진화 ,분자진화, 유전적 연산방식 (Genetic Algorithm), RNA 세계

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진화 ,분자진화, 유전적 연산방식 (Genetic Algorithm), RNA 세계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.진화에 대한 고찰
2. RNA 세계
3. 분자진화
4. 유전적 연산방식 (Genetic Algorithm)

본문내용

숫자가 좌우하는 것이 아니라 실험 설계가 더욱 중요하게 된다. 유전적 방식에 있어서 중요요소들은 선택, 교차, 그리고 돌연변이이다. 그래서, 주어진 화합물의 치환체들에 DNA 유전 암호처럼 암호를 부여한다. 이 암호는 전혀 임의로 결정할 수 있으며, 편의상 0과 1로 나타낸 2진수로 표현해 보자. 각 치환체가 10개라고 가정하면, 2진수 4자리 (24 = 16)로 각 치환체를 표현할 수 있고, 치환체가 4개이므로 2진수 16자리로 모든 가능한 조합을 만들 수 있다. 16개의 암호로 10개의 치환체를 지정하므로 일부는 2번 이상씩 지정될 수도 있지만, 이것은 단백질을 암호화하는 염기서열에서도 마찬가지이다 (64대 조합이 20개의 아미노산을 결정).
예: 0001 0110 0010 1110
1111 0011 0100 1011
그리고는 이 암호를 마치 유전 암호처럼 사용한다. 난수표를 이용해 임의로 숫자 20개를 뽑는다. 그러면, 해당하는 분자구조를 결정할 수 있다. 이 20개를 이용해서 1차 검색을 실시하고, 활성을 나타낸 분자들을 선택하여 암호상의 임의 지점을 선정 교차시킨다. 이런 과정을 통해 20개의 새로운 분자를 선택하는 것이다. 교차 시킬 짝을 결정하는데 있어서는 활성의 순위별, 혹은 활성 정도에 따라 뽑힐 확률을 높여주는 등의 여러 가지 고려를 할 수 있다. 한편, 재미있는 것은 교차되는 지점이 4개의 숫자로 이루어진 단위치환체 구조 내부라면, 전혀 새로운 치환체가 선정될 수도 있다는 것이다. 즉, 다음과 같은 경우이다.
예: 0001 011/0 0010 1110
1111 001/1 0100 1011
예: 0001 0111 0100 1011
1111 0010 0010 1110
실제 생물에서의 교차도 이와 비슷할 것이다. 마지막으로 선정된 후보들에 적절한 비율로 돌연변이를 유발시키는 것이다. 이것은 단순히 0과 1을 교체하는 것으로 가능하다. 이렇게 최종 선정된 2차 후보 20개의 분자를 합성하고 다시 검색을 통해 3차 검색을 위한 새로운 분자들을 선정한다. 총 10단계의 합성을 거친다면, 모두 200개의 화합물을 합성해야 하는데 모두 10,000개의 화합물을 합성해야 하는데 비하면 2%에 불과한 숫자이다. 이러한 방법으로 전체 가능한 조합중 가장 뛰어난 화합물을 찾지 못할 가능성은 여전히 존재하지만, 효율적으로 선도물질을 찾거나 찾아진 선도물질을 빠른시간에 최적화하는데 효과적이다.

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