Ikke én kode, men mange i livet.

Av David Coppedge, oversatt herfra

Bilde 1. Gammelt telegrafkontor

Biolog Jonathan Wells har listet opp seks koder som benyttes av celler: den genetiske koden, den epigenetiske koden, membrankoden, sukkerkoden, RNA -spleisekoden og den bioelektriske koden -lenke:
I en episode av ID Future, hør en ny utgave av vår serie"ID -undersøkelse" -lenke, der ID -forskere og lærde svarer på spørsmålene dine om intelligent design og evolusjon. Her forklarer Discovery Institute-biolog Jonathan Wells konseptet med koder i levende ting - det er fem foruten den genetiske koden (epigenetisk, RNA -spleisekoden, sukkerkoden, membrankodeb og bioelektrisk kode), som har biologisk informasjon og bestemmer cellulære aktiviteter, spesielt Embryoutvikling.

Dr. Wells forklarer hvordan disse kodene påvirker debatten om neo-darwinisme (et stort problem) og intelligent design (gir kraftig bekreftelse av designhypotesen). For mer om koder i biologi, les Dr. Wells artikkel, "Membranmønstre har ontogenetisk informasjon som er spesifisert uavhengig av DNA." -lenke. Vi gjengir abstraktet fra artikkelen her:

Membranmønstre har ontogenetisk informasjon som er spesifisert uavhengig av DNA; av Jonathan Wells
Embryoutvikling (Ontogeny) avhenger av utviklings-genregulatoriske nettverk (DGRN), men DGRN-er er avhengige av eksisterende romlige anisotropier som er definert av tidlige embryonale akser, og disse aksene er etablert lenge før embryoets DGRN-er er plassert. For eksempel er framover-bakover aksen i Drosophila og den dyre-vegetale aksen i Xenopus og echinodermer opprinnelig avledet fra arkitekturen til eggstokken, gjennom prosesser mediert av cytoskeletale og membran-mønstre i stedet for DGRN. Denne gjennomgangen fokuserer på plasmamembranmønstre, som tjener essensielle ontogenetiske funksjoner ved å gi mål og kilder for intracellulær signalering og transport, ved å regulere celle-celle-interaksjoner, og ved å generere endogene elektriske felt som gir tredimensjonale koordinatsystemer for embryoutvikling. Membranmønstre er ikke spesifisert av DNA -sekvenser.

På grunn av prosesser som RNA -spleising, RNA -redigering, proteinspleising, alternativ proteinfolding og glykosylering, spesifiserer ikke DNA -sekvenser de endelige funksjonelle formene for de fleste membrankomponenter. Ennå mindre spesifiserer DNA de romlige arrangementene til disse komponentene. Likevel har deres romlige ordninger viktig ontogenetisk informasjon. Det faktum at membranmønstre bærer ontogenetisk informasjon som ikke er spesifisert av DNA, utgjør et problem for enhver teori om evolusjon (som neo-darwinisme) som tilskriver opprinnelsen til evolusjonære nyheter til endringer i et genetisk program--på DNA-nivået sekvenser eller DGRN -er. Denne gjennomgangen avsluttes med å antyde at relasjonsbiologi og kategoriteori kan være en lovende ny tilnærming til å forstå hvordan den ontogenetiske informasjonen i membranmønstre kan spesifiseres og gjennomgå de orkestrerte endringene, som er nødvendige for embryoutvikling.

Bilde 2. Cellemembraner har komplekse oppgaver

---
Geoffrey North, derimot, som skriver for Current Biology, hevder at det bare er en kode, fordi alle de andre til slutt stammer fra DNA -lenke. Hvem har rett?
"Ettersom hver ivrig nye kandidat kommer, er den alltid kalt en annen ny genetisk kode - aldri en tredje eller fjerde genetisk kode…. Hvorfor er det sånn? I den moderne parlansen i internettalderen blir det fremsatt en slags publikumsoppfatning, en tommelen ned til påstanden, som, hvis virkelig meningsfull og nyttig, helt sikkert vil bli tatt opp i generell bruk, for å bli den andre genetiske koden . Jeg vil foreslå at vi gir den ene, universelle genetiske koden dens fortjente spesielle plass, ved ikke å nominere andre til å bli med på en liste."
Så er det å multiplisere koder et taksonomisk triks, et brudd på Occams barberhøvel? For at vi ikke skal bli beskyldt for å ha stått ved vår ID -kollega uansett, la oss se på annen informasjon om koder i levende organismer, og deretter resonnere om hva som gjør en kode til en kode.

