不思議といっちゃ不思議ですね。
地球上のどんな生物も4値DNAという統一形式で遺伝が決まってるんですから。
別の遺伝形式があっても良いように思うけど、なんで4値DNAなのか不思議ですね。
例えば2値や3値系だとDNAが長くなってしまって絡まりが具合が厳しくなって
情報伝達が行われなくなってしまう、あるいは長時間かかってしまうから不適とか。
5値以上は逆にそれ自体を生成する確率が低くなってしまってDNAを構成できないとか。
4値が丁度良い具合にスケールされたDNAができる条件なのかもしれませんね。
でも、これって構成部品(H、C、N、O)から数学的に証明できるのかなぁ?
In article <be6qg9$jqj$1...@news512.nifty.com>, "GON" <g...@mocha.freemail.ne.jp> writes
> 地球上のどんな生物も4値DNAという統一形式で遺伝が決まってるんですから。
いわゆるセントラル・ドグマですね。
> 例えば2値や3値系だとDNAが長くなってしまって絡まりが具合が厳しくなって
> 情報伝達が行われなくなってしまう、あるいは長時間かかってしまうから不適とか。
> 5値以上は逆にそれ自体を生成する確率が低くなってしまってDNAを構成できないとか。
減数分裂を考えれば偶数になるわけで、2個じゃ置き換えに弱いと
考えると4個ってのは単純に思い付きますけど。
3個で一つの情報って方が情報理論的な説明がありそうな気がします。
> 4値が丁度良い具合にスケールされたDNAができる条件なのかもしれませんね。
さぁ...
> でも、これって構成部品(H、C、N、O)から数学的に証明できるのかなぁ?
それはできないでしょう。いろいろ理由はあるけど。
---
Shinji KONO @ Information Engineering, University of the Ryukyus,
PRESTO, Japan Science and Technology Corporation
河野真治 @ 琉球大学工学部情報工学科,
科学技術振興事業団さきがけ研究21(機能と構成)
数学的には質問を理解できませんが、DNA/RNAは化学的に違います。
ヌクレオチドを構成する糖がデオキシリーボース/リボースです。
塩基がチミン(T)/ウラシルです。
転写酵素はこの違いがわからないはずがないと思います。
# おはようリボゾーム君。君の使命はタンパク質を合成することだ。
# ミスコドンがあっても当局は一切関知しないからそのつもりで。
# なお、このRNAテープは自動的に消滅する。
石段
柳楽@生物系
AKINORI SHOJI wrote:
>
> 突然ですが、DNAはなぜ4値符号(A,T,G,C)なのでしょう?
> 私の予測としては、4値未満だとDNAとRNAの区別がつかないため、
> DNA-RNA複写システムがうまく機能しないからではないかと思うのですが、
転写ですね。
> だれか数学的に説明できないでしょうか?
DNAとRNAは化学的に違うんですね.....
昔習ったはずなのにすっかり忘れてました。
A(+,-,0): T(-,+,-)
です。A-Tでは3番目は結合に効いてません。
これ以外にないのかということで人工的な組み合わせで成功してますから、
生化学的には4値以上可能で、4値となった理由は他にあるわけです。
柳楽@生物系
DNAは情報系の人間から見るとまさにデータを記録するテープに見えます。
コンピュータの世界では01の2値なのに、なぜ生物の世界では4値なのだろうと
疑問に思い、数学で証明できないかなとふと思ったわけです。
At Sun, 6 Jul 2003 12:08:25 +0900,
AKINORI SHOJI wrote:
> ワトソン・クリックがDNAの2重螺旋を発見する以前に、
> フォンノイマンがDNAの数学的なモデル(自己増殖オートマトン)を考えて
> いたし、
ワトソンとクリックが二重螺旋を発見する以前から,DNA が遺伝物質で
ある事は知られていたし,フォン・ノイマンの自己増殖オートマトンで
DNA に絡むのは自己記述のみですよね.自己増殖オートマトンが指し示
しているのは増殖し続ける生命システムそのものであって,DNA じゃあ
ないんでは ?
> 最近はやりのフラーレンも、実際に発見される前に予言されていました。
それはなんだか….
> コンピュータの世界では01の2値なのに、なぜ生物の世界では4値なのだ
> ろうと疑問に思い、数学で証明できないかなとふと思ったわけです。
コンピュータの世界では二値であることを数学で証明できるのですか ?
