Foto: © palau83 / Dollar Photo Club

Sekvence DNA neřídí jen evoluce, ale i entropie

Chargaffovo pravidlo tvrdí, že na 1 vláknu DNA je počet adeninů téměř stejný jako thyminů a počet cytosinů téměř stejný jako guaninů (nesouvisí s komplementaritou, jde o jeden řetězec). Obecněji to už neplatí, purinových a pyrimidinových bází může být a běžně také je různý počet (na jednom vláknu DNA, a kvůli komplementaritě pak pochopitelně i na obou). Proč má DNA zrovna tyto vlastnosti?
DNA není jen digitální médium z abstraktní informatiky, ale i konkrétní „chemická molekula“. Poměr purinů a pyrimidinů zřejmě souvisí s tím, že tyto vazby jsou různě silné (různý počet vodíkových vazeb), to může hrát roli hlavně při vyšších teplotách, nejvíc asi u termofilních bakterií.
Proč ale je adeninů na vlákně stejně jako thyminů, guaninů stejně jako cytosinů, má to nějaký význam? Piero Fariselli (University of Turin), Cristian Taccioli, Luca Pagani a Amos Maritan (University of Padua – Padova) nyní na základě vlastního matematického modelu tvrdí, že jde prostě o důsledek maximalizace entropie, nikoliv nějakého evolučního tlaku/selekce. K vysvětlení podle nich není třeba biologie, ale fyzika. Z matematického modelu mají vyplývat i další statistické vlastnosti genomů, které se podařilo ověřit napříč hlavními skupinami živých organismů, u archea, bakterií i savců včetně člověka. Genomy se vyvíjejí i z hlediska termodynamiky k minimální energii. Přírodní výběr zde působí ovšem alespoň nepřímo – v tom smyslu, že molekuly s menší energii a větší entropií jsou stabilnější.

Piero Fariselli et al. DNA sequence symmetries from randomness: the origin of the Chargaff’s second parity rule, Briefings in Bioinformatics (2020). DOI: 10.1093/bib/bbaa041
Zdroj: University of Turin/Phys.org a další

Poznámka: Zde trochu kulhá podobnost genomu s digitální elektronikou. Představme si třeba, že by při programování vedle funkčnosti programu hrálo roli i to, jaký bude po zkompilování poměr jedniček a nul (a třeba při výkonově náročných aplikacích s růstem teploty by se navíc tyto požadavky změnily).

Našli exoplanetu větší než její hvězda

Astronomové dlouho usilovali o objev planet u bílých trpaslíků, ale kde nic tu nic – …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close