Trafikkoder
En nyhet fra UT Southwestern -lenke, hevder at enda en kode er blitt oppdaget i cellen. Etter å ha beskrevet den vanlige genetiske koden, kommer artikkelen til poenget:
"Det forskere fant, var at ikke bare sekvensen til aminosyrene betyr noe, men det samme gjør hastigheten på prosessen, der aminosyrene settes sammen i et funksjonelt protein.
"Resultatene våre avdekket en ny 'kode' innen den genetiske koden. Vi føler at dette er ganske viktig, ettersom funnet avdekker en viktig reguleringsprosess som påvirker all biologi, sier Dr. Yi Liu, professor i fysiologi."
Denne oppdagelsen angår spørsmålet om synonyme og ikke-synonyme kodoner -lenke. Det er imidlertid mer knyttet til kravet. Forskerne sier at hastigheten på oversettelsen påvirker hvordan proteinet vil folde seg. Dette vil påvirke dens form, og til slutt dens funksjon. Så mens en punktmutasjon kan endre et nukleotid i et gen uten å endre aminosyren som kodonet produserer, kan det resulterende messenger -RNA oversettes med en annen hastighet. Følgelig kan proteinet foldes annerledes og ha en annen funksjon - eller forårsake sykdom.

Bilde 3. Synonyme kodener -for samme aminosyre, kan gi ulik folding

Hvis dette er en kode, rir den på den genetiske koden. Triplettsekvensen vil bestemme aminosyren som brukes, men en annen synonym sekvens vil påvirke proteinet som resulterer. Det kan tenkes at man kan si at alt dette er en genetisk kode og la det være med det. Men det er litt som Shakespeares bruk av et "skuespill i et skuespill" i Hamlet. Interiørspillet kan stå alene som underholdning, men det bidrar til det større spillet. Det større spillet kan imidlertid ha relatert plottet uten det. (Legg merke til at hvert skuespill inneholder separat og distinkt informasjon, selv om de begge snakkes på engelsk.) Det virker da rettferdig å beskrive spill-innenfor-spillet som et distinkt skuespill. Shakespeare brukte enheten for å oppnå et resultat som er mer dyptgripende enn begge spill alene kunne oppnå.
I tillegg til "kode" -analogien, bruker de en "motorvei" -analogi med langsomme og raske baner. Vi kan bruke den samme begrunnelsen her. Tenk på den genetiske koden som monorail med et tog med én maksimal hastighet. Du går på på et sted, og havner på et sted, på et bestemt tidspunkt. Tenk nå på en seksfelts motorvei på sin sted. Plutselig har du mange flere alternativer som alle fører til samme sluttpunkt, men i forskjellige hastigheter. Det er også et nytt sett med regler: "bare samkjøringer" eller "tregere trafikk styrer rett fram." All denne tilleggsinformasjonen skal kvalifisere som en egen "kode" fra "ett-felts koden."

Bilde 4. DNA kveilet rundt histoner

Histonkodeoppdatering
Universitetet i København fant en ny funksjon for histoner, proteiner som vikler DNA og kontrollerer tilgangen til gener (dette har likhet med Wells "epigenetiske kode"). De sammenligner oppdagelsen sin med å avsløre "uoppdagede hvite prikker på kartet." Høres ut som mer informasjon er blitt oppdaget; la oss se.
"De fire kjerne-histonene har såkalte haler, og blant annet signaliserer de skade til DNAet og tiltrekker dermed proteinene som hjelper til med å reparere skaden. Mellom histonets "garnkuler" finner vi det femte histonet, histon H1, men frem til nå er funksjonen ikke blitt grundig undersøkt.
Ved å bruke et såkalt massespektrometer, en teknikk utviklet i samarbeid med andre forskere ved Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, har Niels Mailand og teamet hans oppdaget at H1-histonet overraskende også hjelper til med å tilkalle reparasjonsproteiner."
Forskere ved University of Barcelona hevder i mellomtiden å "ryste opp det grunnleggende i epigenetikk" -lenke; litt hyperbolsk, kanskje - ved å vise at kromatinmerker ikke alltid har samme effekt på genuttrykk under utvikling. Fra modENCODE-data fant de ut at noen gener i ormer og bananfluer ble sterkt uttrykt under utvikling, uten kromatinmerker som den "aksepterte visningen" forventer burde ha vært der. Dette er et pågående arbeid som muligens antyder dypere reguleringer enn det som er forstått.

