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la genesi e l'evoluzione del codice genetico da un punto di vista semiotico: un linguista ha mostrato come descrivere il codice genetico e la sua evoluzione con la linguistica


LA GENESI E L'EVOLUZIONE DEL CODICE GENETICO DA UN PUNTO DI VISTA SEMIOTICO: UN PROFESSORE DELLA IMMANUEL KANT BALTIC FEDERAL UNIVERSITY HA DIMOSTRATO CHE POTREBBE ESSERE POSSIBILE DESCRIVERE IL CODICE GENETICO E LA SUA EVOLUZIONE CON L'AIUTO DI METODI LINGUISTICI

!Scienza e innovazione

Il professore della Immanuel Kant Baltic Federal University ha dimostrato che potrebbe essere possibile descrivere il codice genetico e la sua evoluzione con l'aiuto di metodi linguistici: la sua storia è presentata come semiosi, cioè l'origine delle relazioni semiotiche e la procedura di elaborazione delle informazioni linguistiche come comunicazione. In precedenza lo scienziato ha descritto il codice genetico come un sistema semiotico controllato da un insieme di regole ("grammatica"), e questo articolo continua il suo lavoro. I risultati della ricerca, sostenuta dalla sovvenzione della Russian Scientific Foundation, sono pubblicati sulla principale rivista di semiotica Semiotica.

Newswise — Fin dall'origine stessa della genetica, gli scienziati hanno trovato una certa analogia tra il linguaggio e l'elaborazione delle informazioni genetiche. I ricercatori iniziarono a confrontare il genoma con i testi anche perché l'origine del codice genetico era una questione irrisolta in biologia, così come l'origine del linguaggio naturale in linguistica.

Il codice genetico ha una doppia natura: svolge funzioni non solo biochimiche ma anche informative che possono essere descritte come un sistema di segni, controllati dalla loro posizione, ordine lineare e contesto. Pertanto, i geni presentano un programma per lo sviluppo dell'embrione della struttura biologica. Questo programma ricorda il testo lineare, che è scritto da regole specifiche e contiene informazioni sulle strutture molecolari biochimiche e le loro funzioni.

Pertanto, tutte le informazioni nei geni sono scritte attraverso quattro "lettere" - nucleotidi G - Guanina; citosina – C; Adenina – A; Uracile - U. Sono associati come "parole di tre lettere" - terzine (codoni) per codificare gli amminoacidi. Quindi, si possono trattare i geni come unità informative dell'ereditarietà perché le differenze tra i codoni consistono non solo in una composizione di elementi ma anche in una sequenza lineare di simboli.

Diverse combinazioni di tre lettere del set "A, U, G, C" consentono di comporre 64 combinazioni. Tuttavia, non è un combinatorio casuale, ma il sistema controllato da determinate regole, e può essere descritto dall'analogia con la grammatica. La semiotica, una scienza che studia le regole generali del trasferimento delle informazioni attraverso i segni, fornisce strumenti metodologici per questo .

Dottore in filologia, il professor Suren Zolyan, membro dello staff dell'Università federale baltica Immanuel Kant (Kaliningrad), dell'Accademia nazionale delle scienze dell'Armenia (Erevan) e dell'Istituto di informazione scientifica sulle scienze sociali dell'Accademia delle scienze russa (Mosca) suggerisce il concezione originaria dell'analisi semiotico-strutturale del codice genetico: esso può essere studiato come sistema semiotico e come processo di trasferimento dell'informazione genetica. Questa meta-rappresentazione di ben note basi della genetica molecolare fornisce una nuova spiegazione per processi genetici informativi e meccanismi basati sulla somiglianza e differenza con il linguaggio.

L'impulso di questa teoria viene dalla seguente affermazione dello scopritore del codice genetico, Francis Crick: "Il codice genetico è il piccolo dizionario, che mette in relazione il linguaggio di quattro lettere degli acidi nucleici con il linguaggio di venti lettere delle proteine" . L'autore ha sviluppato questa idea e ha presentato il codice genetico come una lingua composta da quattro blocchi: alfabeto, dizionario, grammatica come regole di formazione delle parole e regole di corrispondenza che correlano le unità del dizionario e le categorie grammaticali. Tale trattamento consente di osservare le caratteristiche sistemiche e strutturali di vari processi genetici, come la sintesi proteica.

La differenza tra un alfabeto (nucleotidi), un lessico (codoni) e categorie grammaticali (posizioni vuote all'interno di terzine) consente di scoprire le regole di formazione delle unità significative del codice genetico (duplette e terzine) e di spiegare la loro semantica compositiva - regole di corrispondenza tra codoni e amminoacidi. Queste regole sensibili al contesto consentono di descrivere i casi in cui la sequenza biochimicamente identica di nucleotidi acquista un significato diverso e svolge un'altra funzione, a seconda della loro posizione. Questo aiuta anche a scoprire il profilo individuale per ogni nucleotide.

Il ricercatore ha studiato varie ipotesi sull'origine e l'evoluzione del codice genetico e ha concluso che si basava sulla formazione del principio semiotico fondamentale dell'arbitrarietà di un segno, cioè una connessione semantica immotivata di significante e significato. Questo era previsto anche da Crick, che vedeva in queste immotivate connessioni la principale differenza del codice genetico dalla tavola periodica di Mendeleev. Inoltre, durante l'evoluzione, sono cruciali anche caratteristiche per la codifica dei processi informativi come la minimizzazione degli errori e la disambiguazione.

Riassumendo le sue osservazioni, Suren Zolyan introduce il concetto di semiopoiesi, che è lo stadio finale dell'auto-organizzazione dei sistemi biologici (autopoiesi). Le associazioni di fenomeni materiali (in questo caso, nucleotidi e amminoacidi) hanno portato a connessioni semiotiche e, di conseguenza, sono emersi meccanismi di informazione. Questi processi consentono di creare forme stabili di vita. La crescente complessità dell'organizzazione porta alla cristallizzazione degli inizi informativi e semiotici.

Il dualismo dell'informazione genetica può essere spiegato dal fatto che la sostanza biochimica acquista una forma semiotica. In generale, il processo evolutivo dovrebbe essere trattato come un processo di semiosi in atto, che porta alla formazione di nuove strutture semiotiche più complesse. Tuttavia, usano la stessa sostanza (lo stesso insieme minimo di nucleotidi).

Poiché i geni hanno la loro gerarchia strutturale interna, la procedura di elaborazione delle informazioni può essere presentata nel modo seguente. Al primo livello, pre-testo, i nucleotidi in un gene sono combinati in triplette; al secondo livello – le triplette codificano gli amminoacidi. Se si confronta questo principio con qualsiasi linguaggio naturale, i nucleotidi, le terzine e gli amminoacidi sarebbero correlati di conseguenza con fonemi, morfemi (parti di una parola come prefisso, radice, suffisso) e parole. Al terzo livello, la sequenza degli amminoacidi forma blocchi informativi per le proteine, in modo simile a come le parole formano una frase. Man mano che le regolarità biochimiche diventano più complesse, l'elaborazione genetica è integrata da principi linguistici e semiotici. Il significato di tali testi emerge a causa di differenze biochimiche, vale a dire differenze nella sequenza di "lettere" - nucleotidi.

Il codice genetico non è qualcosa di eternamente e invariabilmente esistente, ma è il prodotto di un'evoluzione a più stadi, che porta alla comparsa di varie varianti sincroniche e diacroniche del codice genetico. L'evoluzione del codice genetico può essere vista come un processo di semipoiesi – semiosi in azione. Il codice genetico nasce dalla materia, così come il mondo organico nasce dall'inorganico introducendo nuovi principi organizzativi dell'autopoiesi. Pertanto, l'associazione di fenomeni materiali (in questo caso, nucleotidi e amminoacidi) ha portato alla creazione di connessioni semiotiche. Come risultato finale di processi casuali, sono emersi meccanismi per immagazzinare e trasmettere informazioni, fornendo la possibilità di forme di vita stabili.

“La semiopoiesi, elaborazione ricorsiva autoreferenziale del sistema semiotico, diventa una forma di organizzazione del bio-mondo quando e mentre vi vengono introdotte nozioni di significato e di mira”, riassume Suren Zolyan.

cc @filologia@poliverso.it

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