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O código genético, problema intransponível para origem não-inteligente

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Admin


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O código genético, problema intransponível para origem não-inteligente

http://reasonandscience.heavenforum.org/t2363-the-genetic-code-unsurmountable-problem-for-non-intelligent-origin

Problema no.1
O sistema do código genético (idioma) deve ser criado, e o código universal é quase ideal e maximamente eficiente

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8335231
A linguagem genética é uma coleção de regras e regularidades de informação genética que codifica para textos genéticos. É definido por alfabeto, gramática, coleção de sinais de pontuação e sítios regulatórios, semântica.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3293468/
Em nossa opinião, apesar de extensa e, em muitos casos, tentativas elaboradas para modelar a otimização de código, teorização engenhosa ao longo das linhas da teoria de co-evolução, e experimentação considerável, muito pouco progresso definitivo foi feito.
Resumindo o estado da arte no estudo da evolução do código,  não pode escapar ceticismo considerável. Parece que a questão fundamental está em duas vertentes: "porque é que o código genético é do jeito que é e como ele veio a ser?", Que foi feita há 50 anos, no alvorecer da biologia molecular, pode continuam a ser pertinentes mesmo em mais 50 anos. Nosso consolo é que não podemos pensar em um problema mais fundamental na biologia.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9732450
O código genético é um em um milhão
Se empregar ponderações para permitir desvios na tradução, em seguida, apenas 1 em cada milhão de códigos alternativos aleatórios gerados é mais eficiente que o código natural. Nós concluímos por conseguinte, não só que o código genético natural é extremamente eficiente para minimizar os efeitos dos erros, mas também que a sua estrutura reflete polarizações nesses erros, como seria de esperar se o código de seleção do produto.


Problema no.2
A origem das informações para fazer as primeiras células vivas deve ser explicado.
http://mmbr.asm.org/content/68/3/518.full.pdf
Determinação do núcleo de um conjunto de genes bacterianos mínimos baseado na análise conjunta de várias estratégias computacionais e experimentais concebidas para definir o conjunto mínimo de genes codificadores de proteínas que são necessários para manter uma célula bacteriana funcional, propõe-se um conjunto de genes mínimo composto de 206 genes (que codificam para 13 complexos de proteína) Tal conjunto de genes será capaz de sustentar as principais funções vitais de uma célula bacteriana mais simples hipotética.
Estes complexos de proteínas não poderiam surgir através da evolução (mutaões e seleção natural), porque a evolução depende da replicação do DNA, o que exige precisamente esses genes originais e proteínas (problema da galinha e do ovo). Então, o único mecanismo que permanece possível é o acaso/sorte e necessidade física.

Paul Davies escreve em relação a isso:
Como átomos estúpidos espontaneamente escrevem seu próprio software ...? Ninguém sabe ... ... não há nenhuma lei conhecida da física capaz de criar informações a partir do nada.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103513000791?np=y
O DNA genómico já é  utilizado na ciência para armazenar a informação não-biológica. Embora de menor capacidade, mas mais forte na imunidade ao ruído é o código genético. O código é um mapeamento flexível entre os codões e aminoácidos, e esta flexibilidade permite modificar o código artificialmente. Mas uma vez fixado, o código pode ficar inalterado ao longo prazos cosmológicas; Na verdade, é a construção mais durável conhecida. Por isso, representa um armazenamento extremamente confiável para uma assinatura inteligente, que se conforma com os requisitos biológicos e termodinâmicas. Como o cenário real para a origem da vida terrestre é longe de ser resolvida, a proposta de que poderia ter sido semeada intencionalmente não pode ser descartada.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1832087/?report=classic
As sequências de DNA que codificam para as proteínas precisam transmitir  além da informação de codificação das proteínas, vários sinais diferentes ao mesmo tempo. Esses "códigos paralelos" incluem sequências de ligação para proteínas reguladoras e estruturais, sinais de splicing e estruturas secundárias de RNA. Aqui, mostramos que o código genético universal pode realizar eficientemente códigos arbitrários paralelos muito melhor  do que a grande maioria dos outros códigos genéticos possíveis. Esta propriedade está relacionada com a identidade dos codões de paragem. Descobrimos que a capacidade de suportar códigos paralelos está fortemente ligada a uma outra propriedade útil do código de minimização genética dos efeitos de erros de tradução frame-turno. Considerando que muitos dos códigos de regulação conhecidos residem em regiões não traduzidas do genoma, os presentes achados sugerem que as regiões codificantes de proteínas podem facilmente transportar informação adicional abundante.

Problema no.3
A cifra genética

Quatro bases podem ser arranjados em sessenta e quatro permutações diferentes de três, e vinte cabem  em sessenta e quatro, com algum espaço de sobra para redundância e pontuação. A sequência de degraus da escada de DNA determina, assim, três por três, a sequência exata de aminoácidos nas proteínas. Para traduzir a partir das sessenta e quatro tripletos  ( 4 x 4 x 4 = 64 ) para os vinte aminoácidos significa a atribuição de cada tripleto (denominado um codon) um aminoácido correspondente. Esta tarefa é chamada o código genético. A idéia de que a vida usa uma cifra foi sugerida pela primeira vez no início dos anos 1950 por George Gamow, o mesmo físico que propôs a teoria do big-bang moderno do universo. Como em todas as traduções, deve haver alguém, ou algo, que é bilíngüe, neste caso a tornar as instruções codificadas em linguagem dos ácidos nucleicos em um resultado escrito em linguagem de aminoácidos. Do que tenho explicado, deve ser aparente que esta etapa de tradução fundamental ocorre em organismos vivos, quando os aminoácidos apropriados estão ligados para as respectivas moléculas de tRNA antes do processo da montagem das proteínas . Esta fixação é realizada por um grupo de enzimas inteligentes  ( Inteligência é algo que costumamos atribuir a alguém que é inteligente ) que reconhecem ambas as sequências de mRNA e os diferentes aminoácidos, e casar-los em conformidade com a designação direita.

