Моделювання світу живих організмів

Проектування - це спосіб висловлення функціональних вимог засобами наявної технології за умов ухвалення заданих обмежень.

Інформацією є призначена для інтерпретації інтелектуальна власність.

Інформаційні моделі стосовно живих організмів - сукупність генетичних програм, представлених різними рівнями структуризації. Це послідовності кодів ДНК майбутніх білків для будови та каталізу з одного боку та засоби клітини по їх будуванню з іншої, етапи ембріонального розвитку, поведінки, інстинкти, описання багатоклітинних систем організму, що "домовляюьться" між собою у виконанні сервісної функції, задані обмеження можливостей нервової системи, всіх фізиологічних механізмів тощо плюс інформація щодо належної інтерпретації цього описання.

ДНК містить тільки базову реалізацію, необхідну для будування тіла живого організму як пристрою з обробки інформації, та дій керування по програмам обробки подій, але його подальше життя потребує незрiвняно більшу кількість інформації. Для сприймання останньої в організмі передбачені прилади: очі(око), вуха(жабри, середня лінія тощо), які живлять його інформацією, а значить, їжею для аналізу та прийняття рішень, тож, життя.

Втілений проект інтелекту (ВПI) - це інформаційна модель для матеріальної реалізації систем з обробки інформації вищого рівня, яка має функціональне призначення свого особистого проекту в світі інших ВПI.

Втілення ВПI можливе лише за забезпечення дій та умов, необхідних для реалізації його особистого інформаційного опису. Опис передбачає фізичний засіб для кодування і набори правил інтерпретації інформації (узгоджених) з іншими ВПI, необхідних для обміну між ВПI, а також оточуючим світом.

Кожний ВПI має базис протоколів обміну інформації для обміну з окремим набором видів ВПI, від яких залежить, або з якими узгоджується виконання власних функцій. Базис протоколів ВПI, з яким треба узгоджувати власну дію мусить пересікатися з базисом протоколів даної моделі (тобто обидві ВПI мають спільну мову). Подальший розвиток особистості можливий лише за умов постачання інформації із-зовні і належної її обробки (праці особистості над інформацією, що надійшла).

ВПI - це просто структурна одиниця даного рiвня. Це може бути органелла, клітина, система клітин під час ембріонального розвитку, система організму, орган, чи організм в екосистемі. Це інформаційна модель, описана і закодована. Необхідність цієї моделі постає, коли виникає потреба в реалізації нової функції. Коли системі клітин, клітині чи органеллам клітини, що виконують цю функцію, необхідно узгоджувати виконання заданої функції з іншими, або цілим організмом/екосистемою.

Оскільки ВПI передбачає засіб обміну інформації (а такий не може здійснюватись в односторонньо му порядку), та її обробку, той, хто кодує ВПI, повинен передбачати існування ВПІ в світі інших ВП I.

Діями та умовами для реалізації інформаційного опису конкретної моделі є розробка окремих систем кодування, запису, зчитування, та інтерпретації коду, визначеного в зада ній системі кодування, а також автомату керування, призначенням якого є забезпечення дій по автоно мній інтерпретації системи чи декількох систем кодування.

Система зчитування повинна спочатку знати, що шукати для читання, далі знайти зразок в купі ДНК, що вже само по собі потребує обчислювальних ресурсів, а вже тоді визначити порядок читання нуклеотидів: через один, через два, крок вперед, два назад чи з кінців до середини. Все приведене стосується й задуму та правил письма ДНК, яка зроблена "саме так" для правильного читання і інтерпретації. Правила читання коду повинні бути визначені та бути втілений матеріальний механізм читання до процессу кодування моделей.

Iнтерпретацією кодів є правила, що призначають наперед заданому матеріальному носієві коду наперед задані дії. Має виконуватись заздалегідь спроектованим механізмом постачання енергії та матерії для здійснення правил інтерпретації. Код пишеться тільки за умов існування готової реалізації такого механізму інтерпретації.

Прикладами інтерпретації є механізми трансляції ДНК та запуск процесів і розміщення в пам'яті комп'ютера інтерпретатором команд.