--
柏崎 礼生 (Hiroki Kashiwazaki)@HUIIC
Ph.D candidate in the Division of Electronics & Information
Engineering, Hokkaido University
mailto:r...@cc.hokudai.ac.jp
Tel:+81-11-706-2998
In message <be8stc$r2c$1...@news01dc.so-net.ne.jp>
"AKINORI SHOJI" <aki...@yd6.so-net.ne.jp> says:
> ちなみに、コンピュータの世界で01の2値が採用されているのは、
> スイッチのON/OFFに単純に対応できるからです。
> 3値以上のデバイスもありますが、メモリの内部セルにやっと採用され始めたくらい
> で
> 全体が2値以上で構成されているのは今のところ無いようです。
それはそうですが、たしかデータ表現の効率は 2^n か 3^n がよい
が、実質的にはデバイスの関係で binary system に決まった、と、
うそかほんとか知りませんが、会社に入ったときの講習テキストに
載ってたなあ... 遠い昔の話。
ちなみに、元の話でなぜ4値構成なのか、ということは直接にはわか
りませんが、タンパク質を構成するアミノ酸20種類を表現するため
のデジット数として 4 x 4 = 16. ではなく、4 x 4 x 4 = 64. が必
要で、そちらの必要性と効率性とのあやがあるのかもしれませんね。
ATGC 4種類が3個一組となって用いられる、と。
--
Jul/06/2003 (Sun) 08:39:15 pm ------------------------------
Hiroshi SATO: sa...@rd.casio.co.jp
------------ Buy like Peter Lynch, Own like Warren Buffett.
なるほど....始めにアミノ酸ありき、という考えですね。
そうなると、卵(DNA)が先かニワトリ(アミノ酸・たんぱく質)が先か
ということになってしまうのでしょうか。
どちらにしろ、こんな複雑なシステムが自然に出来上がったというのは
驚く以外ありません。
googleで、「多値論理 LSI」で検索すると、101件程見つかりました。
画像処理の回路の実装例も報告されているようです。
10年以上前に、論文の発表があったと思います。
--
関@神奈川
Masao Seki <ma-...@gb3.so-net.ne.jp>
庄司昭典@37才エンジニア
In article <bebp2n$pol$1...@news01dd.so-net.ne.jp>, "AKINORI SHOJI" <aki...@yd6.so-net.ne.jp> writes
> 原始大気中に雷を発生させると、自然にアミノ酸ができるそうです。
CHON が主な大気ばっかりじゃないし。どのあたりが自然なのかは
良くはわからないんですけどね。一種の人間原理かな。
> コンピュータは電気で動くのでリレー(あるいは真空管)のON/OFFに
> 対応させやすい01の2値を採用したのが必然だったように、
神経回路網は二値ではないですよね。そういう意味では必然
ではないらしい。無線LAN とかOFDM とかも多値だし。
> アミノ酸から始まった生命が、アミノ酸・たんぱく質を基礎とした
> DNAシステムを作りあげる際に、アミノ酸を表現するために必要な
> 4値表現を必然的に選んだということでしょうか。
有利なシステムであったことはs生き残ったことが証明しているわ
けですけど、必然かと言われると、どうですかね。
でも、もちろん、それが必然な用に設計されたと考えることもでき
て、あらゆる地球型の惑星には、実はセントラル・ドグマに従った
生物がいるっていう可能性もあるんだよな。
ビッグバンのエネルギー優勢な状態から、物質優勢になっても大半
は素粒子、しかも、陽子、電子、中性子しかないわけですよね。(
か、その反粒子だな。どっちかですね。反粒子は共存し得ないわけ
だから。) そこから、多様な核種が出来るためには、水素原子から
核融合していくしかないわけだけど、実はなんでもできるってわけ
ではない。下手すると、軽い元素しかできなかったりします。でも、
そこには、まるで設計されたかのように多様な核種を生成する核融
合が可能なようなエネルギーバンドがあり、そこを経由して今の宇
宙の物質の分布が出来ているわけです。
もしかすると、CHON 優勢になるように、アミノ酸、そして、
セントラル・ドグマが可能になるように自然法則、物理定数は
調整されているのかも知れないですね。
それにしては、宇宙人に出会わないってのが不思議なわけだけど。
ってか重い元素は超新星爆発を通して一気に作られるんだよね?
で、
> もしかすると、CHON 優勢になるように、アミノ酸、そして、
> セントラル・ドグマが可能になるように自然法則、物理定数は
> 調整されているのかも知れないですね。
と、どうつながるわけ?河野さんの話っていつも全然関係ない話の
羅列なんだよね。
> それにしては、宇宙人に出会わないってのが不思議なわけだけど。
全然。
この話って、人間原理とかとつながりがあるのはわかるんですよね?
In article <bec1ol$bqv$1...@news511.nifty.com>, "GON" <g...@mocha.freemail.ne.jp> writes
> ってか重い元素は超新星爆発を通して一気に作られるんだよね?
どっかその辺の高校の教科書でも読んだら? 最近は核融合は高校で
は教えないんだっけ。
僕はどこで読んだんだったかな。ファインマンだったかも知れない。
どんな元素でも水素原子から高温高圧さえあれば、簡単に核融合で
きるというわけじゃないのさ。
> > もしかすると、CHON 優勢になるように、アミノ酸、そして、
> > セントラル・ドグマが可能になるように自然法則、物理定数は
> > 調整されているのかも知れないですね。
> と、どうつながるわけ?河野さんの話っていつも全然関係ない話の
> 羅列なんだよね。
この手の人間原理は、ホィラーとか結構好きな話だったみたいです
ね。人間原理は、わりと良くある議論なんで、そのあたりの宇宙論
の本でも読んでみたらどうでしょう?
> > それにしては、宇宙人に出会わないってのが不思議なわけだけど。
> 全然。
これも、フェルミ・パラドックスっていう名前がついている有名な
問題なんですけどね。
GONに期待しているわけじゃないけどさ。知らないってのもさびしい
もんだな。昔のfjとは違うからしかたないか...
・地球の例を見れば分かるとおり、戦争をするような低い文明の宇宙開発は遅々とし
て進まない。
・ゆえに、惑星間有人飛行をするほどの宇宙人は精神的にも高度に発達している。
・精神的に高度な宇宙人は低劣な地球人には近寄らない。
・ゆえに、私たち地球人はいつまでたっても宇宙人に会えない。
降参したわりにだらだらと横道にそれてばかりですみません。
君の話が人間原理を意図して話しているのは十分わかってますが
その話がなんら関係のない話だってことなんですが?
いま、皆さんが問題にしているのは宇宙における元素組成の偏在でない
ことは理解できますか?原始地球における大気成分は前提として
そこから現在の4値表現のDNAに至るところに必然性があるのかないのか
でしょ。
> In article <bec1ol$bqv$1...@news511.nifty.com>, "GON" <g...@mocha.freemail.ne.jp> writes
> > ってか重い元素は超新星爆発を通して一気に作られるんだよね?
>
> どっかその辺の高校の教科書でも読んだら? 最近は核融合は高校で
> は教えないんだっけ。
はぁ?
重い元素の生成は超新星爆発へ至る過程を通し起こることは一般常識ですが。
もちろん、核融合によって生成されることは前提です。あなたの説明だとビッグバン時に
重い元素も生成されたかのような説明になってますよね。「超新星爆発」について
触れないと一般素人さんは大いに勘違いしますね。
あなたも教育者ならそこら辺をもうちょっと配慮したら?
それと、関係ありませんが、今高校で教えられているものとそうでないものぐらい
大学教員なら理解した上で教育にあたるべきですね。あなた、以前、高校では
量子力学は教えてないのかなぁ?みたいなバカなこと言ってましたよね?
通常の常識のある人間ならわかる話なんですが、大学教員のくせに非常識も
ほどがあります。こういう教員が「高校でやってきたでしょ」みたいな感じで講義
されちゃうと受けるほうはたまったもんじゃないよね。
> 僕はどこで読んだんだったかな。ファインマンだったかも知れない。
> どんな元素でも水素原子から高温高圧さえあれば、簡単に核融合で
> きるというわけじゃないのさ。
鉄より重い元素が超新星爆発時に生成されると考えられているというのはOK?
非平衡状態やら何やらと様々な条件が絡んでくるだろうと思いますが詳しいことは
専門でないのでわかりません。
で、こういった話と先の話は全く関係ないよね。指摘しているのはそういうことなんだけど?
