Дискретная (квантовая) природа генетического строения. Теория Рапопорта.

Генетика для биологии то же что и физика для неживой природы

И.А.Рапопорт

В начале ХХ века на языке дискретности заговорила не только новая физика, но и новая биология – генетика.

Генетическая формация – четвертое агрегатное состояние вещества, узловой промежуточный пункт на пути к живому. Она, подобно физической мертвой материи, складывается из ряда качественно разных субатомизмов, “ничего не оставляя в себе и своих функциях от химических предшественников, в частности, от ДНК, представляющей собой догенетическую молекулярную непрерывность, которая коренным образом преобразуется в генетические дискретные формы”. Здесь для характеристики квантово-организованной структуры наследственной аппарата лучше всего предоставить в полном объеме слово самому автору теории генетической дискретности Иосифу Абрамовичу Рапопорту, впервые основательно приложившему атомистические идеи к генетическому веществу и справедливо заметившему, что генетический атомизм относится к самым совершенным образцам природного атомизма, он принес в познания прерывности не меньше, чем микрофизика, но зато как много нового и противоположного в отношениях между двумя системами дискретности.

Итак, по Рапопорту:

Нуклеотиды. Нуклеотиды – первичный атомизм, элементарные представители наследственной материи, мономерные единицы изоморфного топологического измерения, участвующие в аутокатализе, генетические кварки, поскольку не связаны с каким-либо более простым генетическим уровнем, иначе говоря, ниже их нет других генетических тел. Нуклеотидная структура составлена 3 компонентами: гетероциклическим азотистым основанием, дезоксирибозой (или рибозой) и остатком, в центре которого стоит один из факультативных атомов-органогенов – фосфор. Взятые в отдельности все три части нуклеотида имеют химическую природу и, только объединяясь, после контакта с каталитической матрицей уже представляют генетическое строение. Нуклеотиды формируются в клетке с помощью сосредоточенного в протоплазме мощного разветвленного каталитического ферментативного аппарата. Когда они сходят с ферментативного “конвейера” и находятся еще вне генетического поля, в них господствует химическое строение и они находятся в беспорядочном движении. Свободные нуклеотидные “болванки” начинают свое восхождение к генетическому состоянию с химического уровня под влиянием парных им матричных нуклеотидов, создающих генное поле. Химические и генетические нуклеотиды по химическому составу тождественны, а по структурной организации различны. Взаимодействие между нуклеотидами (мономерами) в молекуле ДНК совершенно не похоже на взаимодействие их в хромосоме.

Против каждого генетического нуклеотида (а матричные нуклеотиды, как известно, объединены валентными связями, в них дано иное отношение к химическим атомам, радикалам и валентным связям, чем в молекулах, между ними нет негенетических областей) устанавливается свободный нуклеотид, а против аминокислоты такая же свободная аминокислота. Этот вид дискретности в химии отсутствует. Химический нуклеотид переходит в генетическое состояние после контакта с матричным нуклеотидом, а химическая аминокислота – с генетическим триплетом (у эукариотов). Лишь 20 аминокислот способны включаться в нуклеопротеиновую структуру. Распределение свободных нуклеотидов и триплетов вне генетического поля не ведет к формированию генной структуры, так как они не располагают статистической неразличимостью и поэтому не способны построить адекватную матрицу. В аутокатализе и гетеросинтезе подставляются нуклеотиды, а не триплеты. Генетические нуклеотиды – единственный атомизм, успешно взаимодействующий, например, с химическими нуклеотидами в пределах хромосомы в аутокатализе, но если генетический нуклеотид вырван из хромосомы, он сразу погибает в протоплазматической среде, переходя в химическое состояние. Подобно тому как электроны не меняют свое основное состояние, будучи свободными или находясь внутри атомов, поскольку есть энергетические уровни, позволяющие свободному электрону занять место на атомной орбите, так и химические нуклеотиды занимают свое место в генах во время аутокатализа, испытывая дискретные превращения (и в частности, резкое падение энтропии), вводящие их в систему полиатомизма. Помимо 4 нуклеотидов в химической номенклатуре известны еще десятки других образцов строения нуклеотидов, многие из них неспособны переходить в генетическое состояние. Лишь немногие нуклеотиданалоги могут включаться в гены, но почти только у прокариотов они действуют далее как своеобразные мутагены. Нуклеотиданалоги соперничают с “модальными” нуклеотидами только при условии их повышенной концентрации.

