Reconhecendo O Design Por Um “Arranjo Proposital De Peças”

Por Michael Behe | Evolution News

10 de junho de 2021, 15:15

Um correspondente perguntou sobre “complexidade especificada” e o design inteligente do olho.

Expliquei por que prefiro muito mais a frase “arranjo proposital de partes” como um critério para design – versus complexidade irredutível, complexidade especificada, pequena probabilidade especificada, informação, informação complexa especificada ou outras frases.

A diferença crítica entre o DI e a evolução darwiniana (e todas as outras propostas para processos evolutivos não inteligentes) é o envolvimento de uma mente no DI.

A filósofa Lydia McGrew escreveu certa vez que a questão básica do DI se resume à questão de “outras mentes“. Uma das reivindicações famosas de Alvin Plantinga é a que ele argumentou cinquenta anos atrás em God and Other Minds que (eu parafraseio) a percepção da existência de Deus é o mesmo tipo de problema que a percepção da existência de outras mentes.

Mentes e Propósito

Então, como percebemos o trabalho de uma mente? Como escrevi em meus livros (mais extensivamente em Darwin Devolves), mentes (e apenas mentes) podem ter objetivos.

Assim, na medida em que pode manipular as coisas, a mente pode organizar as partes para atingir seus objetivos. Claro, nós mesmos temos mentes. E é um poder fundamental da mente poder discernir propósitos. Assim, podemos reconhecer que uma mente agiu ao perceber um arranjo proposital de partes. Não há outra maneira que eu possa imaginar pela qual possamos reconhecer uma outra mente.

Para fins de detecção de outras mentes, “partes” podem ser virtualmente qualquer coisa. Os exemplos incluem: o arranjo proposital de sons na fala; palavras e letras por escrito; peças mecânicas em máquinas; o momento dos eventos em uma festa surpresa; combinações de todas essas coisas; e um número infinito de outras maneiras.

Há muitas outras coisas a dizer para preencher isso que não posso abordar aqui (especialmente a questão dos “spandrels“, ou seja, recursos que não são intencionais para eles mesmos, mas são os efeitos colaterais da construção de sistemas projetados). No entanto, o ponto principal é que só podemos reconhecer design/mente no arranjo proposital das peças.

Zeros e Uns

Outras frases que as pessoas usam para indicar design inteligente se resumem a arranjos de partes intencionais.

Por exemplo, Stephen Meyer gosta de apontar que sabemos que agentes inteligentes produzem informações, então, quando encontramos informações codificadas em um programa de computador, podemos concluir que foram produzidas por um agente inteligente. É verdade. No entanto, como sabemos que há informações em uma sequência de zeros e uns – em um programa de computador? Somente se descobrirmos que eles são organizados com um propósito; isto é, se o programa de computador tem uma função, se pode fazer algo significativo.

Da mesma forma, sistemas irredutivelmente complexos resistem à explicação darwiniana, mas como sabemos que eles são projetados? Porque vemos que eles podem fazer algo, que eles têm um propósito, eles são um arranjo proposital de partes. (À parte, os sistemas de CI têm duas propriedades relevantes – sua natureza descontínua resiste ao darwinismo e sua intencionalidade manifesta aponta fortemente para o design.)

Finalmente, no caso do olho, em vez de “complexidade especificada”, acho que é muito, muito mais fácil analisar o design para um público leigo (ou profissional) como um arranjo proposital de partes. O público reconhecerá imediatamente o propósito na disposição dos componentes do olho. Em minha opinião, a frase complexidade especificada apenas obscurece o mesmo significado encontrado em um arranjo proposital.

O “especificado” na frase complexidade especificada é praticamente o mesmo que “proposital” e “complexidade” o mesmo que “arranjo“. No entanto, a frase “arranjo proposital” é ao mesmo tempo menos matemática, menos proibitiva, mais acessível e mais clara.

Como os materialistas confiam no design inteligente

Por Evolution News @DiscoveryCSC

13 de janeiro de 2021, 6h35

O design inteligente é a teoria científica lógica, demonstrável, intuitiva, rigorosa, defensável, quantificável e inegável que os evolucionistas odeiam. Seus princípios são amplamente utilizados em arqueologia, criptologia, informática, biomimética, engenharia, ciência forense, otimização, cosmologia e filosofia, portanto, não é uma teoria religiosa. É um estudo científico acessível a qualquer pessoa, independentemente da cosmovisão. Na verdade, a maioria das pessoas usa todos os dias: isso é uma pedra ou um inseto? Havia alguém nesta sala antes de eu entrar? Isso é uma rachadura de lama ou um pedaço de cerâmica? É uma pilha acidental de pedras ou um marcador de trilha? Existe uma mensagem oculta nesta seqüência de letras? O design inteligente é a resposta mais natural para explicar objetos complexos, e tem sido assim ao longo da história. Muitos usaram a inferência de design descuidadamente, mas os cientistas do DI a tornaram tão matematicamente e filosoficamente rigorosa quanto qualquer teoria científica. Eles também a distinguiram da teologia natural, desconectando-a das conclusões religiosas. A prova está em sua ampla aplicação.

Então, por que os materialistas odeiam tanto? Basta ler Evolution News e Free Science para histórias verdadeiras de perseguição de pessoas cujo único crime foi usar ou ensinar a teoria do DI. Alguns sofreram por até mesmo expressar dúvidas sobre a adequação da evolução darwiniana. As razões para a animosidade são muitas; elas são discutidas em detalhes nesses sites. Uma coisa muito estranha acontece, porém, entre essas mesmas pessoas. Eles prontamente usam a teoria do DI quando ela atende aos seus propósitos, e ninguém na comunidade científica se queixa. Dê uma olhada.

Inferência de Design Cosmológico

No Live Science, Rafi Letzter pergunta “O criador do universo escondeu uma mensagem no cosmos?“ Que pergunta para um site de notícias científicas! Criação? Mensagem? Para ter certeza, ele deu uma resposta negativa (ele conclui, “Se sim, os cientistas ainda não descobriram”).

Mas para que não pareça que esta é apenas mais uma refutação do DI, o artigo implica que uma investigação sobre uma possível mensagem é válida. Letzter fala sobre Michael Lippke, um cientista que trabalha em um observatório na Alemanha. Lippke não olhou para o DNA ou parâmetros afinados da física para sua mensagem; em vez disso, ele raciocinou que poderia ser possível detectar um sinal inteligente na radiação cósmica de fundo (CMB). Ele escreveu sobre isso em uma pré-impressão no site de física / cosmologia arXiv. Isso chamou a atenção do astrônomo de Harvard Avi Loeb. Loeb descartou a questão como charlatanismo ou pseudociência? Não; ele pensou que o CMB seria um bom lugar para procurar se um criador estivesse de fato tentando enviar um sinal de “Olá, mundo” para seres inteligentes.

“Pode haver diferentes mídias nas quais você codificará a mensagem”, disse Loeb. O CMB é uma boa opção porque fomos capazes de detectá-lo desde o primeiro bom estudo de microondas do céu em 1964, ao contrário de, digamos, ondas gravitacionais, que exigem mais equipamentos técnicos e só detectamos em fevereiro de 2016. “Tudo depende do nível de inteligência que você deseja abordar. É quase como escrever seções diferentes de um jornal para públicos diferentes.” [Enfase adicionada.]

A questão não é se a hipótese de Lippke tinha mérito, mas se a inferência do design é uma forma científica válida de eliminar o acaso ou a lei para perceber um sinal. Mesmo a resposta negativa, neste caso, não anulou a validade de buscar design com equipamentos e métodos científicos para estudar uma questão científica.

Pesquisa por inteligência extraterrestre

Muitos na comunidade do DI notaram a ironia dos materialistas científicos resistindo à teoria do design inteligente com uma mão e usando-a em seu próprio trabalho com a outra. Michael Garrett ficou feliz em ajudar a gastar alguns dos US $ 100 milhões do bilionário russo Yuri Milner no mais recente projeto SETI, Breakthrough Listen. “SETI: novo sinal excita caçadores de alienígenas”, diz a manchete de Garrett em The Conversation: “Veja como podemos descobrir se é real.” Sim, de fato; existe um método. É chamado de filtro de design.

A equipe ficou animada quando um sinal inesperado apareceu na direção de Proxima Centauri no ano passado. Eles até deram um nome: BLC-1.

O sinal era de “banda estreita”, o que significa que ocupava apenas uma pequena faixa de frequências de rádio. E mudou de frequência de uma maneira que você esperaria se viesse de um planeta em movimento. Essas características são exatamente os tipos de atributos que os cientistas do SETI têm procurado desde que o astrônomo Frank Drake deu início à iniciativa pioneira há cerca de 60 anos.

Para descobrir se isso veio de uma mente, não de uma causa natural, o que eles teriam que fazer? Por que, basta aplicar o filtro de design: descartar chance; descartar a lei natural; determinar se há um padrão especificado.

Busca por civilizações mortas

No mês passado, Rafi Letzter também investigou uma questão ainda mais especulativa: se poderíamos detectar inteligências passadas no espaço. Desta vez, na Live Science, ele mencionou três físicos do Caltech que usaram o raciocínio do design para descobrir não apenas o que os alienígenas estariam pensando, mas como suas naturezas inteligentes provavelmente levariam à sua extinção. Como alguém saberia? Obtenha evidências científicas e aplique a teoria do DI.

Este novo artigo, de autoria de três físicos do Caltech e um estudante do ensino médio, é muito mais prático. Diz onde e quando é mais provável que ocorra a vida na Via Láctea e identifica o fator mais importante que afeta sua prevalência: a tendência das criaturas inteligentes à auto-aniquilação .

Suas ideias foram publicadas no arXiv no mês passado com tabelas, gráficos e equações e todos os equipamentos científicos, incluindo estimativas de probabilidade. É estranho que os leitores de um site de notícias científicas e de um site de pré-impressão científica considerem esse raciocínio e abordagem perfeitamente apropriados, enquanto seus colegas acadêmicos estão trabalhando tanto para eliminar o DI de escolas, livros e bibliotecas.