> > > もしかすると、CHON 優勢になるように、アミノ酸、そして、
> > > セントラル・ドグマが可能になるように自然法則、物理定数は
> > > 調整されているのかも知れないですね。
> > と、どうつながるわけ?河野さんの話っていつも全然関係ない話の
> > 羅列なんだよね。
>
> この手の人間原理は、ホィラーとか結構好きな話だったみたいです
> ね。人間原理は、わりと良くある議論なんで、そのあたりの宇宙論
> の本でも読んでみたらどうでしょう?
その辺の話は、大学時代に啓蒙書を読んで知ってます。
で、関係ないよね。原始地球の大気組成は前提でそれからなぜ4値DNA?
って話でしょ。その大気組成自体を問題にしているわけじゃありませんよね?
> > > それにしては、宇宙人に出会わないってのが不思議なわけだけど。
> > 全然。
>
> これも、フェルミ・パラドックスっていう名前がついている有名な
> 問題なんですけどね。
>
> GONに期待しているわけじゃないけどさ。知らないってのもさびしい
> もんだな。昔のfjとは違うからしかたないか...
わたしが「宇宙人に出会わないってのが不思議でない」と言っているのが
知らないからだと考えているところが痛いよね。そんな話は昔やってた
カールセーガンのコスモスあたりで解説されてました。まあ、そこでの
計算に妥当性があるのかないのか知りませんが少なくともオーダーで
考えてみても高度な文明が生成される確率が極めて低いことぐらいは
理解できます。
宇宙は条件さえ整えば簡単に生命が誕生してしまって宇宙は実は
生命だらけなのかもしれませんが、それが高度な文明にまで昇華
される確率は極めて低いでしょうね。しかも、我々の住む地球から
コンタクトがとれる距離の範囲内に入ってる確率はさらに低いでしょう。
ちょっと考えただけでも宇宙人に会う確率は極めて低いと考えられますが
あなたにかかると、それがもっと大きい確率あるっていうことなんですよね?
だから不思議だと。
全然そうは思いませんね。
# ムーかなんかの読みすぎじゃ?(w
これが何文字あると生命が表現できるのでしょうか。
あるいは、何文字連なるとただのたんぱく質が
はじめて生物と呼べるようになるのでしょう。
地球上でもっとも小さい生物のDNAって何塩基ぐらいあるのでしょう。
原始大気に雷を発生させるとアミノ酸ができるように、
アミノ酸がいろいろ結合しあって、
たんぱく質ができて、A,T,G,Cができて、
それが2重螺旋を形成して.....
というのも自然に行われるのでしょうか。
たとえば、A,T,G,Cを混ぜ合わせたスープを作ると
自然にその中に2重螺旋の前駆状態のようなものができるとか。
それを決めるには「生命とは何か?」を曖昧さなしに定義できないと
ダメでしょうね。仮に何らかの生命なるものの定義が存在したとするなら
それを満たす最小の生物が存在するはずです。それは恐らくアミノ酸で
構成されているんでしょう。
仮にそれが、最小生命、あるいは、基本生命なるものであればそこから
1つの構成要素を抜いただけでも生命の機能は停止するというもので
なくてはなりません。
> 原始大気に雷を発生させるとアミノ酸ができるように、
> アミノ酸がいろいろ結合しあって、
> たんぱく質ができて、A,T,G,Cができて、
> それが2重螺旋を形成して.....
