Muutama
vuosi sitten lähdin tutkimusmatkalla pitkän ajan jälkeen valtakuntaan, jonka
olin jo ehtinyt kutakuinkin unohtamaan.
Millainen se DeoksiriboNukleinAcid oikein olikaan. Innostuin tosissani siitä, mitä tästä codonien* ja
muiden outojen käsitteiden valtakunnasta löysin. Syy innostukseen oli, että
monet tämän valtakunnan käsitteet olivat
minulle entuudestaan hyvin tuttuja aivan toisesta maailmasta.
 |
| Codon - kolme nukleotidia |
Kolmisenkymmentä
vuotta on tullut pyörittyä tässä toisessa maailmassa tietokoneiden ja
ohjelmoinnin ympärillä. Erilaisia tietojenkäsittelyn arkkitehtuureja on tullut
vastaan kymmeniä (tietokoneissa arkkitehtuuri on vähän samanlainen käsite kuin
arkkitehtuuri yleensäkin, erilainen tyyli suunnitella rakennuksia käyttäen eri
materiaaleja: puutalo, tiilitalo, elementtitalo, linna, huvila, rivitalo,
kerrostalo …) .
Uuden kielen ja kulttuurin opettelu
Nyt kun katsoin
uudelleen DNA maailmaa yhtäkkiä sen käsitteet alkoivat aueta ihmeellisesti sen
kokemuksen kautta, mitä minulle oli tullut ohjelmoinnista ja tietojenkäsittelyn
maailman arkkitehtuureista. Edellistä asiaa tutkiessani tiesin jo mitä seuraavan
kulman takana on.
Suurin vaikeus oli
ymmärtää se kieli, millä tutkijat puhuivat, koska se oli erilaista kuin mitä
tietojenkäsittelytieteessä käytetään. Kuitenkin taustalla olevat käsitteet
yksityiskohtia myöden ovat samoja. Esimerkiksi ennen kuin löysin, että ns.
roska-DNA:lle täytyy olla käyttöä, tiesin, että mitä todennäköisemmin siinä
pitää olla logiikkaa, sääntöjä. Näin koska tämä merkittävä osuus puuttui siitä
osuudesta, mitä esiteltiin geeneissä olevan. Kokemukseni tietojenkäsittelystä
kertoi, että kuva ei ole täydellinen ellei kaikkia paloja ole olemassa.
Oli kuin olisin
mennyt tuttuun maahan, mutta siellä olisi puhuttu ja kirjoitettu vierasta
kieltä.
Intuitiivisesti
etenin seuraten niitä oppeja, mitä olin saanut tietotekniikan kautta. Oletin,
että varmasti en ole ensimmäinen tätä maailmaa tältä kantilta katsova. Totuus
kuitenkin paljastui, sillä olin pienessä vähemmistössä. Aika harva biologi omaa
tietojenkäsittelytieteen taustaa. Tästä johtuen myös käytettävä tieteen kieli
on erilainen.
Biologien koulutus
painottaa sitä, että tämä DNA:n tietojenkäsittelyjärjestelmä on tullut itsestään ja sattumalta, joten silloin järjellinen selitys käsitteille ja
mekanismeille uupuu. Sen sijaan kaikelle keksitään evoluutio-opin mukainen itsestään syntyminen, jolloin asian todellinen merkitys ei avaudu. Jos he
lähestyisivät DNA:n tietojenkäsittelykoneistoa siltä kannalta, että miten se on
suunniteltu, ymmärrys kasvaisi paljon nopeammin. Suunnittelutausta ja
suunnittelijan ajatukset tietojenkäsittelyarkkitehtuurista auttavat ymmärtämään
järjestelmää paremmin.
DNA:N Ohjelmointi
Onneksi ihan viime
vuosina on tullut sellaisia suuria havaintoja ja keksintöjä, jotka ovat
pakottaneet paatuneimmankin tutkijan avaamaan silmänsä: kyseessä todella on
täydellinen tietojenkäsittelykoneisto. Näin monet tietojenkäsittelyn maailman
käsitteet ovat auttaneet avaamaan ymmärrystä DNA:sta.
Onpa jopa menty niin
pitkälle, että on tehty ohjelmointiympäristö, jolla voidaan ohjelmoida
bakteerien DNA:ta, ei uusia rakenteita, vaan uutta logiikka, uutta päättelyä
bakteerin sisään. Ohjelmointi toteutetaan samaan tyyliin kuin ohjelmoidaan
logiikkaa teollisuusrobotteihin. Jopa ohjelmointikieli on sama kuin
elektroniikassa olevien pienien mustien piirien ohjelmoinnissa käytettävä - ei
siis samanlainen vaan täysin sama. Jos olet ohjelmoinut mikropiirejä, osaat
kirjoittaa koodia bakteerille.
Näin on tullut
osoitetuksi, että DNA voi olla kokonaan ohjelmoitu ja sitä kautta suunniteltu.
(Kysymys vain kuuluu, missä on lähdekoodi? Kaikki ohjelmointia harrastaneet
ymmärtävät tämän kysymyksen moniulotteisuuden ja maagisuuden hetken
mietittyään.)
Älä sotke asioita!
