[ Peter Godfrey-Smith (2002), “On Genetic Information and Genetic Coding”, in P. Gärdenfors et al. (eds.)(2002), In the Scope of Logic, Methodology and Philosophy of Science, Vol. II (Kluwer Academic Publishers), pp. 387-400. ]
1. The proliferation of semantic descriptions of genes, and the reaction against it
2. Information is not enough
3. A problem and its solution in cell biology
4. The theoretical role of the concept of genetic coding
5. A thought-experiment
1. The proliferation of semantic descriptions of genes, and the reaction against it
2. Information is not enough
[p. 391]
갓프리-스미스의 주장은 정보 개념이 물리적 연합과 연결의 masses를 기술하는 유용하고 간편한 방식을 제공한다는 것
그러나 정보 개념은 유전적 요소와 비-유전적 요소 모두에 같은 방식으로 적용될 수 있기 때문에, 이 개념은 그 문제에 대한 답을 우리에게 제공하지 못함.
3. A problem and its solution in cell biology
[p. 392]
20세기 전반, ordering amino acids의 gene action을 이해하는 것이 중심 문제
아미노산이 단백질 분자들의 다른 속성들과 어떻게 관계하는지 명확하지 않아서
아미노산 sequence보다 단백질이 많아서, ordering problem을 해결하는 것이 유전자가 유기체에 어떤 영향을 주는지 이해하는 열쇠
[p. 392]
생물학적 과정에서 효소(enzyme)의 중요성을 생각하면, 단백질 그 자체가 아미노산에게 다른 단백질을 만들라고 하는 것이 자연스러운 생각일 것.
그러나 이러한 효소 안에 있는 아미노산에게 무슨 명령을 내릴 것인가?
단백질들과 관련하여 매우 복잡한 인과적 그물
[392]
주형(template) 개념이 다른 접근을 제공
[392]
경제적인 해법: 아미노산 사슬이 아미노산 합성에서 주형으로서 역할을 한다는 것
[392]
아미노산 시퀀스가 스스로의 주형으로 동시에 작용할 방법이 없어 보임
[393]
이러한 생각은 물론 옳지 않은 것으로 판명됨
[393]
전사(transcription)와 번역(translation)의 구분
DNA 기본 알파벳 네 개 C, A, T, G, 그리고 mRNA와 tRNA의 역할
"유전적 코드"는 ...
RNA에 대한 “해석”은 mRNA로부터 유도된 DNA에 대한 해석을 결정함
[393]
그래서 우리는 단백질 합성에 대한 해결책을 찾음
그리고 해결책의 세 가지 특징이 유전적 코딩 개념을 유도함
[393]
첫째, 단백질을 만들 때 사용된 주형은 같은 단백질 그 자체기 아니고 단백질이 아닌 다른 종류의 분자
[393]
둘째, 이들 주형에 의한 단백질의 특성화는 결합적으로 구성됨
이 구조는 두 수준에서 존재함.
[393]
염기 트리플릿(base triplets)과 아미노산들을 연결하는 규칙은 “임의적”이라고 말해짐.
갓프리-스미스는 여기서 임의적이라는 용어가 많은 구분된 문제들을 언급하는 것이라고 봄
어떤 문제는 아미노산에 코돈을 할당하는 전반적인 패턴이 내적인 질서나 기능적인 합리성을 가지느냐. 여기에 대해서는 합의가 있음.
변이에 대한 생화학적 영향을 최소화하는 거의 보편적인 코드가 있다는 것
두 번째 문제는 진화에 의해 아미노산에 코돈이 할당되는 것을 코돈의 속성과 연결된 화학적 원리와 아미노산 그 자체의 속성으로 설명할 수 있느냐는 것. 갓프리-스미스는 이것이 논쟁적인 측면이 있다고 함
세 번째 문제는 아미노산에 코돈을 할당하는 것을 매개하는 메커니즘이 어떠한 친화력(affinities)이나 다른 화학적 결합에 민감한가, 앞선 두 문제와 관련하여
[394]
가장 중요한 것이 세 번째 문제
그리고 그에 대한 명확한 대답은 없다.
아미노산과 그것의 코돈 또는 안티코돈 사이에 화학적 친화력이 있든 아니든, 오늘날 유전적 메커니즘은 그러한 사실에 민감하지 않다.
그러한 친화력이 존재해도 그러한 친화력은 조금도 인과적 역할을 하지 못한다.
tRNA 분자의 우연적인 특징과 tRNA에 아미노산을 붙이는 효소의 특징은 어떤 아미노산에 어떤 triplet이 따라가는지 결정한다.
