Генетический транс (стр. 3 )

Для человеческого организма не чужд класс каталитических реакций - так называемый кросс-катализ (перекрестный катализ). Он играет существенную роль в метаболических* функциях (метаболизм от греч. metabole-перемена, превращение) [4]. Приведем пример такой реакции, описанной в [1]:

* Слово использовано в узком смысле – промежуточный обмен, т. е. превращение определенных веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов.

A X B

 

D

 

Y C

Рис. 3. Реакция перекрестного катализа

Идет удивительная реакция, характерная для работающего биологического объекта. По параметру концентрации в определенной химической среде возникает бифуркационное явление, в результате которого в среде возникает устойчивое кольцо локализации энергии - вихрь.

Из вещества Y получается X, а из X одновременно получается Y и процесс устойчив. Такой реакцией, например, может быть описана взаимосвязь между нуклеиновыми кислотами и протеином: нуклеиновые кислоты являются носителями информации, необходимой для синтеза протеинов, а протеины в свою очередь синтезируют нуклеиновые кислоты.

Позвольте! Но это же напоминает те явления, которые мы наблюдали на небиологических объектах природы. А может быть эта весточка одна из многих о том, что человека не следует вырывать из природы, как мы теперь говорим: из окружающей среды. Приятно сознавать, что человек - органичная часть (элемент) природы, который проявляет собой одну из её ипостасей.

В таком случае законы, которые мы открыли, изучая небиологическую природу, распространяются и на человека. Можно сказать так: человек представляет собой огромную систему атомов и молекул, в которой по определенным параметрам (температура, концентрация и т. д.) могут возникать точки бифуркации, различные формы локализации энергии в том числе и в виде устойчивых колец-вихрей.

Глава 2

Генетическая форма памяти

2.1.Устройство хромосом

Давайте запомним предыдущее и вскроем новый блок информации. В начале XX столетия в Европе возник интересный перекресток двух наук - физики (посвящена фундаментальным принципам и понятиям учения о природе) и биологии (посвящена науке о жизни). На этом перекрестке волей истории встречались на знаменитых трепах (прообраз будущих мозговых штурмов) молодые ученые физики: Бор, Чэдвик, Резерфорд, Блэкетт, Оже; молодые биологи Касперсон, Тимофеев-Ресовский, Густафсон, Баур и др. Физика и биология переживали предродовой (перинотальный) период. Количество неординарно - пародоксальных экспериментальных данных, выходивших за рамки прокрустова ложа устоявшихся классических представлений, возросло. Потребовался новый подход к способу интерпретации и осмысления материала. В этом смысле трепы были гениальным изобретением начала XX столетия. Самые свежие экспериментальные данные, в условиях снятия догмата авторитета, укладывались в фантастические гипотезы, которые тут же проверялись в экспериментальных лабораториях. На ноги вставали новые теории, которые давали неординарные инженерные приложения.

Под пристальным вниманием оказалось ядро. Работа с ядром атома привела физиков в 1942 году к реальному получению ядерной энергии. Работа с ядром клетки привела биологов (1953-1954 гг.) к утверждению, что наследуемая информация жизни (можно сказать, ключ к энергии жизни) сосредоточена в ядре клетки. Оказывается, ядро эукариота (гр. eu-хорошо + karyon - ядро ореха ) являет собой хранилище хромосом - ядерных структур, в которых сосредоточено [5] более 90% генетического материала эукариотической клетки. Система организации атомов в генетическом материале столь своеобразна, столь красива, что невольно приходит на ум сравнение с поэтическими строками великих мастеров человеческой речи. Нас привлекает процесс организации атомов в структуру.

а · P ·· · · · ·

C · O

N P

H · O · · ·

· · · · · N ·

C · H

P ·

· · · · · ·

S-Сахар - пентоза

Г - гуанин

А - аденин

б

Т - тимин	Ц - цитозин
F-Фосфатные группы

 

Азотистые основания

в Мономер-нуклеотид

 

· · · · · · ·

Т	Г

 

Т

Ц

А

ОН

F

S

ОН

F

S

ОН

F

S

· · · ·

· · · · · · · ·

г Полинуклеотидная цепь

Рис. 4. Схема организации молекулы ДНК

Из хаоса - естественного состояния замкнутой системы, по непонятным для нас причинам начинает идти процесс строительства хорошо организованного храма-вместилища генетической информации. Процесс условно можно разбить на несколько этапов (рис. 4):

1. Из хаоса а возникают большие группы химических соединений б: сахариды (сахар-пентоза), фосфатные группы (остатки фосфорной кислоты), азотистые основания ( аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г), цитозин(Ц) ).

2. Группы б объединяются и создают мономер - нуклеотид в, в который входит гидроксильная группа - OH.

3. Из мономеров-нуклеотидов в возникает макромолекула нуклеиновой кислоты и через гидроксильную группу она вырастает в гигантскую полинуклеотидную цепь г.

4. Две полинуклеотидные цепи, связанные между собой

через азотистые основания ( А-Т, Ц-Г - есть большой соблазн сказать: возникает четыре буквы (А, Т, Ц, Г,) из неведомого нам алфавита и для такого заявления есть вполне определенные основания [6] ), образуют молекулу ДНК.

В свою очередь молекула ДНК образует спираль, закрученную вокруг собственной оси. Диаметр спирали 2 нм. с шагом 3,4 нм.

 

2 нм

3,4 нм

Рис.5. Основные линейные размеры спирали молекулы ДНК

Что же послужило причиной, в результате которой хаос родил этот храм-вместилище человеческой памяти? Вопрос, на который человечество ищет ответ все время своего существования. Если опереться на одну из работ , то есть основания для существования и такой гипотезы:

Вероятно, процесс естественной эволюции абиогенно возникшего “первичного бульона” из органических молекул-предшественников РНК, ДНК, белков и других существенных компонентов биосистем был сочетан с актом введения информации в первые нуклеиновые кислоты, она была артефактом. И эта информация была речевой. В начале было слово.... [6].

2.2. Хранилище информации

Есть достаточно много оснований для того, чтобы сказать сегодня уверенно, что хромосомы являются материальным носителем наследуемой человеком информации. Ядро эукариота - шар диаметром примерно 10-7 м. и является вместилищем 23-х пар хромосом, которые изящно уложены в это хранилище.

Понятие хромосомы восходит на нашей памяти в прошлое столетие. Немецкий морфолог В. Вальдейер предложил для обозначения внутриядерной структуры эукариотической клетки термин хромосома (< гр. chromo-цвет + гр. soma - тело). Человек, находясь в плену своей идеи дойти до первопричин, которые могут состоять из простейших кирпичиков, нашел, исследуя материал ядра эукариота, что в нем при добавлении красителя проявляются цветные тела. Появился термин цветное тело - хромосома. Прошло немного времени и в двадцатых годах двадцатого столетия уже возникли основания для заявления: .....было ясно, что хромосомы являются основой того, что мы сейчас называем кодом наследственной информации [7].