Робота інтелекта по реалізації інформації полягає в

  1. проектуванні низки правил інтерпретації,
  2. визначення системи кодування та
  3. призначення за правилами інтерпретації зв'язків "дія -> матеріальний код",
  4. формування послідовності коду (для позиційних систем счислення).
  5. проектування механізму постачання та витрат енергії та матерії для організації матеріальних носіїв у заданому позиційною системою счислення порядку для представлення інформаційної моделі згідно наперед визначених правил інтерпретації

Позиційна система счислення повинна призначати основу та вагу кожному символу (матеріальному носієві в послідовності). Основа обирається від 1-ці до нескінченності. Так, наприклад, сучасні персональні комп'ютери мають двійкову систему счислення, тобто основа - 2-ка; аналогові комп'ютери мають за основу нескінченність, а живі організми використовують четвертичну систему, тобто основа - 4-ка (аденін, гуанін, тимін та цитозін).

Вага - це призначення будь-якої дії по інтерпретації коду в послідовності за місцем його знаходження відносно інших членів послідовності.

Наприклад, старт- та стоп- кодони слугують для розпочатку та закінчення ініціації трансляції. (ru)/ Инициаторным кодоном для эукариот является AUG, есть ограниченная возможность инициации трансляции на ACG, CUG и других триплетах в дополнение к основному AUG. В обычных бактериях (eubacteria) стоп-кодоны обслуживаются двумя белковыми факторами терминации (release factors): RF1 работает со стоп-кодонами UAG и UAA, а RF2 работает со стоп-кодонами UGA и UAA . В архебактериях (archae) и эукариотах все три стоп-кодона обслуживаются одним белком: eRF1.
Есть гипотеза, что стоп кодоны мРНК распознаются стоп-антикодонами Тер-тРНК, ковалентно встроенными в большую рРНК, а факторы терминации RF1 и RF2 способствуют этому узнаванию, увеличивая точность и надежность. Дії по інтерпретації ДНК виконуються в початковій фазі рибосомами. Участок рибосомы, где происходи т химическая реакция синтеза белка, - пептидил трансферазный центр (ПТЦ), формируется несколькими структурными доменами большой рибосомной РНК. Молекулярной системой, обеспечивающей соответствие кодонов м-РНК и аминокислот, является набор адапторных молекул транспортных РНК (т-РНК) и набор кодирующих ферментов аминоацил-т-РНК-син тетаз (АРС-аз). Каждая специфическая молекула т-РНК имеет антикодон, взаимодействующий с кодоном м -РНК, а также специфический сайт взаимодействия с определенной АРС-азой и неспецифический сайт свя зывания аминокислоты. (рисунок с клевером) Каждая АРС-аза опознает все несущие одну аминокислоту ф ракции т-РНК, одну определенную аминокислоту и соединяет их энергобогатой связью. Поэтому соответс твие антикодона т-РНК и аминокислоты определяется именно АРС-фазой. Фракции т-РНК выполняют функци и адапторов (специфических посредников) между кодонами м-РНК и аминокислотами. Триплетный и неразр ывный антикодон выделен в антикодонной петле м-РНК специальными модифицированными нуклеотидами (см . рис с клевером). Этим обеспечивается триплетность и неразрывность узнаваемых кодонов. (Триплеты - три последовательно идущих нуклеотида из четырех возможных T, G, A, C - четыре символа системы с числения. Кодирование триплета избыточно, т.к. учавствующих в построении белка аминокислот всего 2 0, а "4" в третьей степени - число возможных вариаций - дает 64 варианта). Все антикодоны одинаков о триплетны, поэтому, начиная от инициирующего знака, трансляция осуществляется триплетными шагами , то есть формируется рамка (фаза) трансляции - одна из трех возможных. Таким образом, межкодонные знаки (запятые) не нужны, а кодоны не перекрываются. Инициирующие кодоны у Е-coli (кишечной палоч ки) опознаются специальной фракцией т-РНК, переносящей модифицированную аминокислоту формил-метион ин. Триплеты, кодирующие окончание трансляции белка (терминальные нонсенсы) вообще не имеют своих фракций т-РНК, а опознаются специальными белковыми факторами терминации. Однозначность кода в напр авлении кодон => аминокислота обеспечивается строгой специфичностью АРС-аз. Каждая АРС-аза узнает единственную аминокислоту, поэтому неоднозначность исключена. "Шпилька" в молекуле ДНК - это короткие последовательности, зеркально отображающие друг друга. Так , например, "а роза упала на лапу азора". Вследствие чего эти участки слипаются друг с другом и об разуют двойную нить ДНК на однониточной в норме молекуле (уберите пробелы из предыдущей фразы и до пишите ее снизу - получится двойня, последовательности которой одинаковы по чтению с обоих сторон ). Лист клевера - эт о структура ДНК, имеющая такую форму благодаря шпилькам, которые ее стабилизируют. Концевая петля шпильки состоит из 7 нуклеотидов, как антикодонная петля тРНК, и  содержит пос редине триплет CUA, комплементарный стоп кодону UAG. Шпилька вместе со своими ближними соседями может быть представлена в виде клеверного листа. Этот клеверный лист имитирует супрессорную su(+3 ) Тир-тРНК. Достаточно ясно, что число одинаково расположенных идентичных нуклеотидов (за исключе нием CCA-стебля) слишком велико, чтобы быть игрой случая. Особенно впечатляет сходство T \Psi C-шпильки тРНК и ее рибосомного имитатора. Всю эту четверку шпилек р РНК можно обозвать "терминаторный тРНК" или "Тер-тРНК1".

