Межмолекулярные взаимодействия в самоорганизующихся биосистемах

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ  В САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ БИОСИСТЕМАХ.

(*****@***ru; http://amdeich-var-reverse-translation. ru)

ФГБУ «РОНЦ им. Н. Н.БЛОХИНА» РАМН, Москва, Россия

  Принято считать, что взаимодействия в клетке между молекулами (включая низкомолекулярные, биомакромолекулы белковой, нуклеиновой, нуклеопротеиновой природы, др.) сводятся к известным химическим/физико-химическим/биохимическим (за счет ковалентных, водородных, гиброфобных, гидрофильных, ван-дер-ваальсовых, ионных, донорно-акцепторных, дисперсионных сил рассеяния, других связей с различными силой и радиусом действия) взаимодействиям. При этом, очевидно, недооценивается другой, более глубокого уровня вид специфического взаимодействия молекул (свободных/ассоциированных) и их частей, – предполагаемого обмена элементарными частицами, – в частности, фотонами (сущностно связанными с характеристиками электронных облаков протон-электронных атомно-молекулярных структур) в большинстве перечисленных видах межмолекулярных связей. Такой вывод был сделан в результате теоретического анализа функционирования некоторых гипотетических механизмов и биогенетических систем клеток (соматических, герминативных, иммунологически активных).

  Сложность анализа (даже теоретического) принципиально новых фундаментальных (гипотетических) биологических механизмов состоит в том, что их невозможно изучать изолированно, т. е. без учета взаимодействия их с целым рядом других хорошо/слабо понятных механизмов. Такая новая упорядоченность нередко порождает новые сумму вопросов и парадигму. К выше названным могут быть отнесены два новых гипотетических механизма: вариабельная Поэпитопная Обратная Трансляция (отдельного белкового эпитопа; вПОТ) и передача Вектор-подобной Нуклеиновой Последовательности (ВНП-передача внутри/между клетками одного организма; или ее подвид, – ГЧОС-система, Генетической Челночной Обратной Связи, между клетками разных организмов сообщества/их-групп).

  Предполагается, что линейный/конформационный белковый эпитоп длиной до 5-10 аминокислот, локализуясь на слабо-проницаемой внутренней мембране митохондрий (куда он попал из цитоплазмы в качестве процессируемого протеасомой фрагмента «своего», «модифицированного-своего», «чужого» белка), может служить (псевдо)-матрицей, на которой синтезируется один или несколько единичных или амплифицированных вариантов нуклеинового эквивалента эпитопа до 15-30 и более нуклеотидов длиной (олиго-НЭ; после «расщепления» сложноорганизованного гена на множество составных частей, – промотор, энхансер, интроны, экзоны, и т. д – это возможно новая минимальная генетическая единица). Необходимые активности (протеазные, полимеразные, эндо/экзо-нуклеазные, лигазная, обратнотранскриптазная, др.) обеспечиваются за счет компонент трансляционного, репликативного, редактирующего-РНК аппаратов митохондрий и ядра. Образование олиго-НЭ вероятно связано с «ретранслосомой», – гипотетической самоорганизующейся (одной из многих) супрамолекулярной частицей, сопряженно взаимодействующей с мембран-связанными рибосомами митохондрий. На мембран-ассоциированный синтез олиго-НЭ в «ретранслосоме» могут влиять разные факторы: протон-электронный перенос, напряженность/компоненты биохимических процессов/реакций, свободные радикалы, ионы, рН, глико - липо-нуклео-протеидные компоненты, облучение, лекарственные препараты и другие физические, химические, биологические факторы и процессы (репликация, пролиферация, апоптоз и т. д.). 

