[논문 리뷰] Genetic Code as a Harmonic System

Miloje M. Rakočević|ArXiv.org|2006. 10. 24.

RNA and protein synthesis mechanisms참고 문헌 22인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 아미노산 측쇄의 원자 조성에서 정밀한 수치적 관계를 통해 유전 코드가 조화로운 체계로 작용한다는 것을 제안한다. 가우스의 산술 알고리즘을 적용하여 G+V=11, P+I=21, 그리고 91까지의 패턴을 드러내며, 20개의 아미노산 전역에서 일관된 조화로운 구조가 존재함을 보여주어, 생명의 기원에서부터 유전 코드가 완전히 형성되었음을 뒷받침한다. 이는 생명의 기원에 대한 통합적이고 일관된 프레임워크를 제공한다.

ABSTRACT

In a certain way, this paper presents the continuation of the previous one which discussed the harmonic structure of the genetic code (Rakocevic, 2004). Several new harmonic structures presented in this paper, through specific unity and coherence, together with the previously presented (Rakocevic, 2004), show that it makes sense to understand genetic code as a set of several different harmonic structures. Thereby, the harmonicity itself represents a specific unity and coherence of physico-chemical properties of amino acid molecules and the number of atoms and/or nucleons in the molecules themselves (in the form of typical balances). A specific Gauss' arithmetical algorithm has the central position among all these structures and it corresponds to the patterns of the number of atoms within the side chains of amino acid molecules in the following sense: G+V = 11; P+I = 21; S+T+L+A+G = 31; D+E+M+C+P = 41; K+R+Q+N+V = 61; F+Y+W+H+I = 71; (L+M+Q+W) + (A+C+N+H) = 81; (S+D+K+F) + (T+E+R+Y) = 91; (F+L+M+S+P) = (T+A+Y+H+I) = (Q+N+K+D+V) = (E+C+W+R+G) = 51. Bearing in mind all these regularities it make sense to talk about genetic code as a harmonic system. On the other hand, such an order provides new evidence supporting the hypothesis established in the previous paper (Rakocevic, 2004) that genetic code has been complete from the very beginning and as such was the condition for the origin and evolution of life.

연구 동기 및 목표

• 유전 코드가 원자 조성에 기반한 잠재적인 조화로운 구조를 가지는지 조사하기.
• 아미노산 측쇄 내 원자의 수가 일관된 수치적 패턴을 따르는지 검토하기.
• 그러한 조화가 유전 코드가 초기부터 완전히 형성되었음을 시사한다는 가설을 시험하기.
• 아미노산의 물리화학적 성질을 그 분자의 구조적 수치 균형과 통합하기.

제안 방법

• 가우스의 산술 알고리즘을 적용하여 아미노산 측쇄 내 원자 수의 합을 분석하기.
• 총 원자 수가 동일한 아미노산을 그룹화하여 (예: G+V=11, P+I=21) 분류하기.
• 다양한 아미노산 조합에서 반복되는 수치 패턴인 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91을 식별하기.
• 이러한 수치적 그룹화를 맵핑하여 전체 유전 코드 전역에서의 구조적 및 수치적 일관성 입증하기.
• 조화로운 관계와 원자 균형을 시각화하기 위해 11개의 표와 10개의 그림을 활용하기.
• 이전 연구(Rakocevic, 2004)를 바탕으로 하여 새로운 패턴과 통합 원칙을 포함한 조화 모델을 확장하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 유전 코드 전역에서 아미노산 측쇄의 원자 조성이 일관된 수치적 패턴을 따르는가?
• RQ2 가우스의 산술 알고리즘이 아미노산 측쇄 내 원자 수 분포를 설명할 수 있는가?
• RQ3 관찰된 수치적 그룹화(예: 11, 21, 31, ..., 91)는 유전 코드의 깊은 수준의 조화로운 조직을 반영하는가?
• RQ4 이러한 조화로운 구조는 유전 코드가 생명 기원에서부터 완전히 형성되었음을 지지하는가?
• RQ5 이러한 조화로운 프레임워크에서 아미노산의 물리화학적 성질은 원자 번호 균형과 어떻게 상관관계가 있는가?

주요 결과

• 아미노산 측쇄 내 원자 수의 합이 각각 글리신과 발린에서 11로 동일하여 첫 번째 조화로운 쌍을 형성한다.
• 프롤린과 이소류신의 원자 수 총합이 21으로 동일하여 두 번째 조화로운 그룹을 확립한다.
• 세린, 트레오닌, 류신, 알라닌, 글리신의 원자 수 총합이 31로 동일하여 세 번째 조화로운 그룹을 형성한다.
• 아미노산, 글루타믹산, 메티오닌, 시스테인, 프롤린의 원자 수 총합이 41로 동일하여 네 번째 조화 패턴을 확인한다.
• 라이신, 아르기닌, 글루타민, 아스파라긴, 발린의 원자 수 총합이 61로 동일하여 다섯 번째 조화로운 그룹을 형성한다.
• 여러 쌍에서 51개의 원자를 공유하는 트리오들—(류신+메티오닌+글루타민+트립토판), (알라닌+시스테인+아스파라긴+히스티딘), (세린+아미노산+라이신+페닐알라닌), (트레오닌+글루타믹산+아르기닌+티로신)—이 존재하여 높은 수준의 수치적 대칭성을 보여준다.