{"id":1151,"date":"2011-12-18T09:33:10","date_gmt":"2011-12-18T09:33:10","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bezjarzmowie.info.ke\/test\/?p=1151"},"modified":"2013-11-02T21:00:37","modified_gmt":"2013-11-02T20:00:37","slug":"autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/","title":{"rendered":"Autopoiesis (4) – Minimalna kom\u00f3rka systemu"},"content":{"rendered":"

Kom\u00f3rki to podstawowe jednostki, buduj\u0105ce skomplikowane niekiedy organizmy. S\u0105 z\u0142o\u017conymi systemami, kt\u00f3rych \u017cycie podtrzymywane jest przez skoordynowane dzia\u0142ania wsp\u00f3\u0142pracuj\u0105cych ze sob\u0105 kilku uk\u0142ad\u00f3w (sieci) biochemicznych. Ich rozmna\u017canie, umiej\u0119tno\u015b\u0107 adaptacji oraz cechy, daj\u0105ce si\u0119 okre\u015bli\u0107 liczbami, wynikaj\u0105 z odpowiednich reakcji kom\u00f3rkowych, jakie definiuj\u0105 \u017cycie jako organizm. Podczas gdy ostatnie dziesi\u0119ciolecia przynios\u0142y zmian\u0119 podej\u015bcia z biologii opisowej do biologii syntetycznej, typu autopoiesis, bioin\u017cynieria rozpocz\u0119\u0142a poszukiwania odpowiednich warunk\u00f3w, przy kt\u00f3rych struktury kom\u00f3rkowe mog\u0105 si\u0119 efektywnie rozwija\u0107 i egzystowa\u0107. Bior\u0105c pod uwag\u0119 dotychczasow\u0105 wiedz\u0119 na ten temat (zar\u00f3wno teoretyczn\u0105 jak i eksperymentaln\u0105) da si\u0119 rozpatrzy\u0107 mo\u017cliwe scenariusze bada\u0144 nad rozwojem sztucznych kom\u00f3rek i stoj\u0105cymi przed nimi wyzwa\u0144.<\/span><\/p>\n

<\/span><\/p>\n

Organizm kom\u00f3rkowy nie mo\u017ce by\u0107 opisany bez powi\u0105za\u0144 mi\u0119dzy DNA (lub jakakolwiek innej cz\u0105steczki, zawieraj\u0105ca kod genetyczny) procesem metabolicznym lub komor\u0105, zawieraj\u0105c\u0105 wszystkie komponenty (b\u0142on\u0105 kom\u00f3rkow\u0105). Organizm kom\u00f3rkowy wy\u0142ania si\u0119 dopiero z po\u0142\u0105czenia tych trzech cz\u0119\u015bci sk\u0142adowych. \u201eOtoczka\u201d (czyli b\u0142ona kom\u00f3rkowa) stanowi podstaw\u0119 biologicznej organizacji. Utrzymuje ona reakcje chemiczne w ograniczonej przestrzeni, gdzie wzajemne oddzia\u0142ywania maj\u0105 znacznie wi\u0119ksze szanse wyst\u0119powania. Dostarcza r\u00f3wnie\u017c przestrzeni, u\u0142atwiaj\u0105cej podzia\u0142 pracy w\u015br\u00f3d reakcji. Ponadto w kom\u00f3rce (postrzeganej przez pryzmat wsp\u00f3\u0142czesnej teorii kom\u00f3rkowej) b\u0142ona jest aktywnym sk\u0142adnikiem budowy kom\u00f3rki, tzn. odpowiada za pobieranie \u015brodk\u00f3w od\u017cywczych oraz za wydzielanie na zewn\u0105trz ubocznych produkt\u00f3w reakcji za pomoc\u0105 wyspecjalizowanych bia\u0142ek katalizuj\u0105cych.<\/span><\/p>\n

Metabolizm jest \u017ar\u00f3d\u0142em ci\u0105g\u0142ego braku r\u00f3wnowagi w kom\u00f3rce oraz sposobem przechowywania energii potrzebnej do budowy i podtrzymania dzia\u0142ania pozosta\u0142ych sk\u0142adnik\u00f3w kom\u00f3rki. Jest r\u00f3wnie\u017c wymagany do wzrostu kom\u00f3rki i w ostatecznym rozrachunku powoduje rozszczepienie si\u0119 kom\u00f3rki.<\/span><\/p>\n

Je\u017celi kom\u00f3rki chc\u0105 przystosowa\u0107 si\u0119 do \u015brodowiska, potrzebuj\u0105 nosiciela informacji oraz po\u0142\u0105czenia z reakcjami metabolizmu. Oczywi\u015bcie, podstawowym problemem jest to – w jaki spos\u00f3b uzyska\u0107 po\u0142\u0105czenie, by osi\u0105gn\u0105\u0107 reprodukcj\u0119 i podtrzyma\u0107 egzystencj\u0119 identycznych struktur. Mimo, \u017ce spo\u0142eczno\u015b\u0107 naukowa osi\u0105gn\u0119\u0142a porozumienie na temat wymaga\u0144 i w\u0142a\u015bciwo\u015bci sztucznego organizmu, urzeczywistnienie tej wersji w postaci trwa\u0142ego laboratoryjnego prototypu jest wci\u0105\u017c nieosi\u0105galne.<\/span><\/p>\n

