Азотистые основания

в Мономер-нуклеотид

· · · · · · ·

		Т		Г

· · · · · · · ·

гПолинуклеотидная 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 П.П. Гаряева, 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].

Сегодня о составе хромосомы известно почти все: она состоит из молекул ДНК, которые в свою очередь состоят из двух нитей полинуклеотидных цепей.

Каждая ниточка заботливо намотана на белок. Похоже на проводник с током (нитка полинуклеотидной цепи), который намотан на изолятор (белок) - инженерное представление. Возникает нуклеопротеиновый комплекс - хромосома. В ядре хромосомы присутствуют парами и таких пар в ядре эукариота – 23 шт. Сконструированная природой хромосома, если её мысленно вытянуть в прямую нить, достигнет длины до 170 см. Поэтому конструктор скрутил хромосому из спиралей молекул ДНК, что позволило упаковать все 23 пары хромосом в ядро, диаметр которого составляет 0,1 мкм.

В результате в ядре возникла высокая плотность упаковки ажурной цепи атомов с расстоянием друг от друга порядка 3×10^-11м. Удивительно, но в этой ажурной цепи возникли объединения нуклеотидов, свойства которых позволяют утверждать, что они являют собой самостоятельные объекты.

Толкование этих объединений восходит к 1865 году, когда основоположник генетики Г. Мендель пришел к выводу, что наследственный материал представлен отдельными (дискретными) наследственными задатками, отвечающими за развитие определенных признаков организма. В 1909 году В. Иогансен назвал наследственные задатки Г. Менделя генами. В своих воспоминаниях Тимофеев-Ресовский уже говорит: ...гены, наследственные факторы, несомненно самые занятные и самые существенные элементарные жизненные явления. Это те элементарные части, которые образуют то, что сейчас принято называть кодом наследственной информации и далее ...основной элементарной структурой является ген - элементарная, далее неделимая частица-макромолекула нуклеиновой кислоты. Частица, которая способна к конварьянтной редупликации, т.е. способна рядом с собой строить точно подобную себе.

Храм информации, библиотека ( или каталог ?) памяти биологических объектов состоит оказывается из небольшого набора легких атомов начала таблицы Менделева:

H, C, O, P, N.

Если атомы выстроить в одну линию на расстояние химических связей друг от друга, то линейные размеры основных строительных элементов храма (без учета белков) в метрах могут быть с определенной степенью приближения представлены так:

атом - нуклеотид - ген - хромосома - ядро

10^-10 10^-8 10^-4 10^-1 4,6

2.3. Заполненность хранилища информацией

Линейные размеры элементов храма информации не более чем экзотика. Серьезно стоит вопрос: достаточно ли емкостей в хранилище для информации?

Давайте немного посчитаем. В сосредоточенном состоянии человек может воспринимать количество информации до 10¹¹ бит/сек [8]. Допустим, всю воспринимаемую информацию человек направляет в свой информационный храм для записи. Для такого предположения есть некоторые основания. Работы гипнотизеров, наблюдения человека в постстрессовых состояниях свидетельствуют о том, что человек из любого прожитого периода вспоминает удивительно детализированные события. В таком случае, в храме предусмотрены достаточные информационные емкости. Какова же должна быть величина этих емкостей ?

Предположим, человек живет сто лет, или этот промежуток времени, выраженный в секундах, составит примерно 3×10⁹ с. Каждую секунду жизни записывается 10¹¹ бит информации, следовательно, за сто лет человек отправит в свой информационный храм на запись 3×10²⁰ бит.

Что же там в храме за емкости? А в храме -ажурное строение из атомов. Количество этих атомов можно пересчитать. На каждой хромосоме находится примерно тысяча ген. В составе каждого гена сосредоточено порядка 10⁶ атомов. В ядре эукариота находится 46 хромосом. Следовательно, количество атомов в ядре:

10³ × 10 ⁶ × 46 = 4,6 × 10¹⁰ шт.

И вот у нас две цифры рядом: надо записать 3×10²⁰ бит, а для этого есть 4,6×10¹⁰ штук атомов. Количество информации столь велико, что встает вопрос: Да в этом ли храме записана информация? Экспериментальные данные позволяют уверенно заявлять, что именно в этом храме хранятся информационные записи. Тогда давайте с помощью гипотез попытаемся понять природный феномен.

Гипотеза 1. Информация записывается с использованием энергетических полей вне материального носителя с массой покоя [8].

Гипотеза 2. Информация записывается в виде явления

ФПУ [6], предполагающего взаимодействие полевых структур и материального носителя, обладающего массой покоя.

Гипотеза 3. Белок подобно нашему жесткому диску ЭВМ служит накопителем долговременной информации. Одновременно при этом имеют место и предположения гипотезы 2.

В задачу, которую мы разрешаем в этой работе, не входит доказательство состоятельности той или иной гипотезы. Важен факт, что в биологическом теле существует огромное количество эукариотов, порядка 10¹⁵ шт. В ядрах эукариотов сосредоточена однотипная информация, т.е. в каждом ядре записано одно и тоже.

Трудно себе представить, что природа потеряла рассудок от великолепного хранилища информации. Понастроила их без счета во всем биологическом организме. Заполнила одной и той же информацией. С нашей точки зрения разумнее предположить, что все ядра связаны единым полем и являются реперными точками этого поля.