Os autores analisaram uma série de fatores que presumivelmente influenciam o desenvolvimento da vida inteligente, como a prevalência de estrelas semelhantes ao Sol que abrigam planetas semelhantes à Terra; a frequência de supernovas mortais com explosão de radiação; a probabilidade e o tempo necessário para a vida inteligente evoluir se as condições forem adequadas; e a possível tendência das civilizações avançadas de se autodestruir .

Possíveis argumentos de retorno

Esses cientistas podem argumentar que definitivamente não estão endossando a teoria do design inteligente. Eles podem replicar: “Acreditamos que nossa inteligência evoluiu naturalmente, por isso é apropriado comparar as circunstâncias que levaram à evolução da inteligência humana com as circunstâncias que podem ter levado à inteligência extraterrestre. Não estamos dizendo que Deus fez como vocês, então não temos nada a ver com a comunidade DI.” Isso é um invalidador para o argumento de que eles estão usando o design inteligente?

É uma descaracterização comum do DI, é claro; o filtro de design aceita qualquer causa inteligente, não necessariamente Deus. Mas, inicialmente, observe que eles devem concordar que a inteligência é uma coisa muito diferente da biofísica. É tão diferente que pode ser reconhecido claramente em todo o universo. Um sinal inteligente é aniológico; é uma mensagem produzida pelo pensamento. As mensagens podem ser transmitidas de organismos biológicos por meio de conduítes naturais, mas não resultam de processos não guiados, como a seleção natural. Eles têm um propósito.

O canto dos pássaros tem um propósito, é verdade; eles sinalizam chamados ou perigos de acasalamento, mas esses e outros sinais, como as canções da baleia-jubarte, são considerados instintivos, não inteligentes no sentido de emanar de previsão e planejamento (embora alguns possam debater esse ponto). Só os humanos fazem mensagens intencionalmente para fins gratuitos com dispositivos que construíram fora de seus corpos, sejam megafones ou lasers. Que animal constrói radiotelescópios para enviar mensagens através do espaço sem nenhuma razão biológica além da curiosidade mental? A seleção natural não dá a mínima para isso. Os cientistas do SETI antecipam algo diferente em espécie, além da biologia, de inteligências extraterrestres. Eles esperam se comunicar sobre o significado das coisas. Essas comunicações são sobre conceitos, não sinais instintivos relacionados com o acasalamento e a sobrevivência.

Implorando a Pergunta

Para os cientistas do SETI negarem a cumplicidade com o design inteligente, eles teriam que argumentar que os pensamentos no reino conceitual são coisas biológicas que evoluíram por seleção natural. Os evolucionistas (incluindo a maioria na comunidade SETI) adoram exagerar sobre a consciência humana emergindo da névoa conceitual à medida que nossos cérebros aumentaram de tamanho e descemos das árvores para fazer fogo e caçar carne. Para eles, a consciência era apenas o próximo estágio da evolução. Se os pensamentos conscientes e deliberados não diferem de modo algum de uma unha, desejo-lhes muitas felicidades; tal conclusão arrasta seus próprios pensamentos para o buraco negro da falta de sentido atrás deles. Em que seus pensamentos estavam emergindo, senão em um reino preexistente de verdade conceitual? CS Lewis brincou,

Os naturalistas estão empenhados em pensar sobre a natureza. Eles não prestaram atenção ao fato de que estavam pensando. No momento em que se atende a isso, é óbvio que o próprio pensamento não pode ser meramente um evento natural e que, portanto, algo diferente da Natureza existe.

Os pensamentos são exatamente as coisas em questão na busca para descobrir sinais e mensagens. Os materialistas estão implorando pela questão quando supõem que a seleção natural poderia dar origem ao pensamento consciente em primeiro lugar. Pensamentos sobre conceitos como design inteligente ou evolução não podem emergir do cérebro material sem destruir os próprios pensamentos. Eles só podem surgir no cérebro de um reino conceitual que não está evoluindo, porque os pensamentos tentam determinar o que é verdade. A compreensão humana da verdade pode aumentar, mas a própria verdade não pode evoluir sem se destruir. Caso contrário, o que é verdadeiro hoje será falso amanhã. Lewis explica,

Uma teoria que explicasse tudo o mais em todo o universo, mas que tornasse impossível acreditar que nosso pensamento fosse válido, estaria totalmente fora do tribunal. Pois essa própria teoria teria sido alcançada pelo pensamento e, se pensar não fosse válido, essa teoria seria, é claro, demolida. Teria destruído suas próprias credenciais. Seria um argumento que provaria que nenhum argumento era válido – uma prova de que não existem provas.

A menos que cientistas de uma linha materialista desejem ver seus pensamentos implodirem, portanto, eles precisam afirmar que a teoria do DI é legítima, porque toda busca humana pela verdade e compreensão está condicionada à validade do pensamento não evolutivo, lógico e honesto.

Morfogênese: Codificação Para Forma

Evolution News @DiscoveryCSC

Organismos são hierarquias de formas. As bactérias formam hastes, espirais e esferas. Os eucariotos unicelulares constroem diversas organelas por dentro e assumem uma forma característica por fora (compare Stentor, Paramecium e Amoeba ). Pense em todas as variedades de formas em organismos multicelulares de Volvox(colônia de organismos unicelulares aquáticos [algas]) a eucariotos complexos – hidra, rotíferos, planários na extremidade microscópica; caranguejos, polvos e besouros na faixa intermediária inferior; castores, rosas e humanos na faixa média superior; baleias, sequóias e braquiossauros na extremidade grande. As plantas geram caules, folhas e flores. Os animais desenvolvem tecidos que se organizam em órgãos que se combinam nos planos do corpo. Como todas essas formas 3-D emergem de um código linear? Esse é o enigma da morfogênese.

Totalidades Funcionais

Os biólogos sabem sobre códigos genéticos para moléculas muito bem agora, mas onde está o software para anatomia? O modismo recente para impressão 3D é rude em comparação. Essas máquinas podem produzir uma forma a partir de um código linear, mas elas simplesmente constroem um objeto estático, uma camada de cada vez, usando material homogêneo. A morfogênese requer reunir diversos materiais para construir máquinas em movimento, como corações. Elas devem continuar funcionando em todos os níveis enquanto estão em conexão com outras máquinas móveis durante a construção. O produto final é o que Douglas Axe chama de “todo funcional” ( Inegável , p. 143).

Todos funcionais em biologia são compostos de componentes e subcomponentes funcionais organizados hierarquicamente e constituintes elementares que não funcionam apenas no espaço tridimensional, mas na quarta dimensão do tempo. Elas também possuem a notável propriedade de auto-reparo.

Michael Levin, diretor do Allen Discovery Center na Tufts University e Associate Faculty no Instituto Wyss da Harvard University, está perplexo com a origem das formas biológicas. Ele escreve em The Scientist:

Embora os genomas codifiquem previsivelmente as proteínas presentes nas células, uma lista simples de partes moleculares não nos diz o suficiente sobre o layout anatômico ou o potencial regenerativo do corpo que as células trabalharão para construir. Os genomas não são um projeto para a anatomia e a edição do genoma é fundamentalmente limitada pelo fato de que é muito difícil inferir quais genes ajustar e como atingir os resultados anatômicos complexos desejados. Da mesma forma, as células-tronco geram os blocos de construção dos órgãos, mas a capacidade de organizar tipos específicos de células em uma mão ou olho humano funcional esteve e estará além do alcance da manipulação direta por muito tempo. [Enfase adicionada.]

No filme Terminator 2, o assassino do futuro é esmagado em mil fragmentos de metal líquido e, em seguida, se reconstitui para continuar sua missão. É uma peça de efeitos especiais muito inteligente, mas quando você pensa sobre o problema, como cada fragmento poderia saber para onde ir? E, no entanto, algo assim acontece em organismos que são capazes de se regenerar, como hidras, planárias, axolotes e algumas outras espécies. Algo assim também ocorre durante o desenvolvimento embrionário.

Após várias rodadas de divisão celular de clones, começa a diversificação e a forma começa a surgir. Cada célula ganha um papel e um destino para cumprir esse papel. Veja o videoclipe da Illustra Media sobre o desenvolvimento embrionário de pintinhos:

Além do DNA

No desenvolvimento embrionário humano, algo além do DNA diz à massa em crescimento quantas células do fígado são necessárias, como elas devem se organizar na forma familiar do fígado, quantos vasos sanguíneos são necessários para suprir o fígado. Além disso, algo regula como essas formas coordenam seu crescimento desde o bebê até o adulto. O fígado sempre termina no tamanho e posição adequados sob as costelas do lado direito, com as conexões certas com outros órgãos. Todos os órgãos e sistemas seguem esse processo direcionado a um objetivo.

Alcançar esse resultado requer muito mais informações do que o código do DNA possui apenas para as enzimas hepáticas, por mais complexo que seja. Onde está o “software de biologia – as regras que permitem grande plasticidade em como os coletivos de células geram anatomias confiáveis”?

Responder à questão exigirá pesquisas interdisciplinares, ressalta Levin. Os cientistas apenas deram alguns passos de bebê para resolver esse enorme quebra-cabeça. Tudo o que eles podem fazer atualmente é tentar dividir a questão em subquestões administráveis.

Mas os pesquisadores que trabalham nas áreas de morfologia sintética e biofísica regenerativa estão começando a entender as regras que regem a plasticidade do crescimento e reparo de órgãos. Em vez de tarefas de microgerenciamento que são complexas demais para serem implementadas diretamente no nível celular ou molecular, e se resolvêssemos o mistério de como grupos de células cooperam para construir corpos multicelulares específicos durante a embriogênese e a regeneração? Talvez então pudéssemos descobrir como motivar os coletivos de células a construir quaisquer características anatômicas que desejamos.

