Николай Бодягин
Поле кода. Искусственные генетические машины
Глава 1. Поле Кода
1.1. Правила
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.
1.2. Гипотеза
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.
1.3. Поля генома
1.3.1. Пространственная организация генома
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.
1.3.2. LC контур
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.
1.3.3. Токи зарядов
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.
1.3.4. Геном как приёмник-передатчик
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.
Рис. 1. Токи и электромагнитные поля ДНК
1.3.5. Свойства полей ДНК
Характеристики полей (энергия, напряжённость, частоты и т. д.) определяются пространственной организацией структуры, линейной цепочкой нуклеотидов и связанными с ней физико-химическими процессами, внешними и внутренними факторами и их флуктуациями. Поле ДНК представляет собой динамическую объёмную, вероятно, фрактальную структуру.
Структура поля организма индивидуальна. Ей соответствует уникальный набор собственных частот, на которых могут наблюдаться резонанс или синхронизации. Наличие собственных вибраций объясняет специфическую селективную активность ДНК, РНК и белков.
Действие ЭМ полей ДНК простирается на расстояния, много большие межатомных. Вероятно, это одна из причин, почему МП, глубоко проникая в организм, эффективно взаимодействуют с ним. Это воплощено в многочисленных успешных приборах.
Поля, излучения и потоки вещества, организованные в спирали, имеют специфические свойства. Подробности об их свойствах и способах их генерации изложены ниже.
1.3.6. Природа полей
Термин «биополя» стоит применять не в смысле того, что они присущи исключительно биоматерии и имеют природу, отличную от полей, достоверно установленных наукой, а только в значении того, что они порождаются биообъектами наряду с другими известными излучениями (инфракрасное, ультрафиолетовое и т. д.). Сегодня вполне достаточно теоретических и экспериментальных «ресурсов» для объяснения явлений, протекающих в биообъектах, и в частности ДНК, без привлечения новых сущностей.
Процесс передачи генетической информации может быть переведён на язык ЭМ явлений: полей, зарядов, вибраций, частот и т. д. И этот «новый» взгляд приведёт к серьёзному прогрессу в геномике и её приложениях.
1.3.7. Эллипс
Принято считать, что спираль генома в проекции, перпендикулярной к оси, является окружностью, но в действительности она представляет собой асимметричную фигуру, близкую к эллипсу. Это связано с асимметрией комплементарных групп. Эллипс содержит и создаёт полярность и ритм основу любого развития и существования живого и неживого. Такая же топология наблюдается в траекториях движений планет и электронов в атомах, в живой природе и т. д. Эта производящая потенцию геометрия означает, что система испытывает колебания в виде последовательности сжатия расширения. Если это предположение верно, то оно будет иметь серьёзные следствия для понимания процессов репликации.