Николай Бодягин - Поле кода. Искусственные генетические машины

Я хорошо понимаю, что читать чужие статьи и книги – серьёзная работа, требующая времени. Это дорого для человека, особенно если он творчески состоятелен и знает, как и для чего тратить свой бесценный кусочек жизни. Поэтому следовал следующим правилам:

– не излагать известные чужие работы и мысли, а писать лично от себя;

– писать максимально коротко и ясно;

– использовать только известные физические представления и терминологию;

– не использовать математические выкладки;

– не представлять того, в чём не уверен;

– для всех гипотез и идей формулировать проверочные эксперименты.

В существующем представлении Код – это система химических элементов, организованных в специфическую пространственную структуру, которая способна самовоспроизводиться, извлекая энергию и вещество извне.

Я предполагаю, что помимо линейной последовательности нуклеотидов часть генетической информации содержится в пространственной структуре Кода, которая при этом является источником специфического поля. С его помощью осуществляется управление сборкой отдельных элементов в единый организм и коммуникации с внешним окружением.

Достоверно установленная спиральная структура ДНК вызывает восхищение и логично приводит к заключению о параллелях с другими спиральными шедеврами Природы. Однако до сих пор она не имеет вразумительного объяснения своего происхождения и функций и ей не нашлось места в работе механизма наследственности.

Но, как известно, Природа ничего не делает впустую. Просто так она и пальцем не шевельнёт. Не будет, например, разрисовывать стёкла морозными узорами и создавать спирали ради нашего эстетического удовольствия. Она единственно умная среди нас, мнящих себя суперменами. И не рискну даже предполагать, что спирали – это атавизм и пустой багаж, передвигаемый эволюцией из глубокого прошлого. Стоит задуматься, что спиральная иерархическая геометрия в Природе и, в частности, в геноме играет некую очень важную роль, является фундаментальной формой живого.

ДНК – это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся белков – нуклеотидов. Её две цепи, ориентированные азотистыми основаниями друг к другу, образуют первичную структуру. Эта молекула закручена по винтовой линии. Это вторичная структура.

Она усложняется с увеличением масштаба и образует третичную структуру – спиральную свёртку вторичной. За ней следует ещё одна винтовая компактификация. Их размеры последовательно увеличиваются: 10 нм, 30 нм и т. д. Это верхние уровни структуры.

Совокупная длина ДНК у высших организмов – около двух метров, и она компактно упакована в ядро клетки диаметром 10 мкм в виде иерархической структуры. Важнейшее обстоятельство – спиральная компактификация на всех уровнях организации генома. Эта удивительная упаковка – не только способ экономно расходовать пространство, но прежде всего обеспечивает выполнение важнейших задач защиты, хранения и трансляции генетической информации.

Вероятно, итоговая внешняя форма ДНК – сфера, предполагающая минимум потенциальной энергии (насколько это понятие вообще применимо в данном случае). Это позволяет ей изоморфно сохранять устойчивость при внешних воздействиях. Такова, например, форма жидкостей в «свободных условиях». Внешние более рыхлые слои образуют упругую гибкую оболочку, способную поглощать внешние воздействия, в том числе противостоять тепловым флуктуациям, как, например, резиновый мячик. При приемлемых уровнях внешних воздействий целостность генома сохраняется. Очевидно, что совсем иную устойчивость ДНК демонстрировала, будучи растянутой в линию.

С позиций электромагнетизма вторичная спиральная структура ДНК – это индуктивность, источник магнитного поля (МП), как обычная катушка с током. Это же относится и к следующим верхним уровням спиральной структуры. Таким образом, магнитное поле – это следствие пространственной организации.

Ёмкость ДНК как электромагнитной (ЭМ) системы обусловлена двумя параллельными цепочками соединений, образующих линейную последовательность (аналог обкладок конденсатора), и взаимодействиями верхних уровней между собой.

Таким образом, геном может быть условно рассмотрен как последовательный колебательный контур с распределёнными параметрами. Аналогичные устройства в технике имеют очень узкую полосу пропускания и обычно используются в качестве фильтров. Это может объяснять селективность всех процессов, определяемых геномом: от взаимодействий на микроуровне до когнитивных механизмов и, как следствие, гиперчувствительность организма к окружению. Особенно ярко это проявляется в отношениях родственных, т. е. резонансно связанных прошлым биообъектов, даже если они находятся на значительном удалении. Накопившихся экспериментальных фактов достаточно для такого утверждения.

Буквы генетического Кода последовательно воплощаются в РНК и белки. При этом происходит перемещение электронной плотности за счёт перестройки химических связей. И таких процессов множество. Биологическая динамика есть сеть ЭМ-поддерживаемых биохимических реакций. Фактически это означает протекание электрического тока и возникновение ЭМ полей (рис. 1).

Такие поля существуют не только в режиме репликации, но и в «статике». Причинами являются асимметрия электронной плотности, флуктуации, динамические внешние и внутренние факторы.

Информация, хранимая в линейной цепочке нуклеотидов, геометрически свёрнута так, что образует LC контур, который работает как приёмник-передатчик ЭМ сигналов. Его электродинамическая потенция существует в виде внутренних полей и излучений. Поэтому генетическая информация может сама себя транслировать вовне и становиться активной без дополнительных ухищрений. Это принципиально отличается от искусственных систем, где обычно источник информации и её передатчик разделены.

Именно верхние уровни структуры обеспечивают двухстороннюю связь генома с внешним и внутренним окружением. Это позволяет ему сохранять устойчивость и возможность последовательной эволюции.

Изменения генома в процессе жизни организма обусловлены не только высокоэнергетическими повреждениями, но и его чувствительностью как резонансной электродинамической системы.