DNA ในร่างกายมนุษย์ยาวเท่าไรเมื่อเทียบกับดาวพลูโต

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

ร่างกายคนหนึ่งสูงไม่กี่สิบเซนติเมตรถึงเกือบสองเมตร แต่ภายในเซลล์จำนวนมหาศาลกลับมีสาย DNA ที่ถ้าคลี่จนตึงจะยาวราว 2 เมตร ตัวเลขนี้นำไปสู่การเปรียบเทียบกับระยะทางระดับดาวพลูโต การคำนวณต้องแยกให้ชัดว่าใช้เซลล์กี่เซลล์ และเซลล์เหล่านั้นมี DNA อยู่จริงหรือไม่

ในเซลล์เล็ก ๆ มีเส้นยาวสองเมตร

หนังสือ Molecular Biology of the Cell ซึ่งเผยแพร่ผ่านฐานข้อมูล NCBI ระบุว่า เซลล์มนุษย์ทั่วไปมี DNA ยาวประมาณ 2 เมตรเมื่อคลี่ออก ข้อมูลพันธุกรรมทั้งหมดนี้ถูกพับ พันรอบโปรตีน และบรรจุอยู่ในนิวเคลียสที่มีขนาดเพียงระดับไมโครเมตร

DNA หนึ่งชุดมีคู่เบสประมาณ 3.2 พันล้านคู่ แต่ไม่ได้วางเป็นเส้นเดียวต่อเนื่องแบบเชือกยาว ๆ ภายในเซลล์ มันถูกแบ่งเป็นโครโมโซมหลายแท่ง แล้วจัดระเบียบซ้อนกันหลายชั้นเพื่อให้พอดีกับพื้นที่ขนาดจิ๋ว

งานวิจัยในวารสาร PNAS ปี 2023 ประเมินร่างกายชายอ้างอิงน้ำหนัก 70 กิโลกรัมว่ามีเซลล์ประมาณ 36 ล้านล้านเซลล์ ร่างกายหญิงอ้างอิงมีประมาณ 28 ล้านล้านเซลล์ และเด็กอายุ 10 ปีมีประมาณ 17 ล้านล้านเซลล์ ตัวเลขเหล่านี้รวมเซลล์หลายชนิดที่มีขนาดและปริมาณ DNA แตกต่างกัน

คูณแล้วได้ระยะทางระดับไหน

ตัวเลข 16,000 ล้านกิโลเมตรไม่ใช่ผลวัดจากการนำ DNA ของคนหนึ่งคนออกมาวางเรียงครบทุกเส้น แต่เป็นค่าประมาณจากการคูณความยาว DNA ต่อเซลล์เข้ากับจำนวนเซลล์ที่มี DNA ในระดับนิวเคลียส โดยต้องกำหนดก่อนว่าจะนับเซลล์ชนิดใด และใช้ร่างกายขนาดเท่าไรเป็นตัวแทน

NASA ระบุว่าดาวพลูโตอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ยประมาณ 5,900 ล้านกิโลเมตร ระยะจากโลกถึงดาวพลูโตเปลี่ยนไปตามตำแหน่งของโลกและดาวพลูโต จึงใช้ตัวเลขนี้เป็นค่าประมาณระดับเดียวกันได้ หากนำความยาว DNA 16,000 ล้านกิโลเมตรมาเทียบกับระยะดังกล่าว จะได้ประมาณ 2.7 เที่ยวทางเดียว หรือราว 2 เที่ยวไปกลับ โดยยังเหลือระยะอีกประมาณ 4,200 ล้านกิโลเมตร

ดังนั้น แก่นของเรื่องนี้ถูกต้องในเชิงการเปรียบเทียบทางคณิตศาสตร์ DNA ในร่างกายมนุษย์สามารถมีความยาวรวมระดับหมื่นล้านกิโลเมตร และค่าประมาณ 16,000 ล้านกิโลเมตรก็เพียงพอสำหรับการเดินทางจากโลกไปถึงดาวพลูโตแล้วกลับมา

คำว่า ขอบระบบสุริยะ ควรใช้เป็นภาพจำมากกว่าคำอธิบายทางดาราศาสตร์ ดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์แคระในแถบไคเปอร์ ยังมีวัตถุอีกจำนวนมากอยู่ไกลออกไป และขอบเขตของระบบสุริยะไม่ได้จบลงที่วงโคจรของดาวพลูโต

ทำไมตัวเลขจึงไม่ใช่ค่าตายตัว

การนำจำนวนเซลล์ทั้งหมดมาคูณด้วย 2 เมตรทันทีอาจทำให้ตัวเลขสูงเกินจริง เพราะเซลล์เม็ดเลือดแดงที่โตเต็มวัยไม่มีนิวเคลียสและไม่มี DNA ในนิวเคลียส ส่วนเกล็ดเลือดเป็นชิ้นส่วนของเซลล์ ไม่ใช่เซลล์สมบูรณ์ที่มีจีโนมแบบเดียวกับเซลล์เนื้อเยื่อ

เซลล์กล้ามเนื้อบางชนิดมีหลายนิวเคลียส เซลล์บางชนิดมีโครโมโซมเกินสองชุด และ DNA ในไมโทคอนเดรียก็ยังมีอยู่อีกส่วนหนึ่ง งาน PNAS ประเมินว่าประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ของเซลล์ที่มีนิวเคลียสเป็นเซลล์หลายชุดโครโมโซม แต่เซลล์กลุ่มนี้มีสัดส่วน DNA ของร่างกายสูงกว่าสัดส่วนจำนวนเซลล์

ตัวเลขที่ควรจำ

• เซลล์มนุษย์ทั่วไปมี DNA ยาวประมาณ 2 เมตรเมื่อคลี่ออก

• ร่างกายมนุษย์มีเซลล์รวมระดับหลายสิบล้านล้านเซลล์ แต่ทุกเซลล์ไม่ได้มี DNA ในนิวเคลียส

• ความยาวรวมระดับ 16,000 ล้านกิโลเมตรเป็นค่าประมาณ ไม่ใช่ค่ามาตรฐานเดียวสำหรับมนุษย์ทุกคน

• ถ้าใช้ค่าดังกล่าวเป็นสมมติฐาน DNA จะยาวพอไปถึงดาวพลูโตและเดินทางกลับโลกได้

สิ่งที่ทำให้ตัวเลขนี้เกิดขึ้นได้คือการบีบอัดข้อมูลทางชีวภาพอย่างเข้มข้น เส้น DNA ยาวหลายเมตรถูกจัดเก็บในนิวเคลียสขนาดเล็กกว่าความกว้างของเส้นผมหลายเท่า ร่างกายจึงเก็บคำสั่งสำหรับสร้างและดูแลสิ่งมีชีวิตไว้ในโครงสร้างที่เล็กจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า