> というのも自然に行われるのでしょうか。
> たとえば、A,T,G,Cを混ぜ合わせたスープを作ると
> 自然にその中に2重螺旋の前駆状態のようなものができるとか。
無秩序から秩序を構成するには何らかの対称性が破れる必要が
あるんじゃないでしょうか?例えば、光学異性体のうち片方だけが
生き残るとか。これがもし、同数の光学異性体しかなかったら
生命なんて誕生していなかったと思います。
A,T,G,Cを混ぜ合わせたスープだけだと生命は誕生しないと
思います。ゆらぎと非平衡が起こらないとダメでしょう。
「生命」というと曖昧すぎるので、「DNAによる自己複製システムが機能する最小単
位」
といったほうがいいのでしょうか。
ここら辺の話になると生物系の人じゃないと分からないのかな。
<behifb$omb$1...@news512.nifty.com>の記事において
g...@mocha.freemail.ne.jpさんは書きました。
> それを決めるには「生命とは何か?」を曖昧さなしに定義できないと
> ダメでしょうね。仮に何らかの生命なるものの定義が存在したとするなら
> それを満たす最小の生物が存在するはずです。それは恐らくアミノ酸で
> 構成されているんでしょう。
最小 でなくて 極小 かな。
桂 英治@(株)横浜インテリジェンス
(kat...@hamaint.co.jp)
リボソーム=CPU、RNA=主記憶(RAM)、DNA=外部記憶(HDD)でしょうか。
つまり、実際に働くCPUであるリボソームが4値符号系のマシンなので、
その記憶装置も4値系である、と考えられないでしょうか。
現在の説はまずRNAありきです。特別なRNA配列に酵素活性が見い出されています。
蛋白が行なっている触媒反応をRNAが担っていた原始的世界があったと想像されています。
アミノ酸はt-RNAによってmRNAから翻訳されますが各コドンに対応するt-RNA
(相補的コドンをもつ)があってその末端にアミノ(アシル体だったかな?)基が
ついていてペプチドが生合成されます。
各コドンに対応するt-RNAにアミノ酸の原料を付加する反応は現在の生物では酵素が
担っていますがアミノ酸とt-RNAの相補的コドンは凸と凹の関係の痕跡を残しています。
つまりmRNAの凸がt-RNAの凹になってアミノ酸では凸となっているわけです。
もちろん大雑把な話でmRNAの凸が蛋白の豊富な表現力にかなうわけありません。
4値になった理由はよく分からんのですが、プリンとピリミジンが向き合ったとき
相互作用しそうな側鎖は3箇所(3つまでの結合が可能)です。それぞれのチャージは
プラス、マイナス、ニュートラルが可能です。よってプリンが27種類、ピリミジンも27種類
のとりうる可能性があるわけです。このうち
1)プリンの一つの側鎖がプラスならピリミジンの対応する側鎖はマイナスか、ニュートラル。
2)プリンの 一つの側鎖がマイナスならピリミジンの対応する側鎖はプラスか、ニュートラル。
3)プリンの 一つの側鎖がニュートラルならピリミジンの対応する側鎖はどれでもよい。
4) プラス-マイナスのペアで結合成立。それ以外は不成立。
5) 安定結合のために2つ以上の結合を要求する。
6) 結合不成立のとき片方がニュートラルであれば反対側の対応する側鎖のチャージはなんでも
よい。このとき反対側の核酸として3種類の核酸を用意するのは現在の生物は酵素による
生合成を行なっているから無駄な酵素を必要とするのでどれかに集約される。
54値符号からこのルールでうまく機能する4値まで減ってきたのでは?
というのはどうでしょうか?
原始的なRNAの世界で合成可能という条件があらかじめあるかもしれません。
真剣に文章を読んでいたら頭が爆発しそうになりました。(専門用語が多くて...)
細かいことは理解不可能でしたが、要するに、原始のRNAワールドがあって、
いまのDNA+RNA+リボソームの働きをすべてRNAがやっていたということですね。
つまり、RNAはROM,RAM,CPU,I/Oのすべて入っているワンチップマイコンのようなもの
で、
それがだんだんと進化して現在のDNA+RNA+リボソームになったということでしょう
か。
AKINORI SHOJI wrote:
>
> > 現在の説はまずRNAありきです。特別なRNA配列に酵素活性が見い出されています。
> > 蛋白が行なっている触媒反応をRNAが担っていた原始的世界があったと想像されて
> います。
>
> 真剣に文章を読んでいたら頭が爆発しそうになりました。(専門用語が多くて...)
すいません
RNA+リボソームの形がセルオートマトンに似てるなと思って、
それじゃあリボソームの状態遷移を解明すれば
DNAの解読が簡単にできるのかなと思ってたのですが。
はじめにリボソームありきではなく、RNAありきなんですね。
自分自身で動いて、自己複製して、しかも進化してしまうなんて、
RNAってなんなんでしょうか。それ自身が生物でしょうか。
そういえば、BSEの原因物質であるプリオンも、
単なるタンパク質なのに生物のような振る舞いをすると聞いたことがあります。
原始的な世界ではタンパク質生物がいろいろいて、
そのうちRNAだけが高度に進化していまの形になったのでしょうか。
In article <3F158C5D...@domain.com>, 柳楽盛男<em...@domain.com> writes
> 現在の説はまずRNAありきです。特別なRNA配列に酵素活性が見い出されています。
> 蛋白が行なっている触媒反応をRNAが担っていた原始的世界があったと想像されています。
このあたりの分子進化以前の話ってのは面白いけど、良く分かってない
分野でもありますよね。RNAだけで複製できるとかいう話もあったような
気がします。
> 54値符号からこのルールでうまく機能する4値まで減ってきたのでは?
