בתשובה להאלמוני המזוהה, 02/02/10 22:56
 |
|
 |
||
|
||||
 |
כן,אני מודע לכך שיצרו חלבונים מתפקדים במבחנה. א)מדובר במוטציות מכוונות על ידי החוקרים(הנדסת חלבונים ומוטגנזה).ממש ההפך מאבולוציה אקראית. ב)לא ראיתי שם ראיה להווצרות פעילות קטליטית חדשה.מקסימום איזו איפיניות לסובסטראט חדש,לא יותר.בגדול,אם אתה רוצה ליצור פעילות קטליטית חדשה,אתה חייב ליצור אתר פעיל חדש,השלד היוצר את האתר הפעיל,ובדרך כלל גם אתר בקרה כלשהו.ומדובר במאות מוטציות.שיפור פעילות קיימת יכול להתקבל על ידי מוטצית נקודה או שתיים(גם מוזכר במאמר).אבל פעילות חדשה זה כבר סיפור אחר(שים לב לבעיות המוזכרות בסוף). ג)בנוגע לאנלוגיה שהבאתי-המערכות הביולוגיות דומות מאוד למערכות של הנדסת אנוש.וכמו שלא ניתן לעבור בצעדים קטנים יתרוניים משעון יד לנגן mp3,לא ניתן לטעמי לעבור בצעדים קטנים יתרוניים,נניח ממערכת ריח למערכת ראיה או לכל מערכת אחרת.לאחר שנבין כי לא ניתן לעבור או ליצור מערכת מורכבת בהדרגה,ישאר לנו רק שלב החישוב המתמטי. |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
טוב, לגבי "פעילות חדשה", יש את הניסוי שבו גרמו לחיידק E.Coli לעבד ציטרט. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מוכרת לי הדוגמא של הניסוי של לנסקי.כמה הבהרות לגביו- א)יכולת עיכול הציטריט כבר הייתה קיימת קודם לכן בחיידק ב)גם לפי המאמר עצמו,התרחשו כנראה 2 מוטציות נקודה.מאחר וידוע לנו ש2 מוטציות או אפילו 10,אינן מספיקות בכדי ליצור חלבון חדש(רק בשביל ליצור אתר פעיל חדש צריכים כמה עשרות מוטציות),כנראה שאכן לא נוצר כאן אחד כזה. ג)גם עורכי המחקר עצמם אינם יודעים עדיין איזה שינוי גנטי התרחש. יתכן מאוד שמוטציה פשוטה על חלבון מעבר בממברנה,גרמה לשינוי מרחבי קטן, וכתוצאה מכך נוצר חור שדרכו יכלה לחדור חומצת הלימון. ובנוגע להסתברויות ולמערכות מורכבות-אם הבנו שאין צעדים קטנים היוצרים מערכת ריח נניח(הכוללת לפחות קולטן,נוירון המחברו לבולבוס ההרחה ומנגנון פיענוח ועיבוד הריח)ומדובר כאן לפחות ב3 חלבונים הכרחיים ואפילו נניח מינימלים של 50 חומצות כל אחד אז מרחב הצירופים הוא 150^20 שזה פי טרליון בריבוע בריבוע בריבוע(עוד כמה בריבוע כאלה)ממס' האטומים ביקום. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אבל אם רצף חלקי מהחלבון הזה שימש לתפקיד מועיל אחר, נדרשת יש כבר אי־הסתברות (בלשון מדריך הטרמפיסט לגלקסיה) נמוכה בהרבה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
"לאחר שנבין כי לא ניתן לעבור או ליצור מערכת מורכבת בהדרגה" - כן, לאחר שנבין את זה כל תיאוריה של אבולוציה תצטרך להיעזר בכוח עזר חיצוני, מן הסתם תבוני. אבל ההיסטוריה רומזת שכדאי לנסח את העניין בצורה קצת אחרת: לאחר שהבנו כיצד ניתן ליצור מערכת מורכבת בהדרגה, אין צורך בכוח עזר כזה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
