Интеллект эволюции?

[Сергей]

Проблема в очередной раз упирается в то, что мы по разному понимаем "кодирование". Для Вас образование того же атома водорода, это тоже "кодирование". Я говорю, хорошо, предположим что это так, но как тогда измерить количество информации в этом "коде"?

Если принять определения:

Информация есть запомненный выбор одного варианта из нескольких возможных и равноправных.

или

информация есть сохраняемая во времени в изменяющихся условиях структура элементов.

то образование атома водорода можно назвать информационным процессом. Только вот для наших, человеческих, временных рамок, при этом процессе успевает произойти  полный перебор всех возможных состояний электрона. Поэтому для нас все атомы водорода одинаковы и равноценны между собой. Никакой свободы для бедного атома.

Так же и с мелкими молекулами. А вот с крупными уже не так:

одна и таже молекула РНК может иметь несколько устойчивых состояний, понимая под этим то, что среднее время жизни такого состояния сравнимо или превышает время или жизни клетки, или времени которое требуются для выполнения этой РНК своей функции в клетке. Посчитав число таких состояний уже можно оценить и их битовость.

[Сергей]

Но кодирование происходит не только по триплетному белковому коду, но и на многих других уровнях.
На каких конкретно? Что конкретно кодируется? Откуда берётся эта дополнительная информация, если не из триплетного кода?

Поясню на модельном утрированном примере. Сначала о чём речь:

'' Сплайсинг:

Характерной особенностью эукариотических клеток является то, что первичный продукт транскрипции их структуных генов (пре-мРНК) подвергается ряду последуюших модификаций для получения функциональной матричной РНК . Из этих модификаций наиболее сложной и интересной является точное вырезание различных по длине внутренних участков ( интронов ) и сшивание оставшихся, несущих смысловую нагрузку для кодируемого белка - экзонов . Совокупность реакций, происходяших при этом называется сплайсингом . Этот процесс был обнаружен 1977 г.и получил название сплайсинга (от англ. splice - соединять концами). Удаление последовательностей интронов с помощью сплайсинга происходит в ядрах эукариот сразу после завершения синтеза пре- РНК. В сплайсинге участвуют рибонуклеопротеиновые (РНП)-частицы - малые ядерные РНП (мяРНП) , в состав которых входят мяРНК U1-U6 и многочисленные белки. РНП-частицы на стыках интронов и экзонов образуют функциональный комплекс, получивший название сплайсомы . Интроны предшественников тРНК у эукариот удаляются с участием более простого набора ферментов, а для вырезания некоторых интронов не требуется никаких дополнительных компонентов, кроме самих предшественников РНК. Последний процесс получил название аутосплайсинга (self-splicing) .  ''

http://obi.img.ras.ru/humbio/Splicing/000101a0.htm

Допустим у нас имеется мРНК, содержащая 15 интронов, осуществляющих аутосплайсинг.  Интроны способны не просто вырезаться, но и вырезаться таким образом, что вырезается голова одного интрона, а хвост другого. То есть происходит перекомбинирование кодирующей цепи и таким образом получаются разные белки. Тысячи разных белков. Какой именно белок получится определяет вторичная структура РНК - как в данный момент она свёрнута. А сворачивание это определяется внешними факторами, например рН, йонной силой, присутствием различных катионов (для простоты белки  не рассматриваем). Поскольку в разных клетках организма условия эти разные, то и белки в разных клетках получаются разные. Информация о том, как РНК должна сворачиваться может содержаться в некодирующих белок интронных последовательностях и подбираться эволюционным перебором.  Следовательно один ген белка будет содержать информацию о тысячах разных  белков. Бактерии для этого пришлось бы иметь тысячи генов, да ещё сеть регулирующих эти гены белков-регуляторов.

[Комбинатор]

одна и таже молекула РНК может иметь несколько устойчивых состояний, понимая под этим то, что среднее время жизни такого состояния сравнимо или превышает время или жизни клетки, или времени которое требуются для выполнения этой РНК своей функции в клетке. Посчитав число таких состояний уже можно оценить и их битовость.

Вот это, на самом деле, ключевой вопрос. Если то, в какое устойчивое состояние сворачивается РНК зависит от неё самой, причём, это кодируется каким-то иным образом, кроме триплетного кода, то я с Вами на 100% соглашусь! Соответственно, если у Вас есть ссылки по этому поводу, то очень интересно было бы почитать соотв. материал на эту тему!

[Комбинатор]

Допустим у нас имеется белок, содержащий 15 интронов, осуществляющих аутосплайсинг.