Na podstawie prac Maturany i Vareli realizowany jest obecnie program Synthetic Protocell Bilology <\/em>(SPB – Biologia Syntetycznych Protokom\u00f3rek<\/em>). Opowiada o nim artyku\u0142 grupy autor\u00f3w spod znaku autopoiesis. S\u0105 nimi:\u00a0 Ricard V. Sol\u00e9, Andreea Munteanu, Carlos Rodriguez-Caso i Javier Mac\u00eda.[1]<\/a><\/span><\/p>\n

Pisz\u0105 oni, i\u017c bezpo\u015bredni\u0105 konsekwencj\u0105 ostatnich post\u0119p\u00f3w w technikach biologii molekularnej oraz nast\u0119puj\u0105cych dzi\u0119ki nim lepszym wynikom w eksperymentach i symulacjach, biologia prowadzona przez odkrycia uleg\u0142a zmianie na biologi\u0119 pojmowan\u0105 hipotetycznie. To podej\u015bcie umo\u017cliwi\u0142o kontrol\u0119, zaprojektowanie nowych funkcji kom\u00f3rkowych oraz obwod\u00f3w genetycznych jak r\u00f3wnie\u017c rozpocz\u0119\u0142o rozw\u00f3j nowej dziedziny bada\u0144: biologii syntetycznej (Benner i Sismour 2005). Wskaza\u0142o r\u00f3wnie\u017c, \u017ce najlepszym sposobem na testowanie zdobytej wiedzy jest modyfikowanie lub konstrukcja odmiennych wersji organizm\u00f3w biologicznych oraz wyliczeniowej biologii kom\u00f3rkowej, dzi\u0119ki czemu obecna biologia syntetyczna u\u017cywa r\u00f3\u017cnorodnych matematycznych sposob\u00f3w obrazowania i opisu.<\/span><\/p>\n

Nadal nie ma w \u015brodowiskach naukowych wyra\u017anego rozr\u00f3\u017cnienia pomi\u0119dzy biologi\u0105 syntetyczn\u0105 i nieco starszymi dziedzinami, takimi jak biologia systemowa, in\u017cynieria biologiczna lub biomedyczna oraz technikami rekombinacji DNA. Niemniej jednak, mo\u017cna argumentowa\u0107, \u017ce \u2013 wedle Sol\u00e9 i jego koleg\u00f3w – wyr\u00f3\u017cniaj\u0105c\u0105 si\u0119 cech\u0105 biologii syntetycznej jest nacisk na eksperymentaln\u0105 implementacj\u0119, poprzedzon\u0105 przez projektowanie, testowanie oraz symulacje nowych dzia\u0142aj\u0105cych system\u00f3w biochemicznych obdarzonych z\u0142o\u017conym zachowaniem. Z tego punktu widzenia zar\u00f3wno biologia syntetyczna jak i SPB pod\u0105\u017caj\u0105 tym samym tokiem bada\u0144.<\/span><\/p>\n

W celu syntezy protokom\u00f3rki rozwa\u017ca si\u0119 dwa fundamentalne podej\u015bcia. Przez pierwszy rodzaj, tzw. podej\u015bcie odg\u00f3rne (jego tw\u00f3rc\u0105 jest wspomniany ju\u017c przeze mnie P. L. Luisi) rozumiemy stworzenie sztucznej kom\u00f3rki za pomoc\u0105 zredukowania genomu kom\u00f3rki wsp\u00f3\u0142czesnej (rysunek 1). Odk\u0105d liczne geny s\u0105 zaanga\u017cowane w komunikacj\u0119 mi\u0119dzykom\u00f3rkow\u0105, podczas gdy inne okaza\u0142y si\u0119 nieistotne w funkcjonowaniu kom\u00f3rki, ju\u017c wcze\u015bniej zasugerowano, \u017ce mo\u017cliwe by\u0142oby zredukowanie z\u0142o\u017cono\u015bci genomu do minimalnej ilo\u015bci, kt\u00f3ra wystarczy\u0142aby do podtrzymywania funkcji \u017cyciowych (w okre\u015blonych warunkach zewn\u0119trznych) i reprodukcji.[2]<\/a> Z tego punktu widzenia u\u017cycie bakterii paso\u017cytniczej Mycoplasma genitalium <\/em>(mykoplazma p\u0142ciowa) jako przedmiotu bada\u0144, pokaza\u0142o, i\u017c oko\u0142o 256 gen\u00f3w potrzebnych jest do budowy sztucznego zestawu gen\u00f3w, niezb\u0119dnych do egzystencji pospolitej kom\u00f3rki. Bez znaczenia jak ma\u0142a, ilo\u015b\u0107 genom\u00f3w w kom\u00f3rce musi zawiera\u0107 wszystkie informacje potrzebne kom\u00f3rce, by wykonywa\u0107 trzy najwa\u017cniejsze funkcje: podtrzymywanie homeostazy i proces\u00f3w metabolicznych, rozmna\u017canie oraz ewolucj\u0119.<\/span><\/p>\n

