lauantai 21. tammikuuta 2017

17. 100 biljoonaa tietokonetta sisälläsi

Geeni on DNA:n alue, joka koodaa proteiineja. DNA:ssa on kuitenkin paljon muutakin. Itseasiassa ihmisen DNA:sta vain 2 % on geenejä. Siinä alueessa DNA:ta on arviolta 25 000 geeniä. Mitä loppuosassa DNA:ta on?

Otetaan ensin vertaus tietokonepeliin. Tietokonepelit ohjelmoidaan kirjoittamalla koodia, joka sisältää käskyjä tietokoneelle. Toinen osuus tietokone peleissä on grafiikka. Lopulta kuitenkin tietokoneen muistissa kaikki on nollia ja ykkösiä. Kuvatkin esitetään siis tietona, pisteiden värikoodeina. Niistä sitten tietokone osaa piirtää kuvaruudulle esimerkiksi alla olevan kuvan tapaisen pelin taustat ja muut kohteet. Tämä graafinen osuus vastaa solun geenejä, joista tehdään proteiineja.




Sen lisäksi tietokonepelissä on kaikki se logiikka, josta pelin periaatteet muodostuvat. Peli "kuuntelee" mitä näppäimiä on painettu. Sen jälkeen se tulkitsee, mitä pitää tehdä, jos esimerkiksi nuoli-ylös näppäintä on painettu. Mahdollisesti laskee joitain ja siirtää pelikohdetta ylöspäin. Yllä olevassa pelikuvassa esimerkiksi tätä kuumailmapalloa. Sitten pelin logiikka tutkii mahdollisia yhteentörmäyksiä tai muita peliin kuuluvia sääntöjä. Yleensä tämä logiikkaosuus on paljon monimutkaisempi kuin varsinainen grafiikka.

Myös DNA:n pitää tehdä päätöksiä siitä, mitä proteiinia milloinkin valmistetaan. DNA:sta siis vain pieni osa (alle 2%) koodaa proteiineja. Koko loppuosa on käytettävissä siihen logiikkaan mikä päättää, mitä proteiinia pitää milloinkin valmistaa. Siellä on samanlaisia päättelyyn kykeneviä osuuksia kuin tietokoneessa. MIT yliopisto on jopa tehnyt tietokoneohjelmointiympäristön millä tätä logiikkaa voidaan bakteerisoluihin ohjelmoida ja ottaa käyttöön.

Tämä DNA-tietokone on kuumeisen tutkinnan kohteena. Mutta jo nyt tiedetään, että siellä tehdään samanlaisia loogisia päätelmiä kuin tietokoneessa. Esimerkiksi DNA kuuntelee kuinka paljon solu saa ultraviolettisäteilyä. Jos se ylittää jonkun tietyn tason, niin tuotetaan lisää pigmenttiä (eli ihminen ruskettuu).  DNA:ssa voidaa tutkia myös useampaa ehtoa kerralla. Sitä kutsutaan "JA" ehdoksi kun useampi syöte pitää yhtä aikaa toteutua. Hyvin tyypillinen päättely myös tietokoneissa.

Vielä 10-15 vuotta sitten tätä geenien ulkopuolista aluetta kutsuttiin roska-DNA:ksi. Evoluutioprofessoreiden väite oli, että se on historian aikana kertynyttä roskaa. Ja tätä roskaa todella olisi tarvittu, jotta evoluutiolla olisi jokin edes kuviteltu mekanismi voinut olla. Vuonna 2007 valmistunut ENCODE projekti kuitenkin varmisti, että jo 80%:lla siitä oli havaittu käyttöä. Loppulausunto oli, että varmaan lopullekin havaitaan, kun tutkitaan lisää. Tästä on pian kymmenen vuotta, mutta silti tästä ei juurikaan puhuta populaarimediassa, vaikka se yksiselitteisesti tuhosi evoluution suurimman "todisteen" (lue: tarinan). Miksi ei? Koska historia toistaa itseään. Vain ani harvoin kansakunta haluaa kuulla ikävältä tuntuvan totuuden ja ottaa sitä vastaan nöyrästi kuunnellen.

ENCODE projektista lyhyt selvitys:

Virallinen englanninkielinen nimi tälle, mitä itse kutsuin tässä DNA-tietokoneeksi, on regulator area of DNA eli DNA:n sääntelyalue. Aika vaatimaton nimi maailman monimutkaisimmalle tietokoneelle, joka vastaa kaikesta bilogisesta elämästä kaikissa eliöissä.



Tässä vielä mahtava video siitä, miten solu "kuuntelee" ulkopuolisia signaaleja ja toimii niiden mukaan :








Ei kommentteja:

Lähetä kommentti