[394]
메커니즘의 성질을 고려하면,
갓프리-스미스는 아미노산과 그것의 코돈이나 안티코돈의 친화성의 존재 여부보다 더 근본적인 것이 존재하며, 그것은 “임의성”이라고
갓프리-스미스는 오늘날 유전적 코드에서 일종의 “임의성”으로서 번역 메커니즘에 대한 중요한 사실을 계속 언급할 것
[394]
이 문제는 해결됨
단백질에 대한 지시 메커니즘으로서의 주형,
그리고 이러한 해결책은 핵산 염기(bases)와 단백질의 관계를 설명함.
이러한 관계는 인과적 특수성에 대해 결합적이고 화학적으로 임의적인 역할
이 관계는 유전적 코딩에 의해 유전자와 단백질이 선택된 것
4. The theoretical role of the concept of genetic coding
[394]
유전적 코드 개념이 유전적 인과과 비-유전적 인과가 어떻게 관계되는지에 대해 무엇을 말해주는가?
[395]
유전자에 대한 의미론적 관점은 세포 생물학에서 문제를 푸는 데 이론적 역할을 한다.
5. A thought-experiment
[396]
갓프리-스미스의 사고실험
"유전적 코딩이 없다면, 생물학의 어느 부분이 달라질 것인가?"
이는 유전적 설명이 실제로 많은 생물학적 설명의 부분인지 답하는 것
[397]
유전적 코딩이 없는 가능한 시나리오
발생과 진화가 실제로는 거의 같고
그러면 이 시나리오에서 우리는 코딩이 옳은 명령에서 아미노산이 특정한 임무를 수행하도록 세포가 어떻게 관리하는지 설명하는 것의 일부분으로 생각할 수 있다.
[397]
이 사고실험은 20세기 생물학에 기반함
몇몇 시대에는 단백질 그 자체가 유전자를 만드는 분자일 것으로 추정함
[397]
어떤 제안은 단백질이 그 자신의 주형으로서 작동할지 모른다고
이러한 대안 이론이 참인 것으로 판명되었다고 하자.
이는 “단백질-유전자”가 염색체에 의해 펼쳐지지 않아야 함
이것이 과학적으로 가능한지는 모르겠으나, 강조점이 있음
[397]
유전자가 이런 종류의 단백질 분자라면, DNA 시퀀스는 유전적 코드를 확실히 안 가지게 됨
유전자는 단백질의 샘플일 것
[397]
이러한 시나리오에서, 메신저 분자도 없고, 번역도 없고, 표현도 없고, 해석도 없다.
[397]
갓프리-스미스의 사고 실험에서 유전적 코드도 가질 수 없고, 유전자가 어떠한 형질에 대한 코드에 대해 말할 수 있다고 할 수도 없음
[398]
유전
유전적 코딩은 어떻게 생물학적 구조가 세대들 사이의 "병목"을 지나는지 설명할 때 중요
"병목"은 각 새대가 한 수정란(fertilized egg)에서 시작될 수밖에 없다는 것을 가리킴
이러한 병목은 최근에 비판받음
우리는 좁은 병목을 가질 수 있음, 그러나 복잡한 형질들의 유전은 병목을 통한 코드화한 메시지가 지나가는 것으로 설명될 수 없음
대신 병목으로 지나간 것은 다음 세대가 사용하는 단백질이고, 이러한 단백질을 활용하는 동태적인 과정이 시작됨
그러나 다른 것보다도, 발생과 유전의 과정은 기본적으로 현실 세계의 것과 같을 수 있음
단백질 유전자 시나리오에서,
(모르겠음)
[398]
어떤 의미에서, 유전적 코딩을 통하여 세대를 연결하는 함으로써 구조가 병목을 통과하는 것은 실제 세계에서 참이다.
[398]
우리가 단백질로부터 만들어진 유전자를 상상할 때, 유전적 성분은 여전히 핵(nucleus) 안에 있음, 그러나 같은 종류의 분자도 핵 밖에 있고 환경에서 비슷한 방식으로 상호작용함
결과적으로, 이러한 단백질 유전자는 다이아몬드 같이 보이거나(영원함) 순수한 종류의 것으로 보이거나 비-물질적 정보이거나, 평범한 인과적 주고받음에서 제거된 것으로 보이지 않음
DNA로 되돌아간 모든 것이 하는 것은 유전자의 화학적 속성을 바꾸고 그 속성들이 단백질 분자에 대한 주형으로서 어떻게 작용하는지 바꾸는 것
사고 실험에서, 갓프리-스미스는 유전자에 대한 인과적 속성의 관점을 유지하는 예라고 생각함
(2022.07.10.)
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