La dualidad anáoogo digital de la información s ejemplifica en el estudio de llas móleculas de rna / The Analog Digital Duality of Information is Exemplified by Studying RNA Molecules

RESUMEN

Las investigaciones sobre las moléculas de RNA, han contribuido a precisar y formalizar la noción física de información considerada tanto en su aspecto analógico como digital. El dogma central de la biología molecular, restringe la noción de información al aspecto digital de la misma, y por tanto al copiado fiel de una cadena de símbolos en los procesos de replicación (DNA-DNA) y transcripción (DNA-RNA), e igualmente en la traducción a proteínas mediante el código genético. Esta visión genera la paradoja sobre qué surgió primero si DNA o proteínas, la cual se resuelve en parte recurriendo a la hipótesis según la cual existió un mundo prebiótico RNA, anterior a las proteínas codificadas genéticamente y al DNA. Esta hipótesis tiene soporte empírico sólido apoyado por los descubrimientos de la actividad catalítica de los RNA y el descubrimiento de estructuras RNA altamente conservadas en todos los seres vivos. Por otra parte, los modelos inspirados en la replicación de virus RNA y modelos computacionales que muestran la relación entre estructuras secundarias y secuencias lineales confirman las ventajas de la molécula RNA como modelo para el estudio del origen de la información genética, especialmente por su rol determinante en la aparición del código genético, el papel funcional en la expresión del mismo, la plasticidad estructural y la accesibilidad a las estructuras funcionales a partir de prácticamente cualquier cadena que se someta a ciclos de mutación y selección. Al proponer que la información digital requiere de la analógica para su aparición, no solamente se está contribuyendo a resolver problemas específicos de biología, sino que se trata de una propuesta que contribuye al entendimiento del sentido físico de dos medidas diferentes de información, la de Claude Shannon y la de Gregory Chaitin.

ABSTRACT

The study of RNA molecules have contributed to formalizing the physical notion of information considered in its dual nature analog and digital. The central dogma of molecular biology restricts the notion of information to its digital aspect and so to copying fidelity of symbol’s string during replication (DNA-DNA) and transcription (DNA-RNA), and also in translation to proteins, by means of a genetic code. This vision leads to the paradox about what molecule came first, DNA or proteins, that is solved by the hypotheses that postulates the existence of prebiotic RNA prior to the emergence of genetically encoded proteins and DNA. This hypothesis is based on solid empirical findings such as the discovery of catalytic RNA and RNA structures highly conserved in evolution and found in all living organisms. Besides, experimental models inspired on virus RNA replication and computational models that deal with the relations between secondary planar structures and linear sequences, confirm the advantages of RNA molecules to understand the origin of genetic information, due to their decisive role in the emergence of the genetic code, their functional role in gene expression, their structural plasticity and the accessibility of functional structures from any arbitrary sequence that undergoes cycles of mutation and selection. To state that the emergence of digital information requires the prior existence of analog information, not only contributes to solve specific problems of biology, but mainly contributes to advance in the understanding the physical meaning of the two different information measurements proposed by Claude Shannon and Gregory Chaitin.