Wi\u0119cej uwagi po\u015bwi\u0119c\u0119 tu podej\u015bciu oddolnemu. W przeciwie\u0144stwie do odg\u00f3rnego zaczyna si\u0119 od samego pocz\u0105tku: samoegzystuj\u0105ca jednostka zbudowana jest z samodzielnie grupuj\u0105cych si\u0119 moleku\u0142. Mog\u0105 by\u0107 natury biologicznej lub tymczasowo komponentami chemicznymi. W obydwu przypadkach przestrze\u0144 jest wymagana, formowana przez swego rodzaju amfifiline cz\u0105steczki, dzi\u0119ki kt\u00f3rym przez naturaln\u0105 tendencj\u0119 do tworzenia agregat\u00f3w, dalsze komponenty kom\u00f3rki mog\u0105 si\u0119 do\u0142\u0105cza\u0107 i rozmna\u017ca\u0107. Polimery, kt\u00f3re imituj\u0105 amfifilowo\u015b\u0107 lipid\u00f3w, mog\u0105 r\u00f3wnie\u017c \u0142\u0105czy\u0107 si\u0119 w p\u0119cherze, oferuj\u0105c tym samym znacznie szersze spektrum w\u0142a\u015bciwo\u015bci.<\/span><\/p>\n

Luisi i wsp\u00f3\u0142pracownicy r\u00f3wnie\u017c sugerowali w roku 2006 termin rekonstrukcja <\/em>jako termin po\u015brednicz\u0105cy mi\u0119dzy odg\u00f3rnym i oddolnym podej\u015bciem. Ten termin odnosi si\u0119 do zamkni\u0119cia kwas\u00f3w nukleinowych oraz enzym\u00f3w w liposomach definiuj\u0105c zatem \u201ep\u00f3\u0142 sztuczn\u0105 kom\u00f3rk\u0119\u201d, kt\u00f3rej samodzielne powielanie si\u0119 jest poszukiwane w pracach eksperymentalnych i teoretycznych.<\/span><\/p>\n

Ostatecznym wynikiem w obydwu podej\u015bciach nie musi by\u0107 samo-powielaj\u0105ca si\u0119, zdolna do ewolucji kom\u00f3rka. Sztuczna kom\u00f3rka mo\u017ce si\u0119 powiela\u0107 – jednak nie ewoluowa\u0107, lub mo\u017ce by\u0107 nawet niezdolna do samopowielania: tego rodzaju sztuczna, samodzielnie egzystuj\u0105ca w okre\u015blonych warunkach kom\u00f3rka, kt\u00f3ra wymienia\u0142a by energi\u0119 i materi\u0119 z otoczeniem bez wzrostu. Chocia\u017c wygl\u0105da to na sytuacj\u0119 bez wyj\u015bcia to jest w\u0142a\u015bciwie ca\u0142kiem interesuj\u0105ca: jej wynikiem mo\u017ce si\u0119 sta\u0107 kom\u00f3rka zdolna do samodzielnego monta\u017cu oraz do wykonania predefiniowanych funkcji lub dzia\u0142a\u0144. Te dwa g\u0142\u00f3wne pomys\u0142y, samodzielny monta\u017c i powielanie, dominuj\u0105 w SPB oraz w \u017ar\u00f3d\u0142ach \u017cycia. <\/em><\/strong><\/span><\/p>\n

Odk\u0105d budowa protokom\u00f3rki nie jest ograniczona przy u\u017cyciu odg\u00f3rnego podej\u015bcia w \u017caden biologiczny, ewolucyjny sk\u0142adnik, mo\u017cemy zada\u0107 sobie pytanie czy zupe\u0142nie r\u00f3\u017cne kombinacje poprzednich trzech sk\u0142adnik\u00f3w (lub ich zupe\u0142ny brak) mo\u017ce prowadzi\u0107 do podobnych do \u017cywych podmiot\u00f3w. Odpowied\u017a na to pytanie wymaga sformu\u0142owania problemu z perspektywy teoretycznej. Pod tym k\u0105tem zbada\u0142 ten problem w\u0119gierski matematyk John von Neumann ju\u017c w 1940 r. W swojej prze\u0142omowej pracy, von Neumann rozwa\u017ca\u0142 logiczne warunki, pod kt\u00f3rymi abstrakcyjny ale uciele\u015bniony automat, by\u0142by zdolny do w\u0142asnej reprodukcji. Te badania umiejscowione by\u0142y ca\u0142kowicie w teorii modelowania matematycznego: system reprodukcyjny postrzegany by\u0142 jako maszyna wyposa\u017cona w elementy konstrukcyjne oraz instrukcje. Znalezione rozwi\u0105zanie by\u0142o innowacyjne oraz wizjonerskie.<\/span><\/p>\n

Drog\u0105 zainicjowan\u0105 przez von Neumanna pod\u0105\u017cy\u0142o wielu naukowc\u00f3w w ci\u0105gu ostatnich dziesi\u0119cioleci XX wieku. Z post\u0119pem biologii molekularnej, nowe narz\u0119dzia oraz metody pozwoli\u0142y na przemy\u015blenie r\u00f3\u017cnych teorii na temat problemu samo-powielania: zamiana komponent\u00f3w mechanicznych na biologiczne. Zar\u00f3wno teoretycznie jak i eksperymentalnie osi\u0105gni\u0119to du\u017ce post\u0119py w dziedzinie samo-powielaj\u0105cych cz\u0105steczek. W\u0142\u0105czaj\u0105c w to r\u00f3wnie\u017c r\u00f3\u017cne moleku\u0142y o ma\u0142ych rozmiarach zdolnych do wytworzenia zamkni\u0119tego cyklu replikacji.<\/span><\/p>\n