Até agora, eles conseguiram apenas que embriões de sapo desenvolvessem estranhas formas sintéticas por meio da engenharia genética. É um começo emocionante, pensa Levin, mas o trabalho lembra crianças em um parquinho.

Essas células reiniciaram sua multicelularidade em uma nova forma, sem alterações genômicas. Isso representa uma caixa de areia extremamente emocionante na qual os bioengenheiros podem atuar, com o objetivo de decodificar a lógica do controle anatômico e comportamental, bem como compreender a plasticidade das células e a relação dos genomas com as anatomias.

Uma revolução biológica

Este trabalho pode representar o início de uma revolução biológica tão significativa quanto a revolução genômica, quando a genética passou das moléculas aos códigos. Ele representa o próximo passo: “elucidar os cálculos que as células e grupos de células realizam para orquestrar a construção de tecidos e órgãos em uma escala de corpo inteiro”. É como se os bioquímicos tivessem entendido como os instrumentos musicais são feitos e agora quisessem ver como a música é executada e como a música é derivada de uma partitura codificada por símbolos silenciosos em uma página. Mas eles estão tentando fazer tudo isso sem o protagonista: o compositor!

A próxima geração de avanços nesta área de pesquisa surgirá do fluxo de ideias entre cientistas da computação e biólogos. Desbloquear todo o potencial da medicina regenerativa exigirá que a biologia faça a jornada que a ciência da computação já percorreu , desde o foco no hardware – as proteínas e vias bioquímicas que realizam operações celulares – até o software fisiológico que permite que redes de células adquiram, armazenem e agir com base nas informações sobre a geometria do órgão e, na verdade, do corpo inteiro.

No mundo da informática, essa transição de reconectar o hardware para a reprogramação do fluxo de informações, alterando as entradas, deu origem à revolução da tecnologia da informação. Essa mudança de perspectiva pode transformar a biologia, permitindo que os cientistas alcancem as visões ainda futurísticas da medicina regenerativa.

O esforço também pode transformar a engenharia, diz ele. Os engenheiros podem aprender como os organismos constroem estruturas que ainda funcionam em ambientes ruidosos e podem permanecer resistentes a perturbações.

Mesmo quando seu grupo faz a engenharia genética de embriões de rã, diz Levin, os embriões tendem a encontrar o caminho de volta à forma desejada, como se um processo de monitoramento comparasse constantemente suas atividades com a forma ideal. Como essas informações são armazenadas e comunicadas?

O notável não é simplesmente que o crescimento começa após uma lesão e que vários tipos de células são gerados, mas que esses corpos crescerão e se remodelarão até que uma anatomia correta esteja completa, e então eles param. Como o sistema identifica a morfologia alvo correta, orquestra os comportamentos individuais das células para chegar lá e determina quando o trabalho está concluído? Como ele comunica essas informações para controlar as atividades celulares subjacentes?

Essas são questões estimulantes para a comunidade de DIs considerar. O DI compreende previsão, controle e comunicação.

O darwinismo está à altura da tarefa?

Levin tenta trazer a evolução para o cenário.

A evolução explora três modalidades para atingir essa homeostase anatômica: gradientes bioquímicos, circuitos bioelétricos e forças biofísicas. Eles interagem para permitir que a mesma forma em grande escala surja, apesar de perturbações significativas.

Mas isso não é evolução darwiniana de forma alguma! Um processo físico sem sentido e sem objetivo não se importa com o que acontece. Não pode explorar. Não pode alcançar. Não pode ativar. Essa afirmação é como colocar um adesivo de Darwin em um maquinário de design inteligente. Muito menos pode o darwinismo sinalizar, criar e operar redes elétricas, tomar decisões ou regular qualquer coisa.

Observar não é explicar. O grupo de Levin pode observar o que acontece, mas ele apela a causas inadequadas para explicá-las. A equipe pode ajustar os processos de trabalho para obter resultados modificados, mas não pode explicar seu surgimento. Eles podem imitá-los, mas não originá-los. Eles podem compará-los a computadores e softwares projetados de forma inteligente, mas não levam em conta as semelhanças apelando para causas opostas.

A imagem emergente neste campo é que o software anatômico é altamente modular – uma propriedade-chave que os cientistas da computação exploram como sub – rotinas e que muito provavelmente contribui em grande parte para a evolução biológica e a plasticidade evolutiva.

“Evolucionabilidade” e “plasticidade evolutiva” são termos altamente enganosos. O que Levin significa é a capacidade de aprender e se adaptar às circunstâncias. Isso requer design. E por que a plasticidade deve ser evolutiva?Pegue a palavra eletrônica e reconheça o conceito como robustez. Isso também é design. A tolerância a perturbações, com alguma margem de manobra para mudanças, é uma boa estratégia de projeto. As composições musicais também permitem alguma plasticidade, como quando o compositor marca “Ad lib” para uma improvisação ou dá espaço para uma cadência. As obras também podem ser modificadas para conjuntos diferentes, como quando uma obra orquestral é transcrita para orquestra de câmara ou piano.

Aqui está outro exemplo de fixação de um adesivo “Feito por Darwin” em conceitos de design:

Na biomedicina molecular, ainda estamos focados principalmente na manipulação do hardware celular – as proteínas que cada célula pode explorar. Mas a evolução garantiu que os coletivos celulares usem essa máquina versátil para processar informações de maneira flexível e implementar uma ampla gama de resultados de formato corporal em grande escala. Este é o software da biologia: a memória, a plasticidade e a reprogramação das redes de controle morfogenético.

Tal afirmação não faz sentido. A evolução não consegue entender as máquinas ou garantir que as células as usem.

Design Science está à altura da tarefa?

Somente a ciência do design tem a estrutura conceitual para entender este “novo tipo de epigenética, informação que é armazenada em um meio diferente de sequências de DNA e cromatina”. Tecnologia da Informação (TI) é design science por definição. Levin essencialmente repete a falácia de Darwin de usar a seleção artificial como um análogo da seleção natural, exceto que, na morfogênese, inferimos a atividade de uma inteligência projetada a partir de seus efeitos e de nossa experiência uniforme com a capacidade da mente de organizar componentes para atingir alvos de maneira confiável.

O progresso será lento se o DI assumir a liderança na pesquisa em morfogênese? Certamente não. Os cientistas do design podem continuar o trabalho com embriões de rã e engenharia genética. Na verdade, eles provavelmente trabalharão de forma mais produtiva, sem o peso da bagagem do antigo mito vitoriano de Darwin.

O acaso não é uma causa; inteligência é. A inteligência pode conceber um plano, exercer a previsão para identificar os requisitos e, então, executar o plano programando os componentes para cumprir o plano. Na vanguarda desta grande revolução biológica, é hora de reconhecer que o software anatômico é um design inteligente em todos os seus aspectos.

Sim, O Design Inteligente É Detectável Pela Ciência

STEPHEN C. MEYER | DISCOVERY INSTITUTE 26 DE ABRIL DE 2018 Em DESIGN INTELIGENTE PUBLICADO ORIGINALMENTE NO SAPIENTIA JOURNAL

Nota do editor: O jornal online Sapientia recentemente colocou uma boa pergunta para vários participantes em um fórum: “Is Intelligent Design Detectable by Science?” Esta é uma questão chave na qual os proponentes do DI e da evolução teísta diferem. Stephen Meyer, filósofo da ciência e diretor do Centro de Ciência e Cultura do Discovery Institute, deu a seguinte resposta.

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Os biólogos há muito reconheceram que muitas estruturas organizadas nos organismos vivos – a forma elegante e a cobertura protetora do nautilus enrolado; as partes interdependentes do olho dos vertebrados; os ossos, músculos e penas entrelaçadas de uma asa de pássaro – “dão a aparência de terem sido projetados para um propósito“. ¹

Antes de Darwin, os biólogos atribuíam a beleza, a complexidade integrada e a adaptação dos organismos a seus ambientes a uma poderosa inteligência projetual. Conseqüentemente, eles também pensaram que o estudo da vida tornava a atividade de uma inteligência projetista detectável no mundo natural.

Ainda assim, Darwin argumentou que essa aparência de design poderia ser explicada de forma mais simples como o produto de um mecanismo puramente não direcionado, a saber, seleção natural e variação aleatória. Os neodarwinistas modernos também afirmaram que o processo não direcionado da seleção natural e da mutação aleatória produziu as intrincadas estruturas semelhantes a designs nos sistemas vivos. Eles afirmam que a seleção natural pode imitar os poderes de uma inteligência projetista sem ser guiada por um agente inteligente. Assim, os organismos vivos podem parecer projetados, mas, segundo essa visão, essa aparência é ilusória e, conseqüentemente, o estudo da vida não torna a atividade de uma inteligência projetista detectável no mundo natural.

Como o próprio Darwin insistiu: “Parece não haver mais desígnio na variabilidade dos seres orgânicos e na ação da seleção natural, do que no curso em que o vento sopra”. ² Ou como argumentou o eminente biólogo evolucionista Francisco Ayala, Darwin representou “design sem designer” e mostrou “que a organização diretiva dos seres vivos pode ser explicada como o resultado de um processo natural, a seleção natural, sem necessidade de recurso para um Criador ou outro agente externo“.³

Mas Darwin explicou todas as evidências de aparente design na biologia? Darwin tentou explicar a origem de novas formas de vida a partir de formas de vida pré-existentes mais simples, mas sua teoria da evolução por seleção natural nem mesmo tentou explicar a origem da vida – a célula viva mais simples – em primeiro lugar. No entanto, agora há evidências convincentes de design inteligente nos recessos internos até mesmo dos organismos unicelulares vivos mais simples. Além disso, há uma característica fundamental das células vivas – uma que torna o design inteligente da vida detectável – que Darwin desconhecia e que os teóricos da evolução contemporâneos não explicaram.