Тут, видимо, описка, следует читать не "белок", а РНК?

Интроны способны не просто вырезаться, но и вырезаться таким образом, что вырезается голова одного интрона, а хвост другого. То есть происходит перекомбинирование кодирующей цепи и таким образом получаются разные белки. Тысячи разных белков. Какой именно белок получится определяет вторичная структура РНК - как в данный момент она свёрнута. А сворачивание это определяется внешними факторами, например рН, йонной силой, присутствием различных катионов (для простоты белки  не рассматриваем).

ОК. Но это ведь внешние фаторы, на которые сама РНК влиять не может, так? То  есть, это доп. информация, содержащаяся во внешней среде (химический состав клетки и т.д.), а не в самой РНК.

Поскольку в разных клетках организма условия эти условия разные, то и белки в разных клетках получаются разные. Информация о том, как РНК должна сворачиваться может содержаться в некодирующих белок интронных последовательностях и подбираться эволюционным перебором.  Следовательно один ген белка будет содержать инфорацию о тысячахразных  белков. Бактерии для этого пришлось бы иметь тысячи генов, да ещё сеть регулирующих эти гены белков-регуляторов.

А вот это уже очень интересно! Я и не знал, что вторичная структура РНК может быть записана в интронах! А Вы можете дать какие-нибудь ссылки на эту тему, жутко, просто интригующе интересно!

Тем не менее, надо отметить, что эта информация (вторичная структура РНК), выходит, записана в ней самой, причём, тем самым триплетным кодом, то есть, вроде бы получается, что я всё равно прав?

В общем, я так понимаю ситуацию - поправьте меня пожалуйста, если я не прав. Итак, имеем что-то вроде "сырой" мРНК. Что бы она созрела, над ней, сразу же после снятия слепка с ДНК начинают активно работать РНП, белки и т.д., дводя её "до кондиции" путём вырезания интронов. При этом, из одной и той же "сырой" РНК может получиться много вариантов зрелой РНК. Какой именно вариант получится зависит от внешней среды (состав РНП, белков и т.п.).
Некоторые про-РНК могут вырезать свои интронные последовательности у себя самостоятельно, при этом, то, в какую зрелую РНК превратится про-РНК зависит от того, что записано а интронах. Но ведь если интрон поменялся хотя бы на одну нуклкотидную пару, это это будет означать, что слепок снимался уже с  другой ДНК, и, следовательно, эта информация нами уже учтена при оценке информационной вместимости ДНК!

Пожалуйста, поправьте меня, если я что-то понял неправильно.

[Сергей]

Я и не знал, что вторичная структура РНК может быть записана в интронах! А Вы можете да ть какие-нибудь ссылки на эту тему, жутко, просто интригующе интересно!
Тем не менее, надо отметить, что эта информация (вторичная структура РНК), выходит, записана в ней самой, причём, тем самым триплетным кодом, то есть, вроде бы получается, что я всё равно прав?

Нет, не прав. Читать тут, собственно и не о чем, всё элементарно просто: допустим внутри интрона содержится случайным образом туда попавшая последователльность, которая ничего не кодирует и не может образовывать шпильку. В результате случайных мутаций получается последовательность, способная образовывать шпильку, что приводит к изменению вторичной структуры РНК. Причём тут триплетный код?!


 

Но ведь если интрон поменялся хотя бы на одну нуклеотидную пару, это это будет означать, что слепок снимался уже с  другой ДНК, и, следовательно, эта информация нами уже учтена при оценке информационной вместимости ДНК!

Ну вот опять 25. Поскольку вы не оговариваете, какими кодировщиками происходит считывание ДАННЫХ с ДНК, то получается, что ''информационной вместимости ДНК'' любого генома  хватит для описания всех свойств и всех атомов нашей Вселенной с момента возникновения и до полного коллапса, да ещё плюс описания бесконечного числа других возможных Вселенных.

Дайте чёткое определение, для какого кодировщика идёт оценка ''информационной вместимости ДНК''.

[Комбинатор]

Нет, не прав. Читать тут, собственно и не о чем, всё элементарно просто: допустим внутри интрона содержится случайным образом туда попавшая последователльность, которая ничего не кодирует и не может образовывать шпильку. В результате случайных мутаций получается последовательность, способная образовывать шпильку, что приводит к изменению вторичной структуры РНК. Причём тут триплетный код?!