Cykl samo powielania wymy\u015blony przez von Neumanna dla swojej maszyny-automatu jest r\u00f3wnowa\u017cny w przypadku replikacji protokom\u00f3rek. Pytanie brzmi: jakie s\u0105 warunki umo\u017cliwiaj\u0105ce prostej sztucznej protokom\u00f3rce osi\u0105gn\u0105\u0107 udan\u0105 reprodukcj\u0119?<\/span><\/p>\n

Jak ju\u017c wcze\u015bniej wspomnia\u0142am, celem SPB (Biologia Syntetycznych Protokom\u00f3rek) jest zbudowanie sztucznej kom\u00f3rki, zdolnej do zachowywania si\u0119 jak \u017cywa kom\u00f3rka, czyli rozmna\u017cania, podtrzymywania proces\u00f3w \u017cyciowych w kom\u00f3rce oraz zdolno\u015bci do ewolucji. Ale r\u00f3\u017cne etapy przej\u015bciowe mog\u0105 by\u0107 r\u00f3wnie\u017c istotne, nawet je\u015bli nie zawieraj\u0105 wszystkich poprzednich sk\u0142adnik\u00f3w.<\/span><\/p>\n

Od innej strony postrzega rzecz A. Etxeberria, zafascynowana tak autopoisies, jak teoriami H. H. Pattee\u2019go[3]<\/a>. Jedno ze \u017ar\u00f3de\u0142 z\u0142o\u017cono\u015bci system\u00f3w naturalnych wywodzi si\u0119 z faktu, i\u017c systemy te sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z element\u00f3w lub zjawisk, wyst\u0119puj\u0105cych na r\u00f3\u017cnych poziomach (z uwzgl\u0119dnieniem rozmiaru, skali, zawarto\u015bci itd.).<\/span><\/p>\n

Pattee skupia si\u0119 na hierarchiach dwupoziomowych[4]<\/a> oraz analizuje dwa typy takich hierarchii, bior\u0105c pod uwag\u0119 natur\u0119 oraz stopie\u0144 ogranicze\u0144, jakie poziom wy\u017cszy nak\u0142ada na poziom ni\u017cszy: hierarchi\u0119 strukturaln\u0105 oraz hierarchi\u0119 kontroln\u0105. Ograniczenie to centralna kwestia poruszana w pracy Pattee\u2019go. Wszystkie systemy fizyczne podlegaj\u0105 prawom naturalnym, tak samo ich ograniczenia. Jednak w zakresie systemu ograniczenia stanowi\u0105 struktury materialne, kt\u00f3re stanowi\u0105 istotne bariery dla dalszego rozwoju.<\/span><\/p>\n

Ograniczenia, to elementy materialne, zanurzone w zamkni\u0119tej organizacji, kt\u00f3ra stanowi system naturalny: ich konstrukcja mo\u017ce zale\u017ce\u0107 od danych, zachowanych w formie oboj\u0119tnej. Dane to specjalny rodzaj ograniczenia, kt\u00f3re dzia\u0142a jak pewnego rodzaju pami\u0119\u0107. Og\u00f3lnie rzecz bior\u0105c, to metastabilna struktura mo\u017ce by\u0107 postrzegana jak bardzo uproszczony \u201eprzypis\u201d do danego z\u0142o\u017conego procesu dynamicznego. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 danych rozwini\u0119tej kom\u00f3rki to \u015brodki symboliczne (mimo, \u017ce nie jest to konieczne w sensie fizycznym, jako i\u017c niekt\u00f3re z danych przechowywane s\u0105 w postaci kodu). Cech\u0105 odr\u00f3\u017cniaj\u0105c\u0105 symbole jest to, \u017ce same w sobie nie s\u0105 przyczynowe, jednak ich dzia\u0142ania s\u0105 skuteczne wtedy, gdy inny mechanizm (enzymy) \u0142\u0105czy ich form\u0119 z kontrolowanymi zdarzeniami dynamicznymi.<\/span><\/p>\n

Pattee uwa\u017ca, \u017ce pocz\u0105tki \u017cycia zawieraj\u0105 w sobie pocz\u0105tki semantycznie zamkni\u0119tej organizacji pomi\u0119dzy DNA (dane symboliczne) oraz bia\u0142kami (ograniczenia dynamiczne). Dlatego te\u017c kom\u00f3rki wyposa\u017cone w kod genetyczny stanowi\u0105 najprostszy przyk\u0142ad organizacji symbol-materia. Symbole s\u0105 wewn\u0119trznie interpretowane przy pomocy produkt\u00f3w, kt\u00f3re okre\u015blaj\u0105: jako, \u017ce do ich interpretacji nie potrzeba zewn\u0119trznego obserwatora, proces nie zawiera niesko\u0144czonego regresu. Poniewa\u017c mechanizm interpretowania zawiera w sobie ograniczenia przechowywane symbolicznie, symbole te nie posiadaj\u0105 \u017cadnego \u201eznaczenia\u201d usuni\u0119tego z interpretowania struktur dynamicznych: to, co reprezentuje symbol ukazuje si\u0119 w spos\u00f3b funkcjonalny. W podobny spos\u00f3b, struktury dynamiczne, kt\u00f3re interpretuj\u0105 symbole (enzymy) opieraj\u0105 si\u0119 na symbolicznej specyfikacji.<\/span><\/p>\n

