz bázispáronként 0,34 nanométer állandó, tengelyirányú lépést választunk. Ez egyszerűsített geometriai közelítés; az eltérő DNS-szerkezeteket és a helyi alakváltozásokat most ugyanazzal a lépésközzel helyettesítjük.
A milliárdos szorzó eltünteti a milliárdos osztót
Egy nanométer 10⁻⁹ méter. A modellben a hossz 3 × 10⁹ × 0,34 × 10⁻⁹ = 1,02 méter. A bázispárok számának milliárdos szorzója és a nanométer milliárdos osztója egyszerűsíti egymást. Egy genomnyi mennyiség így körülbelül egy méteres összhosszt ad.
Két ilyen példány együtt 6 × 10⁹ bázispár, tehát 2,04 méter a választott lépéssel. A két DNS-szál miatt ezt már nem kell még egyszer megkétszerezni: a bázispárok eleve a kettős szerkezet mentén számlált egységek. A második kettes szorzó a genom két példányára, nem a kettős szálra vonatkozott.
A két méter közelítés, nem minden mintára pontos állandó
Piovesan és munkatársai 2019-es elsődleges tanulmánya egy meghatározott emberi referencia-összeállításból számolt hossz- és tömegadatokat. A közölt diploid magi DNS-hosszak megközelítőleg 205 és 208 centiméteresek voltak. A tanulmány a referenciaszekvencia és az egyéni változatosság szerepét is tárgyalja.
A saját 204 centiméteres példánk kerekített bázispárszámból és választott állandó lépésből származik. A kutatási értékkel való közelsége a nagyságrendet mutatja. Egy sejt teljes DNS-mennyiségéhez a sejttípust, a sejtciklus állapotát és az esetleges további DNS-tartalmat is tisztázni kell.
A molekula menti hossz és az elfoglalt hely külön adat
A kétméteres összhossz a DNS vonalát követve értendő. Feltekeredve és rendezett fehérjekapcsolatokkal a molekula sokkal kisebb térrészben helyezkedik el. A két végpont távolsága ettől töredéke lehet a teljes molekulahossznak, miközben a bázispárok száma változatlan marad.
Egy újabb saját feladatban egymillió bázispár a 0,34 nm-es lépéssel 340 000 nm, vagyis 0,34 milliméter hosszú lenne. Ugyanezt a műveletet bármely megadott szakaszra elvégezheted, ha világosan jelölöd a bázispárszámot és a választott szerkezeti lépést. A számítás hosszbecslés, biológiai működésre vonatkozó következtetést önmagában nem ad.
A példák és a források
A számpéldák saját, szemléltető feladatok; a megadott feltételezésekből és képletekből újraszámolhatók. Valós vállalkozásra, országos statisztikára vagy jövőbeli eredményre nem vonatkoznak.
- NHGRI: Base Pair — bázispár és a humán genom léptéke ↗
- Piovesan és munkatársai, 2019: On the length, weight and GC content of the human genome ↗
Forrásellenőrzés: 2026-11-09. A hivatkozások a fogalmakat és a módszert támasztják alá; a példaszámítások a cikk részei.
Négy kérdés a cikkhez
A válaszokból kiderül, melyik összefüggést érted már, és melyik részt érdemes újraolvasnod. A válaszokat és a pontszámot nem mentjük.