> というのはどうでしょうか?
その「うまく」ってのが、どういう基準なのかが理解できれば、あ
とは、進化か遺伝子アルゴリズムかなんか知らんけど、そういう過
程で調節されるのかも知れないですね。
単に最小識別だったら二値になるはずだし、演算的には三値が有利
だし。でも、情報理論的に四値が有利ってのはあまりない。なので、
おそらくは減数分裂がからんでいるんだろうぐらいまではわかるん
ですけど...
私は生物科でないのでそんなに気にしていなかったのですが
生物科出身の先生が「ないのは怪しからん!」みたいなことを
言ってました。
丁度、物理出身の先生が中学の教科書に
「原子はこれ以上わけることができない」
というのを問題視しているのに似てます。
とにかく、中学教育はおかしいです。うそを教えてどうするよ。
In article <bf7gvs$t33$1...@news511.nifty.com>, "GON" <g...@mocha.freemail.ne.jp> writes
> とにかく、中学教育はおかしいです。うそを教えてどうするよ。
これは僕もそう思います。
でも、物理理論って、実は、結構、うそあるんだよね。例えば、
力
なんか、大嘘の一つでしょ? そんなものは存在しないって言った
方がどんなに楽なことか。
ニュートン力学だって、結局は、嘘だったわけだし。
では、何が本当なのか? それは、実は、その時によって違う
んだよな。
どこまで勉強すれば本当になるのか?
って問題ではないみたい。
僕は、中学はなくしてしまって、高校のカリキュラムを時間をかけて
教えるって方が良いと思いますね。決まった期間に単位を取得する
というよりは、その学生が必要になったものを、その時、提供する
みたいな方法が良いと思います。
そう考えると、
その時必要な暫定的な知識としての嘘
ってのがあっても良いと思う。
数学的にどうこうとか、情報理論的にどうこうって話はあんまり無さそう
な気がします。化学的に反応が「丁度良く」起こってくれるかなんじゃあ
ないでしょうか。
>単に最小識別だったら二値になるはずだし、演算的には三値が有利
>だし。でも、情報理論的に四値が有利ってのはあまりない。なので、
>おそらくは減数分裂がからんでいるんだろうぐらいまではわかるん
あれ、菌類の一部には減数分裂しない (有性生殖を全くしない) 奴も居ま
すよねえ。そいつらも一緒なんで、減数分裂はあんまり関係無さそうな気
がしませんか?
本当に何か決定的な有利さが有って生き残ったのか何かの偶然で生き残っ
たのかは判りませんが、まあそこそこの有利さは有ったんでしょう。只、
それも数理的に考えるよりは化学的に考える方が妥当と考えます。
--
椎野正元 (しいの まさよし)
In article <bf7pjc$2rr7$1...@mozart.shiino.taito.tokyo.jp>, alc...@shiino.taito.tokyo.jp (Shiino Masayoshi) writes
> あれ、菌類の一部には減数分裂しない (有性生殖を全くしない) 奴も居ま
> すよねえ。そいつらも一緒なんで、減数分裂はあんまり関係無さそうな気
> がしませんか?
そうだよね。じゃぁ、単なる分裂かな。偶数であるのは
必然ですよね。
コドンの長さと塩基の数と両方最適化しないとあかんな。
2値(2codon)だと分裂したときに、反転パターンができちゃう
ぐらいはわかりますが。
> 本当に何か決定的な有利さが有って生き残ったのか何かの偶然で生き残っ
> たのかは判りませんが、まあそこそこの有利さは有ったんでしょう。只、
> それも数理的に考えるよりは化学的に考える方が妥当と考えます。
どっちも同じような気もする。進化の歴史的な問題もあるんでしょ
うね。