Gener lagrer instruksjonsinformasjon
Oversatt herfraa.
Semiotisk kopiering: DNA lagrer instruksjonsinformasjon
Bilde 1. Info og levende systemer
Instruksjon refererer til direktivets funksjonell veiledning om data og tilhørende handlinger ved bruk av et spesifikt språk. Programvare er sammensatt av disse direktivene, vanligvis designet for utførelse på et spesifikt datasystem (maskinvare). Instruksjoner skiller seg grunnleggende fra bare objektkon-konfigurasjoner og kan ikke bare være helt forenklet til disse konfigurasjonene. Hendelser uten veiledning eller en intelligent opprinnelse, viser iboende aleator-eregenskaper. Dette betyr at resultatene deres, som stammer fra tilfeldig sjanse, først og fremst er uforutsigbare og i de fleste tilfeller gir ikke-fordelaktig eller kaotiske konsekvenser. Instruksjon "kan være sammenlignet med kodingssekvensene i DNA, som dikterer cellulære funksjoner og atferd gjennom et genetisk språk. Akkurat som programvare består av direktiver designet for å operere på et spesifikt datasystem, består DNA av sett med genetiske instruksjoner beregnet på cellulære maskiner (som ribosomer) for å utføre. Disse genetiske instruksjonene er forskjellige fra bare molekylære strukturer; De har en dypere betydning og blåkopi for livet. Akkurat som datamaskininstruksjoner ikke kan likestilles bare med arrangement av objekter, kan ikke informasjonen i DNA reduseres helt til enkle kjemiske forbindelser - den representerer selve essensen av livets design og funksjonalitet.
Ulrich E. Stegmann (2022) Genetisk informasjon som instruksjonsinnhold.:
Konseptualisering av genfunksjon når det gjelder instruksjoner, er en tilnærming som dateres tilbake til begynnelsen av 1950 -tallet og tatt opp gjentatte ganger siden den gang. For eksempel tolket Francois Jacob ([1970] 1974) det genetiske materialet som instruksjoner. En del av begrunnelsen for hans påstand er det faktum at malens lineære ordre bestemmer produktets ordning. Molekylære maler deler en viss måte å bestemme utfall med oppskrifter og programmer, og det er denne typen å bestemme en effekt på, som gjør dem til instruksjoner.
Publisert online av Cambridge University Press: 01 januar 2022. https://www.cambridge.org/core/journals/philosophy-of-cience/article/abs/genetic-information-as-instructional-content/c1be9d88bc96fb15db61eebe4444440
Hobza, P., & Šponer, J. (1999): Levende organismer inneholder et sett med instruksjoner som spesifiserer hvert trinn som kreves for at organismen skal konstruere en kopi av seg selv. Denne informasjonen lagres i deoksyribonukleinsyre, DNA og det respektive molekylet er dermed et av de viktigste molekylene i livet vårt.
Struktur, energi og dynamikk av nukleinsyrebasen: ikke -empiriske ab initio -beregninger. Chem. Rev., 99 (11), 3247-3276. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr9800255.
Forutsetning 1: DNA har informasjon som tilsvarer en blåkopi, sammenlignbar med oppskrifter eller dataprogrammer. Disse nukleinsyrene formidler informasjon som har semantisk betydning. å instruere midler for å forhåndsbestemme typen og sekvensen av handlinger som vil gi et spesifikt resultat når det utføres. Den spesifikke justeringen og rekkefølgen av aminosyrer som resulterer i funksjonelle proteiner er avledet fra informasjonen som er kodet i DNA.
