Коды и теория информации

Вполне целесообразно объединить факторы, определяющие дискретность отношений между организованными системами и средой, термином код, часто употребляемым в молекулярной биологии и теории информации. С точки зрения этой концепции понятие кода включает все дискретные факторы, временные и пространственные, которые определяют отношения системы и среды, совместимые с существованием или развитием системы. [c.6]

Каким же образом происходит перенос наследственной информации от ДНК на белок, как идет биосинтез специфических белков, характеризующихся определенной последовательностью аминокислот С точки зрения теории информации сведения в ДНК могут быть записаны определенным чередованием нуклеотидов в цепи нуклеиновой кислоты. Впервые мысль о том, что информация, необходимая для синтеза белка, записана , закодирована в цепи ну.клеиновых кислот, была высказана в 1954 г. После этого многие ученые пытались расшифровать этот код, но проблема оказалась трудной, и решение ее было в основном достигнуто лишь в последнее время. [c.296]

Коды и теория информации [c.113]

Вырожденность свидетельствует об избыточности информации в генетическом коде, а избыточность, как известно из теории информации, обусловливает устойчивость кодирующих элементов к действию различных помех. [c.161]

В современной биологии широко используется термин наследственная (генетическая) информация . Под этим термином следует понимать специфические особенности структур и функций, которые могут передаваться от одного элемента живой системы другому. В теориях информации оперируют понятиями кодирование (код) и декодирование . Код — условная система записи, т. е. запись, состоящая из информационных элементов, временно заменяющих действительные структуры или взаимодействующие системы. При декодировании происходит перевод сообщений с языка кода на язык действий этот процесс иначе называется считыванием информации. С помощью кода (кодирования) производится запись информации и ее хранение. Информацию можно размножать, копировать. [c.57]

Химия наследственности, объяснение структуры и функции ДНК и РНК, генетический код — передача и расшифровка,содержащейся в нем информации, теория один ген — один фермент . [c.9]

Работа Чаргаффа открыла возможность сформулировать теорию, объясняющую, каким образом ДНК может осуществлять перенос генетической информации в опыте с трансформацией. Теперь уже невозможно установить, кто фактически первый высказал эти идеи. Теория появилась после 1950 г. и была окончательно принята многими молекулярными генетиками уже к 1952 г. Основное положение этой теории сводилось к следующему если молекула ДНК содержит генетическую информацию, то последняя определяется не чем иным, как специфической последовательностью четырех нуклеотидных оснований в полинуклеотидной цепи. Иными словами, молекула ДНК — это апериодический кристалл Шредингера, в котором четыре основания — это то небольшое число изомерных элементов , чья точная последовательность представляет наследственный код (см. гл. I). Но поскольку информация, содержащаяся в генах (как было показано в гл. V), должна определять последовательность аминокислот в полипептидной цепи, нетрудно было сообразить, что смысл наличия в ДНК последовательностей из четырех нуклеотидных оснований, составляющих ген, состоит в том, чтобы определять последовательность аминокислот белковой молекулы, синтез которой контролируется этим геном. Такое представление давало возможность объяснить мутации на молекулярном уровне — как изменение в последовательности нуклеотидов в ДНК. [c.163]

Второе объяснение, теория замороженного случая , предполагает, что структура кода сформировалась в результате случайных событий, но что после того, как установился смысл всех кодонов в исходной клетке, которая являлась общим предком всех ныне существующих организмов, дальнейшая эволюционная дивергенция кода стала невозможной. Эта) тео-рия согласуется с рассуждением, что любая мутация, изменяющая установленное соответствие кодона и аминокислоты, должна быть летальной. Действительно, если такая мутация возникнет в каком-нибудь организме, то все его гены, информация в которых записана с помощью прежнего кода, начнут направлять синтез всех белков с неправильными аминокислотами в соответствующих точках и большинство таких белков будут неактивными. [c.459]

