Algorithmen simulieren die Evolution

Zusammenfassung

Informationsverarbeitung mit Computern und Menschen wird mit künstlichen oder natürlichen Sprachen wiedergegeben. Sie sind nur Spezialfälle von symbolischen Repräsentationssystemen, die sich ebenso für genetische Informationssysteme angeben lassen. Genetische Sprachen repräsentieren mit ihren grammatikalischen Regeln molekulare Verfahren, um molekulare Sequenzen mit genetischen Bedeutungen zu erzeugen. Entscheidend für das Verständnis dieser molekularen Sprachen sind wiederum nicht wir Menschen, sondern die molekularen Systeme, die sich ihrer bedienen. Wir Menschen mit unserer Art der Informationsverarbeitung sind erst am Anfang, diese Sprachen mit ihren Regeln zu entziffern und zu verstehen. Die formalen Sprach‐ und Grammatiktheorien liefern dazu zusammen mit der algorithmischen Komplexitätstheorie erste Ansätze.

Für genetische Informationen werden die Nukleinsäure‐Sprache mit dem Alphabet der vier Nukleotide und die Aminosäure‐Sprache mit dem Alphabet der zwanzig Aminosäuren verwendet. Bei der Nukleinsäure‐Sprache lässt sich eine Hierarchie verschiedener Sprachschichten unterscheiden, die von der untersten Ebene der Nukleotide mit den Grundsymbolen A, C, G, T bzw. U bis zur höchsten Ebene der Gene reicht, in denen die vollständige Erbinformation einer Zelle festgehalten ist. Jede zwischengeschaltete Sprachebene setzt sich aus Einheiten der vorherigen Sprachebene zusammen und gibt Anweisungen für verschiedene Funktionen wie z. B. Transkription oder Replikation von Sequenzen. ...