Informacja zawarta w kodzie DNA

Jeżeli istnieje porządek na poziomie supramolekularnym (ponadcząsteczkowym), to w konsekwencji rozważyć musimy pytanie ?skąd ten porzą­dek się bierze?” Wyizolowane układy molekularne w świecie nieoży­wionym wykazują na ogół przez pewien czas średni wzrost entropii, tzn. spadek uporządkowania. Fakt, że tendencja do nieuporządkowania nie występuje w organizmie żywym nasuwa wniosek, że układ ten nie jest wyizolowany i ma dostęp do zasobów jakiegoś porządku, z którego korzysta. Taki transfer porządku to proces, który powszechnie nazywa­my przekazywaniem informacji. ?Informacja” w układzie stanowi o sto­pniu jego uporządkowania, co oczywiście jest pojęciem względnym. Ilość informacji (uporządkowania) może być mierzona tylko względem jakiegoś innego uporządkowanego układu, wybranego arbitralnie.

W układach żywych informacja zawarta jest przeważnie w specjal­nych cząsteczkach ? polinukleotydach. Służą one do utrzymania spe­cyficznego porządku życia komórkowego, charakterystycznego dla każ­dego gatunku. Są to cząsteczki bardzo trwałe zdolne w dogodnych wa­runkach i przy pomocy odpowiednich enzymów do kopiowania (powie­lania, replikacji) samych siebie. Te dwie właściwości ? stabilność i replikacja ? stanowią podstawę uporządkowania utrzymywanego przez układy żywe. Ale cząsteczki te, podobnie jak wszystkie pozostałe, nie. potrafią zachować i przekazywać swojego uporządkowania w nie­skończoność. W badaniach nad przekazywaniem informacji podstawowa zasada polega na tym, że ilość ich nie może wzrastać spontanicznie i musi zmniejszać się z czasem; proces ten znany jest jako intruzja ?za­kłóceń”. Fakt, że organizmy żywe pomimo to trwają, wydaje się impli­kować, że muszą one mieć dojście do jakiegoś innego źródła informacji lub uporządkowania. Jednak w sformułowaniu takim tkwi pewien błąd, a zarazem i tajemnica. Błąd polega na tym, że organizmy nie zachowują swojego uporządkowania. W gruncie rzeczy nie są one naprawdę ?samo­zachowawcze”, ponieważ zmieniają się ciągle w coś trochę innego. Pa­radoks lub tajemnica tkwi w tym, że zmiany te, które nazywamy adap­tacją lub ewolucją, nie zmierzają do coraz większego chaosu, lecz coraz większego uporządkowania.

Musi więc istnieć źródło informacji, z którego organizmy korzystają i korzystały przez wiele lat. Trzeba uczciwie stwierdzić, że nie całkiem wiem, gdzie tkwi źródło tego porządku. Wynika to stąd, że nie rozwią­zaliśmy jeszcze zagadnienia, jak powstało życie. Wydaje się jednak, że źródło tych informacji zależne jest w jakiejś mierze od pro­cesów zróżnicowanej śmierci i selekcji, które służą do takiego przysto­sowania organizmów, aby utrzymywały stały stan wymiany ze środo­wiskiem. Ciągłe odbieranie przez komórki instrukcji ?żyj lub nie żyj” doprowadziło przez wieki do akumulacji narastającego uporządkowania w organizmach, osiągając swój szczyt u człowieka w zadziwiającej zdol­ności gromadzenia informacji.

Rozwiązanie problemu zachowywania ciągłości życia wiąże się w ja­kiś sposób z faktem, że cząsteczki polinukleotydów umożliwiają uporząd­kowanie poszczególnych części organizmów i ich działania w taki sposób, aby odpowiadały one środowisku lub je reprezentowały. Ta zgod­ność umożliwia dopasowanie działań do ?potrzeb”, zapewniając w ten sposób ciągłość samozachowawczych, homeostatycznych, charakterystycz­nych dla życia działań.

Chcemy tu zwrócić uwagę, że proces, przy pomocy którego nukleotydy przekazują informacje, nazwać można, przez analogię do ludzkiego sposobu porozumiewania się, selekcją determinowaną przez kod. Sposób rozważania procesów żywych w kategoriach prezentowanych za pomocą kodu symboli ma wiele zalet, ale prowadzić może także do zamieszania, ponieważ niełatwo jest wyjaśnić, na czym analogia ta polega. Dziedzicz­ny kod w porównaniu z kodem mowy ludzkiej jest biologicznie bardziej elementarny. My jednak używamy języka i określeń drugiego kodu do dyskusji nad pierwszym, czyli tym, który go wytworzył. W tym oczy­wiście tkwią poważne problemy dotyczące samej natury wiedzy. Istota operacji, którą nazywamy kodowaniem, polega na tym, że zdarzenia za­pisane w jednym tworzywie odpowiadają zdarzeniom zapisanym w in­nym tworzywie. Na przykład pewne wzory dźwięków mowy ludzkiej umownie odpowiadają pewnym obiektom lub działaniom zachodzącym w otaczającym nas świecie. Wzorce odpowiadające dźwiękom można prze­kodować podczas podawania ich przez telefon lub inny środek przekazu, a następnie rozszyfrować przy użyciu jakiegoś odbiornika, w którym wywołują one reakcje odpowiednie do zjawiska pierwotnego.

Pojęcia reprezentowania i porozumiewania się są zatem związane z działaniem porządkującym. Uporządkowanie jednego układu przeka­zywane jest w taki sposób, aby wywołać identyczne uporządkowanie w innym układzie. Pojęcie uporządkowania lub wzorca jest z kolei zwią­zane z bardzo trudnym pojęciem wyboru, o czym była już mowa w po­przednim rozdziale. Informacja zawarta w kanale wywołuje jeden wzo­rzec reakcji w odbiorniku; stosując jednak inną informację wywołać możemy inny wzorzec. Przekazywanie informacji jest więc sprawą wy­boru ze zbioru możliwych wzorców. Przekaźniki informacji nazywamy ?elementami porozumiewania się”. Elementy porozumiewania się znane są jako symbole, a zbiór takich symboli ? to alfabet. Symbole można skupiać w grupy, takie jak słowa, zdania lub książki.

Porozumiewanie się ludzi polega na prezentowaniu wszelkich prze­syłanych ?nowin” lub ?wiadomości” w formie dogodnej dla transmisji. Matematyczne operacje teorii informacji odkryły wiele reguł rządzących skutecznym kodowaniem i transmisją. Kod gene­tyczny służy zasadniczo do transmisji informacji o środowisku. Dzieje się tak, ponieważ 1) tylko te komórki lub organizmy, które zdołały prze­żyć, mogą transmitować; 2) wiadomość, którą przekazują, rozszyfrowy­wana jest po to, aby wyprodukować nową komórkę lub organizm o spe­cjalnych cechach; 3) nosiciel tych cech może przeżyć lub nie i z kolei stać się przekazicielem.

Both comments and pings are currently closed.

Comments are closed.