Z tego punktu widzenia informacja biologiczna nie jest niezale\u017cna od interakcji fizykochemicznych zachodz\u0105cych wewn\u0105trz systemu lub w przypadku relacji system-\u015brodowisko. Podstawowe jednostki fizyczne wywieraja r\u00f3zne wp\u0142ywy na sk\u0142adniki systemu lub na ca\u0142y system; nie jest to skutkiem wewn\u0119trznych w\u0142asno\u015bci sk\u0142adnik\u00f3w systemu jak np. ich sk\u0142ady chemicznego, lecz specyficznych sieci interakcji na kt\u00f3ry wp\u0142yw wywieraj\u0105. aby mo\u017cna by\u0142o m\u00f3wi\u0107 o informacji musz\u0105 zachodzic alternatywne konfiguracje; w kom\u00f3rce informacja mo\u017ce by\u0107 stabilizowana i transmitowana (przenoszona), poprzez istnienie szablonowych sk\u0142adowych, kt\u00f3rych kolejno\u015b\u0107 sprawia ze mo\u017cliwe jest ich funkcjonowanie.[5]<\/a><\/span><\/p>\n

Mo\u017cemy powiedzie\u0107, \u017ce \u0142a\u0144cuchy molekularne gen\u00f3w staj\u0105 si\u0119 symbolicznymi przedstawieniami je\u015bli znaki symboli fizycznych s\u0105 w kt\u00f3rym\u015b momencie przetwarzania \u0142a\u0144cucha w spos\u00f3b bezpo\u015bredni rozpoznane przez moleku\u0142y translacyjne (tRNA lub syntetyczne), kt\u00f3re nast\u0119pnie wykonuj\u0105 na nich dowolne dzia\u0142ania (synteza bia\u0142ek).<\/span><\/p>\n

Zamkni\u0119cie semantyczne tworzy si\u0119 z konieczno\u015bci tego, by moleku\u0142y translacyjne same w sobie sta\u0142y si\u0119 odno\u015bnikami \u0142a\u0144cuch\u00f3w genetycznych.<\/span><\/p>\n

Wzajemna komplementarno\u015b\u0107 lub zamkni\u0119cie pomi\u0119dzy symbolami i procesami dynamicznymi, kt\u00f3re je interpretuj\u0105 \u015bwiadczy o autonomii \u2013 jako niezale\u017cno\u015bci od kontroli zewn\u0119trznej \u2013 procesu. Podstawowym pytaniem Pattee\u2019go by\u0142o to, jak moleku\u0142a staje si\u0119 wiadomo\u015bci\u0105. Innymi s\u0142owy, w jaki spos\u00f3b jednostka podlegaj\u0105ca prawom dynamiki staje si\u0119 informacj\u0105. Odpowiedzi\u0105 jest zamkni\u0119ta organizacja dynamiczna, w kt\u00f3rej dana moleku\u0142a lub struktura gromadzi dane, dotycz\u0105ce (lub okre\u015bla) konstrukcji innych moleku\u0142 w ramach systemu, przy pomocy kt\u00f3rych mo\u017cliwe jest utworzenie zwi\u0105zku. Z tej perspektywy, informacja na temat danej struktury zale\u017cy od konsekwencji przyczynowych w kontek\u015bcie rekurencyjnym i funkcjonalnym.<\/span><\/p>\n

Nacisk k\u0142adziony przez Pattee\u2019go na potrzeb\u0119 wykorzystania danych symbolicznych w celu opisania organizacji \u017cywej (jako charakteryzuj\u0105cej si\u0119 regu\u0142\u0105 domkni\u0119cia semantycznego lub ci\u0119ciem epistemologicznym) mo\u017ce zaciera\u0107 podstawowe pytania o to, czym jest ograniczenie lub kontrola w obszarze fizycznym. W rzeczywisto\u015bci niekt\u00f3re z twierdze\u0144 Pattee\u2019go zdaj\u0105 si\u0119 zaciera\u0107 r\u00f3\u017cnice pomi\u0119dzy rol\u0105 przyczynow\u0105 kwas\u00f3w nukleinowych i bia\u0142ek, oraz sugerowa\u0107, \u017ce obie substancje s\u0105 ograniczeniami kontrolnymi. Jednak, w oparciu i argument Pattee\u2019go, tylko bia\u0142ka (lub sk\u0142adniki czynne) mog\u0105 stanowi\u0107 w pe\u0142ni ograniczenia kontrolne, poniewa\u017c DNA (lub dane czy symbole pasywne) nie kontroluj\u0105 innych zdarze\u0144 samodzielnie, lecz za pomoc\u0105 konstrukcji odpowiednich ogranicze\u0144 kontrolnych (za pomoc\u0105 samych w sobie ogranicze\u0144 \u2013 synteza aminoacylo-tRNA). W wyniku tego, zdaje si\u0119, \u017ce kwasy nukleinowe powinno uznawa\u0107 si\u0119 za ograniczenia kontrolne w spos\u00f3b po\u015bredni. Jednak\u017ce, fakt, \u017ce niekiedy oba rodzaje sk\u0142adnik\u00f3w zwane s\u0105 ograniczeniami kontrolnymi sprawia, \u017ce dochodzimy do jeszcze innego zagadnienia: r\u00f3\u017cne rodzaje system\u00f3w autonomicznych oraz ograniczenia wymagane przez ka\u017cdy z nich.<\/span><\/p>\n