  Еще один вариант подобных событий описан для другой ДНК-содержащей органеллы, – хлоропластов. В этом случае вПОТ-механизм и образование наборов олиго-НЭ могут использоваться клетками фотосинтезирующих организмов и для других целей: а) наработки фрагментированного генетического материала (олиго-НЭ), – прежде всего для организмов нефотосинтезирующей части биосферы, распространяемого далее в ВНП-векторах (ВНП-передача/ГЧОС-система-механизмами); б) формирования современного универсального генетического кода (УГК) за счет постоянного поддержания аминонуклеинового соответствия (между каждой аминокислотой и одним/более ее кодонами); более того, если существовал «до-триплетный» код (например, дуплетный), с помощью вПОТ-механизма он также может быть переписан в триплетный (функция «ретрансляции с кода на код»). При фотосинтезе в свет-абсорбирующих эукариотических органеллах одно-/многоклеточных фотосинтезирующих на внутренних мембранах хлоропластов, тесно связанных с антенным комплексом тилакоидов, происходит захват фотонов, – компонент общего энерголучевого потока (ЭЛП), – глико-липо-(нуклео)-протеидными мембранными составляющими (описанный далее процесс, но в связи с другими структурами, возможен и для фотосинтезирующих прокариот/бактерий).

  Составы компонент таких мембран (i) и ЭЛП (ii) могут быть, по крайне мере отчасти, (взаимо)-специфичны: i) у каждого биологического вида (зд. фотосинтезирующего) свои динамика глико-липо-(нуклео)-протеидных мембранных компонент (их мозаика) и индивидуальный суммарный профиль сверхбыстрых квазиэлементарных частиц (экситонов, фононов, поляритонов, магнонов, солитонов), взаимодействующих с элементарными частицами (зд. фотонами, др.); ii) сочетания компонент ЭЛП (зд. потоков дискретных наборов фотонов) оказываются уникально или эквифункционально геоэндемическими (в отношении каждого фотосинтезирующего) и имеют индивидуальные динамику и специфику, зависимые прежде всего от ближнего космоса (Солнца), а также дальнего космоса (галактика; видимая часть Вселенной) и радиационного фона в каждом регионе поверхности Земли. Именно с этапа формирования, – а затем поддержания генетического кода (УГК; возможно, с более ранних кодов), – закладываются основы самоорганизующихся биологических систем (включая их разноуровневые подсистемы; а также клеток/организмов; отчасти вирусов), компонентами которых являются не только наборы атомов, молекул, биомакромолекул, их комплексов (включая надмолекулярные), но и варьирующего состава потоки дискретных наборов элементарных частиц (прежде всего фотонов; др.).

  И именно в связи с названными причинами появилось понятие «фотонный фейрверк» (а применительно к продукту вПОТ-механизма, – «олигонуклеотидный фейрверк»: олиго-НЭ, как и короткие РНК, могут участвовать в регуляции экспрессии и, кроме того, модификации генов, генома, эпигенома, – их первичной последовательности, «метилома», «нуклеосомного кода»; полностью или частично комплементарно взаимодействуя с управляющими коротктми РНК, их мРНК/РНК-мишенями, другими олигонуклеотид-специфическими сайтами генома, олиго-НЭ, как и потоки фотонов, могут выполнять роль «регуляторов регуляторов» разного уровня), отражающее характер взаимодействия большинства перечисленных межмолекулярных взаимодействий (возможно, включая процесс узнавания) между специфическими глико-липо-(нуклео)-протеидными компонентами само/взаимо-организующихся и само/взаимо-развивающихся внутриклеточных систем и организмов (может касаться также подобных систем, имеющих иные составляющие компоненты). Контекст гипотезы таков, что согласованная экспрессия различных генов, участков генома требует согласованности же потоков различных наборов фотонов (т. е. «правильного» «фотонного фейерверка»), взаимозависимого, в свою очередь, с «правильным» «олигонуклеотидным фейерверком», олиго-НЭ (продуктами вПОТ-механизма). Более подробно гипотеза (концепция) изложена в работах на сайте (http://amdeich-var-reverse-translation. ru).