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生命:智能化的机械

已有 2789 次阅读 2015-7-29 12:04 |个人分类:科学思考|系统分类:科研笔记| 生命, 计算机, 演化模拟

 生命系统,无疑是很强的计算机系统。


 生命的“ATCG”四碱基编码体系,相比现在“0,1”编码的人工计算机,更显高效低耗。相对于计算机读写数据的单一体系,生命DNA的编码无疑要高明的多,尤其是真核生命,演化出核小体进行“硬盘”的空间压缩,相应地也进化出了较为精准的数据读取模式。诸如解压缩相关部分DNA,募集转录因子等体系,进行信息解读,转而分化成对应的细胞或者维持相应的细胞形态。


 相对于DNA对应的“硬盘”存储,转录过程,更像是运行程序。而内存的有限性及系统的稳定性要求,注定了运行程序的选择性与连续性并行不悖。

 而功能性的分子,诸如蛋白之类的,更像是计算机系统的延伸,类似于智能化的机械系统,只不过,这些机器制造与运行的信息,都书写在DNA之中而已。


  单个细胞,类似于一个单机;而高等生命,多细胞体系,本身就相当于一个联网的机群。但是,这个机群的每个单机,都拥有全部的DNA信息。只是,各个单机的信息开放读取不一样而已,导致运行的效能有差异。


  生命演化过程中,生存是唯一的动力与选择。而为了适应这个复杂多变的环境,每个想要生存下去的个体或者物种,必须找到适合自己的生态位,以获得稳定的能量供应。然而,生命本身的信息都记录在DNA中,即使能够与环境互动,进而改变信息的解读过程,却依旧无法突破现有的规范。所以,DNA在复制过程中,会适量地引入一些突变,而能辅助生命生存的突变,则保留下来。有性生殖的模式,则大大提高了有利突变的聚集,辅助物种快速迭代演化。

 DNA上的突变,会持续影响后续的转录,蛋白结构,分子相互作用等。即每一个变量的引入,都相当于进行一次全新的模拟。以目前的计算机运行能力,即使模拟一个蛋白分子的动态,依然相形见绌。而由此可以想象,生命在演化过程中涉及到的模拟运算量是如何的巨大。也由此可以想象,在生命演化过程中,有多少生命因为失去了相对优势,而被淘汰。



  (下一篇:DNA信息的准确解读)





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