Николай Скурихин - Информационная концепция сознания. Книга 3. Информация

9. Соотнесение понятий способности и информации наиболее просто может быть выполнено при постоянстве параметров систем контроля и регулирования. Повторение формирования управляющих воздействий в таких системах при постоянных внешних воздействиях позволяет связать информацию со способностями. Но биологические объекты находятся в постоянном изменении своих параметров и свойств, которое обусловлено не только «случайностью всех мутаций», но и самой природой, морфологией устройства молекулы ДНК и процессом ее прочтения и репликации. «Расплетание» двойной спирали исходной молекулы ДНК сопровождается синтезом двух новых цепочек, одна из которых синтезируется без перерыва, другая же, ввиду «встречного» движения расплетаемой цепочки ДНК, синтезируется частями, кусочками, называемыми «фрагментами Оказаки», стр. 374. Возникающая в последнем случае мутация может быть устранена починкой поврежденного участка ДНК, «репарацией». Специальные ферменты, занимающиеся такой починкой, имеют цель восстановить ту информацию, которая должна быть передана при репликации молекулы ДНК. Здесь и проявляется совпадение способности ферментов с содержанием того сообщения, которым происходит восстановление искаженного кода ДНК, содержащего наследственную информацию.

10. Другим примером выявления совпадение информации и способности служит регуляторный участок ДНК, называемый промотором. Этот участок молекулы ДНК активируется специальным веществом, и он «определяет, как и когда будет работать соседний с ним ген», стр. 380. Изменение концентрации вещества в среде размещения промотора приводит к активизации рядом расположенного гена ДНК. Таким образом, активизация промотора изменением концентрации вещества приводит к увеличению его способности вызвать более высокую интенсивность работы рядом расположенного гена и, как следствие, достигнуть определенного результата в регулирования скорости мутагенеза выгодным для организма способом. В рассмотренном примере содержится возможность количественной оценки способности промотора, как той информации, которая содержится в сообщении этой части молекулы ДНК, передаваемом соседнему гену. Причем достаточно неоднозначно и неопределенно содержание этой информации, поскольку совершенно не определен алгоритм работы промотора, «который определяет, как и когда будет работать соседний с ним ген». Но для любой системы управления, как и регулирования, время начала переходного процесса, его длительность и условия его протекания являются одними из важнейших факторов функционирования такой системы.

11. *. Способность, как признак живой материи, присутствует в любой части, в любом элементе такой материи. Но в то же время любой элемент живой материи организован по известным, открытым учеными ХХ века, принципам строения кибернетических систем, функционирование которых возможно только посредством формирования и использования информации. Отметим еще раз, что информация представляет для нас смысловое содержание сообщения, передаваемого от части организма или элемента живой материи к другой части или другому элементу такой материи. Этот вопрос большинством биологов вообще исключается из рассмотрения, и содержанию информации каждым из экспериментаторов придается свой собственный, «специфический» смысл, который часто совершенно отличается от смысла, закладываемого в понятие информации другими учеными. Поэтому оказывается достаточно сложно отделить содержание сообщения, представляющего собой информацию, от материально существующих сигналов, кодов, используемых при передаче такого сообщения. Но несомненен тот факт, что все элементы живой материи, касается ли это биологической клетки, или ее генома, или молекулы ДНК, одного гена или его какой-то части, реализуют собой отдельные контуры управления или контуры регулирования, что только усложняет анализ функционирования таких живых элементов. Достаточно привести в качестве примеров такой регуляции в живых организмах, клетках, вирусах и мобильных генетических элементах способности некоторых генов, белков, регуляторных участков молекул РНК и ДНК.

12. Белок DSCAM, ген, благодаря процедуре редактирования – альтернативному сплайсингу, кодирует несколько разных белков. Механизм альтернативного сплайсинга позволяет на основе единственного гена DSCAM синтезировать десятки тысяч рецепторных белков, обеспечивающих иммунную защиту клетки. Каков белок будет производиться геном, «зависит от сложных регуляторных систем, о которых пока еще очень мало известно».

13. Другая способность белка DSCAM касается его участия в развитии нервной системы. Задача персональной идентификации, различении «своих» и «чужих». «В 2004 году… оказалось, что каждый сплайс-вариант этого белка обладает способностью к так называемому «гомофильному связыванию»: молекула данного сплайс-варианта «узнает» другую такую же молекулу и прочно связывается с ней. «При этом она никогда не связывается с другими сплайс-вариантами того же белка». «…эта удивительная особенность делает DSCAM идеальным молекулярным устройством для различения «своих» и «чужих». При развитии нервной системы «жизненно важным является не только белок DSCAM сам по себе, но и разнообразие его сплайс-вариантов», «каждый нейрон в норме производит свой собственный уникальный набор сплайс-вариантов белка DSCAM. Таким образом, создается уникальная «визитная карточка» данного нейрона, что позволяет нейрону отличать свои собственные отростки от чужих». Интересно следующее : «нейроны, способные синтезировать только один сплайс-вариант DSCAM, растут неправильно, если они окружены другими такими же мутантными нейронами, однако их рост становится совершенно нормальным, если их окружают обычные нервные клетки, производящие разные сплайс-варианты. Если нейрон вообще не производит белка DSCAM, он растет неправильно в любом клеточном окружении», стр. 493. Этот ген мог и не существовать многие миллионы лет назад, когда обмен сигналами между нервными клетками осуществлялся другими видами белков. Такими белками могли быть *. постсинаптические белки губок, 200 миллионов лет назад, – предтечи «коммуникационных» белков для формирования системы обмена сигналами между нервными клетками, стр. 296. «Животное может не иметь нервной системы. Но если его клетки совсем не будут «общаться» друг с другом, это будет уже не животное, а скопление одноклеточных организмов».

14. В качестве последнего примера способностей биологической клетки и ее отдельных механизмов функционирования приведем краткие суждения А. Маркова о генной регуляции некоторых молекулярных систем, известной под обозначением NMD. Способ генной регуляции в виде альтернативного сплайсинга и механизм NMD, «разрушение мРНК, опосредуемое бессмыслицей». «Особые молекулярные системы, о которых пока мало что известно, идентифицируют зрелую (то есть прошедшую сплайсинг) мРНК, как бессмысленную, и приговаривают ее к уничтожению в том случае, если в ней имеется „преждевременный“ стоп-кодон (три нуклеотида, сигнализирующие об окончании синтеза белка», стр. 501. Гены семейства SR кодируют белки, участвующие в регуляции альтернативного сплайсинга. Гены SR и сами подвержены альтернативному сплайсингу. Регуляторный контур работает по принципу отрицательной обратной связи: чем больше производит клетка SR-белков, тем чаще они направляют сплайсинг своих мРНК по альтернативному пути, тем самым снижая темп производства новых SR – белков. Этим поддерживается постоянство концентрации SR – белков в клетке. «О молекулярных механизмах сплайсинга нам известно очень мало».