Автомат керування може бути комбінаційним автоматом чи автоматом з пам'яттю (див. "Теорія цифрових автоматів", автомати Мілі та Мура), має задану систему станів, задану систему управляючих дій, заданий алгоритм переходів між станами автомату і діями управління.

Призначенням автомату керування є автономне будування пристрою з обробки інформації вищого рівня згідно його особистої інформаційної моделі та передача управління в кінці автономного процесу будови новій, зовнішній автоматичній системі по обробці інформації вищого рівня (Центральній Нервовій Системі).
Примітка. Необхідно зауважити, що хоча про "нервову систему" для одноклітинних не може бути мови, навіть у одноклітин них є система обробки інформації, що управляє, наприклад, визначенням напрямку руху для досягнення мети - їжі: долання перешкод шляхом нетривіального алгоритму зміни напрямку руху; та інше.

< p> Автономніcть полягає в незалежному протіканні процесів ВПI від зовнішніх систем та чинників. Поняття, подібне до гомеостазу.

Живий ВПI має властивості:
  • Код ВПI повинен містити частину описання щодо створення свого особистого екземпляру (здатність до самовідтворення, мейоз).
  • Система інтерпретації повинна мати своею частиною виконавчі механізми та правила, що передбачають код дублювання свого особистого екземпляру.
  • Призначенням інформаційної моделі пристрою з обробки інформації вищого рівня є інформаційний обмін з іншими живими ВПI та оточуючим середовищем на шляху до реалізації та задоволення необхідних потреб перших двох пунктів, а також будування свого інтелекту, якщо інформаційна модель це передбачає.

Ознаками життя є сукупність послідовних чи паралельних процесів:

  • Автоматично кероване будування інформаційної моделі пристрою з обробки інформації вищого рівня за виконання умов задоволення існуючих обмежень необхідними для будування носіями матерії і енергії (АТФ).
  • Передача управління по автоматичним діям з переробки інформації матеріальній реалізації особистої інформаційної моделі.
  • Процес реалізації базових протоколів по обміну інформації з іншими учасниками стандартів і протоколів (навчання мови), чиї особисті нформаційні моделі мають однаковий базис протоколів з інформаційною моделлю даної особистості.
  • Будування особистого інтелекту і творчість інтелекту, якщо ці можливості описані особистою інформаційною моделлю.
  • Реалізація інформаційної частини свого екземпляру (розмноження).

Прикладами слугують такі явища, як синхронізація систем обробки інформації одного живого орган ізму з іншими, дії управління щодо світу оточення, навігація, будування 3D-зображень, заходи по з ахисту інформації, явище дезинформації, категорійне мислення, навчання, соціальні утворення, обмін досягненнями інтеллекту за допомогою МОВИ, дублювання інтелектуальних систем, нових МОВ як проток олів обміну інформації та інше.

Наприкінці звернемо увагу на недопустимість повного моделювання життя лише категоріями цієї статті. Звичайно, що адекватне моделювання життя такої істоти, як людина, вимагає пролиття світла на духовний світ; а всі процеси життя описані тільки в самих живих істотах.

Пишіть нам!     E-mail: ksono@ksono.org     Schreiben Sie uns!
Genoterra.ru - Все о Генетике вiтчизняний web-хостiнг This page written in the vi editor