A sejtek mérete

A természettudományok tanulása közben természetesnek vesszük, hogy sok mindent a nagyon-nagyon, elképzelhetetlenül kis dolgok kategóriájába sorolunk. Amikor valaki azt mondja, hogy atomi vagy molekuláris méret, vagy fehérje- vagy sejtméret, akkor gyakran egy csoportba soroljuk őket, és azt mondjuk, hogy ez mind nagyon-nagyon kicsi. Ebben a videóban viszont azt szeretném elmagyarázni, hogy annak ellenére, hogy az említett dolgok mind nagyon kicsik, valójában a méretükben hatalmas eltérések vannak. Ezek után remélhetőleg meg fogod érteni, hogy mennyire összetett lehet például egy sejt. Hogy hogyan férhet el benne ez az egész mechanizmus. Hogyan lehet ténylegesen élő egy organizmus, vagy annak egy része. Szóval ebben a léptékben itt az én egyszerű kis ábrám, a kis rajzom a vízmolekuláról. Ez a lila az oxigénatom, amelyhez itt két hidrogénatom kötődik. És ennek a mérete körülbelül 0,275 nanométer. Emlékezzünk vissza, hogy a nanométer a méter egy milliárdod része. Csak hogy jobban értsük, leírom ide. Szóval a nanométer a méter egy milliárdod része. Egy milliárdod méter. Ez egy nanométer. És ha el akarnád képzelni: ez a milliméter egy milliomod része. Hadd írjam le ezt is. Ez a milliméter egy milliomod része. Egy milliomod milliméter. Azért szeretem ezt használni, mert a milliméter a legkisebb egység, amit még el tudok képzelni. De a milliomod részét már egyáltalán nem vagyok képes elképzelni. Szóval ez lenne a vízmolekula átmérője vagy szélessége. De most nézzük meg az eggyel nagyobb léptéket. Sokat beszéltünk már a fehérjékről. Ez itt a hemoglobin barátunk. Ez jól szemlélteti a léptéket. A hemoglobin szélessége körülbelül 5 nanométer. Más szóval a méter öt milliárdod része. Ez nagyon kicsinek tűnhet, így részben helyes, ha nagyon-nagyon kicsi dologként tároljuk el a fejünkben, de azért ne felejtsük el, hogy ez még mindig jóval nagyobb, mint egy vízmolekula. Ha a vízmolekulát ebben a méretarányban nézzük – ezt már le is rajzoltam előre –, ez a kis valami lenne a vízmolekula, ezzel próbáltam méretarányosan lerajzolni. Tehát ha például a vízmolekulát összehasonlítod egy fehérjével, már akkor is óriási nagyot ugrasz méretben és összetettségben. Már sokat beszéltünk a fehérjék felépítéséről, és arról, hogy hogyan tudnak érdekes formákat felvenni, hogyan képesek meglepően összetett dolgokra egy biológiai rendszeren belül. Most viszont menjünk egy léptékkel feljebb. Egy szinttel feljebb már a vírusokhoz jutunk. Amit itt igyekeztem lerajzolni, az egy jól ismert vírus, a HIV. Ez a nagyobb vírusok közé tartozik, az átmérője körülbelül 120 nanométer. Ha a hemoglobint, a hemoglobin fehérjét a vírus méretéhez viszonyítva akarnánk lerajzolni, akkor ez itt lenne a hemoglobin fehérje. És ilyen méretarány mellett nem is látnánk a vízmolekulát. De ez még mindig nagyon kicsinek számít. 120 milliárdod része a méternek. Tehát ez még mindig elképzelhetetlenül kicsi. De most menjünk még egy szinttel feljebb. Ezen az ijesztő képen egy T-sejt látható. Ez egy T-sejt képe. Itt van az egész sejt. Ez egy T-sejt. Ezen az ijesztő képen a kék színű a T-sejt. A sárga pedig a HIV vírus, amely épp jól kihasználja a T-sejtet. Ez azért annyira ijesztő, mert a sejt belső rendszerét használja fel, hogy reprodukálja önmagát. Ám egyből feltűnhet ezen a képen, hogy a HIV vírus milyen kicsi a T-sejthez képest. Az itt látható kicsi sárga dolgok mind HIV vírusok, amelyek jóval nagyobbak, mint az eddig látott hemoglobin fehérje. Viszont ebben a méretarányban a hemoglobint nem is láthatod, legfeljebb talán egy pixelnyi lehetne. A T-sejtekhez hasonló nagyságrendbe tartoznak a vörösvértestek. Itt látható egy méretarányos összehasonlítása a két sejtnek, egy elektronmikroszkóppal készített felvételen. Itt egy vörösvértestet láthatsz, itt pedig egy T-sejtet. Ezek körülbelül hasonló méretűek, vagy legalábbis nagyságrendileg hasonló méretűek. Egy vörösvértest körülbelül 6-8 mikrométer széles, azaz 6-8 milliomod része a méternek. Tehát ha a 7-et vennénk átlagnak, akkor 7 milliomod méter lenne. Itt a milliméter milliomod részéről beszéltünk, itt pedig a méter 7 milliomodnyi részéről beszélünk. És csak hogy jobban értsük a méretkülönbségeket, összehasonlítottuk a HIV vírust ezzel a sejttel, és itt láthatjuk, amint a vírus kiemelkedik a sejtből, de minden egyes vörösvértest körülbelül 280 millió hemoglobinmolekulát tartalmaz! Szóval ez vörösvértestenként 280 millió hemoglobint jelent. 280 millió darab hemoglobin mindegyikben. Így remélhetőleg már kezdesz belelátni abba, hogy habár elképzelhetetlenül kicsi dolgokként soroljuk be a sejteket, még így is sokkal nagyobbak, óriásiak, például a fehérjékhez képest. És ez még inkább így van, ha molekuláris vagy atomi szintű méretekre gondolsz. Ezért annyira érdekesek a sejtek. Valójában rendkívül összetettek. De csak hogy átérezzük, hogy milyen kicsik maguk a sejtek is – noha most épp a vörösvértestek és a T-sejtek saját világáról és bonyolultságáról beszéltünk –, ha most iderajzolnám egy emberi hajszál szélességét a vörösvértest méretéhez viszonyítva, akkor elfoglalná a videó teljes képernyőjét. Tehát ha rajzolnék egy emberi hajszálat, akkor körülbelül innentől idáig tartana. Bár igazából különböző szélességű hajszálak léteznek, de az emberi haj szélessége körülbelül ekkora, ha ennek a képnek a méretarányát vesszük alapul. Viszont ha ennek a méretarányát néznénk, akkor jóval nagyobb lenne. És hogy lásd, körülbelül mekkora az emberi hajszál szélessége, javaslom, hogy tépj ki egy hajszálat, nézd meg, rakd rá egy papírra. Nehéz érzékelni a szélességét, de ezzel azt akarom mondani, hogy a szélessége a vörösvértesthez képest akkora lenne, mint a képernyő teljes szélessége. Ahogy már mondtuk, a vörösvértestek is és a T-sejtek is külön-külön világot alkotnak, ha a vírusok, vagy még inkább ha a molekulák méretarányához viszonyítjuk őket.