א. אלא אם אתה מדבר על המחקר האחרון של ג'ורג צ'רצ' (George Church), אבולוציה במבחנה נעשית ע"י החדרת מוטציות אקראיות וסלקציה לפעילות (בכמה גישות דומות). ישנו תחום של פיתוח מושכל של חלבונים, הוא כיום מפגר בהרבה אחרי מה שמושג באמצעות אבולוציה במבחנה (למרות הישגים בזמן האחרון). הווה אומר, כל המחקרים שהזכרתי, מבצעים אבולוציה, כפי שקורה בטבע, רק בכיוון מוגדר ומהר יותר. ב. ראית ראיה כזו לאנזים רנ"א, בקישור הראשון (אתה מודע להשערת עולם הרנ"א, אני מניח). חלק ניכר מהאנזימים שלנו משתמשים ברנ"א בליבה הקטליטית שלהם. לגבי חלבונים, למשל ברשימה בקישור השני מוזכר 2.1x10^6 fold increase in cat. efficiency toward" valine, 17 mutations" כלומר אנזים שפעל בצורה חלשה מאוד על חומר שני (זה מקרה נפוץ, בד"כ אנזימים יודעים לזהות הרבה חומרים ביעילות שונה) הפך, באמצעות 17 מוטציות (לא מכוונות), לאנזים שפועל בעיקר על החומר השני וכמעט ולא על הראשון. אולי אתה חושב שאין אפשרות שהחלבון הראשון יתפתח, אל חשש. לא דרושות טריליוני קומבינציות כדי לברור את הליבה הבסיסית. חומצת אמינו אחת לבדה כבר יכולה לתפקד בתור אנזים1. ג. אתה מוזמן לקרא את מוצא המינים לדארווין, אין לי כוונה להתייחס לשאלות שהוא כבר ענה עליהן. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני אכן מודע להשערת עולם הrna וגם לבעיותיו(עדיין לא ראיתי מחקר בעל אפשרות סבירה להתחלת אביוגנזה עם מולקולת rna(ריבוזים). בנוגע לפעילות קטליטית-קיימים אנזימים בעלי זיקה לכמה סובטראטים.אולם הבעיה מתחילה כאשר מנסים לתכנן אתר פעיל לסובסטראט חדש.קיימים מאות אנזימים שאינם הומולוגים אחד לשני,כלומר אנזים x שונה מאנזים y במאות בסיסים.לכן לא ניתן להגיע אליו בצעדים קטנים.בוא ניקח דוגמא ספציפית-מולקולת גלובין המורכבת מ154 חומצות אמינו.אם הינו רוצים לתכנן גלובין שיקשור חמצן נצטרך לפחות 3 אתרים הכרחיים:מולקולת "הם",מרחב הידרופובי עבורה ושלד החלבון המקפל את החלבון לצורה המאפשרת תפקודו.אם הגלובין נוצר מאנזים אחר אז גם אם נשנה את אחד הרכיבים לתואם גלובין,נצטרך לשנות גם את השאר כדי שיתפקד.מדובר בשוני של מאות בסיסים ולא כמה בודדים. נתתי לך אנלוגיה טובה מעולם ההנדסה-האם אתה,בתור גורם תבוני,מסוגל ליצור מערכת מורכבת בצעדים קטנים יתרוניים ממערכת אחרת?הצע סנריו אפשרי לעבור משעון לנגן.רק אז תוכל,לדעתי,להראות שהאבולוציה אפשרית(להבדיל מאביוגנזה). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מי מנסה לתכנן? כדי לשלול את יכולת ההווצרות אתה צריך להוכיח שאף אחד מתתי־הרצפים הארוכים מספיק לא היה יכול להיות בסביבה בטעות. ורק בשבילך, כמה תחנות אפשריות בין שעון לבין נגן: לשניהם יש צורך במקור אנרגיה, ביחידת עיבוד, ביחידת תצוגה, ובאמצעי קלט כלשהו. לאלקרוניקה שבשעון יש כלכלה מוזרה משלה ששונה ממה שאנו פוגשים בטבע: זול יחסית לייצר בכמויות גדולות. לכן באופן טבעי ייתווספו למוצרים תכונות נוספות כדי שיותר אנשים יקנו. בגלל זה האנלוגיה לא מוצלחת במיוחד. לשעונים נוספו במשך השנים תכונות כגון: * מחשבון * שעון עצר * יותר משטון אחד (שימושי למי שנוסע לחו"ל) * שעון מעורר (לשעון מספיק גדול עם מספיק אנרגיה לצפצוף חזק ומרגיז) * רדיו (אם יש כבר שעון מעורר) אם היית רוצה להפוך אותו לנגן, מה היית צריך? * אחסון. * רמקול / אזניות. אבל זה מזהו שיש כבר לרדיו * יחידת פענוח mp3 - מחשב מספיק חזק, או מחשב יעודי לטיפול בפענוח mp3. יש לנו כבר שעון שיודע לנגן משהו פשוט (שעון ממעורר). עכשיו אנחנו רוצים ללמד אותו לנגן מספר מנגינות פשוטות (כדי להתעורר בבוקר בכיף1). בשביל זה צריך יכולת ניגון מספיק טובה. אבל לא נדרש שטח אחסון רציני (אפשר לאחסן את המנגינה בתוך רכים rom קטן וזול). אפשר גם להסתדר עם קידוד טריוויאלי ובלי דחיסה. עכשיו מתחיל מרוץ לשיפור איכות הרמקולים. כמוכן לאט לאט עולה הצורך ביותר ממנגינה אחת. פתאום שטח האחסון מתחיל להוות בעיה. פתאום אנשים מתחילים להשתמש בשעונים כסתם נגני מוזיקה2. בשלב זה יכנסו להם (לא ברור באיזה סדר) השימוש בדחיסת קול, כדי לחסוך שטח, והשימוש בהתקן חיצוני כדי לשמור יותר מנגינות על המכשיר. 