Forutsetning 2: Oppskrifter og programvare er strukturert for å gi spesifikke resultater, generelt laget med en intensjon i tankene. Resultatet fra et dataprogram dukker opp fra å følge en forhåndsdefinert sekvens av oppgaver. En rent mekanistisk beskrivelse klarer ikke å innkapsler instruksjons essensen i prosessen. Informasjon som instruerer, er ikke noe man kan berøre eller se. Det er utenfor skaperevnen til enhver ikke-formålstjenlig fysisk handling. Dette er ikke bare en diskusjon om odds. Semiotisk informasjon faller iboende utenfor domenet til en hvilken som helst ikke-hensiktsfull fysisk mekanisme. å foreslå at en fysisk hendelse kan generere en semiotisk kode er like usannsynlig som å tro at en regnbue kan skrive en sonette - det er en umulighet. Riket for fysikk og kjemi isolert, mangler midler til å tenke seg en forestilling. Bare et følsomt, intelligent vesen har kapasitet til å lage slik semiotisk informasjon.
Konklusjon: Følgelig er det sannsynlig å utlede at instruksjonsdataene innen DNA stammer fra en intelligent arkitekt.
Bilde 2. Ulik vinkling på info i ulike vitenskaps-disipliner
1. Informasjonen som er lagret i DNA er en mal. Det er lik en oppskrift eller et program. Nukleinsyrer inneholder informasjon i en semantisk (meningsfull) forstand. Instruksjoner består i en forhåndsspesifikasjon av typen og rekkefølgen på trinn, som gir et visst resultat hvis trinnene blir utført. Aminosyrearrangementet og sekvensen for å lage funksjonelle proteiner, er produktet av informasjonen som er lagret i DNA.
2. Oppskrifter og programmer gir ikke bare et bestemt resultat; De er designet for å gjøre det. De er vanligvis formulert med et formål. Dataprogrammets utdata er resultatet av å utføre en forhåndsbestemt serie med operasjoner. En rent fysisk beskrivelse fanger ikke prosessenes instruksjonmessige natur. Instruksjonsinformasjon er ikke en håndgripelig enhet, og som sådan er den utenfor rekkevidden til, og kan ikke opprettes av noen ikkd-styrt fysisk prosess. Dette er ikke et argument om sannsynlighet. Konseptuell semiotisk informasjon er ganske enkelt utenfor innflytelsesområdet til enhver ikke-styrt fysisk prosess. å antyde at en fysisk prosess kan lage semiotisk kode, er som å antyde at en regnbue kan skrive poesi ... det kommer aldri til å skje! Fysikk og kjemi alene har ikke verktøyene for å lage et konsept. Den eneste årsaken til å lage konseptuell semiotisk informasjon, er et bevisst intelligent sinn.
3. Derfor kommer instruksjonsinformasjonen som er lagret i DNA, mest sannsynlig fra en intelligent designer.
Oppskrifter og programmer gir ikke bare et bestemt resultat. De er designet for å gjøre det. Kanskje det som får dem til å handle om et resultat, er det faktum at de var designet for å produsere det. I så fall handler begge maler om resultatene sine fordi de er biologisk designet for å gjøre det, eller hvis de ikke er så designet, kan de ikke handle om produktene sine. I sistnevnte tilfelle, selv om maler bestemte produktene sine på måter strukturelt lik oppskrifter, ville de ikke ha semantisk innhold. Oppskrifter og programmer er vanligvis formulert med et formål, og mange naturlige maler har den biologiske funksjonen til å bidra til å forårsake et visst utfall.
Anta at trinnene i oppskriften eller programmet hadde blitt arrangert tilfeldig på forhånd. Da kan ‘kaken’ knapt være spiselig, og programmet utfører kanskje ikke noe fornuftig i det hele tatt. Likevel ville disse resultatene blitt bestemt ved å spesifisere alle individuelle trinn og deres forekomst ordre slik at trinnene gir resultatet hvis de blir utført. Jeg antar at vi fremdeles vil betrakte datamaskin-utdata som et resultat av å utføre en forhåndsbestemt serie med operasjoner, og den uspiselige klumpen som et resultat av å utføre en slags liksom-instruksjoner. Oppskrifter og programmer har mening eller instruksjonsinnhold fordi de er språklige enheter, i det minste på et eller annet nivå. De er skrevne kommandoer, og de instruerer hva de instruerer, i kraft av å være meningsfulle setninger. Dessuten bør instruksjonsinnholdet da være analogt med betydningen av ord. En rent fysisk beskrivelse fanger ikke prosessenes instruksjons natur.
