Кодирование генетической информации. Развитие генетических представлений Г. Менделя в теории Т. Моргана о локализации генов в хромосомах (1912 г.), работы. - презентация

1 Кодирование генетической информации

2 Развитие генетических представлений Г. Менделя в теории Т. Моргана о локализации генов в хромосомах (1912 г.), работы Г. Дейла о механизмах передачи электрохимического импульса в нейронах (1929 г.) и созданная Л.Берталанфи теория биологических объектов как открытых систем (1932 г.) к середине нашего века привели к исследованиям разнообразных материальных носителей биологической информации. Развитие генетических представлений Г. Менделя в теории Т. Моргана о локализации генов в хромосомах (1912 г.), работы Г. Дейла о механизмах передачи электрохимического импульса в нейронах (1929 г.) и созданная Л.Берталанфи теория биологических объектов как открытых систем (1932 г.) к середине нашего века привели к исследованиям разнообразных материальных носителей биологической информации. К середине 1950-х гг. теорией информации были охвачены разнообразные проблемы биологии: кодирование белков в ДНК, структурные изменения белков и т.д. В 1963 г. объектами теоретико-информационного анализа стали также открытый к тому времени ДНК-белковый код, экологические модели, нейро- и психофизиологические феномены.

3 Одно из величайших достижений научной мысли двадцатого века разгадка тайны структуры ДНК и открытие генетического кода. ДНК это знаменитая молекула наследственности. Строение ДНК относительно просто, но функции её чрезвычайно сложны. Одно из величайших достижений научной мысли двадцатого века разгадка тайны структуры ДНК и открытие генетического кода. ДНК это знаменитая молекула наследственности. Строение ДНК относительно просто, но функции её чрезвычайно сложны. Рис.1.Фрагмент молекулы ДНК.

4 Генетическая информация записана в генах нуклеиновых кислот (ДНК или РНК) и определяет фенотип всех без исключения живых существ. Используя теорию ко­дирования - раздел теории информации, удалось теоретически предсказать, что каждая из 20 аминокислот в белках должна кодироваться в ДНК специфической последовательностью из трех нуклеотидов - ни больше и ни меньше. Это было доказано экспериментально в 1962 г. Генетическая информация записана в генах нуклеиновых кислот (ДНК или РНК) и определяет фенотип всех без исключения живых существ. Используя теорию ко­дирования - раздел теории информации, удалось теоретически предсказать, что каждая из 20 аминокислот в белках должна кодироваться в ДНК специфической последовательностью из трех нуклеотидов - ни больше и ни меньше. Это было доказано экспериментально в 1962 г.

5 Зародившись под влиянием физики в технике связи, теория информации спо­собствовала зарождению и развитию молекулярной биологии: биологические полимеры стали изучать и сравнивать как тексты, представленные двумя взаимо­связанными кодами - 4-«буквенным» в ДНК и РНК и 20- «буквенным» в белках. Молекулярная биология обнаружила сходство между ДНК и языком, сформулировав гипотезу последовательности. Зародившись под влиянием физики в технике связи, теория информации спо­собствовала зарождению и развитию молекулярной биологии: биологические полимеры стали изучать и сравнивать как тексты, представленные двумя взаимо­связанными кодами - 4-«буквенным» в ДНК и РНК и 20- «буквенным» в белках. Молекулярная биология обнаружила сходство между ДНК и языком, сформулировав гипотезу последовательности.

6 Экологи стали пользоваться формулами Шеннона с конца 1950-х годов, чтобы характеризовать степень разнообразия и сложности природных сообществ живых организмов. Сначала теоретически, а затем и экспериментально (в лабораториях и природных биоценозах) исследователи смогли показать, что чем больше разнообразие экосистемы, вычисленное по Шеннону, тем эта экосистема устойчивее к неблагоприятным воздействиям. Экологи стали пользоваться формулами Шеннона с конца 1950-х годов, чтобы характеризовать степень разнообразия и сложности природных сообществ живых организмов. Сначала теоретически, а затем и экспериментально (в лабораториях и природных биоценозах) исследователи смогли показать, что чем больше разнообразие экосистемы, вычисленное по Шеннону, тем эта экосистема устойчивее к неблагоприятным воздействиям.

7 Так же, как каналы и системы связи, можно рассматривать важнейшие генетические процессы: работу генов, синтез белков, использование генетичес­ кой информации в признаках организмов, передачу ее от предков к потомкам. Классическая теория информации позволяет измерять информацию текстов и сообщений, исследовать и разрабатывать приемы ее кодирования в передатчике и декодирования в приемнике, измерять пропускную способность канала связи между ними, вычислять уровень шума в канале и минимизировать его воздействия. Все биологические структуры: и гены, и клетки, и работающие органы, и организмы - обмениваются информацией - сложными и разнообразными сигналами.