Триплеты. Триплетный уровень – второй генетический слой, он не является простой механической суммой трех нуклеотидов, а есть самостоятельный результат их интеграции, это – новая самостоятельная генетическая целостность, квантовый модуль он анизотропен, и в отсутствие генного поля относительно равномерно, хотя по-разному, определяет свойства входящих в его структуру нуклеотидов. Триплеты – основные дискретные элементы генного строения, занимают в нем положение своего рода элементарных частиц. Другими словами в конъюгированных триплетах содержится стройная интегральная композиция из трех “мононуклеотидных кварков” и одной аминокислоты. Триплеты интегрируются во что-то заведомо нехимическое и надхимическое. В интегрированном виде это что-то уже не может изучаться химическими методами, применяемыми к молекулярным телам. Количество нуклеотидных единиц, занимающих положение субатомов и входящих в триплетный блок, строго сохраняется, а закономерности чередования триплетов в генах дают более широкий выбор чередования. Три класса генного строения – рибонуклеиновый, дезоксирибонуклеиновый и дезоксинуклеопротеиновый имеют один и тот же численный набор триплетов – 64 единиц (34). Число, составляющих гены триплетов колеблется от гена к гену. Чередование триплетов определяет индивидуальность генной структуры и ее спектр чередований.

Триплеты – эквиваленты конъюгации с аминокислотами в нуклеопротеиновых генах и дублирования аминокислот с информационной рибонуклеиновой матрицы. Нормировка триплетных форм в генетическом строении связано с принципом, который перекликается с микрофизическим запретом Паули (высшим законом строения атома, запрещающим наличие в атоме двух фермионовых частиц, которые не различаются хотя бы по одному квантовому числу), и значит запрет тождества соседних триплетов в гене здесь сравнивает внутригенные триплеты с элементарными частицами, например, с электроном в составе химического элемента. Использование в генетике принципа исключения идентичного соседства есть черта квантового уровня этой упорядоченной топологии. Мы допускаем даже, что расположенные рядом неодинаковые конъюгированные триплеты, кодирующие одинаковые аминокислоты, задают различные конфигурации лежащим рядом одинаковым по составу аминокислотам. Тогда и для аминокислот в конъюгированных нуклеопротеиновых генах также справедлив модифицированный для генетического строения критерий Паули.

Итак, в генах и хромосомах одинаковые триплеты могут встречаться с широко варьирующей частотой, но случаи идентичного недифференцированного соседства при этом исключены. То есть чередование триплетов внутри гена отмечено запретом повторения, которого нет в химических молекулах. Запрет тождественного триплетного соседства можно объяснить скорее всего тем, что в противном случае построенный на физико-химической основе генный блок теряет свое избранное положение и опускается до не располагающей стационарностью (атомизмом) молекулярной структуры. Важная форма квантования воплощена непосредственно триплетами и размещение их решает задачу устойчивости. Мутационный процесс очень строго выполняет эти требования, а если изредка не получается, возникают микронехватки. Крупные новые состояния возникают, когда внутриатомный триплет одного строения меняется на другой, и это сопровождается мелкими квантовыми переходами в оставшихся на местах соседних триплетах.

