A DezoxiriboNukleinSav

Kerestem a NET-n és belefutottam egy nagyon érdekes szakmai cikkbe. Egy kolléga okfejtésére és magyarázatára találtam. Amit eddig is gondoltam, de a bizonyítását nem vezettem le, azt megtette a kolléga. Ugyanis érdekesen jár annak az embernek az esze, aki műszaki végzettséggel is rendelkezik, mert a hitet elfogadva, azért a gondolkodást nem hagyja ott a hit elfogadásának idejénél. A hitet megélve bizonyos dolgokat képes végiggondolni. Ezt történt a teremtés kontra evolúció esetében is. Számomra eddig is elképzelhetetlenül alacsony volt a matematikai valószínűsége az evolúciónak.

Felfoghatatlan, hogy akadémikus professzorok, vagy pl. kedvenc kuzinom, aki orvos professzor, elképzelhetetlennek tartja a teremtést és az ebből következő konklúziót, Isten létét és teremtő képességét. De tisztelt kollégám adatokkal alátámasztott írása meggyőzően kell hogy hasson minden hitetlen számára. Mert hasonlatai olyanok, amiket minden számítógéppel rendelkező és Internet előtt ülő olvasó számára érthető és világos. Keresésem közben még két érdekes adatot találtam: jelenleg a Földön kb. 8,7 millió állatfaj él [ebben a számban nincsenek benne a baktériumok], és kb. 500 ezer növényfajt tartanak nyilván. Mindenkinek ajánlom végig gondolni azt: ha ember 12 GB információ tartalmú DNS-sel rendelkezik és minden egyéb – eltekintve attól az apróságtól, hogy az emberi és majom DNS kódkészlete kb. 5% eltérésű – növény és állat csak tízed annyival, az mekkora információhalmazt jelent és mekkora változatosságot és mekkora tárolókapacitást igényelne. Az egyszerűség kedvéért kiszámoltam:

8 700 000 GB (8 700 TB vagy 8,7 PB – petabyte -) az állatok esetébena növények esetében 500 000 GB (500 TB vagy 0,5 PB).

Az egyszerű nagyságrend becsléshez:

jelenleg [2014-s a cikk forrása]  a boltokban kapható kereskedelmi csúcs merevlemezek 4TB kapacitásúak. Ezekből kb. 4 300 db-ra (9,2 PB összes információtartalmat figyelembe véve) lenne szükség. Kifejlődhet ez az őslecsóból magától?

DOMAIN NAMING SYSTEM? NEM, EZÚTTAL DEZOXIRIBO-NUKLEINSAV.

Amerikai tudósok feltérképezték az emberi DNS-t, az elejétől a végéig, a fejétől a farkáig. Joggal kérdezhetitek, hogy mit keres a szerves kémia és a mikrobiológia e tényleg csodálatra méltó tudományos eredménye a mi informatikai „boncasztalunkon”? Azért, mert informatikai vonatkozású a felfedezés. Arról ugyanis nincs szó, hogy bárki értelmezni tudná az emberi DNS tartalmát: a hír mögött összesen annyi áll, hogy sikeresen, ám gépiesen és bután lekörmölték egy (1) emberi sejt örökítő anyagának 12 gigabitnyi információját. Ám az értelmezés még hátravan. Megtalálták az emberi faj rosette-i kövét, amelyet tökéletesen le is másoltak, ám attól az még értelmezhetetlen hieroglifakupac maradt. A tudóscsoport vezetője be is vallotta: most jön a neheze. Ő mintegy 20 évnyi munkát becsült, amely arra kell, hogy meg is fejtsék a titkosírást.

Megjegyzem: a lemásoláshoz 5 év, nemzetközi összefogás, és néhány milliárd dollár kellett az emberiség részéről, míg ugyanezt az infót egy egysejtű 80 másodperc alatt képes bitről bitre lekopizni – teljesen egyedül és ingyen.

Ami pedig az értelmezést illeti: 20 év munkája (plusz nemzetközi összefogás, plusz néhány milliárd dollár) kell ahhoz, hogy megértsük azt, amit egy élő sejt simán olvas? Mert mi is történik az egyedfejlődés során? Ahogy a sejtek sokasodnak a megszületendő magzatban, mindegyik megkapja a közös tudás egy példányát, a DNS-t, és mindegyik sejt kiolvassa belőle pontosan azt a szakaszt, ami rá vonatkozik: tüdőgümő legyen belőle, vagy nyálkahártya? Vagyis mindegyik sejt rendelkezik egy adathordozóval (ez a DNS) és egy olvasó-berendezéssel, amely kiolvassa az adott sejt felépítésére vonatkozó fejezetet. Olyan, mint egy lyukkártya, meg egy olvasó. A DNS információtartalma az evolúció során igencsak megváltozott (tehát a kód írható, jobban mondva íródik), a legelső DNS kialakulásáról azonban sejtelmünk sincs.

DNS-kódolás

Még olyan bonyolult képleteket is, mint amely magát az embert definiálja, le tudunk írni egyesek és nullák sorozatával, vagyis binárisan, s máris kiválóan olvassák számítógépeink. Ha ugyanezt az információtömeget „emberi fogyasztásra alkalmas” formában szeretnénk tárolni, valamilyen ABC-t, egy 32 különböző jelből álló kódrendszert használnánk. Ha már itt tartunk, idézzük fel, hogyan is működnek a tömörítőprogramok? Mi a tömörítés alapja? Az, hogy a tárolandó adathoz optimális kódrendszert rendelve csökkentjük a tároláshoz szükséges helyet. Vajon a DNS információja tömöríthető-e? Vagy optimális a kódolása? Vizsgáljuk meg a DNS kódolását közelebbről!

