Hенадежное копирование

[shkrobius]

Два года назад я рассуждал, почему с химической точки зрения вполне очевидно, что биополимеры, ответственные за хранение/копирование информации (нуклеиновые кислоты) и метаболизм (белки) должны быть разными (к ним предъявляются слишком разные требования

Comments

[egh0st]

[kouzdra]

В GSM (базовом стандарте) трехслойное избыточное кодирование - помехоустойчивый потоковый код с двойной избыточностью (восстановление идет по критерию минимизации числа ошибок в блоке), потом блочный код с исправлением групповых ошибок, потом биты в блоке перемешиваются фиксированной псевдослучайной перестановкой (чтобы разнести оставшиеся групповые ошибки) и кодом соломона-рида.

Дальше кстати в голосовом канале если не сработало никаких коррекций не делается - просто блок и состоянике вокодера сбрасывается - вокодер через несколько блоков свое состояние восстанавливает.

В цифромом канале добавляется еще один уровень кодирования (не помню какой - но скорее всего тот же соломон)

[egh0st]

[kouzdra]

Но подозреваю что как раз подобный уровень устойчивости и сделает мутации принципиально невозможными

[alamar]

Мне это не кажется совсем невозможным, но проще, думаю, иметь несколько копий генома и всё время их восстанавливать по принципу "одинаковые 2 из 3". Проходиться по трём цепочкам и несовпадающее в одной из них исправлять.

Полиплоидные одноклеточные действуют подобным образом, но на уровне гена, а не нуклеотида. Всё время копируют гены с одной цепочки на другую, пока не останутся с одной версией.

[iv_an_ru]

При ненадёжных базовых операциях появляется риск неправильно посчитать, кто тут 2 из 3, либо вообще на ровном месте получить из трёх из трёх два из трёх.

[alamar]

Я бы предложил решить этот вопрос симуляцией.

[iv_an_ru]

Тогда чур не я --- из-за меня сейчас висит обновление bio2rdf , а потом я свалю отгуливать прошлогодний отпуск :)

Проблемка только в том, что судьбу каждого отдельного гена можно смоделировать несложным марковским процессом, но поглощающие состояния этих процессов не должны быть изолированы друг от друга, так что вся клетка оказывается одним единым процессом. Ошибка в копировании одиночного гена может быть и поглощающим состоянием для гена, и поглощающим состоянием для всей клетки, но возможны сценарии, когда ген почти безобидно "мутировал", но клетка с бОльшей вероятностью дохнет при одновременной мутации каких-то генов. Если это надо учитывать, а закон Мэрфи это обещает, то при вероятности ошибки при копировании 1/(N*N) и числе генов больше N модель будет занята в основном нудной проверкой, а не пора ли бацилле сдохнуть.

В принципе, прикольный курсовик кому-то можно дать.

[kray_zemli]

Поделить на блоки порядка 3000 нуклеотидов и защитить каждый кодом Рида-Соломона. Регулярно проходить по геному и исправлять ошибки. А может, лучше подойдёт свёрточный код, тогда и на блоки делить не обязательно.

[shkrobius]

И как же имплементировать подобный алгоритм на уровне биомолекул? И как он может возникнуть "сам собой"?

[vashu11]

Хорошая аналогия для понимания кода с восстановлением - представьте что вы передаете 1 бит 3мя - последовательности 000 и 111. 3 бита могут кодировать 8 вершин куба. Одиночная ошибка превратит 000 - в 100 010 или 001 - соседние вершины куба. Аналогично для вершины 111. И множества соседей 000 и 111 не пересекаются, что и позволяет делать восстановление. Скажем 100 -> восстанавливается в 000. Только для последовательностей в несколько бит аналогия уже гиперкуб, который представить трудновато )) но суть та же - два дополнительных бита на восстановление

[shkrobius]

В клетке нет маленького универсального компьютера, чтобы реализовать даже не очень трудоемкие логические операции. Тамошние механизмы работают совсем иначе. Поэтому часть проблемы - придумать как нечто подобное можно сделать на том, что есть. Типа того как я "перевел" chesksum на реалии двойного кода. Я просто не вижу как это сделать с Вашей идеей. Она потребует радикального изменения абсолютно всего.

[evgeniirudnyi]

Посмотрите James A. Shapiro, Evolution: A view from the 21st Century, 2011. Как пишут молекулярные биологи геном является системой чтения/записи, поэтому разговоры просто про копирование уже несколько устарели.

[shkrobius]

Если невозможно достаточно надежное копирование, невозможно и все остальное.

[p2004r]

Почему не предположить, что именно парность синтеза работает как контроль? Например все так устроено, что только две одинаковые единицы добавленные к обеим синтезируемым белкам позволяют перейти к следующему шагу наращивания? (ну или свернуться "свежесинтезированные" участки должны одинаково и тогда не помешают?)