El átomo más grande mide 0.6 nm y el virus más pequeño mide 12 nm. Entonces, el virus tiene solo 20 átomos de ancho, ¿cómo es posible?

Este nuevo virus sintético está hecho de péptidos que son cadenas lineales de residuos de aminoácidos, al igual que las proteínas en nuestros cuerpos. (Las cadenas de menos de 50 residuos se denominan arbitrariamente péptidos en lugar de proteínas). La secuencia peptídica particular que se usa para hacer este virus es un péptido de 27 residuos que, de acuerdo con la estructura propuesta por los autores, se enrolla en hélices de 4 nm de longitud y diámetro 2 nm, con 3.5 residuos por vuelta de la hélice.

Estas dimensiones tienen sentido. La distancia entre átomos unidos covalentemente en un esqueleto peptídico es un poco más de 0.1 nm. En particular, los átomos unidos covalentemente pueden estar más cerca que la suma de sus radios de van der Waals (0.17 y 0.155 nm para los átomos de carbono y nitrógeno que forman el esqueleto del péptido). Dado que los tres átomos por residuo en la columna vertebral tienden a zigzaguear, la distancia entre los residuos adyacentes puede ser de poco más de 0.3 nm. Esto significa que el giro de 3.5 residuos de la bobina tiene una circunferencia de aproximadamente 1.1 nm y un radio de aproximadamente 0.35 nm. Esto deja mucho espacio en el exterior del esqueleto del péptido, aproximadamente 0,65 nm, para que las cadenas laterales llenen el diámetro de 2 nm de la hélice.

La altura de 4 nm significa que las cadenas principales en las vueltas adyacentes de la bobina se apilan a unos 0,15 nm de distancia. Esto no deja mucho espacio vertical para las cadenas laterales, pero el hecho de que cada giro tenga 3.5 residuos, en lugar de un número entero de residuos, significa que las cadenas laterales están escalonadas, como se muestra en su Fig. 1 (b) y la imagen en su resumen, por lo que las cadenas laterales que se apilan verticalmente están separadas 0.3 nm. Sería interesante saber con más detalle cómo se estructuran las cadenas laterales y los grupos carbonilo, pero la estructura informada parece plausible.

Los autores proponen que los péptidos en espiral formen un virus esférico mediante la disposición en un patrón de panal curvo. No afirman que los virus son monodispersos, pero un posible arreglo sería un icosaedro truncado; es decir, los péptidos formarían la costura de un balón de fútbol. Si las hélices peptídicas estuvieran separadas por 2 nm (una distancia igual a su diámetro), entonces el icosaedro truncado tendría un diámetro de 10 nm. Para que el virus tenga un diámetro de 13 nm (que los autores proponen, de acuerdo con sus mediciones de dispersión de rayos X de ángulo pequeño), los péptidos solo podrían formar cómodamente el icosaedro truncado con una separación de 2 nm a 2.5 nm a lo largo los péptidos de 4 nm de longitud. Si los péptidos se dispusieran radialmente, su borde interior solo estaría a 2.5 nm del centro del virus y los péptidos adyacentes solo estarían separados por 1 nm. Una posibilidad es que los péptidos mitiguen esta aglomeración torciendo, de modo que los extremos interiores se peguen a las caras de la estructura de panal. Otra posibilidad es que formen una estructura con menos péptidos, como un dodecaedro, pero luego los extremos exteriores de los péptidos estarían tan separados que no contribuirían a estabilizar la estructura del panal.

Sería interesante si los autores u otros pudieran hacer predicciones más precisas de la estructura del virus a través de mediciones adicionales o simulaciones de dinámica molecular.

Aférrate. Piensa en tu postulación: “el átomo más grande”

Bueno. ¿Cuál es el átomo más grande? Esa distinción se aplica al cesio (Ce), a 260–273,1 pm, o 0,260–0,273 nm. (No sé qué átomo es de 0.6 nm.) Entonces, incluso si el virus más pequeño es de 12 nm, eso deja una cadena atómica potencial de aproximadamente 45 átomos de cesio de longitud.