Bilde 3. Mange 'høne-egg' problem i vitenskapen
Nukleinsyrer inneholder informasjon i en semantisk (meningsfull) forstand. Som maler for syntese av makromolekyler, bestemmer nukleinsyrer produktene deres på en måte som er konstitutiv for instruksjoner generelt. Det er derfor legitimt å tilskrive instruksjonsinnhold til molekylære maler. Oppskrifter og programmer gir spesifikasjoner av den typen og rekkefølgen av operasjoner, som hvis de utføres, gir et resultat. For eksempel består en oppskrift på en kake, av en liste over ingredienser og en rekke spesifikasjoner som bestemmer typen og rekkefølgen på handlinger, som hvis de utføres, produserer kaken; og oppskriften er gitt før den blir handlet ut fra.
Tilsvarende består et dataprogram av en liste over sammenkoblede kommandoer som spesifiserer typen og rekkefølgen på operasjoner som en datamaskin vil utføre, hvis den kjører dette programmet. Programmer inneholder vanligvis spesifikasjoner av betinget form, og derfor er de avhengige av innganger for å spesifisere hvilke operasjoner som skal utføres. Imidlertid er utvalget av mulige operasjoner spesifisert av programmet. Det ser ut til at programmer og oppskrifter deler en særegen måte å bestemme resultatene på. De spesifiserer typen og rekkefølgen på operasjoner som vil resultere i et visst resultat. Det er viktig at de spesifiserer dette før operasjonene utføres: Med et bestemt program lastet eller en bestemt oppskrift på plass, bestemmes det hvilke operasjoner (blant et sett med alternativer definert av andre programmer eller oppskrifter), som vil oppstå. Ideen om at operasjoner er spesifisert før de utføres, ser ut til å være grunnlaget for vår praksis å skille mellom bare spesifiserte operasjoner og de som i tillegg blir utført.
Bilde 4. Nær likhet mellom dGRNs og bibliotek-databaser
Maler, foreslår jeg, bestemmer produktene sine på samme måte som oppskrifter og programmer. For vi så at nukleinsyre fungerer som en mal for syntese av et produkt i de tilfeller den bestemmer typen og rekkefølgen på produkt-komponenter på følgende måte: Nukleinsyren er til stede før syntesen av måten og lineær rekkefølge av komponentene, typen og sekvensen av 'hvis x, så y*'-type reaksjoner som vil oppstå. Nukleinsyreseksjonen reduserer antall mulige sammen-koblingsreaksjoner ('parringer') til én på hvert av sine bindingsstede. Dermed kan seksjonen sies å spesifisere, før syntese, start, type og rekkefølgen på reaksjoner som vil resultere i produktet hvis reaksjonene oppstår.
Derfor bestemmer maler produktene sine på samme måte som oppskrifter og programmer bestemmer resultatene. Hvis denne bestemmelsesformen virkelig er konstitutiv for instruksjonsprosesser, er det berettiget å si at molekylære maler inneholder instruksjonsinnhold for syntese av produktene sine. På dette synspunktet består instruksjonsinnholdet i en molekylær mal i de av dens (nonsemantiske) egenskaper som bestemmer et produkt på den karakteriserte måten.
Programmer og oppskrifter sies å handle om prosedyrene eller operasjonene, som gir et spesifikt resultat (snarere enn om selve resultatet). En oppskrift på en eplepai handler om hvordan du baker en eplepai; Et program for beregning av aritmetiske gjennomsnitt handler om hvordan du beregner aritmetiske gjennomsnitt. En annen måte å si dette på, er at menneskeskapte instruksjoner gir instruksjonsinnholdet for å oppnå et visst resultat. Tilsvarende kan molekyl-malerens overgang, tolkes som å ha instruksjonsinnhold for syntese av produktet. I stedet for å si at menneskeskapte instruksjoner som oppskrifter og programmer gir instruksjonsinnhold for utførelse av bestemte oppgaver, sier vi noen ganger at de inneholder informasjonen om hvordan du kan bake en kake eller hvordan du beregner aritmetiske gjennomsnitt. I disse tilfellene er begrepene ‘informasjon’ og ‘instruksjonsinnhold’ synonyme. Tilsvarende, i stedet for å si at en mal gir instruksjonsinnholdet for syntese av produktet, kan vi si at den bærer informasjonen for det. Disse formuleringene uttrykker den samme ideen. Men når vi kommer til uttrykk i form av informasjon, fanger vi det som menes med genetisk informasjon. Jeg foreslår at den genetiske informasjonen til molekylære maler er deres instruksjonsinnhold. Videre er en mal ‘bærer’ eller ‘inneholder’ denne informasjonen, i den forstand at malen er en forekomst av et bestemt n-tuple.