Интроны-экзоны

Гены – атомные единицы высшего порядка в сравнении с триплетами, с большим масштабом активности, критический набор единиц новой стихии, сложная совокупность передовых качеств повышенной упорядоченности, химической конъюгации (ДНК- белок), полиморфности. С их объединением генетика отрывается от химии путем разрыва. Генный уровень (структура) занимает собственную нишу в природе, возникает из обобщения триплетного, складывается в самостоятельный и совершенный топологический модуль, интегрирует составляющие его нуклеотиды и триплеты, редкие бинуклеотиды и мононуклеотиды, возникающие после мутаций вне триплетной структуры в нуклеопротеиновом гене, устанавливает известную энергетическую неравноценность, основу аллеломорфной конституции, служит базисом для обобщения генного множества хромосомой. Число генов в хромосомах высших эукариотов в сотни раз превосходит генные наборы у ДНК и РНК прокариотов. Гены создают целое, способное к полному дублированию, с образованием новой устойчивой структуры, тогда как химические молекулы могут проявить лишь свойства катализа, всегда далекого от аутокатализа в генетическом смысле. Гены могут преобразовываться в ходе митоза, синтезировать ключевые нуклеиновые единицы (иРНК) для формирования ферментов. Гены способны вступать во взаимодействия с формообразовательным аппаратом в онтогенетическом процессе, непосредственно с химическими субстратами будущего действия ферментов, со многими типами мутагенных агентов, с веществом, усиливающим репарационные процессы, со свободными нуклеотидами, а у эукариотов и со свободными аминокислотами при аутокатализе, с химическими рибонуклеотидами в гетеросинтезе, с некоторыми нуклеазами.

Способность генов повторять себя в потомстве через огромное количество поколений и в каждой генерации служить источником формирования специфических ферментов указывает на своеобразную броню, защищающую их от возмущений, при которых теряют стабильность и функционально деформируются химические и макрофизические тела. Монолитность генов позволяет их сравнивать с атомами. Гибель генов наступает тогда, когда подавляется их физико-химическая дискретность. Атомизм генов сопротивляется распаду как целое и погибает как целое, представляя собой неизвестные химии силы полного квантования полиатомных химических структур. Гены открыты для мутагенного вмешательства в течение всего митоза и мейоза, хотя есть различия в чувствительности стадий. После мутации они в огромном большинстве случаев так же полноценны по структуре генетического атомизма, как и домутационные состояния. Гены в организме реагируют исключительно с ограниченным набором химических мутагенов, а нуклеиновые кислоты вступают во взаимодействие с сотнями видами молекул, совершенно лишенных мутагенной активности. Генный аппарат обеспечивает наследственность, а также осуществляет огромную деятельность в процессе онтогенеза и обмена веществ, тогда как нуклеиновые кислоты это делать не могут, они нигде не показали возможность наблюдать в эксперименте спонтанный переход в генетическую форму. В сравнении генов с химическими молекулами можно увидеть, что величина энтропии отдельного гена очень близка к нулевой. Нулевая энтропия всегда дана в генах, пока они существуют. Для химических молекул известная положительная энтропия является при 300К обязательной фундаментальной характеристикой. Явление генов – структурных, регуляторных, теломерных, центромерных, немых – подтверждает фундаментальную черту генетической материи – дискретность, не исчезающую при всех возможных ее изменениях. Информация новых генов, возникающих из немых генов, служит обмену веществ и формообразованию, повышению иммунитета, образованию дополнительных ферментативных устройств, помогающих в защите генетического аппарата.