La siguiente pregunta que debe hacerse, entonces, es ¿qué tipo de virus está formado por átomos de cesio? Así es, no hay ninguno. Eso ni siquiera calificaría ser llamado molécula; es simplemente un elemento (“Un elemento es una sustancia cuyos átomos tienen todos el mismo número de protones: otra forma de decir esto es que todos los átomos de un elemento en particular tienen el mismo número atómico”). Al no ser químico o físico, no puedo verificar si tal sustancia puede existir o no, pero para los propósitos de esta discusión, si pudiera y lo hizo, así es como la describiríamos.

Bien, pasemos por la fijación del cesio, ya que eso no nos llevará a ninguna parte. ¿Qué tan grande es realmente el virus más pequeño? Según Wikipedia, “los virus de ARN más pequeños en términos de tamaño del genoma son pequeños retrovirus como el virus del sarcoma de Rous con genomas de 3.5 kilo pares de bases (kb) y diámetros de partículas de 80 nanómetros”.

Vaya … eso es algo grande para tu descripción, pero supongamos que podríamos reducir un virus a tu tamaño (12 nm), ¿de qué probablemente estaría hecho? “Los viriones más simples constan de dos componentes básicos: ácido nucleico (ARN o ADN monocatenario o bicatenario) y una cubierta proteica , la cápside , que funciona como una cubierta para proteger el genoma viral de las nucleasas y que durante la infección une al virión a receptores específicos expuestos en la futura célula huésped ”. El ADN y el ARN están hechos de adenina, citosina, guanina y timina o uracilo. De acuerdo … ¿de qué están hechos estos?

  1. Adenina (hidrógeno y nitrógeno). Masa: 135,13 g / mol
  2. Guanina (hidrógeno, nitrógeno y oxígeno). Masa: 151,13 g / mol
  3. Citosina (igual que la guanina). Masa: 111,1 g / mol
  4. Timina (igual que la guanina). Masa: 126,1 g / mol
  5. Uracilo (igual que la guanina). Masa: 112,1 g / mol

Cómo funciona esto en nanómetros es bastante difícil; No he encontrado ninguna fuente que hable sobre las longitudes de estas moléculas, que espero tienden a plegarse. Y este hábito peculiar probablemente creería en el tamaño real de cualquier virus, ya que no importa cuán corto sea su tamaño, si lo extiendes genéticamente, probablemente sea varias veces más grande que su estado normal.

No sé si algo de esto es particularmente útil, o incluso exhaustivamente correcto, pero sí creo que es suficiente para desafiar la premisa de su pregunta. Los átomos son mucho más pequeños que las moléculas, que son mucho más pequeños que los virus. No hay virus tan pequeño que no pueda tener “sentido” atómico.

El átomo más grande es probablemente algo en el bloque F o un metal pesado, o uno de los nuevos elementos sintéticos. Usarlo como medida no es exacto. En realidad, la mayoría de los átomos de un virus están en átomos de carbono de alta probabilidad. Los átomos de carbono tienen diámetros atómicos de aproximadamente 140 pm, que es 0.14 nano metros. esto le da un ancho de aproximadamente 86 átomos, por lo que debería ser mucho más sensible, ¿verdad?

En segundo lugar, no entiendo por qué crees que un virus de 20 átomos de ancho es imposible. Si bien uno de estos puede no existir, eso no significa que sea imposible. Cuando podemos hacer puertas de transistores del tamaño de 1 nm, ¿por qué crees que un virus pequeño es imposible?

Ya sabes…

Esto es un poco como decir que el pato de goma más grande del mundo tiene 33 metros de largo (¡compruébalo!) Y el rascacielos más estrecho tiene solo 16 metros de ancho … (eso sería un rey al oeste en Toronto) … así que los patos de goma son el doble de siempre y cuando los rascacielos!

Lo cual … obviamente no lo son.

Los valores atípicos como estos hacen cosas divertidas en el mundo de la ciencia …