O Enigma da Informação

Em 1953, quando Watson e Crick elucidaram a estrutura da molécula de DNA, eles fizeram uma descoberta surpreendente. A estrutura do DNA permite armazenar informações na forma de um código digital de quatro caracteres. Cordas de substâncias químicas em seqüência precisa, chamadas de bases de nucleotídeos, armazenam e transmitem as instruções de montagem – as informações – para construir as moléculas de proteína essenciais e as máquinas de que a célula precisa para sobreviver.

Francis Crick desenvolveu mais tarde essa ideia com sua famosa “hipótese da sequência”, segundo a qual os constituintes químicos do DNA funcionam como letras em uma linguagem escrita ou de símbolos em um código de computador. Assim como as letras em inglês podem transmitir uma mensagem específica dependendo de seu arranjo, o mesmo acontece com certas sequências de bases químicas ao longo da espinha dorsal de uma molécula de DNA. O arranjo dos caracteres químicos determina a função da sequência como um todo. Assim, a molécula de DNA possui a mesma propriedade de “especificidade de sequência” que caracteriza os códigos e a linguagem.

Além disso, as sequências de DNA não possuem apenas “informações” no sentido estritamente matemático descrito pelo pioneiro teórico da informação Claude Shannon. Shannon relacionou a quantidade de informações em uma sequência de símbolos com a probabilidade im da sequência (e a redução da incerteza associada a ela). Mas as sequências de bases do DNA não exibem apenas um grau de improbabilidade matematicamente mensurável. Em vez disso, o DNA contém informações no sentido mais rico e comum do dicionário de “sequências alternativas ou arranjos de caracteres que produzem um efeito específico“. As sequências de bases de DNA transmitem instruções. Elas desempenham funções e produzem efeitos específicos. Assim, elas não possuem apenas “informações de Shannon“, mas também o que foi chamado de “informações específicas” ou “funcionais“.

Como os zeros e uns arranjados com precisão em um programa de computador, as bases químicas no DNA transmitem instruções em virtude de seu arranjo específico – e de acordo com uma convenção de símbolo independente conhecida como “código genético“. Assim, o biólogo Richard Dawkins observa que “o código de máquina dos genes é estranhamente semelhante ao de um computador“. ⁴ Da mesma forma, Bill Gates observa que “o DNA é como um programa de computador, mas muito, muito mais avançado do que qualquer software que já criamos”. ⁵ Da mesma forma, o biotecnologista Leroy Hood descreve as informações no DNA como “código digital“. ⁶

Após o início da década de 1960, novas descobertas revelaram que a informação digital no DNA e no RNA é apenas parte de um sistema complexo de processamento de informações – uma forma avançada de nanotecnologia que tanto espelha quanto excede a nossa em sua complexidade, lógica de design e densidade de armazenamento de informações.

De onde vêm as informações na célula? E como surgiu o complexo sistema de processamento de informações da célula? Essas questões estão no cerne da pesquisa contemporânea sobre a origem da vida. Claramente, os recursos informativos da célula pelo menos parecem projetados. E, como mostro com muitos detalhes em meu livro Signature in the Cell, nenhuma teoria da evolução química não direcionada explica a origem da informação necessária para construir a primeira célula viva. ⁷

Por quê? Simplesmente, há informações demais na célula para serem explicadas apenas pelo acaso. E as tentativas de explicar a origem da informação como conseqüência da seleção natural pré-biótica agindo sobre mudanças aleatórias inevitavelmente pressupõem precisamente o que precisa ser explicado, a saber, resmas de informação genética pré-existente. A informação no DNA também desafia a explicação por referência às leis da química. Dizer o contrário é como dizer que a manchete de um jornal pode surgir da atração química entre a tinta e o papel. Claramente, algo mais está em ação.

Ainda assim, os cientistas que inferem o design inteligente não o fazem meramente porque os processos naturais – acaso, leis ou sua combinação – falharam em explicar a origem da informação e dos sistemas de processamento de informação nas células. Em vez disso, pensamos que o design inteligente é detectável em sistemas vivos porque sabemos por experiência que os sistemas que possuem grandes quantidades dessas informações surgem invariavelmente de causas inteligentes. As informações na tela de um computador podem ser rastreadas até um usuário ou programador. A informação em um jornal veio em última análise de um escritor – de uma mente. Como observou o pioneiro teórico da informação Henry Quastler, “A informação normalmente surge da atividade consciente”. ⁸

Essa conexão entre a informação e a inteligência anterior nos permite detectar ou inferir atividade inteligente, mesmo de fontes não observáveis no passado distante. Arqueólogos inferem escribas antigos de inscrições hieroglíficas. A busca do SETI por inteligência extraterrestre pressupõe que a informação embutida em sinais eletromagnéticos do espaço indicaria uma fonte inteligente. Os radioastrônomos não encontraram nenhum sinal desse tipo em sistemas estelares distantes; mas mais perto de casa, os biólogos moleculares descobriram informações na célula, sugerindo – pela mesma lógica que sustenta o programa SETI e o raciocínio científico comum sobre outros artefatos de informação – uma fonte inteligente.

O DNA funciona como um programa de software e contém informações específicas assim como o software. Sabemos por experiência própria que o software vem de programadores. Em geral, sabemos que a informação especificada – seja inscrita em hieróglifos, escrita em um livro ou codificada em um sinal de rádio – sempre surge de uma fonte inteligente. Portanto, a descoberta de tais informações na molécula de DNA fornece bases sólidas para inferir (ou detectar) que a inteligência desempenhou um papel na origem do DNA, mesmo se não estivéssemos lá para observar o sistema surgindo.

A Lógica de Detecção de Design

Em The Design Inference, o matemático William Dembski explica a lógica da detecção de design. Seu trabalho reforça a conclusão de que a informação especificada presente no DNA aponta para uma mente projetista.

Dembski mostra que os agentes racionais freqüentemente detectam a atividade anterior de outras mentes projetistas pelo caráter dos efeitos que deixam para trás. Os arqueólogos presumem que agentes racionais produziram as inscrições na Pedra de Roseta. Os investigadores de fraudes de seguros detectam certos “padrões de trapaça” que sugerem manipulação intencional das circunstâncias em vez de um desastre natural. Os criptógrafos distinguem entre sinais aleatórios e aqueles que carregam mensagens codificadas, o último indicando uma fonte inteligente. Reconhecer a atividade de agentes inteligentes constitui um modo comum e totalmente racional de inferência.

Mais importante, Dembski explica os critérios pelos quais os agentes racionais reconhecem ou detectam os efeitos de outros agentes racionais e os distingue dos efeitos de causas naturais. Ele demonstra que sistemas ou sequências com propriedades conjuntas de “alta complexidade” (ou pequena probabilidade) e “especificação” resultam invariavelmente de causas inteligentes, não do acaso ou de leis físico-químicas. ⁹

Dembski observou que sequências complexas exibem um arranjo irregular e improvável que desafia a expressão por uma regra ou algoritmo simples, enquanto a especificação envolve uma combinação ou correspondência entre um sistema físico ou sequência e um padrão ou conjunto de requisitos funcionais independentemente reconhecível.

A título de ilustração, considere os seguintes três conjuntos de símbolos:

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O TEMPO NÃO PERDOA NINGUÉM

ABABABABABABABABABABAB

As duas primeiras sequências são complexas porque ambas desafiam a redução a uma regra simples. Cada um representa uma sequência altamente irregular, aperiódica e improvável. A terceira sequência não é complexa, mas altamente ordenada e repetitiva. Das duas sequências complexas, apenas a segunda, entretanto, exemplifica um conjunto de requisitos funcionais independentes – ou seja, é especificada .

O inglês tem muitos desses requisitos funcionais. Por exemplo, para transmitir significado em inglês, deve-se empregar as convenções existentes de vocabulário (associações de sequências de símbolos com objetos, conceitos ou idéias particulares) e as convenções existentes de sintaxe e gramática. Quando os arranjos de símbolos “combinam” com o vocabulário existente e as convenções gramaticais (ou seja, requisitos funcionais), a comunicação pode ocorrer. Tais arranjos exibem “especificação“. A sequência “O tempo e a maré não esperam por ninguém” claramente exibe tal correspondência e, portanto, desempenha uma função de comunicação.

Assim, das três sequências, apenas a segunda manifesta os dois indicadores necessários de um sistema projetado. A terceira sequência carece de complexidade, embora exiba um padrão periódico simples, uma espécie de especificação. A primeira sequência é complexa, mas não especificada. Apenas a segunda sequência apresenta tanto complexidade e especificação. Assim, de acordo com a teoria de detecção de design de Dembski, apenas a segunda sequência implica uma causa inteligente – como afirma nossa experiência uniforme.

Em meu livro Signature in the Cell , mostro que os critérios conjuntos de complexidade e especificação de Dembski são equivalentes a “informações funcionais” ou “informações especificadas“. Também mostro que as regiões codificantes do DNA exemplificam tanto a alta complexidade quanto a especificação e, portanto, não surpreendentemente, também contêm “informações especificadas“. Conseqüentemente, o método científico de Dembski para detecção de design reforça a conclusão de que a informação digital no DNA indica atividade inteligente anterior.

Portanto, ao contrário dos relatos da mídia, a teoria do design inteligente não é baseada na ignorância ou “lacunas” em nosso conhecimento, mas em descobertas científicas sobre o DNA e em métodos científicos estabelecidos de raciocínio nos quais nossa experiência uniforme de causa e efeito orienta nossas inferências sobre os tipos de causas que produzem (ou melhor explicam) diferentes tipos de eventos ou sequências.

Ajuste Fino Antrópico

A evidência de design em células vivas não é a única evidência na natureza. A física moderna agora revela evidências de design inteligente na própria estrutura do universo. Desde a década de 1960, os físicos reconheceram que as condições iniciais e as leis e constantes da física são perfeitamente ajustadas, contra todas as probabilidades, para tornar a vida possível. Mesmo alterações extremamente leves nos valores de muitos fatores independentes – como a taxa de expansão do universo, a velocidade da luz e a força precisa da atração gravitacional ou eletromagnética – tornariam a vida impossível. Os físicos se referem a esses fatores como “coincidências antrópicas” e à feliz convergência de todas essas coincidências como o “ajuste fino do universo“.

