ДНК - Линукс природы: удивительное сходство геномов и программ

Сергей Маслов (Sergei Maslov), специалист по вычислительной биологии из Брукхейвенской национальной лаборатории, и Тин Яу Пан (Tin Yau Pang), аспирант сопоставили темпы «выживания» элементов двух сложных систем: геномов бактерий и операционных систем компьютеров, работающих под Линукс, сообщает Phys.org.

Ученые поставили два вопроса:

  • почему некоторые специализированные гены и компьютерные программы встречаются очень часто, а другие редко?
  • И каков минимальный набор элементов в системе – элементов, без которых нельзя обойтись?

«Если в геноме бактерии нет определенного гена, она “скончается, не приходя в сознание. Сколько всего таких генов? И то же касается и крупных пакетов программного обеспечения. Они состоят из множества взаимодействующих компонентов, и для работы системе нужен конкретный набор», – рассказывает Маслов.

Ученые воспользовались данными массового секвенирования генома бактерий (база данных KBase, созданная Министерством энергетики США), исследовали частоту использования важнейших элементов генетического кода в метаболических процессах пятисот видов бактерий, и обнаружили удивительные аналогии с частотой установки 200,000 пакетов ОС Линукс на более двух миллионов персональных компьютеров.

Оказалось, что и в биологических, и в компьютерных системах чаще всего используются те компоненты, которые дают самое большое «потомство». То есть, чем чаще используется некоторый компонент, тем более он становится незаменимым для работы системы, и тем больше шансов, что он будет воспроизведен в будущих «версиях».

Вывод вполне логичен, но любопытно, насколько универсальной является эта закономерность.

«Понятно, что частота использования компонента коррелирует с тем, сколько других компонентов от него зависят. Но мы выяснили, что минимум ключевых компонентов (без которых все остальные не работают) можно вычислить с помощью простой формулы, которая применима и в биологических, и в компьютерных системах», – рассказывает Маслов. Это число – квадратный корень от количества взаимозависимых компонентов.

Формула Маслова работает, так как и бактерии, и ОС Линукс – это образцы систем с открытым кодом, компоненты которых «инсталлируются» независимо.

«Бактерии – это настоящие торренты биологии. У них есть огромный общий резерв генов, которыми они свободно делятся друг с другом. Бактериальные системы способны легко вставлять и убирать из своих геномов гены с помощью так называемого горизонтального переноса генов [передача генов между одновременно существующими организмами, а не от родителей] – своего рода файлообменной системы мира микроорганизмов», – говорит Маслов.

То же самое касается и ОС Линукс, в которых можно свободно инсталлировать компоненты, созданные различными разработчиками, независимо друг от друга. К таким ОС, как Windows, где работают только зарегистрированные программы фирмы-разработчика, эти выводы не применимы.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.6 (10 votes)
Источник(и):

1. nauka21vek.ru