Je\u015bli postawiony zosta\u0142 zbyt twardy warunek, \u017ce ograniczenia autonomiczne pojawiaj\u0105 si\u0119 w systemach wyposa\u017conych w okre\u015blaj\u0105cych je danych symbolicznych, to nale\u017cy odrzuci\u0107 mo\u017cliwo\u015b\u0107 istnienia prymitywnych metabolizm\u00f3w, pozbawionych informacji genetycznej.<\/span><\/p>\n

Etxeberria uwa\u017ca, i\u017c mo\u017cliwe s\u0105 podstawy konceptualne co najmniej dwu takich system\u00f3w prebiotycznych, pozbawionych danych symbolicznych. S\u0105 one dla niej etapami, poprzedzaj\u0105cymi pierwsze systemy, uzasadnione obecno\u015bci\u0105 auto-t\u0142umacz\u0105cych genom\u00f3w.[6]<\/a>\u00a0Jeden posiada t\u0119 cech\u0119 jedynie cz\u0119\u015bciowo. Etapy te s\u0105 nast\u0119puj\u0105ce:<\/span><\/p>\n

1) Protometaboliczne systemy kom\u00f3rkowe s\u0105 to rekurencyjne powi\u0105zania produkcji sk\u0142adnik\u00f3w, samo odgradzaj\u0105cych si\u0119 przy pomocy wybi\u00f3rczo przepuszczalnej b\u0142ony oraz posiadaj\u0105ce zdolno\u015b\u0107 dostosowywania materii oraz przep\u0142ywu energii, kt\u00f3re je utrzymuj\u0105. W systemach tych enzymy nie tworz\u0105\u00a0 si\u0119 zgodnie z informacj\u0105 symboliczn\u0105, ale informacja okre\u015blaj\u0105ca sie\u0107 powi\u0105za\u0144 jest rozsy\u0142ana po ca\u0142ej organizacji<\/span><\/p>\n

2) Drugim etapem by\u0142by system oparty na danych nie symbolicznych, w kt\u00f3rym niekt\u00f3re moleku\u0142y podobne do RNA mog\u0105 dzia\u0142a\u0107 dwupoziomowo: jako pami\u0119\u0107, jaka ma by\u0107 wyra\u017cona oraz jako spos\u00f3b wyra\u017cenia pami\u0119ci. St\u0105d niekt\u00f3re dane (sekwencje) s\u0105 przekazywane w reprodukcji i w spos\u00f3b bezpo\u015bredni dyktuj\u0105 syntez\u0119 sk\u0142adnik\u00f3w funkcjonalnych w systemie.<\/span><\/p>\n

Jak wida\u0107, wsp\u00f3\u0142cze\u015bni badacze, wywodz\u0105cy si\u0119 z nurtu autopoietycznego w znacznej mierze poszli drog\u0105 Maturany i Vareli, konstruuj\u0105c \u2013 przy braku mo\u017cliwo\u015bci prac stricte<\/em> empirycznych \u2013 modele hipotetyczne, wsparte w du\u017cej mierze do\u015bwiadczeniami teorii system\u00f3w jako poprzedniczki. Mo\u017cna wr\u0119cz powiedzie\u0107, i\u017c dzisiejsza autopoiesis jest w znacznej mierze powrotem do matematyczno-cybernetycznych korzeni prac chilijskich uczonych.<\/span><\/p>\n

Nie znaczy to, i\u017c rozstrzygni\u0119te zosta\u0142y podstawowe pytania, znane od wczesnej fazy teorii. Stworzone modele daj\u0105 r\u00f3\u017cne ich rozwi\u0105zania, g\u0142\u00f3wnie ze wzgl\u0119du na szerokie spectrum<\/em> zainteresowa\u0144 tworz\u0105cych je ludzi nauki.<\/span><\/p>\n

***<\/span><\/p>\n

Autopoiesis szczeg\u00f3lnie wa\u017cn\u0105 rol\u0119 odegra\u0142a w biologii molekularnej. Luisi P. L. wykorzystuje j\u0105 do badania i pr\u00f3by stworzenia protokom\u00f3rek poprzez obserwacj\u0119 samopowielania i samoorganizacji miceli. Przez kolej\u0105 grup\u0119 naukowc\u00f3w nie jest postrzegana jako rozwi\u0105zanie na drodze do stworzenia sztucznego \u017cycia, a ma na celu stworzenie najog\u00f3lniejszej definicji \u017cycia, dzi\u0119ki spojrzeniu na przedmiot bada\u0144 przez odmienny od dotychczasowego pryzmat (fizyko-chemiczny). G\u0142\u00f3wnym kierunkiem bada\u0144 s\u0105 prace nad minimaln\u0105 kom\u00f3rk\u0105 systemu i stworzony ku temu program SPB \u2013 Synthetic Protocell Biology. (cdn.)<\/strong><\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