Хромосома. Хромосома – самый массивный ярус генетического состояния. Она представляет собой сложный конъюгат, содержащий 4 нити (2 ДНК и 2 белка), с почти одинаковой силой валентных связей и их непрерывным следованием. Значит, при хромосомной фрагментации разрыв валентности происходит сразу в 4 нитях. После мутации в хромосоме появляются 2 других одинаковых триплета и 2 другие одинаковые аминокислоты. Хромосомное состояние отмечено стационарностью, связностью, устойчивостью. Хромосома, состоящая из двух хроматид, имеет консистентное состояние. При хромосомных перестройках, многие из которых отрицательно влияют на жизнеспособность и плодовитость, обе хроматиды ведут себя как одно тело (хотя реже встречаются хроматидные аберрации). Детальное сравнение обнаруживает перевес одинаковой перемены в обеих хроматидных нитях. Начальное состояние – рибонуклеиновые хромосомы; более массивны по числу триплетов дезоксирибонуклеиновые хромосомы. Но между обоими нуклеиновыми классами есть некоторая интерференция. Впереди них стоят огромные дискретные коллективы конъюгированной нуклеопротеиновой генной структуры. Хромосома имеет линейную топологию, сотканную из нуклеотидов, триплетов и генов, и не только потому, что линейными были химические белки и нуклеиновые кислоты, но и потому что это судьба генетического строения, разветвления вредили бы активности хромосомы. Линейный порядок хромосомной структуры есть универсальный закон, и даже характерная для нуклеиновых хромосом кольцевая форма в основных ее свойствах относится к этой же категории. Материал внутри кольцевой хромосомы построен так же строго одномерно, как в линейных хромосомах растений и животных, что делает невозможными разветвление и многомерность в пространственном положении эквивалентов генного вещества. Разграничительная линия проходит между кольцевыми хромосомами и двутеломерными хромосомами, т.к. первые характерны для рибо – и дезоксирибонуклеиновых, а вторые для нуклеопротеиновых генетических структур. В то время как в составе хромосомы есть гены, триплеты, нуклеотиды, в химических нуклеиновых кислотах есть только нуклеотиды и триплеты. Эукариотическая хромосома, имея линейную форму, замкнута с двух концов теломерами. Она имеет и такое новообразование как центромеры, которые подразделяют хромосому на два плеча и к которым прикреплены нити веретена деления. Линейность хромосомы сочетает огромную сложность и упорядоченность генетического состава со свободой стационарного движения внутри этой системы, структурную ажурность и далеко незаурядную непрерывность. Линейная геометрия позволяет хромосоме оперативно и полностью развернуть активную формирующую матрицу. Хромосома далека от химического полимера, как гены – от молекул: (1) химические полимеры отличаются высоким показателем энтропии, а хромосомы крайне близки к нулевой энтропии, (2) как правило, линейные химические полимеры построены из одного и того же, а реже – из 2-3 видов мономерных остатков, хромосомы же высокополимерны, т.к. состоят из 64 видов триплетов, (3) чередование полимеров в хромосоме повторяется с замечательной точностью от одного поколения к другому, за вычетом очень редких спонтанных мутаций. А даже в самых упорядоченных химических гетерополимерах постоянное расположение не достигается. Хромосомный уровень имеет собственное выдающееся значение в генетическом строении. Это гомологическая конъюгация, участие хромосом в цепном лавинообразном механизме аутокатализа, ведущего к созданию хромосомы-двойника, процессы склеивания хромосомных фрагментов, гомологичный перекрест. Природа притяжения хромосомных фрагментов позволяет вновь возникшей хромосоме, составленной из различных хромосомных блоков, достигнуть стандарта целостности исходных хромосом. На генетическом уровне имеют право на существование различные виды хромосом, как состоящие из доминантных, так и рецессивных генов. Хромосомная мутация – это структурное возмущение, приводящее к разрыву связности хромосомной нити. Подобно тому как радикалы и молекулы стоят выше атома, так и гены и хромосомы, относящиеся к новой мощной материальной формации – генетической дискретности – стоят выше химической ДНК, которой в теле хромосомы не остается, поскольку она переходит в более высокое, привилегированное состояние. ДНК – представитель химической номенклатуры, гены и хромосомы в последней отсутствуют. Молекуле ДНК чужды митоз и аутокатализ; при введении в клетку нуклеиновые кислоты подвергаются атакам нуклеаз и деградируют до отдельных нуклеотидов, в то время как гены и хромосомы обеспечивают наследственность, онтогенез и обмен веществ. А нуклеиновые кислоты этого делать не умеют.

· Геном. Геном – термодинамически избранная материя с нулевым уровнем энтропии, собственным законом термодинамики, вершина законченной генетической иерархии, хромосомное множество, самый сложный масштаб нуклеопротеиновой структуры. Геномный атомизм впервые выходит за пределы гомологического линейного взаимодействия и начинает квантовать набор негомологичных хромосом. На долю генома выпадает создание условий, направляющих движение хромосом от метафазы к анафазе, постоянное взаимное пространственное размещение хромосом в метафазе и синхронность митотических изменений в разных хромосомах. Весь этот объем ответственных функций возникает на основе обобщения геномом хромосомного множества. Если нуклеотиды, триплеты, гены, хромосомы объединены линейным взаимодействием, то геном вводит межлинейное негомологичное, но с некоторой примесью гомологичного взаимодействие.

