The genetic code exhibits redundancy, meaning that multiple distinct nucleotide sequences can encode the same amino acid sequence, a property mathematically characterized as non-injectivity. While this phenomenon is well studied in molecular biology, its rigorous verification within a computational framework remains limited. In this work, we present a machine-verified model of the central dogma of molecular biology using the Lean 4 interactive theorem prover. We formalize nucleic acid bases and amino acids as inductive types and define transcription and translation as functions mapping DNA sequences to RNA and subsequently to polypeptides. Within this framework, we prove key properties of these biological processes, including the redundancy of the genetic code, injectivity of transcription, and the non-injectivity of translation. Additionally, we formalize auxiliary processes such as DNA replication and mutation, and verify properties such as length conservation under transcription and point mutations. Finally, we demonstrate how Lean 4 helps prevent semantic errors in our code, showing its effectiveness as a tool for advancing reliable, bug-free scientific computing, particularly within the life sciences.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

代码(Code)是专知网的一个重要知识资料文档板块,旨在整理收录论文源代码、复现代码,经典工程代码等,便于用户查阅下载使用。
《分布式多智能体强化学习的编码》加州大学等
专知会员服务
58+阅读 · 2022年11月2日
编码计算研究综述
专知会员服务
22+阅读 · 2021年10月26日
利用神经网络进行序列到序列转换的学习
AI研习社
12+阅读 · 2019年4月26日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
从LeNet到SENet——卷积神经网络回顾
AI科技评论
13+阅读 · 2018年2月15日
【AAAI专题】论文分享:以生物可塑性为核心的类脑脉冲神经网络
中国科学院自动化研究所
15+阅读 · 2018年1月23日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 11月2日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
7+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
4+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
《分布式多智能体强化学习的编码》加州大学等
专知会员服务
58+阅读 · 2022年11月2日
编码计算研究综述
专知会员服务
22+阅读 · 2021年10月26日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员