Если принять за «операцию» одно элементарное молекулярное событие (столкновение, перенос протона, гидролиз АТФ, конформационное изменение белка), то можно принять минимальный размер ~1 ангстрем (= 10⁻¹⁰ м) и вверх по уровням.
Дальше помог ИИ:
Уровень 1. Тепловой шум (базовый «такт») — 10¹⁶ операций/сек
В каждой клетке (их ~3×10¹³) вода совершает броуновское движение. Каждое столкновение молекулы воды с растворенным веществом — это микро-«операция» сравнения (полярность, заряд).
Общее число столкновений в теле: ~10²⁹ в секунду. Это фон, на котором всё происходит.
Уровень 2. Молекулярные переключения (белки-переключатели) — 10¹⁸ операций/сек
Каждая клетка содержит ~10⁹ белков. Многие из них меняют форму (конформацию) сотни раз в секунду в ответ на связывание лиганда или фосфорилирование.
Итого: ~10²² событий конформационных сдвигов в секунду по всему телу.
Уровень 3. Химические реакции (разрыв/образование связей) — 10¹⁶ операций/сек
Каждая клетка — это ~10⁹ ферментативных реакций в секунду (для активно работающей клетки). Умножаем на 3×10¹³ клеток:
~10²² химических превращений в секунду.
Из них главные:
Гидролиз АТФ → АДФ: ~10²¹ молекул АТФ в сутки, т.е. ~10¹⁶ в секунду. Это основная «работа» (насосы, синтез, движение).
Уровень 4. Транспорт и сортировка (моторные белки) — 10¹⁵ операций/сек
Кинезины и динеины делают шаги по микротрубочкам (8 нм за шаг). В нейронах — до 10⁵ шагов в секунду на один мотор. Всего моторов в теле ~10¹⁵, но активны одновременно ~1%.
Итого: ~10¹⁶ «шагов-переносов» в секунду.
Уровень 5. Репликация и транскрипция ДНК — 10¹⁰ операций/сек
РНК-полимераза вставляет ~50 нуклео
Читать дальше...
|
yaplakal.com