Page 53 - Telebrasil - Julho/Agosto 1981

"Agora o nosso modelo para o ácido desoxirribonucleico é, com Portanto, a escolha de uma letra entre 16 envolve 4 bits de infor­

efeito, um par de moldes, cada um dos quais é complementar ao mação. Observe-se que 24 = 16 e portanto pode-se concluir que,

outro. Supomos que, precedendo a duplicação, as ligações de quando há P configurações, vale a relação:

hidrogênio são rompidas, e as duas cadeias desembaraçam-se e

se separam. Cada cadeia, então, age como molde para a forma­ 21 = P, onde I = logaritmo natural P é o número de bits da

ção sobre si mesma de uma nova cadeia companheira, e desta informação.

forma teremos dois pares de cadeias. Sobretudo as seqüências

dos pares de bases estarão duplicadas exatamente". A quantidade de informação da linguagem do código genético

pode ser medida em bits, uma vez que se sabe a relação entre as

Cada organismo possui uma vasta série de características here­ componentes moleculares do DNA e o código da linguagem ge­

ditárias que, por sua vez, refletem tipos diferentes de informa­ nética usado, por exemplo, para construir-se uma proteína.

ção genética, por ser o DNA uma molécula codificada.

No DNA existem certos componentes chamados bases, e nas

proteínas existem componentes fundamentais dos quais todas
Consideremos os quatro nucleotídeos como as únicas letras em

um alfabeto para um código ou linguagem que depende da se- são construídas, que são cerca de vinte aminoácidos. Na célula,

qüência e talvez da proporção dos pares de nucleotídeos A-T e um certo número de bases codifica cada um dos aminoácidos,
de forma que a proteína pode ser montada a partir do plano das
G-C. Uma molécula de DNA pode conter 10 pares de nucleotí­
bases do DNA.
deos. Se supusermos que metade dos pares são A-T e a outra

metade G-C, é imenso o número possível de seqüências de

pares. Em suma, pode-se calcular o número de bits, ou quantidade de
informação contida numa molécula de DNA (cuja composição

em bases e peso molecular varia de ser vivo a ser vivo). Pode-se

Vários tipos de códigos têm sido propostos para explicar como a mesmo tentar calcular o número de bits para construir uma bac­

seqüência de nucleotídeos pode ser usada na codificação dos téria, ou o número de bits no DNA de organismos mais com­

aminoácidos de uma proteína. São comumente encontrados nas plexos.

proteínas vinte aminoácidos diferentes, e encontramos no DNA

quatro bases diferentes. Portanto, um problema é quantas bases
Vamos agora discutir como a quantidade de informação nesta

são necessárias para codificar cada um dos vinte aminoácidos. molécula de DNA pode servir para uma ordenação informado-

Em outros termos, que grupo de nucleotídeos compreende uma nal dos seres vivos.

palavra do código ou códon.

Informação e Evolução
O código que tem encontrado maior apoio nos experimentos ge- *

néticos e bioquímicos é o código d e trincas, no qual um códon é Estamos chegando à situação de poder analisar uma das áreas

composto de três nucleotídeos ou uma trinca. mais fascinantes da biofísica molecular: como se pode usar o

conceito de informação para analisar o processo evolutivo dos

Com quatro bases são possíveis 4\ ou 64, trincas diferentes. Por­ seres vivos.

tanto, uma vez que existem apenas vinte aminoácidos, vinte

trincas seriam suficientes para codificá-los. O modelo de Darwin, inferido a partir de análise macroscópica e

fenomenológica, pode ser analisado pela biofísica?

Estabelece se desta forma uma espécie de código Morse gené­

tico, onde a seqüência dos nucleotídeos indicará o aminoácido a Alguns dos componentes deste cenário são fundamentais para

ser composto. o nosso conhecimento, como os conceitos de memória, de adap­

tação e evolução.

Necessitamos, entretanto, de algo mais quantitativo: vamos lan­
Quantificação da Informação

çar em um gráfico a idade dos diversos sistemas biológicos, con­

Uma das maneiras de se medir o conteúdo de informação é a que tra a quantidade de informação armazenada em seu DNA. Em­

foi adotada na cibernética, e que hoje é largamente aplicada em bora o vírus não seja um ser vivo, na acepção do termo, incluí­
mo-lo no gráfico da Figura 1.
sistemas computacionais: avalia-se o número de bits do sistema.

Se pensarmos num código binário, no qual são adotados apenas

dois símbolos, 0 ou J, fica simples imaginarmos o conteúdo da

informação de uma mensagem.

Por exemplo: queremos escolher, em uma coleção de 16 letras,

apenas uma delas. Em código binário, qual o conteúdo desta

informação? Vamos ver que não precisamos formular 16 per­

guntas para obter a informação sobre a letra escolhida. Podemos

perguntar: está entre as 8 primeiras ou entre as 8 últimas letras?

Quem souber nos responderá em linguagem binária 0 (não nas 8

primeiras) ou 1 (sim nas 8 primeiras).

Esta resposta na qual gastamos 1 bit (0 e 1) não basta. Separa­

mos, então, as 8 primeiras letras, nas quais sabemos estar a letra

procurada, e a subdividimos em 2 grupos de 4. Nova mente per­

guntamos se está entre as 4 primeiras, com mais 1 bit gasto. Re­

petindo-se a operação mais duas vezes (gastando-se ao todo 4 Fig. 1 — Evolução histórica da quantidade de bits armazenada nos

bits) obtemos a informação desejada. seres vivos.