АТФ, необходимый для клеточных процессов [закрыто]

Я не смог найти ничего, что говорило бы мне о том, сколько АТФ необходимо для репликации ДНК, транскрипции и трансляции у людей, только документы, в которых упоминается АТФ, используемый в этих процессах.

Мне нужно знать, сколько АТФ необходимо для этих процессов, потому что, как только моя клетка с нуля оживает, я снабжаю каждую клетку 50 нанограммами глюкозы, что дает 5 триллионов АТФ. Если я использую эти числа плюс числа для других метаболических процессов, я получаю приблизительное количество АТФ, необходимое на клетку до митоза. Если я это узнаю, то пойму, нужно ли мне кормить клетки глюкозой или достаточно 50 нанограммов.

Так сколько же АТФ необходимо для репликации, транскрипции и трансляции ДНК? Я хочу, чтобы это было в пересчете на нуклеотид и на аминокислоту, чтобы я мог умножить это на общее количество ДНК, количество ДНК в любом данном гене и количество аминокислот в любом данном белке.

Это трудно ответить. Вы хотите включить АТФ, необходимую для синтеза азотистых оснований, нуклеозидтрифосфатов, аминокислот, заряженных тРНК и т. д.?
Я дал приблизительный ответ, а вы можете углубиться в детали (например, учет NAD). Вы не проводили никаких исследований по этому вопросу, и я склонен закрыть вопрос.
Предоставленной вами информации недостаточно, чтобы выяснить энергетические потребности клетки перед митозом. Вам необходимо измерить как минимум поглощение глюкозы, выделение лактата и потребление кислорода, а также построить кривые роста. Каждая клеточная линия отличается, поэтому вам нужны данные о ваших клетках. См. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14697210 и ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/5817088 . Но вам не нужно знать это только для того, чтобы культивировать клетки --- пока они растут и выглядят здоровыми, а pH среды не слишком низкий, в них достаточно глюкозы.
Культуральные среды для клеток млекопитающих обычно содержат от 1 до 4 г/л. Например, когда 10 ^ 6 клеток посеяно на 10-сантиметровую чашку, вы можете вырастить их примерно до 10 ^ 7 в течение нескольких дней, используя 10 мл культуральной среды. Для некоторых клеток вам, возможно, придется заменить среду на свежую один раз, прежде чем они достигнут 10 ^ 7 клеток. Вы можете узнать, сколько клеток нуждается в глюкозе практически. Когда у вас есть пируват в среде, он проходит цикл ТСА, так что глюкоза является не только источником АТФ.
Кроме того, АТФ необходима для модификации сахаров белков, фосфорилирования белков и, вероятно, синтеза аминокислот и липидов, а также для механического движения клеток, транспорта везикул, сегрегации хромосом и... чего еще...
Я сам провел исследование, пытаясь выяснить, сколько АТФ необходимо для репликации, транскрипции и трансляции ДНК, и выяснил, что АТФ участвует во всех этих процессах.
Что ж, я выращиваю тотипотентные стволовые клетки, которые я планирую дифференцировать во все виды клеток, а затем строить органы клетка за клеткой размером с новорожденного. Я предполагаю, что тотипотентные стволовые клетки потребляют среднее количество энергии всех клеток человека, включая трофобласты и эмбриональные стволовые клетки.

Ответы (1)

Для репликации ДНК и транскрипции вам нужны NTP. В двухцепочечной ДНК содержание пуринов будет таким же, как содержание пиримидинов. Я считаю, что все нуклеотиды синтезируются de novo , что потребует больше АТФ, чем получение нуклеотидов по пути спасения.

                   введите описание изображения здесь

Рис. 1: Синтез пиримидина. Взято из Википедии.

    введите описание изображения здесь

Рис. 2: Синтез пуринов. Взято из Википедии.

Синтез CTP требует одного дополнительного АТФ:

UTP + глутамин + АТФ + H 2 O → CTP + ADP + P i

Для синтеза UTP требуется 2 (этап 1; рис. 1) + 1 (этап 5; рис. 1: для образования PRPP требуется 1 АТФ) +
2 (UMP → UTP) = 5 АТФ.

CTP требует 6 АТФ

Для ГТФ требуется 8 АТФ (рис. 2) (для синтеза АТФ также потребуется 8 АТФ, но для простоты предположим, что АТФ уже присутствует).

Преобразование dNTP из NTP требует тиоредоксина, который, в свою очередь, требует NADP, но давайте забудем об этом.

Предполагая, что содержание GC составляет 50%, для одной пары оснований ДНК потребуется в среднем 10 АТФ (предположим, что участок длиной 4 нуклеотида — ACTG потребует 1+6+5+8 АТФ, т. е. 5 АТФ на нуклеотид; 10 АТФ на п.н.).

Для РНК потребление АТФ будет составлять 5 АТФ на нт.

Для синтеза белка на каждый кодон для фактора элонгации требуется одна молекула ГТФ, а для аминоацил-тРНК-синтетазы требуется 1 молекула АТФ. Таким образом, чистое потребление на аминокислоту составит 9 АТФ.

Я игнорирую реакцию инициации, которая также требует АТФ для фосфорилирования фактора инициации. Также я предполагаю, что аминокислоты поступают с пищей, а не синтезируются организмом.

АТФ, необходимый для клеточных процессов [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v