· Генотип составляет передающийся из поколения в поколение первичный источник детерминации будущих признаков организмов, но между генотипом и проявлением признаков на фенотипическом уровне находятся еще две каталитические ступени катализа: сначала свойственная генам, формирующим иРНК, и затем каталитический процесс с участием последней, следствием которого становится синтез ферментов, а потом ферментативный синтез. Генотип наделен устойчивостью каждого из модулей в его составе при любом столкновении его с окружающей средой, бессильной что-либо в нем изменить.

· Фенотип – видовой облик живого объекта, возникающий в результате взаимодействия совокупности ферментов с окружающей средой.

Итак, созидательный синтез, действующий в генетической организации, интегрирует дискретные нуклеотиды в триплеты, триплеты в гены, гены “вложены” в хромосому; высшая ступень генетического полиатомизма – геном. Поскольку, как замечает И.А.Рапопорт (1980, 1993), высшие формы генетического строения заключают в себе низшие формы, разделение генетического строения на микрогенетическое (мономеры) и макрогенетическое (хромосомы, геном) невозможно без потери цельности. Тем не менее каждая из ступеней обладает собственными своеобразными качествами и значительной самостоятельностью. Рапопорт предполагает, что генетический атомизм возник, опираясь на разнообразие молекулярных физико-химических полей, отобрав среди них оптимальные. В отличие от микрофизического атомизма, имеющего сферическую геометрию, генетическое строение имеет линейную.

Развивая далее теорию генетической дискретности, Рапопорт пишет, что “генетические атомизмы растущего порядка, развернувшие собственную историческую иерархию, отличаются от квантово-механических особенностями: а) зависимость дробных генетических атомизмов от более крупных и от целого, б) принципиальные преимущества генетического полиатомизма в процессе измерения, сообщающего невиданные свободы созидательного процесса, в) сопряжение физико-химических и квантово-механистической дискретности в генетическом теле, г) приоритет линейности генетического построения со свободой стационарных движений атомов и радикалов внутри генетических нуклеотидов и аминокислот за счет ротационных и вибрационных переходов, д) начало генетического квантования, заданное чередованием нуклеотидов в триплетах и триплетов в генах, е) все ступени генетического атомизма отмечены крайне малыми значениями энтропии, ж) по величине энтропии генетических атомизмов складывается ряд – нуклеотиды < триплеты < гены < хромосомы < геном, з) индивидуальность всех генетических атомизмов обусловлена особенностями их состава, но в пределах одного атомизма все его варианты равны друг другу, и) генетическое строение имеет линейную геометрию, а микрофизический атомизм – сферическую, к) фундаментальные структурные предпосылки для сохранения атомизма при условии связи с квантами термодинамического окружающего мира имеются лишь у генетической организации”.

История возникновения строго упорядоченного, универсального генетического строения неизвестна. Тем не менее монофилетичность живого, – как замечает Рапопорт, – делает вероятным, что возникновение генетического состояния имело место только однажды, причем, генетическая формация могла возникнуть либо в результате длительного эволюционного процесса, либо в результате резкого изменения внешних условий, преобразовавшего протяженную химическую структуру в прерывистые формы.

И.А.Рапопорт также допускает, что в далеком прошлом в становлении генетического субстрата могли участвовать любые известные на тот период времени химические вещества. Однако квантовый выбор почему-то пал на нуклеотиды и аминокислоты. Нет причин категорически утверждать, что в будущем в природе навсегда исключена идентификация свободной генетической формы. Как в далеком прошлом, так и сейчас уровень генетического прогресса не исчезает (Рапопорт, 1993).