Bilde 5. Funksjonell informasjon krever en designer
En oppskrift eller program blir utført ‘riktig’ bare i tilfelle de instantierte handlingene eller prosessene, er de som er spesifisert som en del av instruksjonsinnholdet, og de utføres i den spesifiserte rekkefølgen. Motsatt blir instruksjonene utført ‘feil’ bare i tilfelle prosessene og deres ordre ikke blir realisert som spesifisert. Tilsvarende er det fornuftig å si at molekylære maler blir implementert, eller uttrykt riktig eller feil. Malens informasjon blir uttrykt riktig hvis de forekommende biokjemiske reaksjonene er tilfeller av den typen reaksjoner som er spesifisert av malkomponentene. Resultatet av slike reaksjoner ville være den 'riktige' eller 'korrekte' (Crick 1958) ordenen til produktet. Imidlertid kan den riktige (eller feilaktige) ordren også oppstå på andre måter. For eksempel erstatter molekylære ‘korrekturlesing’ mekanismer (f.eks. Alberts et al. 2002) ‘uoverensstemmede’ nukleotider med ‘riktige’ nukleotider som gjør en feil rekkefølge til riktig. Det vil si at de erstatter symboler av en nukleotidtype (hvilken som helst annen type enn den som vil være resultatet av sammenkoblings-reaksjonen spesifisert av malen) av symboler av en annen type (typen som er spesifisert av malen).
Spesielle biter av nukleinsyrer kan for øyeblikket ikke tjene som maler for syntese av et produktmolekyl. Ideene om informasjonslagring og uttrykk kan forklares med tanke på denne forskjellen. Hvis et stykke nukleinsyre foreløpig ikke bidrar til å syntetisere et produkt, kan vi si at instruksjonsinnholdet forblir ubrukt eller lagret. Derimot, når en nukleinsyre fungerer som mal, er det fornuftig å si at informasjonen til malen er ‘uttrykt’.
DNAs lineære ordre er bevart i mRNAs orden, jeg konkluderer med at proteinets lineære rekkefølge til slutt bestemmes av DNAs orden. Det vil si at DNAs lineære rekkefølge er instruksjonsinnholdet, og følgelig den genetiske informasjonen som DNA -malen gir for proteinsyntese. Selvfølgelig gir DNA instruksjonsinnholdet for proteinsyntese bare hvis RNA -transkriptet ikke blir endret før oversettelse. Siden de primære transkripsjonene av eukaryoter vanligvis modifiseres ved RNA-spleising og RNA-redigering, kan det bare være i organismer som bakterier der DNA faktisk inneholder informasjonen om rekkefølgen på aminosyrer.
Instruksjon består i en forhåndsspesifikasjon av typen og rekkefølgen på trinn som gir et visst resultat hvis trinnene blir utført. Den hevder videre at molekylære maler bestemmer produktene sine på denne måten. For i en prosess som replikering spesifiserer ett molekyl før syntese, typen og rekkefølgen på kjemiske interaksjoner som bestemmer den typen og lineære rekkefølgen på produktets komponenter. Hvis dette blir akseptert, er det legitimt å beskrive malens egenskaper, som så bestemmer produktet, som instruksjonsinnhold (eller informasjon) for syntese av produktet.