1 ליתר דיוק: כי אנחנו רוצים ללמוד לשנוא מנגינות ישנות ואהובות 2 לא נשמע סביר? ושימוש באמצעי מעקב תאי כנגן מוזיקה נשמע יותר סביר? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אז תן לי לנסות דוגמה אחרת. קח מערכת הפעלה, מערכת ההפעלה כתובה בקוד לכן ניתן לכתוב אותה כשרשרת של אפסים ואחדים. עכשיו תשנה את הקוד על ידי זה שרנדומלית תשנה את אחד האפסים לאחד או את אחד מהאחדות לאפס. ההסתברות שתגיע למערכת טובה יותר בתהליך כזה, בלי שתגיע באמצע למערכת שלא מתפקדת כלל נראה לי נמוך באופן מזעזע. השאלה היא מה אני מפספס. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נראה לי שהפספוס שלך הוא בדרישה ''בלי שתגיע באמצע למערכת שלא מתפקדת כלל''. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
האמת, זאת נראית לי הדרישה הכי בסיסית. אם כתוצאה ממוטציות קיבלת בעל חיים שלא מסוגל לתפקד ממילא אין לו צאצאים והשרשרת נפסקת. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נכון, אבל את אחיו ואחיותיו (שלא עברו אותה מוטציה) זה לא הורג, ולא מונע מהם לעבור מוטציות אחרות, כך שהמשחק נגמר עבור הפרט הספציפי, אבל לא עבור שאר המשתתפים. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
התשובה לתמיהה שלך היא כנראה ביתירות הרבה של מערכות ביולוגיות. אגב, בתוכנה יש תופעה מוזרה- המוני מוצרים תוכנתיים קיימים מתפקדים ונמכרים היום למרות שיש בהם טעויות. את טעויות התחביר המהדרים מנפים מייד, אבל טעויות אחרות שורדות היטב, ולפעמים מתגלות רק אחרי שנים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
1) אנא הרחב 2) האמת מהדר נראה לי אפשרות טובה ובאמת משהו ששווה לבדוק האם הוא קיים בטבע. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
דבר הדודה: לא כל הכרומוזומים "עוברים קומפילציה" (לדוגמה: מתורגמים לחלבונים) במהלך החיים הרגיל של התא. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אותו החלבון מייוצר בעקבות כל מיני מקומות בדנא ולכן אם עותק אחד נדפק הוא מייצר חלבון פגום ( או שהוא לא מייצר כלום) אבל העותקים הנוספים ממשיכים לייצר. זה לא תמיד עובד, ויש הרבה מחלות גנטיות שנובעות מכך שחלבון מסויים לא מיוצר, אבל בהרבה מיקרים זה לא הורג את היצור (נניח חולי צליאק או גושה). המהדר אמנם קיים בטבע, נדמה לי שקוראים לו P53. אמנם, תשאל איך נוצר הP53 ואני לא בדיוק יודע, אבל אני מניח שיודעים משהו בנושא. קראתי פעם שכתבו את הקומפיילר של C ב C. על הP53: |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תודה רבה על הקישור, אני אשתדל לקרוא בנושא. לגבי הקומפיילר אני משער שאת הקומפיילר הראשון לא כתבו בc אם כי סביר להניח שחלק מהקומפיילרים אכן נכתבו בc. לסיום תיאור משועשע של c: c, שפת תוכנה עם כל הכוח של שפת מכונה