En pulskode?
Hos Caltech fant forskere et annet lag med regulering i genuttrykk. "Celler regulerer rytmisk genene sine," lyder overskriften -lenke. Forskerne merket noen transkripsjonsfaktorer med røde og grønne glødende markører og så dem bevege seg i kjernen. Det de fant var en annen kilde til informasjonsveiledning i den kombinatoriske koden for transkripsjonsfaktorer. Det er en tidsbasert metode for genregulering som er "stort sett uutforsket"-
"Tidligere har forskere trodd at de relative konsentrasjonene av flere transkripsjonsfaktorer i kjernen bestemmer hvordan de regulerer et vanlig genmål - et fenomen kjent som kombinatorisk regulering. Men den nye studien antyder at det relative tidspunktet for pulser av transkripsjonsfaktorer kan være like viktig som konsentrasjonen."
"De fleste gener i cellen er regulert av flere transkripsjonsfaktorer på en kombinatorisk måte, som deler av et komplekst nettverk," sier CAI. "Det vi nå ser er en ny reguleringsmåte som kontrollerer pulstidspunktet for transkripsjonsfaktorer, og dette kan være avgjørende for å forstå den kombinatoriske reguleringen i genetiske nettverk."

Bilde 5. Eks. på romlig informasjon i cellen

Hvor mange koder igjen?
Noen koder er egentlig ikke koder. Pig Latin, for eksempel, er bare en humoristisk korrupsjon av engelsk; ROT13 er bare en krypteringsalgoritme som gir ut de samme engelske ordene etter å ha rotert dem 13 steder i det engelske alfabetet. Men det virker rettferdig å kategorisere koder separat hvis de inneholder unik informasjon og gir unike resultater. Selv om histoner er bygget av DNA, når de først er samlet, er de ikke lenger avhengige av den genetiske koden. De følger sine egne regler for å merke gener med "haler" laget av andre molekyler. Transkripsjonsfaktorer og deres pulsasjoner virker på samme måte bortsett fra språket til DNA -triplettkodoner. Hvor mye mer sukkerkoden, membrankoden og bioelektriske koder, som ikke en gang består av aminosyrer?
Det ville være like latterlig å klumpe sammen alle disse til en enkelt genetisk kode som det ville være å klistre morse-koden sammen med den genetiske koden med den begrunnelse at fingrene til telegrafoperatøren inneholder proteiner, bygget av DNA. Koder kjennetegnes med informasjonen de inneholder og reglene de følger. Som Jonathan Wells klart hevder, er det mer informasjon i livet enn det som kan forklares med en genetisk kode. Han identifiserer 'minst' seks koder, og antyder aldri at omfanget av kodet informasjon i livet stopper der.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert i 2015.

Om forfatteren: DAVID COPPEDGE -kredit til David Coppedge (Bilde 6)

David Coppedge er en frilans vitenskapsreporter i Sør-California. Han har vært styremedlem i Illustra Media siden grunnleggelsen og fungerer som deres vitenskapskonsulent. Han jobbet ved NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i 14 år, på Cassini-oppdraget til Saturn, til han ble kastet ut i 2011 for å dele materiale om intelligent design, en diskriminerende handling som førte til en nasjonalt publisert rettssak i 2012. Discovery Institute støttet saken hans, men en ensom dommer dømte ham mot ham, uten forklaring. En naturfotograf, friluftsmann og musiker, David har B.S. grader i realfagsutdanning og i fysikk og holder presentasjoner om ID og andre vitenskapelige emner.