Muitos notaram que esse ajuste fino sugere fortemente o projeto de uma inteligência pré-existente. O físico Paul Davies disse que “a impressão do design é avassaladora”. ¹⁰ Fred Hoyle argumentou que, “Uma interpretação de bom senso dos fatos sugere que um superintelecto se envolveu com a física, assim como com a química e a biologia”. ¹¹ Muitos físicos agora concordam. Eles argumentariam que – de fato – os mostradores na sala de controle cósmico parecem bem ajustados porque alguém os ajustou cuidadosamente.

Para explicar as vastas improbabilidades associadas a esses parâmetros de ajuste fino, alguns físicos postularam não um “ajuste fino” ou um designer inteligente, mas a existência de um vasto número de outros universos paralelos. Este conceito de “multiverso” também necessariamente postula vários mecanismos para a produção desses universos. Nessa visão, ter algum mecanismo para gerar novos universos aumentaria o número de oportunidades para o surgimento de um universo favorável à vida como o nosso – tornando o nosso algo como um sortudo vencedor de uma loteria cósmica.

Mas os defensores dessas propostas de multiverso negligenciaram um problema óbvio. As cosmologias especulativas (tais como a cosmologia inflacionária e teoria das cordas) propostas para a geração de universos alternativos invariavelmente invocam mecanismos que propriamente necessitam de ajuste fino, pedindo, assim, a questão de saber a origem desses ajustes. Na verdade, todas as várias explicações materialistas para a origem do ajuste fino – ou seja, as explicações que tentam explicar o ajuste fino sem invocar o design inteligente – invariavelmente invocam um ajuste fino inexplicado anterior.

Além disso, como Jay Richards mostrou, ¹² o ajuste fino do universo exibe precisamente aquelas características – extrema improbabilidade e especificação funcional – que invariavelmente desencadeiam uma consciência de, e justificam uma inferência para, design inteligente. Uma vez que a teoria do multiverso não pode explicar o ajuste fino sem invocar o ajuste fino prévio, e uma vez que o ajuste fino de um sistema físico para alcançar um fim propício é exatamente o tipo de coisa que sabemos que os agentes inteligentes fazem, segue-se que o design inteligente permanece como a melhor explicação para o ajuste fino do universo.

E isso torna o design inteligente detectável tanto nos parâmetros físicos do universo quanto nas propriedades portadoras de informações da vida, melhor explicação para o ajuste fino do universo.

Notas

1. Richard Dawkins, The Blind Watchmaker (New York, NY: Norton, 1986), 1.
2. Charles Darwin, The Life and Letters of Charles Darwin, ed. Francis Darwin, vol. 1 (New York: Appleton, 1887), 278–279.
3. Francisco J. Ayala, “Darwin’s Greatest Discovery: Design without Designer,” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 104 (May 15, 2007): 8567–8573.
4. Richard Dawkins, River out of Eden: A Darwinian View of Life (New York: Basic, 1995), 17.
5. Bill Gates, The Road Ahead (New York: Viking, 1995), 188.
6. Leroy Hood and David Galas, “The Digital Code of DNA.” Nature 421 (2003), 444-448.
7. Stephen Meyer, Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design (San Francisco: HarperOne, 2009), 173-323.
8. Henry Quastler, The Emergence of Biological Organization (New Haven: Yale UP, 1964), 16.
9. William Dembski, The Design Inference: Eliminating Chance Through Small Probabilities (Cambridge: Cambridge University Press, 1998), 36-66.
10. Paul Davies, The Cosmic Blueprint (New York: Simon & Schuster, 1988), 203.
11. Fred Hoyle, “The Universe: Past and Present Reflections.” Annual Review of Astronomy and Astrophysics 20 (1982): 16.
12. Guillermo Gonzalez and Jay Richards, The Privileged Planet: How Our Place in the Cosmos is Designed for Discovery (Washington, DC: Regnery Publishing, 2004), 293-311.

O que as libélulas nos ensinam sobre a defesa antimísseis?

Sandia National Laboratories

[Julho, 24, 2019]

ALBUQUERQUE, NM – Agradeça por não estar na dieta de uma libélula. Você pode ser uma mosca da fruta ou talvez um mosquito, mas realmente não importa o momento em que você olha para trás e vê quatro asas poderosas batendo no ar atrás de você. Você voa para salvar sua vida, oscilando evasivamente, mas a libélula de alguma forma o rastreia com reflexos aparentemente instantâneos. Por um momento, você acha que escapou, da mesma maneira que ele se aproxima rapidamente de baixo para matar.

A cientista Frances Chance do Sandia National Laboratories, retratada aqui, está revelando insights sobre como as libélulas interceptam suas presas em vôo, o que pode ser útil para a defesa contra mísseis. (Foto de Randy Montoya)

Então, enquanto o predador da era dos dinossauros agarra você com suas pernas espinhosas e o arrasta para suas mandíbulas no ar, você pode se perguntar:

“Como ele me pegou com um cérebro tão pequeno e sem percepção de profundidade?”

Sandia National Laboratories está respondendo com uma pesquisa que mostra como os cérebros das libélulas podem ser programados para serem extremamente eficientes no cálculo de trajetórias complexas.

Em simulações de computador recentes, libélulas falsas em um ambiente virtual simplificado capturaram com sucesso suas presas usando algoritmos de computador projetados para imitar a maneira como uma libélula processa informações visuais enquanto caça. Os resultados positivos do teste mostram que a programação é fundamentalmente um modelo de som.

A pesquisa Sandia está examinando se a computação inspirada na libélula poderia melhorar os sistemas de defesa antimísseis, que têm a tarefa semelhante de interceptar um objeto em vôo, tornando os computadores de bordo menores, sem sacrificar a velocidade ou precisão. As libélulas capturam 95% de suas presas, coroando-as como um dos maiores predadores do mundo.

A neurocientista computacional Frances Chance, que desenvolveu os algoritmos, está apresentando sua pesquisa esta semana na Conferência Internacional sobre Sistemas Neuromórficos em Knoxville, Tennessee. No início deste mês, ela fez uma apresentação na Reunião Anual da Organização para Neurociências Computacionais em Barcelona, Espanha.

A pesquisa replica o cérebro altamente eficiente da libélula

Chance se especializou em replicar redes neurais biológicas – cérebros, basicamente – que requerem menos energia e são melhores no aprendizado e adaptação do que os computadores. Seus estudos se concentram nos neurônios, que são células que enviam informações através do sistema nervoso.

“Tento prever como os neurônios são conectados ao cérebro e entender que tipos de cálculos esses neurônios estão fazendo, com base no que sabemos sobre o comportamento do animal ou sobre as respostas neurais”, disse ela.

Por exemplo, o tempo de reação de uma libélula a uma presa em manobra é de apenas 50 milissegundos. Um piscar humano leva cerca de 300 milissegundos. Cinqüenta milissegundos é tempo suficiente para que as informações cruzem cerca de três neurônios. Em outras palavras, para acompanhar uma libélula, uma rede neural artificial precisa processar as informações após apenas três etapas – embora, como o cérebro dispara muitos sinais de uma vez, cada etapa pode envolver muitos cálculos executados ao mesmo tempo.

Computação mais rápida e leve para defesa antimísseis

Os sistemas de defesa contra mísseis dependem de técnicas de interceptação estabelecidas que são, relativamente falando, de computação pesada. Mas repensar essas estratégias usando libélulas altamente eficientes como modelo poderia potencialmente:

• Diminuir o tamanho, o peso e as necessidades de energia dos computadores de bordo.Isso permitiria que os interceptores fossem menores e mais leves e, portanto, mais manobráveis.
• Revelar novas maneiras de interceptar alvos em manobra, como armas hipersônicas, que seguem trajetórias menos previsíveis do que mísseis balísticos.
• Revelar novas maneiras de localizar um alvo com sensores menos sofisticados do que os usados atualmente.

Libélulas e mísseis se movem em velocidades muito diferentes, então não se sabe como essa pesquisa se traduzirá em defesa antimísseis. Mas o desenvolvimento de um modelo computacional do cérebro de uma libélula também pode trazer benefícios de longo prazo para o aprendizado de máquina e inteligência artificial.

A IA é usada em diversos setores, desde transporte autônomo até desenvolvimento de medicamentos prescritos. Esses campos têm a ganhar com métodos altamente eficientes para a construção de soluções rápidas para problemas complexos. A pesquisa em andamento no Sandia está refinando os algoritmos de Chance e determinando onde eles são mais aplicáveis.

Sua pesquisa é financiada peloprograma de Pesquisa e Desenvolvimento Dirigido por Laboratório de Sandia.

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Sandia National Laboratories é um laboratório de multimissão operado pela National Technology and Engineering Solutions da Sandia LLC, uma subsidiária integral da Honeywell International Inc., para a Administração de Segurança Nuclear Nacional do Departamento de Energia dos EUA. Sandia Labs tem grandes responsabilidades de pesquisa e desenvolvimento em dissuasão nuclear, segurança global, defesa, tecnologias de energia e competitividade econômica, com instalações principais em Albuquerque, Novo México, e Livermore, Califórnia.

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[Ênfase adicionada]

O Jamais Refutado Argumento de Paley

By Junior Eskelsen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Disseram tanto que o argumento foi completamente refutado que qualquer citação a seu respeito seria digna de desprezo e

vergonha. Mas não sou um homem de me preocupar com opiniões alheias e exponho aqui o real pensamento de Paley.

O argumento é de natureza teológica, ou seja, não prova, mas por objetivo justifica a fé, por isso não é “refutável”. A natureza da exposição de Paley é sutil, quase que impercetível no final de sua declaração. A verdade é que não conhecemos qualquer refutação que trate realmente da Analogia do Relojoeiro. Paley parte da natureza e justifica sua fé em um artífice.

