Mardi 20 janvier 2 20 /01 /Jan 18:50
Via Tom Roud, je découvre Bionumbers (B10NUMB3R5 en leetspeak), un nouveau site formidable qui consiste en une base de données des nombres et des ordres de grandeur en Biologie! Une petite vidéo de démonstration:



C'est tout simplement génial, je crois que je pourrais passer des heures dessus (ha tiens, c'est déjà fait). Preuve que ce site est aussi conçu pour satisfaire une certaine curiosité sans objet, la fonction "random bionumbers", qui vient de m'apprendre que le lait du cochon d'inde contenait 8,1% de protéines... Bien sûr, et c'est tout de même la première utilité, on y trouve aussi des données utiles. Je vous en livre quelques unes qui concernent les bactéries, plus ou moins célèbres:

Tout d'abord, Escherichia coli est l'organisme pour lequel on dispose du plus de données. Je pense qu'on peut remercier Jacques Monod.

Le corps humain contient 1014 bactéries, soit 10 fois plus que de cellules, ce qui ne saurait surprendre les bactérionautes assidus.

A chaque génération d'E. coli, une mutation survient quelque part dans le génome avec une probabilté de 2,5.10-3

Une population d'E. coli a une demi-vie d'environ une journée dans l'eau (non distillée). Au risque de me ridiculiser, j'avoue que je me suis déjà posé plusieurs fois cette question.

Dans une de ces bactéries à un instant donné, on trouve entre 500 000 et 3 000 000 de molécules d'ATP, 1380 ARN messagers et plus de 2 millions de protéines.

Avec les nombres fournis par Bionumbers, on peut aussi soulever quelques petits paradoxes qui amènent à se pencher sur la Biologie des organismes et en rappellent l'importance: E. coli réplique son ADN à une vitesse de 600 nucléotides par seconde et son génome en contient 4,6 millions. Vous pouvez donc en conclure que la réplication du chromosome prend plus de 127 minutes. Or, son temps de génération est de 17 minutes! Evidemment, il y a une astuce, et même deux: il y a plusieurs fourches de réplication qui avancent chacune à 600 nt/s; en moyenne, il ne faut donc "que" 53 minutes pour répliquer un chromosome, ce qui est encore trop. En réalité, chaque bactérie contient plusieurs copies de ce chromosome à des degrés divers de réplication. Autrement dit, la réplication de l'ADN anticipe la division cellulaire, et plusieurs réplications ont lieu à la fois dans une cellule.

Il faut 12 à 20 milliards de molécules d'ATP pour construire une cellule d'E. coli, un nombre qui paraît assez important, alors moi aussi j'ai sorti ma calculatrice: ça nous fait environ 2,5.10-14 moles d'ATP, une molécule énergétique dont l'hydrolyse libère 50 kJ/mol. Ainsi, pour fabriquer une bactérie il faut mobiliser 1,25.10-9 joules, une quantité d'énergie infime qui  pourrait aussi servir à élever la température  de 0,3 nanogramme d'eau de 1°C. Mais c'est une quantité d'énergie énorme! Pour faciliter le calcul, disons qu'une bactérie renferme un volume de 3 µm3 (un pavé de 3x1x1 µm). Si on assimile son contenu à de l'eau, une bactérie contient 3 pg d'eau (3.10-12 g). La quantité d'énergie nécessaire à la fabrication d'une nouvelle cellule correspond à une augmentation de la température de la bactérie de 100 degrés! Si on prend le volume donné par Bionumbers (1µm3), on obtient même 300 degrés... Bon, bien sûr ça n'arrive jamais, parce que la bactérie n'a pas assez d'ATP à la fois (voir plus haut) et qu'elle est rarement calorifugée (avec son petit volume, elle est même toujours en équililre thermique avec son environnement), parce qu'elle serait morte bien avant, et parce que tout de même, elle préfère largement fabriquer des petites bactéries à la place.
 
Voilà, encore une intéressante initiative en provenance d'Harvard, qui est décidément dans tous les bons coups. Il faut juste croiser les doigts pour leurs données soient correctes et/ou bien utilisées, je pressens qu'elles vont alimenter les modèles de tous les théoriciens du monde.


PS : Bon, je sais que Tom Roud avait parlé de Bionumbers avant moi, mais:
-certains ont encore le tort de ne pas lire son blog
-Bionumbers et les bactéries le valent bien
-ici c'est mon blog, je fais ce que je veux

PPS : rien à voir, et rien de scientifique, mais je voulais partager avec vous la phrase du jour. Il y a quelques minutes, je demandais à la petite stagiaire américaine du labo: "ça va?". Réponse : "oui!", puis un silence, et le cri du coeur, sur un ton qui évoquait Noël: "j'ai un nouveau président!"
Par Benjamin - Publié dans : Microbiologie
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