He renunciado a una discusión bastante infructuosa sobre si es posible responder a esta pregunta y decidí resolverla yo mismo. Aquí vamos.
Algunas de las células más pequeñas son micoplasma, con un diámetro tan pequeño como 0.1 µm y, por lo tanto, un volumen de 5 x 10−22 m³ (en su totalidad, para una primera aproximación, supondré que todas las células son esféricas). Las bacterias son típicamente de 0.5-5 µm de longitud, por lo tanto, 5 x 10−19 m³ 5 x 10−16 m³. Puede encontrar un rango de tamaños de células humanas en http://book.bionumbers.org/how-b… y desde aquí el rango de volúmenes de células humanas es de 3 x 10−17 m³ a 4 x 10−12 m³. Las células son principalmente agua y tienen una densidad relativa de 1. Un m³ de volumen celular contendría 1000 kg de agua. 1 kg de agua contiene 55 moles = 3.3 x 1025 moléculas de agua. Por lo tanto, un m³ de agua contiene 3,3 x 1028 moléculas de agua. Entonces, si las células anteriores estuvieran completamente compuestas de agua, eso nos daría micoplasma 1.7 x 103 moléculas, bacterias 1.7 x 106 a 1.7 x 109 moléculas, células humanas 1 x 109 a 1.3 x 1014 moléculas (la estadística a menudo citada de que hay 100 billones o 1 × 1014 átomos en una célula humana simplemente encaja en este rango: 3 átomos por molécula).
Las moléculas en una célula no son todas agua. Entre las moléculas más grandes en una célula se encuentran las 92 moléculas de ADN nuclear. El ADN nuclear de la célula humana aparentemente pesa 60 picogramos, 6 x 10−14 kg, lo que equivale a 6 x 10−17 m³ en una densidad relativa de 1. En el extremo inferior del rango de tamaño de la célula humana anterior, esto no deja mucho espacio para cualquier otra cosa, pero el extremo inferior del número de rango es en realidad el tamaño de una célula de esperma, que es un caso especial, por ejemplo, solo tiene la mitad de la cantidad habitual de ADN. Tomando una célula humana en la mitad del rango de tamaño, una célula capilar, digamos, a 4 x 10−15 m³, el ADN representa una pequeña fracción del volumen y, por lo tanto, no tiene un gran efecto en este cálculo del número de moléculas . Además del ADN, las moléculas más grandes en una célula son proteínas. Una de las secuencias de proteínas humanas más grandes es la de la distrofina, que tiene un peso molecular de c. 430,000, 24,000 veces la del agua. Por lo tanto, se puede encontrar un límite inferior aproximado para el número de moléculas en las células ciliadas dividiendo la respuesta de la molécula de agua por 24,000, por lo tanto, 5.5 millones. Entonces, el número de moléculas en una célula humana típica está en algún lugar entre 5 millones y 2 billones, probablemente más cerca del extremo superior de este rango ya que las células humanas son aproximadamente la mitad del agua (el 85% del cuerpo humano es agua, el 60% de esto es dentro de las celdas).
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