Karolina Soroka<\/strong><\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

\n
\n
\n

[1]<\/a> R. V. Sol\u00e9, A. Munteanu, C. Rodriguez-Caso, J. Mac\u00eda, Synthetic protocell biology: from reproduction to computation<\/em>, Philosophical Transactions the Royal Society <\/strong>B, <\/strong>2007, 362, ss. 1727-1739.<\/span><\/p>\n<\/div>\n

\n

[2]<\/a> Luisi P. L., the Emergence of Life: From Chemical Origins to Synthetic Biology<\/em>, Cambridge University Press, Cambridge 2006.<\/span><\/p>\n<\/div>\n

\n

[3]<\/a> A. Etxeberria, A. Moreno, From complexity to simplicity: nature and symbols<\/em>, BioSystems 2001, 60, ss. 149\u2013157.<\/span><\/p>\n<\/div>\n

\n

[4]<\/a> H. H. Pattee, The physical basis and origin of hierarchical control<\/em>, (w:)\u00a0 H. H. Pattee (Ed.), Hierarchy theory. The challenge of complex systems<\/em>, G. Braziller 1973, s. 73\u2013108.<\/span><\/p>\n<\/div>\n

\n

[5]<\/a> Etxeberria A., Merelo J. J., Moreno A., Studying Organisms with Basic Cognitive Capacities in Artificial Worlds, <\/em>Intellectia 1994, 18(1), ss. 50-53.<\/span><\/p>\n<\/div>\n