Генетическая формация, давшая начала всему живому на Земле – это качественно новая, переходная ступень в развитии видимого мира, пограничная область между мертвой и живой природой. В основе этой формации лежат два вида прерывности – старшая, неотвергнутая – микрофизическая, излишне подчеркивающая, что ее сохранение в генетическом устройстве есть не что иное как признание единства строения материи во всех ее многообразных формах, и младшая, новая – физико-химическая, рожденная в результате химической конъюгации между новыми, необычными элементами материи – химическими нуклеотидами и химическими аминокислотами. Стало быть, если следовать учению Рапопорта, именно благодаря взаимодействию двух крупных химических полимеров, догенетических молекулярных непрерывностей – ДНК и белков – произошел резкий, революционный переход материи из химического состояния в генетическое, породив тем самым физико-химическую прерывность и сохранив в новорожденном генетическом состоянии квантовую физическую форму. В составе нуклеопротеинового конъюгата “химическая ДНК” (впрочем как и химический белок) не остается, так как она (и он) находится в ином, более высоком материальном состоянии. Согласно Рапопорту (1975, 1984, 1987, 1991, 1993, 1996), генетическое строение, воплотившее в себе два самостоятельно развитых интерьера, отличается от чисто молекулярной формации рядом важных, оригинальных особенностей.

Вот некоторые из них:

1. генетическое строение, выраженное в структуре нуклеопротеиновых генов и хромосом, не способно к фазовым переходам; генный субстрат – четвертое агрегатное состояние,

2. слишком своеобразна генетическая нуклеопротеиновая конъюгация, чтобы пытаться вычленить из нее “ДНК” и объявить фикцией генную природу нуклеопротеиновых белков; и хотя химические и генетические тела имеют одинаковый состав, базис их неравенства в том, что они обладают разными формами энергии; химические атомы и молекулы неспособны создавать новые атомы и молекулы из неатомных материалов, а генетические атомы могут; химическая номенклатура не описывает гены и хромосомы,

3. генетическое строение воплощает уникальные генетические спектры преобразований в митозе и мейозе, генетические катализы, нуклеиновым кислотам чужды митоз, аутокатализ, при введении в клетку они остаются чуждыми генетическому ее аппарату, быстро распадаясь под влиянием ферментов на свободные нуклеотиды,

4. гены, имеющие собственное материальное поле, способны взаимодействовать только с избранным классом химических молекул, обладающих могучим прогенетическим потенциалом, в то время как чистые химические нуклеиновые кислоты и белки вступают во взаимодействие со многими химическими телами, причем их реакции с мутагенами не подчинены прерывистой закономерности,

5. внутригенная и внутрихромосомная нуклеопротеиновая конъюгации устойчивы и нечувствительны к крупным сдвигам рН, тогда как химический нуклеопротеиновый конъюгат распадается на составные части при критическом значении рН раствора;

6. для генетического состояния характерно резкое повышение упорядоченности, возможное в химии при температуре абсолютного нуля; сочетание такого рекорда упорядоченности с температурой в среднем на 300 С выше абсолютного нуля открывает проявлений, невозможных для химических тел – новые формы стационарности и аутокаталитическое созидание; стационарность микрогенетического ансамбля обеспечивает более высокий уровень производительности процессов генетического аутокатализа,

7. способность генов аутокатализа, повторять себя в потомстве через огромное количество поколений и в каждой генерации служить источником формирования специфических ферментов указывает на своеобразную броню, защищающую их от возмущений, при которых теряют стабильность и функционально деформируются химические и микрофизические тела;

8. физико-химической дискретности (генетическому строению) чужда присущая физическим атомам способность поглощать и эмитировать известный набор квантовых и электронных эквивалентов и построения спектра по типу атомного или ядерного; если бы физико-химическая дискретность (состояние) принимало бы участие в абсорбции или излучении энергии, то было бы невозможно поддерживать при Т=300К замечательную упорядоченность и стационарные проявления генетическому состоянию; единственным исключением являются вращательный и колебательный спектры движения атомов и радикалов в составе генетических нуклеотидов и аминокислот, занятые поглощением и излучением инфракрасных спектров,

9. химические атомы и молекулы неспособны создавать новые атомы и молекулы из неатомных материалов, а генетические атомы могут,

10. генетическое строение, которое свободно от какого-либо собственного обмена веществ, очень снижает тем самым свою энтропию. В генетическом состоянии господствует дезэнтропийность генетической структуры.