При том, что при указанной Вами мутации внутри интрона меняется последовательность аминокислотных оснований. Информация, которые была неценной (в терминологии  Чернавского) становится ценной, только и всего. Но на мою оценку сверху информационной ёмкости ДНК это никак не влияет, ибо она учитывает все возможные перестановки аминокислотных оснований, в том числе, и в интронах.

Ну вот опять 25. Поскольку вы не оговариваете, какими кодировщиками происходит считывание ДАННЫХ с ДНК, то получается, что ''информационной вместимости ДНК'' любого генома  хватит для описания всех свойств и всех атомов нашей Вселенной с момента возникновения и до полного коллапса, да ещё плюс описания бесконечного числа других возможных Вселенных.

Да нет же! Сергей, как Вы пришли к такому странному выводу?

Дайте чёткое определение, для какого кодировщика идёт оценка ''информационной вместимости ДНК''.

Для мРНК.

[Сергей]

на мою оценку сверху информационной ёмкости ДНК это никак не влияет, ибо она учитывает все возможные перестановки аминокислотных оснований, в том числе, и в интронах.

Не амнонокислотных, конечно, а просто оснований ДНК, но не важно.

Начинать всё сначала по третьему  кругу у меня уже сил нет.

Может Viktor  вклинится, или кто ещё, кто понимает разницу между понятиями ''информация'' и ''кол-во информации''?

[Комбинатор]

на мою оценку сверху информационной ёмкости ДНК это никак не влияет, ибо она учитывает все возможные перестановки аминокислотных оснований, в том числе, и в интронах.

Не амнонокислотных, конечно, а просто оснований ДНК, но не важно.

Да, здесть просто описАлся, пардон, к концу дня немного устал.

Начинать всё сначала по третьему  кругу у меня уже сил нет.

Может Viktor  вклинится, или кто ещё, кто понимает разницу между понятиями ''информация'' и ''кол-во информации''?

Разницы нет никакой. Можно сказать, что в сообщении содержится 8 бит информации, а можно, что количество информации в сообщении равно 8 битам.
В любом случае, наверное, действительно пора прекращать обсуждение этой темы, которая, я думаю, нам  обоим надоела. Если у кого-то есть другие,  чем у меня, оценки верхнего предела количества информации, содержащейся в ДНК, было бы интересно их обсудить. Но пока никакого альтернативного подхода, на сколько я понимаю, не предложено, так что и обсуждать, вроде-бы, по существу, нечего...

[Сергей]

И тишина.

Эх, скорее бы Артем, который с А-сайта, переболел оранжевой лихорадкой и, заодно, избавился бы от вируса бутербродной красноикорности - он бы давно тут всю эту самую информацию по полочкам разложил...

Занятно: сейчас решил понастальгировать, полез в старые архивы и наткнулся на свой текст 7-летней давности (кстати там же мой довольно точный прогноз развития рунета):

http://travel.kotomsk.ru/gro/nh/identif1.html

О скорости развития

Развитие не может быть линейным.
Что такое развитие, как не накопление новой информации?
А объем информации определяется ёмкостью её носителя.
Если рассмотреть генетическую информацию:
Сначала на Земле долгое время существовали безъядерные организмы, содержащие одну хромосому - молекулу ДНК длиной несколько миллионов пар оснований. Содержащейся в ней информации достаточно для построения и функционирования небольшой единичной клетки.
Резкое ускорение развития началось, когда появились клетки, содержащие ядро с несколькими молекулами ДНК (хромосомами). Содержащейся в них информации хватает для построения разных типов клеток и их взаиморасположения в многоклеточном организме.
Следующий уровень - накопление знаний мозгом животных. Хотя мозг высших млекопитающих содержит миллиарды нервных клеток и может приобретать, хранить и использовать большой объем информации, со смертью индивида вся эта информация терялась. Скачок наступает с появлением общественных сообществ, способных сохранять опыт прошлых поколений. (''Разумным можно назвать животное, которое знает о своём прадедушке, хотя никогда его не  видело''). Появление языка.
Потом появление писменности, книгопечатание, сейчас - электронные  средства. Накопление информации на каждом уровне более-менее линейно,  при появлении нового носителя происходит излом кривой, но при этом  сохраняется рост и нижних уровней, поэтому при экстраполяции получается  парабола.

