Читать книгу Поле кода. Искусственные генетические машины - - Страница 3

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.

1.3.8. Вода

В реальных «жизненных» условиях существует тесная взаимосвязь ДНК с окружающей её водной оболочкой. Вода – это материальный субстрат связи генома с «внешним миром». Она выступает неким защитным скафандром генома и существенно модулирует внутренние поля ДНК и воздействие внешнего окружения. Это напоминает защитный озоновый слой Земли. Более того, в работе Б. Фенга (Feng B. et al. PNAS, 2019, v. 116, n. 35, p. 17169–17174) на основе результатов проведённых экспериментов сделан вывод о том, что ДНК не просто постоянно окружена слоем воды, но и сама её спиральная структура зависит от состояния воды.

Таким образом, работа генома неразрывно связана со свойствами внутренней воды (они практически неизвестны), которые чрезвычайно важны для безошибочной и постоянной работы механизма репликации. Это подразумевает, что вибрационное управление генетическими процессами должно включать взаимодействие с собственными вибрациями воды. Можно провести ряд очевидных экспериментов по выявлению их резонансной взаимосвязи.

Верно и обратное: ДНК модулирует структуру пограничного слоя воды. По мере приближения к границе с геномом её структура становится более упорядоченной, утрачивая старые степени свободы и обретая новые.

В известных экспериментах Л. Монтанье (Montagnier L. et al. Electromagn. Biol. Med. 2015, 34, 106–112) с помощью внешнего магнитного поля был осуществлён перенос информации от концентрированных образцов ДНК на воду и обратное восстановление генома. Это может означать, что внутренняя вода является переносчиком генетической информации и связывает все части тела, перемещаясь между ними. А магнитное поле со специально подобранными характеристиками, в том числе с теми, которые использовались в опытах Монтанье, может служить дополнительным средством усиления взаимодействия процессов в разных частях организма.

1.3.9. Поля партнёров

Все идеи о полях ДНК применимы к её партнёрам – РНК и белкам, которые тоже имеют собственные ЭМ поля. Форма биороботов, характер их движений – не абстрактные паттерны, а воплощение геометрии, за счёт которой генерируются поля особой конфигурации и обеспечивается выполнение функций этих биороботов.

Геометрию белков и РНК нельзя считать однозначно спиральной. Однако в силу своей развитости она оказывается топологически адекватной структуре ДНК. Это определяет резонансные (синхронизационные) механизмы взаимодействий между ними и связывает их в единую систему. Это важная идея, в том числе и потому, что информация о любом из участников процесса репликации может симметрично использоваться по отношению к другим.

Таким образом, авторепликация – это синергетичный, полевой, вибрационный процесс. Все его участники, связанные воедино через резонансы и синхронизации, порождают новое качество – жизнь.

Чрезвычайно сложно установить корреляции между геометрией генома и финишной формой организмов. Но можно предположить, что спиральная геометрия потенциально порождает мощный континуум степеней свободы у упакованных в неё веществ, позволяя формировать им множество пространственных форм.