И еще один весьма важный для синергетики момент мы находим в работе И.А.Рапопорта: “Не будучи открытым состоянием в том смысле, в котором это понятие используется в термодинамике, генный атомизм использует контакт с внешней средой. Он систематически общается с известной частью квантового газа окружающей среды в “канале” стационарности, тогда как в открытых системах термодинамики нет стационарности. Это часть внешней среды принимает участие в поддержании нулевого уровня, а с ним и нулевой энтропии, что очень далеко от свойств физических атомов. Еще шире связь с внешней средой в процессах созидания”. Анализ генетической структуры, глубокое проникновение в ее сущность И.А.Рапопорт проводил на основе полученного им обширного экспериментального материала, и не ограничивался только феноменологическом описанием. Последующее сопоставление двух систем дискретности путем проекции генетического строения на физическую кварковую прерывность дало новые доказательства в пользу теории генетической атомистики. “С появлением первых статей, доказавших существование кварков и тройственной их интеграции в барионах, пишет И.А.Рапопорт (1991),- бросилось в глаза подобие трех нуклеотидов в триплете и трех кварков в барионе. Оно распространилось позже на параллель между четверкой исходного разнообразия как нуклеотидов, так и четырех различных кварков, участвующих в образовании барионов. С учетом параметров прерывности обеих сопоставляемых систем не перестает нарастать многообразие всех других образцов подобия”.

К сожалению, рамки настоящей работы заставляют меня отказаться даже от конспективного изложения способов доказательств и анализа всех установленных И.А.Рапопортом примеров общности между микрофизическими и микрогенетическими объектами, связывающими две дискретные системы, и ограничиться простым их перечислением. Заинтересованного читателя я отсылаю к работе И.А.Рапопорта “Генетическая дискретность и механизмы мутаций” (1991). Итак, параллели, которые были установлены между генными нуклеотидами с триплетами и кварками с барионами:

· Подобие генетических нуклеотидов в составе триплетов и кварков в барионах.

· Подобие наборов четырех внутригенных нуклеотидов и четырех кварков.

· Подобие между двумя видами взаимодействия в нуклеотидах и кварках.

· Подобие между структурой кварка и нуклеотидной структурой по спину.

· Подобие между электрическим зарядом кварка и дипольным моментом генетического нуклеотида.

· Подобие включенного состояния (confinment) во внутрибарионовом, внутритриплетном, внутригенном и внутрихромосомном положениях.

· Подобие между кварками и внутригенными нуклеотидами по недоступности их анализу с помощью спектральных устройств.

· Подобие между хромосомами и хромосомоподобными элементами, наблюдаемыми при рождении кварка (или глюона).

· Подобие между отсутствием свободных кварков и свободных генетических нуклеотидов.

· Подобие между квантовыми числами и триплетными квантовыми числами в генетических триплетах.

· Подобие квантовых чисел, определяющих индивидуальность кварков и генетических нуклеотидов.

· Подобие полноты выхода генетических триплетов и барионов, достигаемое в различных пределах, в связи с гетерогенностью чередования триплетов в генах.

· Подобие квантовой интеграции в цветных барионах и генетических триплетах.

· Подобие преобразования внутригенных нуклеотидов и кварков в составе барионов вне зависимости от их массы.

· Приближенное родство между генетическими нуклеотидами и кварками.

· Подобие положения глюонов в системе кварков и генетической нуклеопротеиновой системы.

“В пользу использованного приема сопоставления, – пишет Рапопорт, – говорит применение в разных областях квантовой физики близких идей и родственного аппарата”. Так, например, модель оболочечного строения атома очень часто переносят на атомное ядро, представляющее собой также сложную квантовомеханическую систему, состоящую из протонов и нейтронов. Рапопорт был убежден, что будут найдены и другие образцы подобия между объектами физического и генетического микромира, не менее убедительные, чем найдены между кварками и нуклеотидами. Однако и приведенные сопоставления дают богатейший материал для теории генетической прерывности.

Итак, в генетической системе обнаруживаются те же закономерности, что и в физическом квантовом мире: атомизм, высокая упорядоченность дискретных единиц, их делимость на другие порядки прерывности, скачкообразность переходов из одного состояния в другое (Рапопорт, 1996).