Até agora pelo menos os argumentos apresentados sequer tocam na ideia abordada por Paley. A verdade é que existe grande dificuldade descrever as características de design satisfatoriamente.

O que ocorre com o design e suas qualidades também ocorre com vida, informação e outros conceitos de difícil tratamento. Capurro por exemplo escreveu mais de setenta páginas sobre o conceito de informação deixando a questão em aberto frente as insatisfatoriedade dos conceitos apresentados. Esse trabalho recebeu uma versão em português pela UFMG [1].

O coração do argumento de Paley está em “Todos os indícios de um artifício(α), todas as manifestações de um design(β) que existem no relógio existem também nas obras da natureza(δ), com a diferença de que, na natureza, são maiores ou mais numerosos(φ), e isso num grau(ψ) que excede todo o cálculo.”

 

 

 

(α) Conjunto de características comuns.

 

 

(β) Conjunto de predefinições que sustentam um sistema autônomo.

 

 

(δ) Equivalência interpretada como estética, não como reconhecimento de padrões distintos.

 

 

(φ) Riqueza informacional da vida.

 

 

(ψ) O último grau — a autonomia dos sistemas — excede todo cálculo e permanece enigmático até a identificação do limiar da irredutibilidade.

 Todas esses termos persistem na requisição de um tratamento adequado da parte do observador que tenha sutileza para um refinamento e ajuste fino tanto quanto possível. Tanto quanto necessário.

[1] O Conceito de Informação. Capurro. 2007

Codificação, Codificação de canal, Bit e Decodificação.

Hoje a biologia, mais precisamente a genética está intrínseca a Teoria da Informação, Tecnologia da Informação, e inevitavelmente vem a minha mente a Teoria do Design Inteligente. E vem a minha mente o que eu havia postado sobre um artigo do Science Daily, onde o autor de um trabalho afirma que todo ser vivo é um computador biológico. E isso é racional.Segue agora algo que nós conhecemos, temos experiência e encontramos nos computadores biológicos.Alguns dos links do wikki estão sem nenhum artigo,outros estão com os artigos referentes, clique para saber mais detalhes sobre informações,armazenamento e etc.

 

Codificação

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Em processamento digital de sinais, Codificação significa a modificação de características de um sinal para torná-lo mais apropriado para uma aplicação específica, como por exemplo transmissão ou armazenamento de dados.

Neste contexto, existem três tipos de codificação:

• Codificação de canal: Códigos detectores ou corretores de erros.
• Codificação de fonte: Criptografia e compressão de dados.
• Códigos de linha: Especificam a forma do sinal elétrico que será usado para representar os símbolos de informação. No caso binário, especifica o sinal elétrico dos bits 1 e 0.

 

Técnicas de Codificação

No que diz respeito às principais técnicas de codificação, podemos dividí-las em 3:

• Non Return to Zero (NRZ): Existem dois níveis de tensão ou corrente, para representar os dois símbolos digitais (0 e 1). É a forma mais simples de codificação e consiste em associar um nível de tensão a cada bit: um bit 1 será codificado sob a forma de uma tensão elevada e um bit 0 sob a forma de uma tensão baixa ou nula.

• Return to Zero (RZ): Na codificação RZ o nível de tensão ou corrente retorna sempre ao nível zero após uma transição provocada pelos dados a transmitir (a meio da transmissão do bit). Geralmente um bit 1 é representado por um nível elevado, mas a meio da transmissão do bit o nível retorna a zero.

• Diferenciais: Neste tipo de codificação, os 0 e 1 são representados através de uma alteração do estado da tensão ou corrente. Assim, o valor 1 é representado pela passagem de uma tensão ou corrente baixa/nula para uma tensão ou corrente elevada. O valor 0 é o contrário, ou seja, passa-se de uma tensão ou corrente elevada para outra baixa/nula.

 

Ver também

• Código Fonético Internacional
• Código Internacional Q
• CRC
• Processamento de sinal
• Telecomunicação
• Teoria da informação
• Caracteres Unicode

Codificação de canal

Em matemática, ciência da computação, telecomunicações, engenharia elétrica, estatística e teoria da informação, chama-seCodificação de Canal, ou Detecção e Correção de Erros à codificação de sinais de informação com o objetivo de diminuir a taxa de erro de símbolo e/ou de bit durante a transmissão dos mesmos através de um canal de comunicação. Assim, trata-se do estudo dos códigos detectores e corretores de erros.

Existem basicamente dois tipos de códigos corretores/detectores de erros:

• Código de bloco
• Código convolucional

Índice

• 1 História
• 2 Aplicações
• 3 Notas
• 4 Referências
• 5 Ver também

História

O estudo de códigos corretores de erros iniciou-se na década de 19401 , específicamente no ano de 19482 em um trabalho publicado por Claude E. Shannon.

Aplicações

Pode-se comprovar a presença dos códigos corretores de erro em diversas situações do cotidiano, como por exemplo quando se assiste a um programa de televisão, se ouve música a partir de um CD, se faz um telefonema, se assiste um filme gravado em DVD, ou se navega pela internet2 .

Notas

1. Ir para cima↑ Conforme Dutra (2006)
2. ↑ Ir para:a b Conforme Câmara & Souza

Referências

• Blahut, Richard E., Theory and Practice of Error Control Codes, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1984.
• Câmara, Marcos Antônio da, Souza, Adenilce Oliveira. Códigos Corretores de Erros Lineares. Monografia.
• Dutra, Flaviana Santos. Sobre Códigos Diedrais e Quatérnios. 2006. Tese de Doutorado.
• Hefez, A. E Villela, M.L.T., Códigos Corretores de Erros, IMPA, Rio de Janeiro, 2002.
• Roman, Steven. Introduction to coding and information theory. Springer, 1997. 323 p. ISBN 9780387947044

Ver também

• Teoria da informação

 

Bit

Nota: Não confundir com Byte

 

Bit (simplificação para dígito binário, “BInary digiT” em inglês) é a menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida. Usada na Computação e na Teoria da Informação. Um bit pode assumir somente 2 valores, por exemplo: 0 ou 1, verdadeiro ou falso.

Embora os computadores tenham instruções (ou comandos) que possam testar e manipular bits, geralmente são idealizados para armazenar instruções em múltiplos de bits, chamados bytes. No princípio, byte tinha tamanho variável mas atualmente tem oito bits. Bytes de oito bits também são chamados de octetos. Existem também termos para referir-se a múltiplos de bits usando padrões prefixados, como quilobit (kb), megabit (Mb), gigabit (Gb) e Terabit (Tb). De notar que a notação para bit utiliza um “b” minúsculo, em oposição à notação para byte que utiliza um “B” maiúsculo (kB, MB, GB, TB).

Fisicamente, o valor de um bit é, de uma maneira geral, armazenado como uma carga elétrica acima ou abaixo de um nível padrão em um único capacitor dentro de um dispositivo de memória. Mas, bits podem ser representados fisicamente por vários meios. Os meios e técnicas comumente usados são: Pela eletricidade, como já citado, por via da luz (em fibras ópticas, ou em leitores e gravadores dediscos ópticos por exemplo), por via de ondas eletromagnéticas (rede wireless), ou também, por via de polarização magnética (discos rígidos).

Telecomunicações ou volume de tráfego em redes de computadores são geralmente descritos em termos de bits por segundo. Por exemplo, “um modem de 56 kb/s é capaz de transferir dados a 56 quilobits em um único segundo” (o que equivale a 6,8 quilobytes (kibibyte), 6,8 kB, com B maiúsculo para mostrar que estamos nos referindo a bytes e não a bits. Ethernet transfere dados a velocidades que variam de 10 megabits por segundo a 1 gigabit por segundo (de 1,19 a 119 megabytes(mebibyte) por segundo). NoSistema Internacional (SI), os prefixos quilo-, mega-, etc às vezes têm o significado modificado quando aplicados a bits e bytes (até bits toleram calculos decimais pois é pontual ou é 0 ou é 1, já bytes não pois se fala dos dados agrupados): para explicação, vejaPrefixos binários.

Saiba Mais

Bit também é conceituado como a menor unidade de “informação” armazenável. Porém o bit (0 ou 1), apesar de ser um dado (fato não processado) não pode ser confundido como a menor “unidade de medida da informação“, pois representa apenas valores que, somente em conjunto (octeto ou byte), formarão a informação em si, que é o produto do processamento desse conjunto de dados.

Cabe salientar que o bit é usado como unidade de medida sim, mas em transmissão de dados de forma serial.

Em comunicação de dados apenas a definição métrica de um kilobyte (1.000 bytes por kilobyte) está correto. A definição binária de um kilobyte (1.024 bytes por kilobyte) é usado em áreas como armazenamento de dados (disco rígido, memória), mas não para expressar a largura de banda e taxa de transferência.

Ver também

• Qubit
• Decimal
• ASCII
• Dispositivo de armazenamento
• Quilobit por segundo
• Kibibit por segundo

 

Decodificação

Decodificação é a ação de transcrição, interpretação ou tradução de um código, também conhecida como criptografia, (dado ou conjunto de dados em um formato desconhecido) de modo que possa ser entendido pelo decodificador ou seu utilizador (para um formato conhecido, ou legível).

A decodificação pode ser utilizada em espionagem, para decifrar informações sigilosas, ou para lidar mais facilmente com determinados meios de comunicação, como o telégrafo e o código Morse

Quando apertamos uma tecla numérica de um computador, por exemplo, um circuito é capaz de decodificá-la para que ele possa entender e realizar a operação. Para isso, é necessário que o dispositivo responsável por decodificar conheça o código respectivo.

A complexidade da vida

A Complexidade da Vida (Parte I) – DNA

 

Figura 1 – Estrutura de DNA (Fonte: FreePages).