\n

[6]<\/a> A. Etxeberria, A. Moreno, From complexity to simplicity: nature and symbols<\/em>, \u201eBioSystems\u201d 60 (2001), ss. 149\u2013157.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Kom\u00f3rki to podstawowe jednostki, buduj\u0105ce skomplikowane niekiedy organizmy. S\u0105 z\u0142o\u017conymi systemami, kt\u00f3rych \u017cycie podtrzymywane jest przez skoordynowane dzia\u0142ania wsp\u00f3\u0142pracuj\u0105cych ze<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"colormag_page_layout":"default_layout","footnotes":""},"categories":[143],"tags":[],"class_list":["post-1151","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-inne"],"yoast_head":"\nAutopoiesis (4) - Minimalna kom\u00f3rka systemu - SI\u0118 MY\u015aLI<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"en_US\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Autopoiesis (4) - Minimalna kom\u00f3rka systemu - SI\u0118 MY\u015aLI\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Kom\u00f3rki to podstawowe jednostki, buduj\u0105ce skomplikowane niekiedy organizmy. S\u0105 z\u0142o\u017conymi systemami, kt\u00f3rych \u017cycie podtrzymywane jest przez skoordynowane dzia\u0142ania wsp\u00f3\u0142pracuj\u0105cych ze\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"SI\u0118 MY\u015aLI\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2011-12-18T09:33:10+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2013-11-02T20:00:37+00:00\" \/>\n<meta name=\"author\" content=\"admin\" \/>\n<meta name=\"twitter:label1\" content=\"Written by\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:data1\" content=\"admin\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:label2\" content=\"Est. reading time\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:data2\" content=\"14 minutes\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"Article\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/#article\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/\"},\"author\":{\"name\":\"admin\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/#\/schema\/person\/048295918d7858e90e57d1a2c2b5da74\"},\"headline\":\"Autopoiesis (4) – Minimalna kom\u00f3rka systemu\",\"datePublished\":\"2011-12-18T09:33:10+00:00\",\"dateModified\":\"2013-11-02T20:00:37+00:00\",\"mainEntityOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/\"},\"wordCount\":2775,\"commentCount\":0,\"publisher\":{\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/#organization\"},\"articleSection\":[\"Inne\"],\"inLanguage\":\"en-US\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"CommentAction\",\"name\":\"Comment\",\"target\":[\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/#respond\"]}]},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/\",\"url\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/\",\"name\":\"Autopoiesis (4) - Minimalna kom\u00f3rka systemu - SI\u0118 MY\u015aLI\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#website\"},\"datePublished\":\"2011-12-18T09:33:10+00:00\",\"dateModified\":\"2013-11-02T20:00:37+00:00\",\"breadcrumb\":{\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/#breadcrumb\"},\"inLanguage\":\"en-US\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[[\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/\"]]}]},{\"@type\":\"BreadcrumbList\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/#breadcrumb\",\"itemListElement\":[{\"@type\":\"ListItem\",\"position\":1,\"name\":\"Home\",\"item\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/\"},{\"@type\":\"ListItem\",\"position\":2,\"name\":\"Autopoiesis (4) – Minimalna kom\u00f3rka systemu\"}]},{\"@type\":\"WebSite\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#website\",\"url\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/\",\"name\":\"SI\u0118 MY\u015aLI\",\"description\":\"\",\"publisher\":{\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#organization\"},\"potentialAction\":[{\"@type\":\"SearchAction\",\"target\":{\"@type\":\"EntryPoint\",\"urlTemplate\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/?s={search_term_string}\"},\"query-input\":{\"@type\":\"PropertyValueSpecification\",\"valueRequired\":true,\"valueName\":\"search_term_string\"}}],\"inLanguage\":\"en-US\"},{\"@type\":\"Organization\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#organization\",\"name\":\"SI\u0118 MY\u015aLI\",\"url\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/\",\"logo\":{\"@type\":\"ImageObject\",\"inLanguage\":\"en-US\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#\/schema\/logo\/image\/\",\"url\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/99.png\",\"contentUrl\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/99.png\",\"width\":270,\"height\":204,\"caption\":\"SI\u0118 MY\u015aLI\"},\"image\":{\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#\/schema\/logo\/image\/\"}},{\"@type\":\"Person\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/#\/schema\/person\/048295918d7858e90e57d1a2c2b5da74\",\"name\":\"admin\",\"image\":{\"@type\":\"ImageObject\",\"inLanguage\":\"en-US\",\"@id\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#\/schema\/person\/image\/\",\"url\":\"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/9acf729117e1cff813c07ba085b25a76702049ffb5efe3425388cd1a019577de?s=96&d=mm&r=g\",\"contentUrl\":\"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/9acf729117e1cff813c07ba085b25a76702049ffb5efe3425388cd1a019577de?s=96&d=mm&r=g\",\"caption\":\"admin\"},\"url\":\"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/author\/admin\/\"}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO plugin. -->","yoast_head_json":{"title":"Autopoiesis (4) - Minimalna kom\u00f3rka systemu - SI\u0118 MY\u015aLI","robots":{"index":"index","follow":"follow","max-snippet":"max-snippet:-1","max-image-preview":"max-image-preview:large","max-video-preview":"max-video-preview:-1"},"canonical":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/","og_locale":"en_US","og_type":"article","og_title":"Autopoiesis (4) - Minimalna kom\u00f3rka systemu - SI\u0118 MY\u015aLI","og_description":"Kom\u00f3rki to podstawowe jednostki, buduj\u0105ce skomplikowane niekiedy organizmy. S\u0105 z\u0142o\u017conymi systemami, kt\u00f3rych \u017cycie podtrzymywane jest przez skoordynowane dzia\u0142ania wsp\u00f3\u0142pracuj\u0105cych ze","og_url":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/","og_site_name":"SI\u0118 MY\u015aLI","article_published_time":"2011-12-18T09:33:10+00:00","article_modified_time":"2013-11-02T20:00:37+00:00","author":"admin","twitter_misc":{"Written by":"admin","Est. reading time":"14 minutes"},"schema":{"@context":"https:\/\/schema.org","@graph":[{"@type":"Article","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/#article","isPartOf":{"@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/"},"author":{"name":"admin","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/#\/schema\/person\/048295918d7858e90e57d1a2c2b5da74"},"headline":"Autopoiesis (4) – Minimalna kom\u00f3rka systemu","datePublished":"2011-12-18T09:33:10+00:00","dateModified":"2013-11-02T20:00:37+00:00","mainEntityOfPage":{"@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/"},"wordCount":2775,"commentCount":0,"publisher":{"@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/#organization"},"articleSection":["Inne"],"inLanguage":"en-US","potentialAction":[{"@type":"CommentAction","name":"Comment","target":["https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/#respond"]}]},{"@type":"WebPage","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/","url":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/","name":"Autopoiesis (4) - Minimalna kom\u00f3rka systemu - SI\u0118 MY\u015aLI","isPartOf":{"@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#website"},"datePublished":"2011-12-18T09:33:10+00:00","dateModified":"2013-11-02T20:00:37+00:00","breadcrumb":{"@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/#breadcrumb"},"inLanguage":"en-US","potentialAction":[{"@type":"ReadAction","target":[["https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/"]]}]},{"@type":"BreadcrumbList","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/autopoiesis-4-minimalna-komorka-systemu\/#breadcrumb","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"name":"Home","item":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/"},{"@type":"ListItem","position":2,"name":"Autopoiesis (4) – Minimalna kom\u00f3rka systemu"}]},{"@type":"WebSite","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#website","url":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/","name":"SI\u0118 MY\u015aLI","description":"","publisher":{"@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#organization"},"potentialAction":[{"@type":"SearchAction","target":{"@type":"EntryPoint","urlTemplate":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/?s={search_term_string}"},"query-input":{"@type":"PropertyValueSpecification","valueRequired":true,"valueName":"search_term_string"}}],"inLanguage":"en-US"},{"@type":"Organization","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#organization","name":"SI\u0118 MY\u015aLI","url":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/","logo":{"@type":"ImageObject","inLanguage":"en-US","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#\/schema\/logo\/image\/","url":"https:\/\/siemysli-ke.info\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/99.png","contentUrl":"https:\/\/siemysli-ke.info\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/99.png","width":270,"height":204,"caption":"SI\u0118 MY\u015aLI"},"image":{"@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#\/schema\/logo\/image\/"}},{"@type":"Person","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/#\/schema\/person\/048295918d7858e90e57d1a2c2b5da74","name":"admin","image":{"@type":"ImageObject","inLanguage":"en-US","@id":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/#\/schema\/person\/image\/","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/9acf729117e1cff813c07ba085b25a76702049ffb5efe3425388cd1a019577de?s=96&d=mm&r=g","contentUrl":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/9acf729117e1cff813c07ba085b25a76702049ffb5efe3425388cd1a019577de?s=96&d=mm&r=g","caption":"admin"},"url":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/author\/admin\/"}]}},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1151","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1151"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1151\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1151"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1151"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siemysli-ke.info\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1151"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}