בצירוף כל האלגנטיות של שפת מכונה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם אתה מתעקש על להקביל מהדר למערכת ביולוגית, לא הייתי בוחר דווקא בP53. אפשר למצא מהדרים בכמה רמות, פגיעה בחלקים מסויימים בדנ"א ימנעו מגן להיות משועתק. שינויים אחרים בגן יגרמו לפירוק של הרנ"א לפני הפיכתו לחלבון (nonsense mediated decay) וחלבון שלא עונה על קריטריונים מסויימים יפורק מהר מאוד. ברמה גבוהה יותר, אם החלבון מפריע לעובר לעבור שלבים מוגדרים מאוד ושמורים של התפתחות עוברית (זו אחת הסיבות למה עובר של אדם דומה מאוד לעובר של יונקים אחרים) יש סבירות גבוהה להפלה (שזה חסכון אנרגטי ואפשרות להריון אחר בהקדם, מנקודת מבט אבולוציונית). לגבי אלגוריתמים גנטיים, בתיכון1 כתבתי כמה והם עובדים עבדו נהדר (מספיק טוב כדי למצא באג בקוד שמריץ אותם ולמלא את הדיסק עד תום בעתקים של עצמם), כותבים את עצמם מאפס על סט כללים מוגדר. מה שחשוב לזכור הוא, שהקוד אמור לרוץ בכל מקרה, כך ששגיאות קומפילציה לא יגרמו למחשב לנפות 99% מהשינויים בכל שלב. לדוגמא אפשר לחשוב על מכונת טיורינג, כשכל פעולה בסיסית שלה מיוצגת ע"י מספר. הקוד הוא אוסף המספרים. רווח או כמה רווחים יכולים להיות סוג של יתירות נגד "frame shift", שזו כן בעיה בקוד ביולוגי. 1 הווה אומר מזמן. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הבדיקות הללו מופעלות על גנים שמתבטאים לחלבונים. חלקים מה־DNA שלא מנסים לייצר מהם חלבונים לא ייבדקו כאן. זה נראה יותר כמו בדיקה של זמן ריצה מאשר בדיקה סטאטית. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חלקים שלא מקודדים לחלבון רגישים הרבה פחות למוטציות, לכן גם השימור שלהם בין יצורים שונים נמוך בהרבה. אין סיבה לבדוק. כשאתה לא ממש יכול לשכתב את הקוד שלך בדור הזה, לפעמים להשתיק קוד גרוע מהווה פתרון טוב מספיק1. זה לא ממש זמן ריצה, כי דנ"א בד"כ לא עושה כלום עד שהוא הופך לחלבון. רוב ההשמדה היא לפני כן. גם בהתפתחות עוברית, בעיות גנטיות קשות גורמות להפלות בד"כ לפני שהאישה יודעת שהיא בהריון, "זמן ריצה" יכול להיות כמה חודשים לאחר מכן כשאיברים מתפתחים או אפילו שנים מאוחר יותר. 1 ואולי הוא עובר השתקה אפיגנטית ובכלל לא הופך לרנ"א ? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הנקודה היא שמוטציה עתידית יכולה לגרום להם להתחיל להתבטא. כמוכן שים לב שהדוגמה הבעייתית של מישהו היא בכלל אצל חידקים, שלהם תא פחות מורכב. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
"שינויים של אחד לאפס" אינם השינויים הלגיטמיים היחידים. שינויים אחרים הם: * הוספת או הורדת אחד או אפס באמצע השרשרת. * חיבור חלקי קוד שונים בסדר אחר. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם נשארים במחשבים אז כיוון שלכל אות יש בדיוק אותו אורך שרשרת הורדת אפס או אחד יעשה כזה שינוי שכמעט בטוח שנקבל ג'יבריש. אותו כנ"ל לחבי חיבור חלקי קוד, אלא אם כן בחלקי קוד אתה מדבר על חלקים מוגדרים ולא על סתם חלקי קוד ואז השאלה איך אתה יודע לזהות אותם. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לא כל קוד התוכנית יורץ בפועל. מיקום אסטרטגי (או לחילופין: מספיק צפוף) של הוראות קפיצה יאפשר לדלג על קטעי קוד רבים. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ננסה להביט על מעבר אפשרי משעון לנגן.אם נניח נוצרה יחידת הזכרון לתואם mp אז צריכים שישתנו גם חלקים אחרים(למרות שהידע שלי באלקטרוניקה מוגבל)כמו קלט פלט חדשים עבור הmp וגם לחצנים חדשים עם חיווט חדש המאפשרים לתפעל צג אפשרויות חדש שלא היה קיים בשעון.אפילו במעבר להווצרות חיבור לאזניה מדובר בקפיצה הדורשת חיבור לאוזניה ואת הקלט פלט הנדרש לעיבודה.גם מסך נדרש במעבר,והוא בעצמו כולל כמה חלקים הכרחיים.כלומר לא ניתן לעבור ,ללא קפיצות גדולות בדרך,הכוללות כמה רכיבים בו-זמנית. כנ'ל לגבי המעבר ממערכת הזרקה חיידקית לשוטון-מערכת ההזרקה אינה כוללת מנגנון תנועה מבוסס ציר חופשי.בהנחה שאנו צריכים לשנות מערכת הזרקה לשוטון נצטרך לפחות את הרכיבים הבאים:ציר חופשי,מנגנון אנרגטי כלשהו וזנב השוטון.מדובר לפחות ב3 רכיבים הכרחיים.אין צעדים קטנים ממערכת x ל y. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
למה הכוונה ב"מנגנון אנרגטי כלשהו"? לפי התאור הזה נראה לי שזה משהו שיש לו כמה שימושים מועילים אחרים1. זנב קצר יכול לשמש כקרס. 1 לדוגמה: לירות לייזרים על חיידקים אחרים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הרי משתמשים באלגוריתמים גנטיים בדיוק בשביל לטייב מערכות תוכנה, ודווקא כאשר מרחב החיפוש הוא עצום. אל תשכח גם שאבולוציה היא איננה אקראית, כמו שהבריאתנים אוהבים לטעון. תכונות מוצלחות נורשות לצאצאים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני לא מכיר עד הסוף איך אלגוריתמים אבולוציוניים עובדים, אבל קשה לי להאמין שהם עושים את זה בשיטה המזעזעת שהצעתי. סביר להניח שהבחירה הרנדומלית היא על קטע תוכנה ולא על כל השרשרת שמייצגת את כל התוכנה. חוץ מזה לפני שמגיעים לבריאתנות מעניין לראות איך המהדרים עובדים. אז אני עדיין לא יודע עליהם כלום אבל בתור דוגמה אם מסתכלים על תוכנות אז אחד הדברים הבסיסיים להגיד הוא שאסור להחליף רווח באות, רק מהתנאי הפשוט הזה שיפרת את האלגוריתם שלך בסדרי גודל. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בנוגע למנגנון אנרגטי כלשהו-אתה אכן מנחש נכון.מדובר במנוע atp,המשמש גם במקומות אחרים בגוף.אולם פה מצויה הבעיה:לא ניתן לתאר הווצרות מערכת בלתי פריקה על ידי שאנו לוקחים רכיב ממערכת בלתי פריקה אחרת.שהרי כך לא פתרנו את הבעיה אלא הזזנו אותה למקום אחר(שהרי מערכת atp כיצד נוצרה?).בדיוק כמו לגבי טענת המעבר ממערכת הזרקה לשוטון.וגם כך,גם אם השוטון נוצר על ידי רקומבינציה של רכיבים ממערכות אחרות,נשאלת השאלה מהו הסיכוי שמנוע atp יקפוץ לו בגנום להתחבר(אגב,חייבים אתר חיבור בatp לשוטון)עם עוד כמה רכיבים אחרים בו זמנית, בגנום של 3 מליארד אותיות,בכדי ליצור שוטון מתפקד.כמובן שהסיכוי לכך קלוש עד לא קיים. בנוגע ל"האבולוציה אינה אקראית"-היא אכן לא אקראית. ברגע שנוצרה מערכת מתפקדת,הברירה הטבעית יכולה לקחת פעולה.אבל החלק האקראי קיים עד להשלמת מערכת מתפקדת.ואם עבור מערכת מתפקדת מינימלית נדרשים מינימום 3 רכיבים(כל אחד מורכב מ50 בסיסים)אז מדובר בהגרלה אקראית לגמרי של 150 אותיות גנטיות. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בדקת את כל המסלולים האפשריים? מישהו אחר בדק? | |
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |