Komenczi Bertalan Információelmélet Információs folyamatok a molekulák szintjén Eszterházy Károly Főiskola, Eger Médiainformatika intézet Információs Társadalom Oktató- és Kutatócsoport http://www.ektf.hu/~kbert kbert@ektf.hu 1

1. Bevezetés 2. Anyag, energia, információ 3. Az információfogalom értelmezései 4. Matematikai információelmélet. Bináris logika. Kódolás 5. Planetáris információs rendszerek 6. Információs folyamatok a molekulák szintjén 7. Az emberi agy mint információs rendszer 8. Információ, jel, jelentés a szemantikai információelméletben 9. Információ és nyelvhasználat – a nyelvi jel 10. Információ és kommunikáció a társadalomban 11. Információrobbanás, virtuális világkönyvtár 12. Összefoglalás

Információs folyamatok a molekulák szintjén Az evolúciós elmélet A tulajdonságok átörökítésének értelmezése – Mendel Az örökítő anyag keresése – Weismann, Avery, Schrödinger Az örökítő anyag keresése – a DNS szerkezetének megfejtése A DNS molekula szerkezete A DNS replikációja – az evolúció molekuláris alapjai Molekuláris információátvitel – a genetikai kód Molekuláris információátvitel és a sejt szerkezeti elemei Molekuláris információátvitel – a transzkripció és a transzláció Molekuláris információátvitel – a transzláció molekuláris logikája

Az evolúciós elmélet 1. Az evolúciós elmélet - Darwin Az evolúció gondolatával előtérbe kerül az a kérdés, hogy az utódokban hogyan reprodukálódnak a szülők vonásai, illetve a fajra jellemző, de a szülőkben meg nem nyilvánuló egyéb tulajdonságok. Ezzel új dimenzió jelent meg a biológiai gondolkodásban: az élőlény megjelenési formája, tulajdonságai (fenotípus) mögötti rejtett háttértényezők, az élőlényt leíró „tervrajz" jellegének a vizsgálata. A fajok természetes kiválasztással való eredete, avagy a sikeres fajok fennmaradása a létért folyó küzdelemben

A tulajdonságok átörökítésének értelmezése – Mendel Gregor Mendel 1865-ben tette közzé a tudományos genetikát megalapozó dolgozatát. Kortársai azonban - bár ismerték eredményeit - nem ismerték fel azok jelentőségét. 1900-ban egymástól függetlenül három kutató is felfigyelt Mendel alapvető dolgozatának megállapításaira, és megindult a klasszikus genetika rohamos fejlődése. Gregor Mendel Ez esetben az élőlényt fekete doboznak tekintjük, feltételezve, hogy a megfigyelhető tulajdonságokat bizonyos diszkrét tényezők (Mendel ezeket faktoroknak nevezte) alakítják ki. J. G Mendel: Versuche über Pflanzen-Hybriden. Verhandlung des Naturforschenden Vereins in Brünn 4, 3-47. 1865.

3. Az örökítő anyag keresése – Weismann, Avery, Schrödinger „Az öröklődés lényege egy specifikus molekuláris struktúrájú sejtmagbeli anyag átvitele". (August Weismann: Aufsätze über Vererbung und verwandte biologische Fragen. (Jena, 1892) ... az öröklődésért felelős kémiai anyag viszonylag egyszerű, a kristályokhoz hasonlóan szerkezetben is képes lehet az élőlények szerkezetét és működését leíró hatalmas információmennyiség kódolására. Avery leírta azokat a kísérleteit, amelyek egyértelműen bizonyították, hogy az örökítőanyag a kromoszómákban lévő nukleinsav, a DNS.

DNS 1953 James D. Watson Francis Crick 4. Az örökítő anyag keresése–a DNS szerkezetének megfejtése DNS 1953 James D. Watson Francis Crick Rosalind Franklin

A DNS szerkezete

Nukleotidbázisok (molekulamodellek)

A DNS-molekula replikációja

Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció 1.2.Az információfogalom értelmezései Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció genetikai kód DNS fehérjemolekula 1. Az információtól az információs társadalomig

Fehérjeszintézis A biológiai információáramlás

Az operonmodell A génaktivitás szabályozása