Ohjelmoinnissa on
joitakin sääntöjä, mitä ei ole hyvä rikkoa, jos haluat tehdä sellaisen
ohjelman, mitä on mahdollista muuttaa myöhemminkin. Yksi niistä on, että älä
koskaan sotke käsitteitä keskenään. Älä koodaa datan (rakenteen) joukkoon
logiikkaa, vaan pidä ne selkeästi erillään.
Tämä periaate on
niin perustavanlaatuinen, että jopa DNA:n tutkijat olettivat tämän olevan näin
myös DNA:ssa. Vasta vuonna 2013 havainnot ajoivat hyväksymään
päinvastaisen.
Viimeksi kirjoitin
DNA:n päällekkäisistä lukukehyksistä. Tämä asia on vielä monikerroksisempi mitä
silloin kerroin. Sillä sen lisäksi, että tietystä DNA:n pätkästä tehdään
erilaisia proteiineja monessa kerroksessa, siihen samaan proteiinia koodaavaan
tietoon voi olla upotettuna myös osoite (binding section), joka kertoo, että
keskeltä tätä toista proteiinia alkaa joku muu proteiinikoodaus (tai tieto).
Tätä on hiukan
vaikea selvittää, jos et ole ikinä ohjelmoinut, mutta yritetään. Tiedät, että
jokaisella talolla on katuosoite. Mitä jos katuosoitteeseen olisi myös
piilotettu tieto siitä, miten talo on rakennettu. En tiedä miten, mutta
jotenkin. tämän kaltaisesta salakirjoituksesta on kysymys. Nyt jos
(satunnaisesti) muutettaisiin (mutaatio) tätä rakennusohjetta, niin
katuosoitekin muuttuisi. Ja tämän jälkeen posti ei enää löytäisi perille!
Toinen esimerkki
kaksoiskoodauksesta: jokaisella meillä on sosiaaliturvatunnus. Se kertoo
osoitteen, jossa tietomme ovat tietokoneissa ja arkistoissa. Sen lisäksi siihen
on koodattu syntymäaikamme. Jos nyt tätä osoitetta muutettaisiin satunnaisesti,
niin syntymäaikammekin muuttuisi! Se on siis osin muuttumattomaksi suunniteltu
(sinänsä sosiaaliturvatunnuksen loppuosaa voitaisiin muuttaa - näin on myös
DNA:ssa, osia siitäkin voidaan muuttaa, on suunniteltu muunneltavaksi).
Suurin piirtein
samasta on kysymys, jos tällaiselle DNA:n alueelle osuu mutaatio: kaikki
hajoaa käsiin. Jokainen ohjelmoija tietää, että tällaisen monikerrosteisen
ohjelman muuttaminen on käytännössä mahdotonta rikkomatta jotain toisaalla. Miten siis
sattuma saisi sitä muutettua, jos se ei onnistu ammattitaitoisilta
ohjelmoijiltakaan?
Viimeinen naula
Kun tämän edellisen
ymmärsin, tulin lopulta täysin vakuuttuneeksi, että evoluutiolla ei todellakaan
ole mitään mekanismia, joka synnyttäisi uutta tietoa. Ja jos ei ole mekanismia,
se ei ole tieteen fakta. Sen lisäksi, että evoluutiota ei luonnossa tapahdu, se
ei vain voi tapahtua edes teoriassa. Se on vastoin kaikkea sitä, mitä
ymmärrämme tietojenkäsittelytieteestä. Evoluutio ei vain voi johtaa
kehittyneempiin rakenteisiin, vaan vain rikkoutuneisiin rakenteisiin. On
olemassa vain devoluutiota. (Ja tämän kautta tosiaan voi syntyä uusia lajeja -
tästä paljon lisää vähän myöhemmin.)
Ja tällaisen
kerrosteisen koodin rakentamisessa pitää osata asiat atomitasolta
ekosysteemitasolle. Vain kaikki tietävä, kaiken osaava ja kaikkea hallitseva
Jumala pystyy tähän. Ja menee vielä
kymmeniä vuosia ennen kuin ymmärrämme, miten DNA todella toimii.
DNA on niin
ristiinneulottu kokonaisuus, jossa kaikki riippuu kaikesta, että se voidaan
saattaa toimimaan vain "kerralla kuntoon" periaatteella. Sen
kokoaminen vaiheittain olisi vielä haastavampaa. Se on kokonainen toimiva
paketti, joka alun perin oli täydellinen. Sitten tapahtui jotain, joka alkoi
rikkomaan sitä (tästä myöhemmin).
Voimme DNA:sta ottaa
oppia osittain ja esimerkiksi kehittää yhä parempia tietokoneita. Mutta DNA:n
muuttaminen on hyvin vaarallista, koska me emme tiedä kaikkea kaikesta.
Tässä
linkki videoon, jossa kaksoiskoodausta esitellään havainnollisesti. Huomaa myös
miten siinä sama aminohappo koodataan kahdella eri tapaa, jotta osoitteeseen
saadaan oikea koodaus. Tämä on siis saman kaltainen kuin edellisessä blogissa
oleva tiivistetty koodausesimerkki. Designs in DNA
Suosittelen
kertaamaan tämän edellisen blogin, jos se jäi välistä:
*) Codon on kolmen
nukleotidin (eli kolmen tikapuiden puolan A, T, C, tai G) kokonaisuus, joka
määrittää mikä aminohappo valitaan proteiinin valmistamisessa.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti