Maklumat

Adakah DNA mempunyai persamaan IF-statement, WHILE loops, atau function calls? Bagaimana dengan GOTO?

Adakah DNA mempunyai persamaan IF-statement, WHILE loops, atau function calls? Bagaimana dengan GOTO?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Adakah DNA mempunyai apa-apa seperti pernyataan IF, GOTO-jumps, atau gelung WHILE?

Dalam pembangunan perisian, konstruk ini mempunyai fungsi berikut:

  • pernyataan IF: Pernyataan IF melaksanakan kod dalam blok kod berikutnya jika beberapa syarat tertentu dipenuhi.
  • WHILE-gelung: Kod dalam blok kod berikutnya dilaksanakan seberapa banyak yang ditentukan, atau selagi syarat tertentu dipenuhi.
  • Panggilan fungsi: Kod ini secara sementara memintas blok kod yang seterusnya, menjalankan sebilangan blok kod yang lain. Selepas pelaksanaan blok kod yang lain kod kembali (kadang-kadang dengan beberapa nilai) dan meneruskan pelaksanaan blok berikutnya.
  • Kenyataan GOTO: Kod tersebut melewati blok kod berikutnya, melompat terus ke blok lain.

Adakah binaan serupa dengan ini terdapat dalam DNA? Jika ya, bagaimana ia dilaksanakan dan apakah nama mereka?


Contoh biologi serupa dengan pernyataan pengaturcaraan:

  • JIKA: Pengaktif transkrip; apabila ada gen akan ditranskripsikan. Secara umum tidak ada penamatan peristiwa kecuali isyaratnya hilang; program berakhir hanya dengan kematian sel. JadiJIKApernyataan selalu menjadi bahagian dari gelung.
  • KETIKA: Penindas transkrip; gen akan ditranskripsikan sehingga penindas tidak hadir.
  • Tidak ada setara denganfungsipanggilan. Semua peristiwa yang berlaku adalah ruang yang sama dan sentiasa ada kemungkinan gangguan. Seseorang boleh berhujah bahawa organel boleh bertindak sebagai petak yang mungkin mempunyai afungsiseperti sifat tetapi ia sangat kompleks dan bukan hanya sejenis peranti input-output.
  • PERGI KEselalu bergantung pada keadaan. Ini boleh berlaku sekiranya terdapat sambungan rangkaian tertentu seperti gelung suapan hadapan dan laluan bercabang. Contohnya jika terdapat laluan isyarat seperti ini:
    A → B → C dan ada kaitan lain D → C kemudian jika entah bagaimana D diaktifkan ia akan menjejaskan secara langsung C, membuat A dan B boleh dibuang.

Gerbang logik telah dibina menggunakan litar biologi sintetik. Lihat ulasan ini untuk maklumat lebih lanjut.


Catatan

Proses biologi molekul tidak boleh dibandingkan secara langsung dengan kod komputer. Ia adalah logik asas yang penting dan bukan pembinaan pernyataan itu sendiri dan contoh-contoh ini tidak boleh diambil sebagai analogi mutlak. Perlu diketahui juga bahawa DNA hanyalah sekumpulan arahan dan bukan benar-benar entiti berfungsi sepenuhnya (ia berfungsi sehingga tahap tertentu). Namun, walaupun hanya kod, ia sebanding dengan kod HLL yang harus disusun untuk melaksanakan fungsinya. Lihat juga siaran ini.

Ia juga penting untuk diperhatikan bahawa sel, seperti banyak sistem fizikal lain, adalah sifat analog. Oleh itu, dalam kebanyakan situasi tidak ada nilai pemboleh ubah 0/1 (binari). Pertimbangkan ekspresi gen. Sekiranya pengaktif transkrip ada, gen akan ditranskrip. Namun, jika anda terus meningkatkan kepekatan aktivator, ekspresi gen tersebut akan meningkat sehingga mencapai titik tepu. Oleh itu, tidak ada logik digital di sini. Setelah berkata demikian, saya akan menambah bahawa tingkah laku bertukar adalah mungkin dalam sistem biologi (termasuk ekspresi gen) dan juga digunakan dalam banyak kes. Sebilangan jenis struktur rangkaian peraturan dapat menimbulkan dinamika tersebut. Kerjasama dengan atau tanpa maklum balas positif adalah salah satu mekanisme yang dapat melaksanakan perilaku beralih. Untuk maklumat lebih lanjut baca mengenai ultrasensitiviti. Lihat juga "Bolehkah genetik molekul membuat pemboleh ubah boolean dari pemboleh ubah berterusan?"


Tentunya ada beberapa perbandingan yang dapat dibuat antara cara gen dinyatakan dari fungsi DNA dan logik, tetapi tidak bagus.

Tetapi Biologi sintetik benar-benar merupakan bidang baru yang berkembang yang berusaha untuk menggabungkan fungsi logik ke dalam biologi, lihat mis. Siuti et al (2013).

Makalah di atas adalah contoh cemerlang kumpulan yang menggunakan bakteria untuk menyimpan maklumat dan mengumpulkan ke dalam rangkaian biologi yang kemudian dapat digunakan untuk memproses fungsi logik. Oleh itu, ia dilakukan tetapi tidak tepat seperti yang anda cadangkan.


DNA tidak serupa dengan kod komputer yang menjadikan carian anda untuk binaan serupa di dalamnya tidak bermakna. Untuk memberikan beberapa contoh mudah mengapa ini:

  • Kod komputer mempunyai urutan pelaksanaan yang berurutan; DNA bertindak selari dan di luar urutan, ia tidak "dilaksanakan".

  • Kod komputer mempunyai makna yang ketat dan konsisten sehingga sebarisjika x == 4: x = 7selalu melakukan perkara yang sama; DNA pengekodan diterjemahkan menjadi asid amino dan interaksi kimia kompleks antara asid ini yang memberi fungsi kepada protein sehingga tidak ada sekeping DNA pengekodan yang dapat difahami di luar proteinnya.

Sistem biologi mempunyai beberapa jalan yang beroperasi dengan cara yang serupa dengan komputer, tetapi anda semestinya mencarinya pada tahap protein bukan tahap DNA dan, walaupun begitu, anda perlu berhati-hati agar analogi anda tidak menjejaskan pemahaman anda mengenai apa yang sebenarnya berlaku.


Hanya untuk menambah jawapan sebelumnya, tetapi gangguan transkrip (lihat contohnya Shearwin et al., 2005) boleh dilihat sebagai satu bentuk pernyataan IF (atau WHILE) dalam erti kata:

jika(x ditranskripsi){bukan y ditranskripsi}

Gangguan tidak semestinya bersifat binari, dan yang lebih biasa adalah tindak balas berperingkat. Gangguan transkripsi juga boleh berlaku pada tahap RNA (lihat mis. Xue et al, 2014), menggunakan RNA antisense dan sering memberikan gelung maklum balas negatif, tetapi gangguan kemudian dikeluarkan dari DNA, dan tidak mewakili analog pernyataan IF langsung pada peringkat DNA.

Bagi saya, GOTO terutamanya masuk akal untuk pelaksanaan kod berjujukan, dan ini tidak berlaku untuk DNA (banyak transkripsi berlaku sepanjang masa secara selari). Secara lebih umum, "pelaksanaan" selari DNA bersama dengan interaksi berterusan dan gelung maklum balas antara DNA, transkrip dan protein (antara lain) juga bermaksud bahawa proses selular jauh lebih jelas dan dapat dikesan daripada kod komputer, yang bermaksud komputer kod adalah metafora yang sangat lemah untuk proses selular dan fungsi DNA.


Seperti yang dikatakan WYSIWYG tidak ada yang setara untuk panggilan fungsi, kerana akan selalu ada gangguan. Akan tetapi seseorang dapat berpendapat bahawa beberapa jalur modular (misalnya, isyarat apoptosis) dapat dilihat sebagai "blok kod" di mana input tertentu (hampir) pasti akan membawa kepada kesan tertentu. Analogi dengan panggilan fungsi adalah bahawa, dalam menerangkan banyak mekanisme yang berbeza, ia menjadikan "kod" yang lebih pendek dan lebih efisien untuk mempertimbangkan semua perkara antara contohnya. pengaktifan caspase dan kebocoran cytochrome sebagai satu blok. Juga, menandakan protein dengan ubiquitin mungkin boleh dilihat sebagai panggilan fungsi untuk degradasi.

Sekiranya anda berminat dengan blok bangunan untuk pengaturcaraan dengan biologi, periksa program biobricks.org, yang bertujuan untuk menentukan bahagian modular (bata) yang boleh menjadi sensor, fungsi logik, efektor,…


Mengenai panggilan fungsi:

Tiada setara dengan panggilan fungsi. Semua peristiwa yang berlaku adalah ruang yang sama dan sentiasa ada kemungkinan gangguan. Seseorang boleh berhujah bahawa organel boleh bertindak sebagai petak yang mungkin mempunyai fungsi seperti sifat tetapi ia sangat kompleks dan bukan hanya sejenis peranti input-output.

dan

Seperti yang dikatakan WYSIWYG tidak ada yang setara untuk panggilan fungsi, kerana akan selalu ada gangguan.

Saya berpendapat bahawa reseptor nuklear adalah contoh hebat panggilan fungsi. Mereka melepak di sitosol yang membolehkan pengaturcaraan normal berfungsi secara normatif. Setelah diaktifkan dengan ligan mereka, mereka berpindah ke inti untuk mengaktifkan subrutin penindasan / pengaktifan gen dan proses hiliran berikutnya.

Dengan cara ini seseorang boleh berpendapat bahawa kebanyakan interaksi ligan awal yang memulakan isyarat selular adalah panggilan fungsi.


Sebagai tambahan kepada jawapan WYSIWYG yang sangat baik, terdapat beberapa binaan seperti pengaturcaraan di peringkat bawah:

  • PANGGILAN FUNGSI - menggantikan sub-unit tunggal di dalam protein kompleks, dipasang daripada berbilang sub-unit, setiap satu dikodkan oleh gen yang berasingan. Ini juga dapat dilihat sebagai KOMPOSISI, konsep pengaturcaraan yang lain.
  • JIKA - penyambungan alternatif, sekeping DNA (exon) boleh dimasukkan atau tidak dimasukkan ke dalam transkrip yang menyandikan protein akhir.


Tonton video: Показ Валентина Юдашкина в Москве (Disember 2022).