1. Считается, что типичная животная клетка содержит около 10 миллиардов белковых молекул, которые необходимо рассортировать по соответствующим отделениям. 2. Могут ли 10 миллиардов белковых молекул вообще поместиться в клетке? 3. Средний белок, кодируемый геномом человека, имеет длину 450 аминокислот, а средняя масса аминокислоты в белке составляет 110 Дальтон. Учитывая, что средняя плотность белка составляет 1,4 г/см³, какую долю объёма клетки, в среднем, занимают 10 миллиардов молекул белка? 4. Рассмотрите клетку печени, объем которой составляет около 5000 мкм³, и экзокринную клетку поджелудочной железы, объем которой составляет около 1000 мкм³. [Вопрос к пункту 4 не виден.]

1. Белки сортируются по адресным сигналам в их структуре. Например, сигнальная последовательность может направить белок в ЭПС; затем транспортные пузырьки доставляют белки в аппарат Гольджи, лизосомы, плазматическую мембрану или другие места назначения. Белки без специальных сигналов могут оставаться в цитозоле.

2. Для количественной оценки используем данные следующего пункта. Объём 10 миллиардов белковых молекул составляет около 587 мкм³. Значит, по общему объёму они могут поместиться в клетке объёмом 1000 или 5000 мкм³, хотя реальная клетка также содержит воду, органоиды и другие вещества, а белки не упакованы без промежутков.

3. Масса одной средней молекулы белка: 450 × 110 = 49 500 Да. Используем соотношение 1 Да ≈ 1,6605 × 10⁻²⁴ г: масса белка ≈ 8,22 × 10⁻²⁰ г.

Объём одной молекулы при плотности 1,4 г/см³: V = m/ρ ≈ (8,22 × 10⁻²⁰)/1,4 ≈ 5,87 × 10⁻²⁰ см³.

Для 10 миллиардов молекул: 10¹⁰ × 5,87 × 10⁻²⁰ = 5,87 × 10⁻¹⁰ см³. Поскольку 1 см³ = 10¹² мкм³, общий объём ≈ 587 мкм³.

4. По видимым данным можно рассчитать долю объёма для обеих клеток: для клетки печени 587/5000 × 100% ≈ 11,7%; для экзокринной клетки поджелудочной железы 587/1000 × 100% ≈ 58,7%. Сам вопрос к пункту 4 на изображении обрезан или отсутствует, поэтому нельзя установить, какое именно действие требуется. Пришлите продолжение условия, чтобы уточнить его.

Ответ: белки занимают около 11,7% объёма клетки печени и около 58,7% объёма экзокринной клетки поджелудочной железы.