Наука генетика. В настоящее время генетика представляет собой высокоразвитую науку. Она имеет мощную и глубоко разработанную теорию. Глубина теории определяется сложностью проблем, которые она в состоянии сформулировать, а оценить ее можно по трем характерным признакам широкому применению формализованных понятий, наличию представлений о механизмах и высокой способности объяснять различные явления. Основное представление генетики-это понятие о гене как единице хранения, передачи и реализации наследственной информации. Со времени пере-открытия законов Менделя в 1900 году началось изучение генетических механизмов. Оно привело к расшифровке генетического кода, описанию процессов транскрипции, трансляции и функционирования белков, кодируемых определенными генами. В настоящее время уточняется тонкая структура генов, активно проводятся исследования по регуляции активности генов в ходе развития и функционирования организмов. [c.10]

Робсон и Пейн [152] попытались применить к рассмотрению этой проблемы теорию информации. Последовательность остатков в цепи и последовательность их конформаций в глобуле считаются двумя сообщениями, связанными трансляционным кодом. С помощью ЭВМ определялась спиралеобразующая информация для 11 белков. Пользуясь только информационными величинами для отдельных остатков, авторы предсказали спиральные участки. Некоторые несоответствия были устранены [c.251]

Теория информации с успехом применяется при описании биохимических процессов, главным образом при анализе механизмов наследственности и расшифровке генетического кода. Естественно в этой связи подумать о возможностях использования аппарата теории при рассмотрении процессов, протекающих на более низком уровне оргаг11изации материи— в области органической химии. Удобной для этой цели областью является, на наш взгляд, хими ароматических соединений, в первую очередь — реакции замещения. [c.140]

Относительную экономическую эффективность собственно моделей, использующих различные содержательные подходы, можно оценить, рассматривая затраты на создание информационного базиса модели и затраты на переработку информации, В качестве исходного информационного базиса для задач прогнозирования можно использовать в принципе бесконечный набор свойств рассматриваемых объектов. Так, для задания структуры химического соединения применяют искусственные дескрипторные языки, различные характеристики ее электронного и геометрического строения,энергетические признаки, физико-химические свойства, различного вида спектры и т.д. Поскольку разработка прогнозов является частным случаем компенсационного трансинформирования, рассматриваемого в качественной теории информации [21], напомним, что для различных наборов исходник признаков, достаточно полно описывающих оригинал, применяя различные компенсационные коды, мы можем получать одинаковые по качеству образы (модели). Поэтому яа первый план здесь выступают экономические соображения создания исходного информационного базиса. Так очевидно, что квантово-химические признаки по стоимости уступают фратаентарным кодам структур. Модели, использукицие физико-химические признаки, значительно уступают в экономической эффективности прочим моделям, так как в них предполагается, что соединения, поступающие на отбор, уже синтезированы и исследованы. Затраты на переработку информации при решении задач прогнозирования биологической активности можно представить следующим вьфажением [20] [c.15]

Привлечены также методы теории информации. Целью этой попытки было желание устранить неоправданьюе влияние физических факторов и обрабатывать сведения о последовательности и конформации белков как два текста, связанных неизвестным кодом. Для повышения объективности заключении представления теории информации дополнили оцениванием по Байесу. Такой подход подразумевает выявление в конечных данных субъективной составляющей и уменьшение или устранение ее влияния. Формальное обоснование такого подхода, л также его различные приложения рассмотрены в работе [58]. [c.587]

Анализ вопроса этот автор начинает с рассмотрения возможных путей образования высокомолекулярных последовательностей — носителей информации . Роль последовательностей могут выполнять, например, остатки аминокислот, соединенные в полипептидные цепи. И белки и нуклеиновые кислоты — носители кода самоорганизация и эволюция должна начаться на уровне са-мовоспроизводящегося кода. Обсуждая вопрос о процессах сборки и распада поли.меров, протекающих в ящике конечного объема, через стенки которого могут втекать и вытекать мономерные единицы (высоко- и низкоэнергетические), Эйген приходит к выводу, что при oт yт твии самоинструктирования ожидаемое значение числа цепей с любой данной последовательностью практически равно нулю. Необходимо придать динамические свойства носителям информации , а в теории отбора должен фигурировать параметр, выражающий селективное преимущество через молекулярные свойства. [c.383]

