Representación del código genético mediante cuaterniones

CARLEVARO, C. MANUEL; IRASTORZA, RAMIRO M.; VERICAT, FERNANDO

Villa de Merlo, Provincia de San Lui

Congreso; 100ª Reunión Nacional de de Física de la Asociación Física Argentina; 2015

Asocoacion Física Atgentina

Presentamos una representación matemática del código genético stándar. Partiendo de un conjunto de cuatro cuaterniones enteros primos (uno para cada una de las bases de nucleótidos que forman las moléculas de ARNm) y guiados por un diagrama que proponemos para describir la evolución del código, introducimos una función que asigna un cuaternión entero (cuaternión de tipo) a cada codón (el cual es representado por un triplete de los cuaterniones primos asignados a las bases) de tal manera que las principales características del código genético se preservan. El diagrama que introducimos para describir la evolución del código genético se basa en ideas pioneras de Crick e incorpora, de manera tal que recuerda los niveles de energía de un átomo, el concepto de ruptura de simetría. Por su parte los objetos que usamos para realizar la representación matemática del código, los cuaterniones de Hamilton, tienen como propiedades remarcables el hecho de verificar un álgebra no-conmutativa y su capacidad para describir rotaciones en el espacio. En particular esta última propiedad le da a la representación un carácter especial por cuanto permite desarrollar un procedimiento para pasar de la estructura primaria a la estructura terciaria de las proteínas. Con este fin introducimos un conjunto de cuaterniones reales (cuaterniones de orden) los cuales, junto con los cuaterniones de tipo identifican unívocamente a cada amino ácido de las proteínas. Dada una secuencia de amino ácidos diseñamos un algoritmo que determina las coordenadas de los carbonos alfa de la correspondiente proteína usando los cuaterniones de tipo y de orden.