Какова суммарная длина полипептидных цепей в одной клетке E.Coli, содержащей 10^6 молекул белка? Предположим

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо узнать длину каждой полипептидной цепи в молекуле белка и умножить ее на количество молекул белка в клетке E.Coli, чтобы получить суммарную длину.

Длина полипептидной цепи в белке можно найти, умножив количество аминокислот в цепи на средний размер аминокислоты, который составляет примерно 110 дальтон. Таким образом, общая длина полипептидной цепи (L) будет равна:

\[ L = N_{aminoacid} \times L_{aminoacid} \]

Где:
\( N_{aminoacid} \) - количество аминокислот в полипептидной цепи
\( L_{aminoacid} \) - средний размер аминокислоты

У нас есть информация о том, что полипептидные цепи находятся в конформации альфа-спирали. В альфа-спиральной конформации каждый оборот занимает примерно 5.4 Å (ангстрем). Мы можем использовать это значение для определения количества оборотов в полипептидной цепи. Объем одной аминокислоты в альфа-спирали составляет примерно 14 Å^3. Таким образом, общий объем (V) будет равен:

\[ V = N_{aminoacid} \times V_{aminoacid} \]

Где:
\( V_{aminoacid} \) - объем одной аминокислоты в альфа-спирали

Зная общий объем (V) и длину одной цепи (L), мы можем найти количество цепей (N) в одной клетке E.Coli:

\[ N = \frac{10^6}{V} \]

И, наконец, суммарная длина полипептидных цепей (S) будет равна:

\[ S = L \times N \]

Теперь, когда мы знаем всю необходимую информацию, можем приступить к расчетам.

Первым шагом определим средний размер аминокислоты \( L_{aminoacid} \):

\[ L_{aminoacid} = 110 \, \text{дальтон} = 110 \times 1.66 \times 10^{-24} \, \text{г} \]

Теперь найдем объем одной аминокислоты в альфа-спирали \( V_{aminoacid} \):

\[ V_{aminoacid} = 14 \times 10^{-24} \, \text{см}^3 \]

Далее, используя формулу для нахождения длины одной цепи \( L \):

\[ L = N_{aminoacid} \times L_{aminoacid} \]

Мы знаем, что в полипептидной цепи 1 аминокислота занимает 1.5 Å пространства вдоль оси цепи:

\[ N_{aminoacid} = \frac{L}{1.5 \, \text{Å}} \]

Теперь мы можем рассчитать суммарную длину полипептидных цепей \( S \):

\[ S = L \times N = L \times \frac{10^6}{V} \]

Подставляем все значения и получаем ответ. Обратите внимание на единицы измерения, чтобы привести результат к удобному виду для школьника.