Bilde 6. Zygote med livets program
A. C. McIntosh Informasjon og entropi-top-down or bottom-up development in living systems? 2009 1
Denne artikkelen omhandler det grunnleggende og utfordrende spørsmålet om den endelige opprinnelsen til genetisk informasjon fra et termodynamisk perspektiv. Teorien om evolusjon postulerer at tilfeldige mutasjoner og naturlig seleksjon kan øke genetisk informasjon over påfølgende generasjoner. Det argumenteres ofte fra et evolusjonært perspektiv at dette ikke bryter den andre loven om termodynamikk, fordi det foreslås at entropien til et ikke-isolert system kan redusere på grunn av energiinngang fra en ekstern kilde, spesielt solen når du vurderer jorden som et biotisk system. Av dette foreslås det at et bestemt system kan bli organisert på bekostning av en økning i entropi andre steder. Selv om dette argumentet fungerer for strukturer som snøfnugg, som er dannet av naturkrefter, fungerer det imidlertid ikke for genetisk informasjon fordi informasjonssystemet er sammensatt av maskiner som krever presis og ikke-spontan, fritt hevet energinivå-og krystaller lik snøfnugg har null fri energi når faseovergangen oppstår. Det funksjonelle maskineriet til biologiske systemer som DNA, RNA og proteiner krever at presise, ikke-spontane økte frie energier dannes i molekylbindingene som opprettholdes, i en langt fra likevektstilstand.
Videre inneholder biologiske strukturer kodede instruksjoner som, som vist i denne artikkelen, ikke er definert av materien og energien til molekylene som bærer denne informasjonen. Dermed kan den spesifiserte kompleksiteten ikke skapes av naturkrefter, selv i forhold langt fra likevekt. Den genetiske informasjonen som er nødvendig for å kode for komplekse strukturer som proteiner, krever faktisk informasjon som organiserer de naturlige kreftene som omgir den, og ikke omvendt - informasjonen er avgjørende ikke definert av materialet den sitter på. Informasjonssystemet lokalt krever at de frie energiene til molekylærmaskineriet skal økes, for at 
informasjonen skal lagres. Følgelig viser de grunnleggende lovene om termodynamikk at entropi-reduksjon som kan oppstå naturlig i ikke-isolerte systemer, ikke er et tilstrekkelig argument for å forklare opprinnelsen til verken biologisk maskineri eller genetisk informasjon som er uløselig sammenvevd med det. Denne artikkelen fremhever informasjonens særegne og ikke-materielle karakter og dens forhold til materie, energi og naturlige krefter. Det foreslås avslutningsvis at det er den ikke-materielle informasjonen (transcendent til materie og energi) som faktisk i seg selv begrenser den lokale termodynamikken til å være i ordnet ulikevekt, og med spesifiserte økte gratis energinivåer, som er nødvendige for at det molekylære og cellulære maskineriet skal fungere .
Bilde 7. Semiotisk, ikke materiell, informasjon er den bærende
Pavel Hobza: Struktur, energi og dynamikk av nukleinsyrebasen Pairs: Nonemirical AB Initio beregninger 29. juni 1999
Levende organismer inneholder et sett med instruksjoner som spesifiserer hvert trinn som kreves for at organismen skal konstruere en kopi av seg selv. Denne informasjonen lagres i deoksyribonukleinsyre, DNA og det respektive molekylet er dermed et av de viktigste molekylene i livet vårt.
1. Enten har sekvensen av nukleotider i gener deres ordning som bærer instruksjonsinformasjon definert av selve materialet, gjennom selvorganisering, eller iboende, eller gjennom et ekstrinsik bestillingsprinsipp som ikke finnes i selve materialet.
2. Et termodynamisk åpent system er ikke tilstrekkelig/utilstrekkelig til å forklare opprinnelsen til informasjon som er lagret i DNA. Med andre ord, negativ entropi kan ikke være kilden til informasjon.
3. Spesifisert kompleks informasjon genereres ikke av materie eller energi, men er gjentatte ganger vist å være et produkt av en grunnleggende distinkt kilde, nemlig intelligens.
Oversettelse via google oversetter og bilder ved Asbjørn E. Lund