Современная генетическая атомистика, как конкретное учение о строении и свойствах органической наследственной материи, не ограничивается простым постулированием ее квантовой природы, но рассматривает ее слагающие дискретные единицы, как качественно разные узлы, подлежащие дальнейшему анализу. В этой связи важно подчеркнуть, что исследования, развернутые в последние годы на базе молекулярной биологии и рапопортовского химического мутагенеза, приближают нас к пониманию реального механизма наследственности, который, по убеждению Э.Шредингера, тесно связан с квантовой теорией и даже опирается на нее. Нет никаких сомнений, что уже в скором времени мировоззренческий взгляд И.А.Рапопорта будет востребован современным научным сообществом.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Природа, разделенная естественными науками на два царства – живое и мертвое, на объекты и явления с их признаками цельности и дискретности, равновесности и неравновесности – неисчерпаемый и вечно актуальный предмет человеческого познания. Познания, прошедшего путь от простого созерцания до практического освоения окружающего материального мира.

Трудно сказать о природе лучше, ярче, определеннее Ричарда Фейнмана: “Предмет науки предстает перед нами во множестве проявлений, в обилии признаков. Спуститесь к морю, вглядитесь в него. Это не просто вода. Это вода и пена, это рябь и набегающие волны, это облака, солнце и голубое небо, это свет и тепло, шум и дыхание ветра, это песок и скалы, водоросли и рыбы, их жизнь и гибель, это и вы сами, ваши глаза и мысли, ваше ощущение счастья. И не то ли в другом месте, не такое ли разнообразие явлений и влияний? Вы не найдете в природе ничего простого, все в ней перепутано и слито”.

С безусловностью можно утверждать, что четыре слова – атом и ген, квант и мутация, прочно вошедшие в систему описания природы, составят основу рабочего аппарата того историка науки, который захочет подвести итоги естествознания ушедшего в историю ХХ века. Именно эти явления природы, утвердившиеся в качестве могущественных реальностей на рубеже XIX и XX столетий, были предметом интенсивных исследований трех поколений ученых-естествоиспытателей. Законы, открытые ими в области квантовой физики и генетики, сломали многие представления о старом добром мире, где господствуют феноменологические взаимосвязи. Они свели сущности всех вещей и явлений к простой комбинаторике и действиям атомов и генов, дали ключи к управлению многими естественными, природными процессами, определили весь ход научного и технического прогресса, исторического и социального развития человечества. Динамичный характер исследований объектов микромира сохранится и в наше время, поскольку многие нерешенные проблемы, связанные с потребностями человека, лежат в области атомной физики, физики высоких энергий, генетики, молекулярной биологии, нанотехнологий.

И последнее. XXI век – век хаоса и катастроф, неопределенностей и неустойчивостей, ускоренного течения времени. Дважды два больше не четыре. Энтропия постучалась в двери математики. Мировые константы должны быть пересмотрены. Для чистой науки новое время – это время мощных междисциплинарных синергетических исследований, а значит, время метафор и тавтологий, новых идей, теорий, образов.

ADDENDUM

ЭТЮДЫ О САМООРГАНИЗАЦИИ

Ласточка вьет гнездо, паук плетет паутину, дерево врастает в землю,
в них самих находится причина такого действия.

Аристотель

Всякое тело охотно убегает от своей смерти

Леонардо де Винчи

Долговечность и упорность отходящего основаны на внутренней хранительной силе всего сущего;
ею защищается донельзя все однажды призванное к жизни

А.И.Герцен

У человечества нет другого выхода,
как ясно понимать механизм самоорганизации сложных систем и знать эволюционные правила запрета,
чтобы обеспечить будущее человечеству

С.П.Курдюмов

В ряде случаев при усилении генетической нестабильности и неупорядоченности, что ярко проявляется в резких скачках мутационных изменений и что может приводить к снижению или даже полному подавлению активности многих конститутивных генов (так называемых генов “домашнего хозяйства”), биологические системы – клетки, ткани – способны самоорганизовываться, приобретать нелинейную динамику, самостоятельно, в отрыве от генетики, программировать новые пути развития, мобилизовывать и перераспределять аккумулированный на “дне” клетки фенотипический ресурс, и тем самым эффективно противостоять враждебным силам окружающей среды, мировой энтропии (Захидов, 2003). Созидательная деятельность биологических систем в условиях генетической катаст<

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: