Ahhoz, hogy meg tudjuk mérni egy élő szervezetben tárolt összes adat mennyiségét, előbb fel kell frissítenünk a suliban tanultakat (?!), és le kell vezetnünk egy érdekes számítást, aminek a végén talán megérthetjük, hogy milyen csodálatos és bonyolult is egy élő szervezet.

Ugorjunk is neki.

Az emberi genom tartalmazza az összes genetikai információt az élő szervezetről, ami a DNS láncban 23 kromoszómapárként van raktározva. A DNS 4 különböző nukleobázisból áll, mégpedig a suliból ismerős adenin (A), citozin (C), guanin (G) és timin (T)-ből.

Ezek a bázisok mindig úgy kapcsolódnak, hogy adenin a timinhez, és guanin a citozinhoz. Ezek oda-vissza működhetnek, tehát 4 lehetséges kombinációt alkotnak: A-T, T-A, G-C, C-G. Az emberi genom nagyjából 3 milliárdot tartalmaz ezekből a bázispárokból, amelyek 23 pár kromoszómába csoportosultak.

Az emberi lények két készlet genomot örökölnek (mindkét szülőtől egyet), és két készlet kromoszómát is, tehát összesen 46 kromoszómát. Ez  egyben a diploid genomot jelenti, kb. 6×10^9 bázispárt jelent.

Nem egyszerű, de nézzük tovább…

Ezeket ilyen formában még nem lehetne bedigitalizálni, ezért a bázisokat a számítógépek által is használt bináris kóddal kell helyettesítenünk (0 és 1). Ezek a 0 és 1 bitek általában nem magukban állnak, hogy nagyobb csoportokat alkossanak.

1 bájt 8 bitnek felel meg, tehát minden bázispárt minimum 2 bittel jelölhetünk meg, ami így 4 különböző kombinációt képez (00, 01, 10, 11). Minden 2-bites kombináció 1 DNS bázispárt jelent. Ilyen alapon egyetlen bájt (8 bit) 4 DNS bázispárt jelent. Ha erre rádobjuk a matektudásunkat, akkor az 1,5×10^9 bájt, vagyis 1,5 GB. Ez akkora méret, hogy egyetlen DVD-re 3 különböző teljes génállományt tudnánk rámásolni.

De mi a helyzet a szervezet által raktározott összes adattal? Vagyis mennyi MB genetikai adatot tartalmaz az emberi szervezet?

 

Az „egyszerűség” kedvéért most tekintsünk el a szervezeten belül élő egyéb organizmusoktól, és koncentráljunk kizárólag a szervezetet felépítő sejtekre. Mivel nem vagyunk egyformák, ezért a szervezetünket is különböző számú sejt építi fel. Vegyük alapul az általánosan elfogadott átlagértéket, a 100 billió sejtet. A fentiekből már kiderült, hogy minden egyes diploid sejt 1,5 GB adatot tartalmaz, tehát: 1,5 GB x 100 billió sejt = 150 billió GB, vagy 150×10^12 x 10^9 bájt = 150 Zettabájt (10^21)!

Információátvitel a szexuális együttlét során

A kérdés ismét ugyanaz. Mennyi genetikai információ kerül átvitelre az emberi szaporodás során?

Minden egyes sperma 750 MB digitális adatot tárol. Egy átlagos ejakuláció során 180 millió sejt hagyja el a testet. Ez azt jelenti, hogy 180 x 10^6 haploid sejt x 750 MB adat/haploid sejt =  135 x10^9 MB =135,000 Terrabájt!

Gondoljunk csak bele egy másodpercig. Ez a világ leggyorsabb adatátviteli eszköze.

De abba is érdemes lehet belegondolni, hogy mennyi adat folyik végig az ereinken minden egyes másodpercben? Mennyi adat semmisül meg naponta az elhalt sejtekkel? Vajon mennyi tárhely kellene az emlékeink tárolásához? Mennyi adat képződik naponta, és hol van ez ahhoz képest, amennyi adatot a számítógépünk kezel, vagy amennyihez az interneten keresztül jutunk? Nem csoda hát, ha a tudósok a DNS-t nevezik a jövő adathordozóinak.

 

MEGOSZTÁS
Gerő Zoltán
Bármilyen meglepő, engem a világon szinte minden érdekel, "mert csakis az a tudás ér valamit, amelyet magunk szerzünk magunknak, velünk született érdeklődésből és szenvedélyes tudásvágyból." Paul Léautaud