 

A descoberta de que o DNA é a molécula genética primordial que contém toda a informação hereditária nos cromossomos atraiu imediatamente a atenção para sua estrutura. Esperava-se que o conhecimento da estrutura do DNA revelasse como o DNA transporta as mensagens genéticas que são replicadas quando os cromossomos se dividem, produzindo duas cópidas idênticas. No final da década de 1940 e no início da de 1950, vários grupos de pesquisa dos Estados Unidos e na Europa buscaram, com grande empenho – ao mesmo tempo cooperativo e competitivo –, entender como os átomos do DNA são mantidos unidos por ligações covalentes e como as moléculas resultantes estão organizadas no espaço tridimensional. Não é de surpreender que, na época, existissem idéias de que o DNA pudesse apresentar estruturas muito complicadas e talvez até bizarras, que diferiam radicalmente de um gene para outro. Foi um grande alívio, e uma alegria geral, descobrir que a estrutura fundamental do DNA é uma dupla hélice. Esta estrutura demonstrou que todos os genes apresentam basicamente a mesma forma tridimensional e que as diferenças entre dois genes encontram-se na ordem e no número de seus quatro nucleotídeos construtores ao longo das fitas complementares.

 

Atualmente, mais de 50 anos após a descoberta da dupla hélice, essa descrição simples do material genético continua a ser verdadeira, e não foi necessário fazer grandes alterações para acomodar as novas descobertas. Apesar disso, constatamos que a estrutura do DNA não é tão uniforme como primeiramente imaginado. Por exemplo, os cromossomos de alguns vírus pequenos são moléculas de fita simples e não dupla. Além disso, a orientação precisa dos pares de bases varia levemente para cada par de base, influenciada pela sequência local de DNA. Algumas sequencias de DNA até permitem que a dupla hélice se enrole para o lado esquerdo, oposto ao lado direito originalmente formulado para a estrutura geral do DNA. E, enquanto algumas moléculas de DNA são lineares, outras são circulares. Uma complexidade adicional também resulta do superenrolamento (torção adicional) da dupla hélice, frequentemente em torno de núcleos de proteínas ligadoras de DNA. [grifos nossos]

 

Da mesma forma, percebemos agora que o RNA, que à primeira vista parece muito semelhante ao DNA, tem características distintivas próprias. Ele é encontrado principalmente como uma molécula de fita simples. No entanto, através do pareamento de bases intracadeia, o RNA assume características de dupla hélice e é capaz de se dobrar em uma diversidade de estruturas terciárias. Essas estruturas são cheias de surpresa, como pareamentos de bases que não são tradicionais, interações base-esqueleto e configurações semelhantes a nós. Mais surpreendente, e de enorme relevância evolutiva, é que algumas moléculas de RNA são enzimas que promovem reações centrais na transferência de informação dos ácidos nucléicos para as proteínas. Claramente, as estruturas do DNA e do RNA são mais ricas e mais complexas do que originalmente observado. De fato, não existe uma estrutura genérica para DNA e RNA. Existem variações estruturais comuns localizadas que surgem a partir de propriedades físicas, químicas e topológicas únicas de uma cadeia polinucleotídica. [grifos nossos]

 

ESTRUTURA DO DNA

O DNA É COMPOSTO DE CADEIAS POLINUCLEOTÍDICAS

 

A característica mais importante do DNA é que, normalmente, ele é composto por duas cadeias polinucleotídicas enroladas uma ao redor da outra na forma de uma dupla hélice (Figura 1). A Figura 1 apresenta um diagrama esquemático da estrutura de dupla hélice. Note que, se for invertida 180° (por exemplo, se o livro for virado de cabeça para baixo), a dupla hélice parecerá superficialmente a mesma, devido à natureza complementar das duas fitas de DNA. O modelo de preenchimento para a dupla hélice (Figura 2), mostra os componentes (hidrogênio, oxigênio, carbono no éster de fosfato da cadeia, carbono e nitrogênio nas bases e fósforo) da molécula de DNA e suas posições relativas na estrutura helicoidal. O esqueleto de cada fita da hélice é composto por resíduos alternados de açucar e fosfato; as bases se projetam para o lado de dentro, mas estão acessíveis através das cavidades maior e menor.

 

Figura 2 – Estrutura de DNA: modelo de preenchimento (Fonte: Blog CMDMC).

 

Iniciaremos considerando a natureza do nucleotídeo, o bloco construtor fundamental do DNA. O nucleotídeo consiste de um fosfato ligado a um açucar, conhecido como 2’-desoxirribose, ao qual a base está ligada. O fosfato e o açucar apresentam as estruturas mostradas na Figura 3. O açucar é uma 2’-desoxirribose porque não possui um grupo de hidroxila na posição 2’ (apenas dois hidrogênios). Podemos visualizar como as bases são ligadas ao açucar imaginando a remoção de uma molécula de água entre o grupo hidroxila do carbono 1’ do açucar e a base, formando a ligação glicosídica. O açucar ligado à base é chamado nucleosídeo [um nucleotídio incompleto]. Da mesma forma, podemos imaginar a ligação do fosfato ao açucar pela remoção de uma molécula de água entre o fosfato e o grupo hidroxila do carbono 5’, formando um 5’-fosfo-monoéster. A adição de um grupo fosfato (ou mais) a um nucleosídeo [base nitrogenada + açucar] dá origem a um nucleotídeo (Figura 3). Assim, um nucleotídeo é formado por uma ligação glicosídica entre a base e o açucar, e uma ligação fosfoéster entre o açucar e o ácido fosfórico.

 

Figura 3 – Elementos químicos que compõe o nucleotídeo (Fonte: Blog TDBio).

 

Os nucleotídeos são, por sua vez, ligados entre si nas cadeias polinucleotídicas, através do grupo 3’-hidroxila da 2’-desoxirribose [açucar] de um nucleotídeo ao fosfato ligado ao grupo 5’-hidroxila do outro nucleotídeo. A ligação fosfodiéster, na qual o grupo fosforil está entre os dois nucleotídeos, então, possui um açucar esterificado através de um grupo 3’-hidroxila e um segundo açucar também esterificado através do grupo 5’-hidroxila. As ligações fosfodiéster criam o esqueleto repetitivo de açucar-fosfato da cadeia polinucleotídica, uma característica regular do DNA (Figura 4).

 

Figura 4 – União dos nucleotídeos em cadeias polinucleotídicas (Fonte: Bio-Trabalho).

 

Em contraste, a ordem das bases ao longo da cadeia polinucleotídica é irregular. Esta irregularidade, junto com o comprimento extenso, são a base do enorme conteúdo informacional do DNA. As ligações fosfodiéster conferem uma polaridade inerente à cadeia de DNA. Essa polaridade é definida pela assimetria dos nucleotídeos e pela maneira como eles estão unidos. As cadeias de DNA apresentam um grupo 5’-fosfato ou um grupo 5’-hidroxila livre em uma extremidade, e um grupo 3’-fosfato ou 3’-hidroxila livre na outra extremidade. Convencionou-se escrever as sequências de DNA da extremidade 5’ (à esquerda) para a extremidade 3’, geralmente com um 5’-fosfato e uma 3’-hidroxila.

 

CADA BASE APRESENTA UMA FORMA TAUTOMÉRICA PREFERENCIAL

 

 

As bases no DNA classificam-se em dois tipos, purinas e pirimidinas. As purinas são a adenina e a guanina, e as pirimidinas são a citosina e a timina. As purinas derivam da estrutura de dóis anéis. A adenosina e a guanina compartilham essa estrutura geral, mas com diferentes grupos ligados. Da mesma forma, a citosina e a timina são variações da estrutura de um único anel, conforme observamos na Figura 5. Cada uma das bases existe em dois estados tautoméricos alternativos, os quais estão em equilíbrio entre si. O equilíbrio é bastante deslocado para o lado das estruturas convencionais, que representam os estados predominantes e importantes para o pareamento de bases. Os átomos de nitrogênio ligados aos anéis das purinas e das pirimidinas estão na forma amino no estado predominante e apenas raramente assumem a configuração imino. Da mesma forma, os átomos de oxigênio ligados à guanina e à timina normalmente estão na forma ceto e apenas raramente assumem a configuração enol.

 

Figura 5 – Purinas e pirimidinas (Fonte: Biomarista).

 

AS DUAS FITAS DA DUPLA HÉLICE SÃO UNIDAS PELO PAREAMENTO DE BASES EM ORIENTAÇÃO ANTIPARALELA

 

A dupla hélice é composta por duas cadeias polinucleotídicas mantidas unidas por ligações não-covalentes fracas entre os pares de bases [pontes de hidrogênio]. A adenina em uma cadeia sempre está ligada por pareamento de bases com a timina na outra cadeia e, da mesma forma, a guanina sempre realiza o pareamento de bases com a citosina. As duas fitas apresentam a mesma geometria helicoidal, mas o pareamento de bases mantém as fitas unidas com a polaridade oposta. Ou seja, a base na extremidade 5’ de uma fita realiza o pareamento de bases com a extremidade 3’ da outra fita. Assim, as fitas apresentam uma orientação antiparalela. Essa orientação antiparalela é uma consequência estereoquímica do modo pelo qual a adenina e a timina, e a guanina e a citosina, pareiam entre si.

