Lingvisti su razvili poređenje genetskog koda sa jezikom gde nukleotidi deluju kao slova i uveli koncept „semiotskog nukleotida“—minimalni element koji omogućava razlikovanje kodona—kodirajućih jedinica DNK. Prema ovom pristupu, biohemijske karakteristike DNK deluju kao informacione.
Fleksibilnost informacionog pristupa omogućava istraživačima da istaknu činjenice koje nisu objašnjene biohemijskim osobinama, a najčešće se smatraju odstupanjima od univerzalnih pravilnosti genetskog koda. Istraživanje je objavljeno u časopisu Biosistems.
Genetski kod ima dvostruke karakteristike: ne sadrži samo biohemijska svojstva, već ima i semiotičku ili semantičku dimenziju. Semiotika je nauka koja proučava opšte zakonitosti obrade informacija putem znakova. Analogije između teksta i genetskog koda istraživači pronalaze, na primer, u tome što geni nose program razvoja organizma, a taj program liči na tekstove pisane po nekim pravilima.
Semiotička teorija dozvoljava razmatranje nukleotida ne kao bioloških molekula već kao nosilaca informacija. Ključni genetski procesi mogu se opisati sa stanovišta operacija sa tekstom: čitanje, transkripcija, prevod, lektura, uređivanje.
Istraživači sa Baltičkog federalnog univerziteta Imanuel Kant i Instituta za naučne informacije društvenih nauka Ruske akademije nauka obratili su pažnju na to da isti nukleotid u DNK prema svom položaju ima različitu vrednost u genetskoj obradi informacija.
Dakle, kada se proteini sintetišu u ćeliji prema „receptu“, zapisanom u genima, posebne ćelijske „mašine“ — ribozomi — očitavaju nukleotide tri po tri, i za svaki takav triplet, nazvan kodon, biraju određenu aminokiselinu. U 32 slučaja od 64 moguće kombinacije nukleotida „A“, „T“, „G“ i „C“, treću poziciju može da zauzme bilo koja od njih i to ne utiče na rezultat—prepoznatu aminokiselinu. To se dešava zato što ista aminokiselina može biti kodirana sa nekoliko različitih tripleta nukleotida.
Kao rezultat toga, da bi razumeo koja je aminokiselina potrebna, ribozom se, čitajući svako slovo, pre svega fokusira na „značenje“ svoje kombinacije unutar trojki. Ovo se zove kolebanje, zbog „kolebajućeg“ položaja poslednjeg nukleotida u kodonima. Da bi ga opisali sa stanovišta prenosa podataka, lingvisti su uveli termin „semiotički nukleotid“ – minimalni element koji im omogućava da razlikuju jedan triplet nukleotida od drugog.
S tim u vezi, umesto poređenja nukleotida sa slovima, kao što se obično radi, naučnici su predložili da se oni uporede sa drugim jezičkim entitetima — zvukovima, tačnije, fonemima (jezički element koji uključuje samo one karakteristike koje su neophodne za razlikovanje znakova). Pismo nije jezička jedinica; služi samo za označavanje zvuka u pisanju.
Analogija sa fonemima omogućava objašnjenje kako dve karakteristične osobine nukleotida koreliraju sa njihovim promenljivim značajem u zavisnosti od položaja nukleotida unutar kodona.
Ovo pretpostavlja da minimalne jedinice genetskog koda nisu nukleotidi već njihove karakteristične karakteristike. Ove karakteristike imaju različitu relevantnost u zavisnosti od njihove pozicije unutar tripleta – maksimalne na drugoj poziciji i minimalne, sve do nule, u trećoj. Nukleotid na trećoj poziciji je prisutan u fizičkom smislu, ali može biti odsutan u semiotičkom smislu (sa stanovišta njegove distinktivne vrednosti).
Svaki nukleotid ima dve karakteristične karakteristike: broj vodoničnih veza (dve ili tri) i ugljeničnih prstenova (jedan ili dva). Ove karakteristike su relevantne za međusobno vezivanje nukleotida. Dakle, nukleotidi koji imaju dva prstena odgovaraju onima koji imaju jedan prsten (i obrnuto) ali sa istim brojem vodoničnih veza. Međutim, ova pravilnost se može transformisati što se tiče treće pozicije u kodonu.
„Upotreba semiotičkog pristupa omogućava da se identifikuje koju ulogu svaki od nukleotida ima za razlikovanje kodona, i razmatranje kolebanja kao posebnog načina čitanja. Kao proizvod evolucije, genetski kod je semiotički heterogen – u polovini kodona (32 ) treća pozicija je nebitna, u trideset slučajeva deluje u svojoj polovičnoj snazi (relevantna je samo jedna osobina, broj prstenova), a samo u slučaju triptofana dve osobine učestvuju podjednako.“
„Informaciono-semiotički pristup omogućava [nam] da dopunimo uobičajeni opis genetskog koda. Rani Frensis Krik, govoreći o odstupanjima od pravilnosti genetskog koda vezanih za treću poziciju, nazvao ih je „iz očiglednog smisla“. Međutim, sa stanovišta semiotike, posebna pozicija nukleotida može imati smisleno objašnjenje, jer je njegova primarna funkcija da odvoji jedan kodon od drugog, a samo druga funkcija je da razlikuje kodone“, kaže dr Suren Zoljan. filoloških nauka, profesor, glavni istraživač Baltičkog federalnog univerziteta Imanuel Kant, Institut za humanističke nauke.
