Biológia

Slnečné žiarenie je primárnym zdrojom energie pozemského života. Z fyzikálneho pohľadu je energia širokospektrálneho (teda aj slnečného) žiarenia pohlcovaná tým efektívnejšie, čím širšie rozmedzie vlnových dĺžok fotónov (počnúc časťou spektra, v ktorej zdroj vyžaruje maximum energie) a čím väčšie percento fotónov každej z týchto vlnových dĺžok je zachytávané. Každý nevyužitý fotón by totiž spôsoboval čiastočnú stratu dostupnej energie. Rovnomerné pohlcovanie fotónov všetkých vlnových dĺžok v rozmedzí spektra viditeľného žiarenia (keďže práve v tejto časti elektromagnetického spektra Slnko vďaka svojej povrchovej teplote vyžaruje maximum energie) je ľudským mozgom interpretované ako čierna farba - preto sú čierne napr. aj solárne články. Aplikácia v biológii nám generuje priamočiary záver - ak by mali pozemské rastliny využívať energiu slnečného žiarenia s maximálnou možnou efektivitou jej premeny na chemickú energiu (ktorá je hybnou silou živých organizmov na Zemi), tak z fyzikálno-chemického hľadiska by mali jednoznačne rovnomerne pohlcovať čo najviac fotónov spadajúcich do viditeľnej časti spektra, a to i bez ohľadu na ďalšie procesy nasledujúce po zachytení fotónu. Bezprostredne sa nám tak vynára neobvyklá no logická otázka týkajúca sa jednej zo základných charakteristík pozemskej prírody okolo nás - prečo rastliny nie sú čierne?

Jedným z hlavných cieľov projektu Rosetta je predpovedať tvar proteínov, ktoré sa vyskytujú v prírode. Proteíny (bielkoviny) sú veľké molekuly zložené z malých stavebných blokov - aminokyselín, a častokrát sú nazývané "reťazce". Aminokyseliny sa dajú predstaviť ako ohnivká v tejto reťazi/reťazci. Pre lepšie pochopenie si uveďme nasledujúcu analógiu. Ak si predstavíme obyčajnú železnú reťaz, tak tá môže mať veľké množstvo rôznych tvarov závisiac od síl, ktoré na ňu budú pôsobiť. Ak napríklad reťaz potiahnete, narovná sa do priamej línie, a keď ju hodíte na zem, nadobudne vždy jedinečný tvar. Na rozdiel od železnej reťaze, ktorú tvoria identické železné ohnivká, proteíny sú tvorené dvadsiatimi rôznymi aminokyselinami, z ktorých každá má svoje osobitné vlastnosti (napr. rôzny tvar, či príťažlivé a odpudivé sily), ktoré dohromady vytvárajú sily, ktoré primäjú proteín k tomu, aby nadobudol jedinečný a špecifický tvar. Tento tvar je daný poradím, v akom sú zoradené jednotlivé aminokyseliny v proteíne. V prírode existuje veľké množstvo proteínov s veľmi rôznym počtom aminokyselín a ich zoradením.

Hlavným cieľom Rosetty je predpovedať tvary, ktoré bielkoviny zaujmú v prírode. Tento proces si môžeme prestaviť ako ohýbanie „reťaze“, kde jednotlivé oká predstavujú jednotlivé aminokyseliny. Každá aminokyselina má unikátne vlastnosti (rôzne príťažlivé a odpudivé sily). Na základe týchto síl je možné vypočítať energetický obsah každého ohybu, bielkoviny, teda nájsť energeticky výhodný tvar.