 

AS DUAS FITAS DA DUPLA HÉLICE APRESENTAM SEQUÊNCIAS COMPLEMENTARES

 

 

O pareamento entre a adenina [A] e a timina [T], e entre a guanina [G] e a citosina [C], resulta em uma relação de complementaridade entre a sequência das bases nas duas cadeias entrelaçadas e fornece ao DNA seu caráter autocodificador. Por exemplo, se a sequência 5’-ATGTC-3’ ocorre em uma cadeia, a cadeia oposta deverá apresentar a sequência complementar 3’-TACAG-5’. A rigidez das regras neste pareamento de “Watson-Crick” deriva da complementaridade da forma e das propriedades para formar pontes de hidrogênio entre a adenina e a timina e entre a guanina e a citosina. A adenina e a timina se combinam de maneira que uma ponte de hidrogênio pode ser formarda entre o grupo amino exocíclico do carbono sexto da adenina e o grupo carboxílico do carbono quarto da timina; e, da mesma forma, uma ponte de hidrogênio pode ser formada entre o nitrogênio primeiro da adenina e o nitrogênio terceiro da timina. Uma disposição equivalente pode ser delineada para uma guanina e uma citosina, de modo que existe complementaridade por pontes de hidrogênio e por forma no pareamento de bases. Um par de bases G:C possui três pontes de hidrogênio, porque o NH2 exocíclico no C2 da guanina está contraposto a um grupo carboxílico ao C2 da citosina, formando uma ponte de hidrogênio. Da mesma maneira, uma ponte de hidrogênio pode ser formada entre N1 da guanina e N3 da citosina e entre a carbonila no C6 da guanina e o NH2 exocíclico no C4 da citosina. O pareamento de bases do tipo “Watson-Crick” necessita que as bases estejam em seus estados tautoméricos preferenciais.

 

Figura 6 – Pontes de hidrogênio ligando as bases nitrogenadas das cadeias polinucleotídicas complementares (Fonte: Biomania).

 

Uma característica importante da dupla hélice é que os dois pares de bases apresentam exatamente a mesma geometria; a presença de um par de bases A:T ou um G:C entre os dois açucares não perturba a disposição dos açucares, porque a distância entre os pontos de ligação do açucar é a mesma para ambos os pares de bases. O mesmo vale para T:A ou C:G. Em outras palavras, existe uma simetria aproximadamente bilateral que relaciona os dois açucares e as quatro bases, que podem ser acomodados dentro da mesma disposição sem qualquer distorção na estrutura geral do DNA. Além disso, os pares de bases podem ser empilhados em cima uns dos outros entre os dois esqueletos helicoidais de açucar-fosfato.

 

A FORMAÇÃO DE PONTES DE HIDROGÊNIO É IMPORTANTE PARA A ESPECIFICIDADE DO PAREAMENTO DE BASES

 

As pontes de hidrogênio [Figura 6, sequência de pontilhados ——— entre uma fita e outra] entre as bases complementares são uma característica essencial da dupla hélice, contribuindo para sua estabilidade termodinâmica e para a especificidade do pareamento de bases. A primeira vista, a formação de pontes de hidrogênio parece não contribuir de forma significativa para a estabilidade do DNA, pelas seguintes razões:

• Uma molécula orgânica em solução aquosa tem suas propriedades de ligação por pontes de hidrogênio satisfeitas pelas moléculas de água que vêm e vão muito rapidamente. Como resultado, para cada ponte de hidrogênio que é formada quando um par de bases é constituído, ocorre o rompimento de uma das pontes de hidrogênio já existentes, antes da formação do par de bases, com a água. Assim, a contribuição energética líquida das pontes de hidrogênio para a estabilidade da dupla hélice poderia parecer modesta.

 

Entretanto, quando as fitas polinucleotídicas estão separadas, as moléculas de água estão alinhadas sobre as bases. Quando as fitas formam a dupla hélice, as moléculas de água são deslocadas das bases. Isso cria desordem e aumenta a entropia, estabilizando a dupla hélice. Uma segunda contribuição importante vem das interações de empilhamento entre as bases. As bases são moléculas planares, relativamente insolúveis em água, e tendem a se empilhar umas sobre as outras, aproximadamente em perpendicular à direção do eixo helicoidal. As interações das nuvens eletrônicas (r-r) entre as bases na pilha helicoidal contribuem de forma significativa para a estabilidade da dupla hélice.

 

A formação de pontes de hidrogênio também é importante para a especificidade do pareamento de bases. Suponha que tentemos parear uma adenina com uma citosina. Teríamos um receptor de ponte de hidrogênio (N1 da adenina) localizado do lado oposto a um receptor de ponte de hidrogênio (N3 da citosina) sem espaço para uma molécula de água posicionar-se entre eles e satisfazer aos dois receptores. Da mesma forma, dois doadores de pontes de hidrogênio, os grupos NH2 em C6 da adenina e em C4 da citosina, estariam localizados de forma oposta um em relação ao outro. Assim, um par de bases A:C seria instável, porque uma molécula de água teria de ser removida dos grupos doadores e receptores sem que a ponte de hidrogênio formada com o par de bases fosse restaurada.

 

AS BASES SÃO DESLOCADAS DA DUPLA HÉLICE

 

A energética da dupla hélice favorece o pareamento de cada base em uma fita polinucleotídica com a base complementar na outra fita. Às vezes, entretanto, algumas bases podem se projetar para fora da dupla hélice, pelo extraordinário fenômeno conhecido como deslocamento de bases. [grifos nossos] Isso é imporantíssimo para o DNA, pois determinadas enzimas que metilam bases ou removem bases danificadas, atuam sobre uma base em uma configuração extra-helicoidal, na qual a base é descolada para fora da dupla hélice, possibilitando o encaixe da base na cavidade catalítica da enzima. Além disso, acredita-se que as enzimas envolvidas na recombinação homóloga e no reparo do DNA vasculhem o DNA procurando homologias ou lesões deslocando a base após base. Esse processo não é energeticamente dispendioso porque apenas uma base é deslocada de cada vez. Obviamente, o DNA é mais flexível do que se poderia imaginar em um primeiro momento.

 

A DUPLA HÉLICE POSSUI CAVIDADES MENOR E MAIOR

 

Como resultado da estrutura duplo-helicoidal das duas cadeias, a molécula de DNA é um longo polímero estendido com duas cavidades que diferem em tamanho entre si. Por que existe uma cavidade menor e uma cavidade maior? Essa é uma consequência simples da geometria dos pares de bases. O ângulo no qual os dois açucares se projetam dos pares de bases (ou seja, o ângulo entre as ligações glicosídicas) é cerca de 120° (para o ângulo mais estreito ou de 240° para o ângulo mais aberto). Como resultado, a medida que mais pares de bases se empilham uns sobre os outros, o ângulo mais estreito entre os açucares em uma das extremidades dos pares de bases gera a cavidade menor, e o ângulo mais aberto, na outra extremidade, gera a cavidade maior. (Se os açucares estivessem afastados em uma linha reta, ou seja, formando um ângulo de 180°, então as duas cavidades seriam de dimensões iguais e não existiriam das cavidades maior e menor). Contudo, a cavidade maior é mais rica em informação química justamente por contemplar mais pares de bases empilhados.

 

AS FITAS DO DNA PODEM SER SEPARADAS (DESNATURADAS) E REASSOCIADAS

 

Como as duas fitas da dupla hélice são mantidas unidas por forças relativamente fracas (não-covalentes), seria esperado que as duas fitas pudessem ser facilmente separadas. De fato, a estrutura original para a dupla hélice sugeriu que a replicação do DNA poderia ocorrer apenas dessa maneira. As fitas complementares da dupla hélice também podem ser separadas quando uma solução de DNA é aquecida acima de temperatura fisiológica (próximo a 100°C) ou sob condições de pH elevado, em um processo conhecido como desnaturação. Entretanto, a separação completa das fitas do DNA por desnaturação é reversível. Quando soluções aquecidas de DNA desnaturado são resfriadas lentamente, as fitas simples frequentemente encontram suas fitas complementares e restauram as duplas hélices regulares. [grifos nossos]

 

Figura 7 – Processo de desnaturação do DNA e sua reversibilidade (Fonte: University of Virginia).

A capacidade de renaturar moléculas de DNA desnaturadas permite que sejam formadas moléculas de DNA artificiais híbridas, pelo resfriamento lento de misturas de DNA desnaturado, oriundas de duas fontes diferentes. Da mesma forma, podem ser formados híbridos entre fitas complementares de DNA e RNA. A capacidade de formar híbridos entre dois ácidos nucléicos de fitas simples, chamada de hibridização é a base de diversas técnicas fundamentais na biologia molecular, como a hibridização por Southern blot e as análises de microarranjos de DNA.

TOPOLOGIA DO DNA

Como o DNA é uma estrutura flexível, seus parâmetros moleculares exatos são uma função do ambiente iônico que o rodeia e da natureza das proteínas que se ligam a ele, com as quais o DNA forma complexos. Como suas extremidades são livres, as moléculas lineares de DNA podem sofrer rotações livremente, acomodando as alterações no número de vezes que as duas cadeias da dupla hélice se torcem uma sobre a outra. Porém, se as duas extremidades estão covalentemente ligadas, formando uma molécula de DNA circular, e se não existem interrupções nos esqueletos açucar-fosfato das duas fitas, então, o número absoluto de vezes que as cadeias podem se torcer uma sobre a outra não pode variar.

 

O DNA circular covalentemente fechado é topologicamente limitado. Mesmo as moléculas lineares dos cromossomos eucarióticos estão sujeitas à limitações topológicas, devido a seus comprimentos extremos, entrelaçamentos na cromatina e interações com outros componentes celulares. Apesar dessas limitações, o DNA participa de inúmeros processos dinâmicos na célula. Por exemplo, as duas fitas da dupla hélice, que estão torcidas uma sobre a outra, devem ser separadas rapidamente, a sim de serem duplicadas e transcritas em RNA. Assim, o entendimento da topologia do DNA e de como a célula acomoda e explora as limitações topológicas durante a replicação, a transcrição e outras atividades cromossômicas são de fundamental importância na biologia molecular.

 

Fonte:

WATSON, James D.; BAKER, Tania A.; BELL, Stephen P.; GANN, Alexander; LEVINE, Michael & LOSICK, Richard. Biologia molecular do gene. 5° edição. Artmed, 2006. p. 97-122.

 

 

“Ele fez a Terra pelo Seu poder; estabeleceu o mundo por Sua sabedoria e com a Sua inteligência estendeu os céus” (Jeremias 51:15)