Se um codon/anticodon/tRNA não for atribuído ao Aminoacil-ARNt-sintetase correto, o que aconteceria? Vamos supor que o códon AAA em vez de ser atribuído ao amino ácido lisina, for atribuido ao amino ácido aspargina, a proteína vai dobrar de forma errada, ou não vai dobrar, e não vai ser funcional, e vai para a proteassoma, a  lixeira celular.  O que você acha, como surgiu a atribuição correta do código genético de códons aos amino ácidos corretos ? Se você tiver o alfabeto, e precisar fazer a tradução para o chines, será que com tentativa/erro dos caracteres em chinês, você um dias vai conseguir formular uma frase compreensível em chinês ? as possibilidades são inúmeras, praticamente infinitas. E enquanto a atribuição correta não estava surgindo, a célula ficava esperando num cantinho tomando um Whisky ?    Algumas teorias tentam explicar o mecanismo, mas todas elas continuam a ser insatisfatórias. Obviamente. Além disso, Aminoacil-ARNt-sintetase são enzimas complexas. Por que razão é que elas teriam surgidas, se a função final só poderia ser exercida  depois de todo o processo de tradução tiver sido implantado no local, com um ribossomo totalmente funcional ser capaz de fazer o seu trabalho? 

O reconhecimento deve ser pré-programado. Do mesmo modo, como um tradutor deve aprender duas línguas, a fim de ser capaz de atribuir uma palavra escrita em português, por exemplo, para o símbolo escrita em chinês com o mesmo significado. Deve haver um acordo comum prévio de significado antes que o processo de tradução pode começar. Como por exemplo, a palavra tradutor, está escrita 翻譯 者 em chinês tradicional. Peça a alguém que não fala chinês, para traduzir a palavra tradutor em chinês. Ele tem cerca de 3500 símbolos diferentes para escolher. Na "linguagem dos aminoácidos", existem 20 aminoácidos diferentes para escolher. O tradutor deve saber tanto  a palavra tradutor em Inglês e em chinês, e conhecer os dois alfabetos escritos, anteriormente,  para conseguir fazer a atribuição. Apenas os processos mentais são capazes de fazer isso. O acaso é simplesmente uma causa impotente.


O biólogo britânico John Maynard Smith descreveu a origem do código como o problema mais desconcertante na biologia evolutiva. Com o colaborador Eörs Szathmáry ele escreve: "A maquinaria de tradução existente é ao mesmo tempo tão complexa, tão universal, e tão essencial que é difícil ver como ela poderia ter entrada em vigor, ou como a vida poderia ter existido sem ela." para ter uma ideia de por que o código é como um enigma, considere se há nada de especial sobre os números envolvidos. Por que a vida usa vinte aminoácidos e quatro bases de nucleotídeos? Seria muito mais simples de empregar, por exemplo, dezasseis aminoácidos e empacotar as quatro bases em dubletos em vez de trigêmeos. Mais fácil ainda seria ter apenas duas bases e usar um código binário, como um computador. Se um sistema mais simples tivesse evoluído, é difícil ver como o código tripleto mais complicado jamais iria assumir. A resposta poderia ser um caso de "Era uma boa ideia no momento." Uma boa ideia de quem? Se o código evoluiu numa fase muito cedo na história de vida, talvez até mesmo durante a fase de pré-biótica, os números quatro e vinte e poderiam ter sido a melhor maneira de seleção por razões químicas relevantes nessa fase. A vida simplesmente ficou presa com esses números depois disso, perdendo seu propósito original. Ou talvez o uso de vinte e quatro é a melhor forma de fazê-lo. Há uma vantagem na vida de empregar muitas variedades de aminoácidos, porque eles podem ser amarrados juntos em mais maneiras para oferecer uma seleção mais ampla de proteínas. Mas há também um preço: com o aumento do número de aminoácidos, o risco de erros de tradução cresce. Com muitos aminoácidos ao redor, haveria uma maior probabilidade de que o errado seria enganchado na cadeia de proteínas. Então, talvez vinte é um bom compromisso. Fazer reações químicas aleatórias têm o conhecimento para chegar a uma conclusão ideal, ou um "bom compromisso"?

Origin and evolution of the genetic code: the universal enigma
http://reasonandscience.heavenforum.org/t2001-origin-and-evolution-of-the-genetic-code-the-universal-enigma

The genetic code is nearly optimal for allowing additional information within protein-coding sequences
http://reasonandscience.heavenforum.org/t1404-the-genetic-code-is-nearly-optimal-for-allowing-additional-information-within-protein-coding-sequences

The genetic code cannot arise through natural selection
http://reasonandscience.heavenforum.org/t1405-the-genetic-code-cannot-arise-through-natural-selection

The origin of the genetic cipher, the most perplexing problem in biology
http://reasonandscience.heavenforum.org/t2267-the-origin-of-the-genetic-cipher-the-most-perplexing-problem-in-biology

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