Тем научный подход к какой-либо проблеме и отличается от религиозного (а  я, вслед за gormom, отношу НХ к религии), что это попытка понять, ''как есть'',  а не ''как хочется''. Естественно, парабола получается, если смотреть в  мелком масштабе.
В любой информационной системе, будь то живая клетка или общество,  должны действовать общие законы развития. И всё это системы с обратной  связью, в которых неизбежны колебательные процессы (непонимание этого, и  попытка ввести линейное (плановое) развитие, как раз и привело к краху  социализма, между прочим). Особенно большие провалы должны наблюдаться  как раз при переходе системы на следующий, более высокий уровень. При  появлении многоклеточных животных число одноклеточных неизбежно резко  уменьшилось (скушали-с). Изобретение письменности, и, особенно,  книгопечатания, неизбежно привело к уменьшению числа языков и диалектов.
А глобализация культуры - к потере национальных культур.
Этим, может быть, и объясняются кажущиеся провалы в истории.

[Комбинатор]

И тишина.

Эх, скорее бы Артем, который с А-сайта, переболел оранжевой лихорадкой и, заодно, избавился бы от вируса бутербродной красноикорности - он бы давно тут всю эту самую информацию по полочкам разложил...

Занятно: сейчас решил понастальгировать, полез в старые архивы и наткнулся на свой текст 7-летней давности (кстати там же мой довольно точный прогноз развития рунета):

http://travel.kotomsk.ru/gro/nh/identif1.html

Спасибо, почитал, очень любопытно!
Идеи действительно носятся в воздухе!
Вот, кстати, ещё одна статья на близкую тему, написанная, если я не ошибаюсь, в 2000-м году:
http://www.aicommunity.org/reports/sukharev/need_or_not/NeedOrNot.php

[sss]

При  появлении многоклеточных животных число одноклеточных неизбежно резко  уменьшилось (скушали-с).

Как это скушали?!! А чем я (микробиолог) буду заниматься? Вы это прекратите... Здесь Вам не тут, понимаете ли!  
Уф... Сходил в бокс, посмотрел - никто не скушал, плодятся и размножаются в чашках Петри. Так что не надо тут всяких инсинуаций - микробы были, есть и будут есть!      
Комбинатору - как и ожидалось, модель работает, "нужные" гены постепенно сбегаются в один оперон с общим геном-регулятором, в результате чего скорость эволюционной адаптации повышается. Потом скину графики. На счет обещанных комментариев к той статье (роль вирусов в эволюции) - ждите ответа, ждите ответа, ждите ответа ... (Жара-с, работа-с, студенты-с...). И вообще, может, Сергей прокомментирует - он все-таки молекулярщик-вирусолог, а я - нет.

[Сергей]

При  появлении многоклеточных животных число одноклеточных неизбежно резко  уменьшилось (скушали-с).

Как это скушали?!! А чем я (микробиолог) буду заниматься?

Надо было сказать ''число видов'', а не просто число.  Скушали-то тех, которых уж нет, а те, которые  есть, занимаются в основном тем, что кушают нас...

[sss]

Скушали-то тех, которых уж нет, а те, которые  есть, занимаются в основном тем, что кушают нас...

Интересно, что все патогены ударными темпами превращаются в комменсалов, а потом - в симбионтов (использую "классическую" терминологию). Вплоть до совсем недавних данных коллег из красноярского центр.СПИДА. Впрочем, переход от "- +" (одному хорошо - другому плохо) к "+ +" (обоим хорошо) прослеживается даже на самых примитивных мат.моделях, аж противно!

[Комбинатор]

Комбинатору - как и ожидалось, модель работает, "нужные" гены постепенно сбегаются в один оперон с общим геном-регулятором, в результате чего скорость эволюционной адаптации повышается. Потом скину графики. На счет обещанных комментариев к той статье (роль вирусов в эволюции) - ждите ответа, ждите ответа, ждите ответа ... (Жара-с, работа-с, студенты-с...). И вообще, может, Сергей прокомментирует - он все-таки молекулярщик-вирусолог, а я - нет.

Когда модель работает, это всегда праздник!
Кстати, она работает в более простом варианте, или в том, который я предложил в последнем письме (когда выгоднее питаться не каждый день, а через день)?
По поводу статьи - ОК, выложу свои вопросы так же и на этом форуме, и буду ждать комментариев Сергея.

[Сергей]

По поводу статьи - ОК, выложу свои вопросы так же и на этом форуме, и буду ждать комментариев Сергея.

А что за статья? - что-то не нашёл, где ссылка.

Только я не  молекулярщик-вирусолог, а молекулярный биолог - то есть человек, который химию уже забыл, а биологию никогда и не знал...

Кстати, насчёт модели - вы бы кратко человеческим, а не машинным языком,  изложили исходные посылки, и что из этого получилось.