Én húszféle aminosavból állok. Ön is. Minden élőlény minden sejtjének minden fehérjéje ugyanabból a húsz aminosavból épül fel, Alanintól Valinig. Elvileg tehát egy húszbetűs (valójában 21, mert egy STOP jel is kell, mely jelzi, hogy hol ér véget egy mondat) ábécére van szükségünk, vagyis összesen 21 különböző jelet kell ábrázolnunk egy bájton. Mit csinálna a WinZIP, ha csak 21 különböző bájt lenne egy tömörítendő fájlban? Eldobná a 8 bites bájtot, és helyette 5 biteset választana, hisz ennyi elegendő, sőt sok is a feladatra (2^5=32). Tekintve, hogy a DNS kettős spiráljában úgynevezett komplementer írásmódot „használunk”, hogy ha sejtosztódáskor széttekeredik, mindkét fele tökéletesen kiegészülhessen a párjával, csak páros számú „betűnk” lehet. Az 5 bites kódolás 32 különböző lehetőséget jelent, ami elegendő lenne 21 jel tárolásához, de már némi hibadetektáló kód, például paritás képzéséhez kevés. Pedig jó lenne, ha a másolási hibák „kibuknának” még mielőtt háromfejű egyfogú szárnyas óriásgiliszták lepnék el a földet. A DNS valóban tartalmaz hibadetektáló kódot is, így 5 helyett 6 bit kellene, s máris 20%-kal megnöveltük a jelek, s így a DNS-lánc hosszát, ami már nem fér be a sejtbe, átfúrja a sejtfalat. Hát éppen emiatt mondott le a Teremtő a bináris kódolásról, és használ helyette kvaternáris kódot (négyes számrendszer), ahol 1 „bit”, nem két értéket vehet fel, hanem négyet, és ezzel éppúgy 4^3=64 féle „szót”, azaz esetet tárolhatunk, mint 2^6-nál. A DNS-spirál hossza ezzel éppen feleakkora, mint az előbb (6 helyett 3 darab négyes számrendszerbeli „bit”), és így már simán elfér a sejtben. Hát nem zseniális? Kicsit nehéz fejben számolni a kvaternáris kóddal, de csak azért, mert rég voltunk már másodikosok – az általános iskolások viszont kiválóan tudnak bánni vele.

Komplementer írás

A komplementer írás lényege, hogy az ABC mindegyik betűjéhez testvért választunk, akivel kézen fogva jár. Ha az ABC-nk a következő betűket tartalmazza: EKLMNOPT, akkor mindegyikhez „testvért” kell rendelni, valahogy így: E párja N; K párja O; L párja P; M párja T, s ha ezután leírunk valamit, akkor azonnal aláírjuk a komplemensét is:

• KOMPLEMENT: mondandó, a DNS-spirál főszárára írva
• OKTLPNTNEM: komplemens, a DNS-létra másik szárára írva

A komplementer írás belátható módon csak páros számú jel esetén működik, mert ha páratlan lenne – akkor páratlan lenne. Nem, ez nem palindrom, hanem komplementer. Na jó, itt egy palindrom is, bár semmi köze a DNS-hez: Rám német nem lel elmentem én már Miért legjobb a négyes számrendszer?

A kettes számrendszer túl hosszú DNS spirált adna. Belátható, hogy valójában ez a kódolás az elemi bitek „lebutítása”, két értékessé zsugorítása miatt a létező kódolások közül a leghosszabb „betűket” adja. Akkor a PC-k miért így működnek? Azért, mert a négy aritmetikai alapműveletet csak ebben a számrendszerben lehet megvalósítani 1-2 tranzisztorral (ÉS-kapuk és VAGY-kapuk felhasználásával). A hármas és ötös számrendszer kiesik, mert azokkal páratlan számú „betű” állítható elő, amellyel nem lehet komplementáris kódolást alkotni, amely viszont a DNS osztódási módja miatt nélkülözhetetlen.

A négyes számrendszer a bitek felokosításával, vagyis, hogy 1 bit már nem csak kettő, hanem négy (0,1,2 és 3) értéket vehet fel jelentősen rövidebb jelsorozattal írhatja le ugyanazt, amit a bináris. Gondoljunk csak arra, hogy egyedül szegény számítógép kínlódik a bináris kóddal, míg például ha kinyomtatunk egy kódot, már négyes (BCD), nyolcas (oktális) vagy tizenhatos (hexadecimális) kódolást használunk, mert például a hexa éppen negyedannyi papírt fogyaszt, mint a bináris, s ráadásul sokkal szemléletesebb a 02A9 F905 6A9C (hexadecimális szám) mint a(z egyébként tízes számrendszerben: 2 929 050 610 332 érték) 10 1010 1001 1111 1001 0000 0101 0110 1010 1001 1100 (a kettes számrendszerben, és ha már a számrendszerek közötti átváltásnál tartunk, akkor gyorsan számoljuk ki, hogy a fenti hexadecimális szám mennyi is négyes számrendszerben: 22 2213 3210 011 1222 2130, és fentebb tízesben) A hatos számrendszer pedig azért nem jó, mert bár páros, a „bitek” számának növelésével túl nagy lépésekben nő a lehetséges „betűk” száma: 6 után 36, majd 378. A 36 kevés, mert nincs hely hibadetektáló kódra, a 378 meg irdatlanul sok. A nyolcas számrendszerrel nem kalkulált a Teremtő.

A teljes cikk elolvasható itt.
.

Létrehozva 2020. május 15.