Существует много нерешенных и совершенно загадочных проблем в теориях переноса информации и чтения кода. Последовательность аминокислот каким-то образом определяется кодом в нуклеиновой кислоте, которую, как предполагают, читает другая нуклеиновая кислота. Последовательность оснований в ДНК можно представить в качестве кода типа АГТГГАЦ,.. и т. д., но возникают недоуменные вопросы по поводу того, насколько код перекрывается и что определяет точку, в которой начинается считывание . [c.530]

Современная теория образования определенной аминокислотной последовательности прц синтезе белка выглядит примерно так. В ядрах клеток синтезируются цени РНК и их структура определяется информацией, заложенной в соответствующих сегментах ядерной ДНК. Большая часть РНК диффундирует из ядра и становится рибосомальной РНК. Информационная РНК также удаляется из ядра и связывается с рибосомами. Как было сказано выше, информационная РНК определяет, какой белок должен быть синтезирован она делает это вследствие того, что в ее полинуклеотидной цени основания (А, Ц, У, Г) расположены определенным образом. Следовательно, информационная РНК служит матрицей, определяющей расположение аминокислот в синтезируемом белке. Оказывается, что одной аминокислоте соответствует в коде набор трех оснований, расположенных в определенном порядке (триплет). Поскольку имеется 20 различных аминокислот, то должно существовать по меньшей мере 20 различных последовательностей оснований. Было показано, что под действием синтетической РНК, содержащей только урацил (т. е. полиурацил, или поли-У) в полипептидную цепь включается только одна аминокислота — фенилаланин. Отсюда следует, что одним из возможных кодовых триплетов для фепилалапина является УУУ, т. е. последовательность из трех остатков уриди-ловой кислоты. Теперь уже предположительно определены кодовые триплеты почти для всех аминокислот, но последовательность нуклеотидов внутри триплетов нока еще не установлена. [c.94]

Вторая из догм, представляющая собой новейший вариант теории один ген — один фермент, опиралась на представления о роли белковой структуры. Согласно этой догме, информационное содержание любого гена, а следовательно, и истинное значение четырехбуквенной записи в ДНК не может быть ничем иным, как изображением первичной структуры данного полипептида. Вместе взятые, обе догмы подразумевали, что роль любой определенной последовательности пурин-пиримидиновых оснований полинуклеотидных цепей ДНК, которая и составляет ген, сводится к тому, чтобы определять последовательность аминокислот в какой-то определенной полипептидной цепи. Так летом 1953 г. зародилась идея о существовании генетического кода, связывающего последовательность нуклеотидов в полинуклеотидах с последовательностью аминокислот в полипептидах. Путем простых рассуждений вскоре легко пришли к выводу, что код этот должен быть до предела прост для каждого аминокислотного остатка в полипептидной цепи должна существовать информация, которая определяет, какая из двадцати стандартьых аминокислот должна находиться в данной точке полипептидной цепи. Совершенно очевидно, что соотношения один к одному между пуриновыми и пиримидиновыми основаниями в ДНК и аминокислотами в полипептиде быть не может, поскольку каждое из четырех оснований. А, Г, Ц и Т, могло бы определять только одну из четырех, но не одну из двадцати аминокислот. Не может быть и так, чтобы каждый аминокислотный остаток детерминировался двумя смежными парами оснований, так как в этом случае четыре основания могли бы кодировать не более чем 16 видов различных аминокислот (4-4 = 16). Следовательно, код должен быть таким, чтобы каждый аминокислотный остаток детерминировался по меньшей мере тремя парами оснований, расположенных в полинуклеотидных цепях ДНК, вероятно последовательно. В этом случае четыре типа оснований, сгруппированные по три, могут определять более чем достаточное число (4.4.4 = 64) различных видов аминокислот. [c.185]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология