Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Ключ к генетическому коду в структуре объединенных молекул воды

КОМБИНАТОРНЫЙ АНАЛИЗ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ СТРУКТУР ВОДЫ И ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Еще в У1 в. до н. э. в школе философа идеалиста и математика Пифагора возникло убеждение что миром правят числа. Работы Паскаля и Ферма ознаменовали рождение двух новых ветвей математической науки комбинаторики и теории вероятностей. Если до них комбинаторные пробелемы лишь затрагивались в общих трудах по астрологии, лигике в математике, и большей частью относились к области математических развлечений, то уже в 1666г. Готтфрид Вильгельм Лейбниц публикует «диссертацию о комбинаторном искусстве», в которой впервые появляется сам термин «комбинаторный».

Представления о структуре и свойствах воды в растворах биологически активных соединений развиты недостаточно. М.И. Менделеев отмечал, что при рассмотрении водных растворов аминокислот «напрасно искать простоты, проходящей через всю шкалу растворителя». Внедрение молекул воды в структуру органических веществ, то есть образование совместной упаковки очень мелких молекул воды и более крупных молекул основного вещества, возможно в тех случаях, когда молекулы растворителя могут расположиться таким образом, чтобы реализовались условия для образования водородных связнй.

Напомним, что модель молекулы воды, предложенная Нильсом Бором представлена на рисунке ниже (о ней мы уже говорили в разделе 4.2):

В пространстве молекула воды занимает некоторый объем, и покрыта электронной оболочкой. Если представить вид гипотетической модели молекулы в плоскости, то она похожа на Х-образную хромосому, по аналогии с вышепред-ставленным рисунком, в которой записана программа жизни живого существа. Это является показательным фактом того, что сама вода - это необходимый элемент всего живого. Здесь и проявляется взаимосвязь структур молекулы воды и генетического кода.

Тетраэдрически связанные молекулы воды образуют своеобразные цепочки довольно стабильного состава. Исследователи раскрывают все более тонкие и сложные механизмы «внутренней организации» водной массы. Определенная часть молекул воды ассоциирована не в трёхмерные каркасы, а в линейные кольцевые объединения. Кольца, группируясь, образуют еще более сложные комплексы ассоциатов.

Таким образом, вода теоретически может образовывать цепочки, наподобие молекулы ДНК. Были проведены соответствующие опыты для проверки данной теории.

Самое удивительное в структуре воды заключается в том, что молекулы воды при низких отрицательных температурах и высоких давлениях внутри нанотрубок могут кристаллизоваться в форме двойной спирали напоминающую ДНК. Это было доказано компьютерными экспериментами американских учёных под руководством Сяо Чэн Цзэна в Университете штата Небраска (США).

Ученые ожидали увидеть, что вода во всех случаях образует тонкую трубчатую структуру. Однако, модель показала, что при диаметре трубки в 1,35 нм и давлении в 40000 атмосфер водородные связи искривлялись, приводя к образованию спирали с двойной стенкой. Внутренняя стенка этой структуры является скрученной в четверо спиралью, а внешняя состоит из четырех двойных спиралей, похожих на структуру молекулы ДНК. Последний факт накладывает отпечаток не только на эволюцию наших представлений о воде, но и эволюцию ранней жизни и самой молекулы ДНК. Если предположить, что в эпоху зарождения жизни криолитные глинистые породы имели форму нанотрубок, возникает вопрос - не могла ли вода, сорбированная в них служить структурной основой (матрицей) для синтеза ДНК и считывания информации? Возможно, поэтому спиральная структура ДНК повторяет сприальную структуру воды в нанотрубках.

Геометрическая модель молекулы воды представляет собой несколько искаженный тетраэдр, в котором две вершины заняты двумя атомами водорода, а две другие - неэквивалентными электронными оболочками, не участвующими в образовании химических связей [см. Большая энциклопедия нефти и газа. 1ЖЕ: Ьйр:/А?Д??. ngpedia.ru]. Благодаря водородным связям могут соединяться 2, 3, 4 и более молекул воды. От полярности воды зависит ее способность растворять преимущественно те вещества, для которых характерна ионная или полярная связь. На основе водородных связей происходит явление смачивания, при котором молекулы воды ориентируются вокруг других молекул или клеточных частиц, участвуя в построении биологических структур. Но вода растворитель инертный: она почти не меняется под действием растворенных веществ. В водной среде происходит образование органических молекул. В этой субстанции были идентифицированы самоорганизующиеся структуры, размером в Юрт. По форме это пузырьки, напоминают клетки. Процессы протекающие в воде дискретны. Доказано, что даже испарение воды происходит дискретно. Антоновым и Юскеселиевой выявлен новый физический эффект: капля воды испаряется дискретно («скачкообразно»). Этот эффект зависит от энергетических состояния водородных связей в молекуле воды и водородными атомами в соседних молекулах и дает возможность трактовать структуры молекулы воды в качестве дискретных, хорошо согласующихся с дискретностью генетического кода. Установлено, что биологические процессы устойчиво протеекают в кластерах молекулы воды с размерами 1,1 рт/1,1 рт/203 А.(3енин,2002). Следует у читывать,что дискретные кластерные структуры молекул воды создают положительные и отрицательные заряды в вершинах тетраэдрических структур. В 1961 году английский биохимик Питер Митчелл предложил гипотезу, которая заключается в том, что вода в процессе окисления преобразуется в протон Н+ и ион гидроокисла ОН , т.е. энергия, получаемая при окислении, идет на разделение продуктов реакции - протона и гидроксила. Его научные интересы связаны с изучением направленности биохимических реакций в пространстве относительно определенных внутриклеточных ориентиров. Он заложил основы новой отрасли науки-векторной биологии. В 1966 году П.Митчелл высказал идею о том, что энергия окисления может превратиться в энергию АТФ через мембранный потенциал клетки. Эту идею, вызвавшую неодобрение в биологических кругах, воспринял В.П.Скулачев - советский и российский биохимик, член-корреспондент АН СССР, докор биологических наук. Идея П.Митчелла неожиданно оказалась близкой лаборатории В.П. Скулачева, где и начали проверять ключевой постулат концепции Митчелла - факт существования мембранного потенциала. Ведь Митчелл только предполагал, что он существует. Дальнейшие опыты показали, что идея оказалась верной. В лаборатории В.П.Скулачева экспериментально доказали, что процесс проходит именно так, как предсказывал Митчелл, но он не думал, что его идея может быть скоро доказана. На съезде в Амстердаме он признался Скулачеву, что только теперь понял, что москвичи экспериментально подтвердили его правоту и завершили начатую им работу. Далее необходимо было выяснить весь механизм образования электрического потенциала на мембране. Этот процесс при окислении объясняется так: на одной стороне мембраны находится окислительный субстрат, на другой стороне его нет. Начинается окисление, и молекулы отдают свои электроны. Электроны перехотят к белку цитохрому «с». Цитохром «с» устроен так, что он не может проникнуть внутрь мембраны, он локализован только на нее поверхности. Поэтому от него электроны перебрасываются на следующий белок - цитохром «а» и далее- на цитохром «а3». Эти белковые молекулы расположены поперек мембраны так, что переброска электронов кончается на другой ее стороне. В процессе этого трансмемранного переноса электронов на разных сторонах мембраны возникают разные заряды: на наружной стороне положительный, на внутренней отрицательный. В науке утвердилось новое понятие-трансмембранный электрофорез (электрофорез-перенесение частиц под влиянием внешнего электического поля), а вместе с тем оказалось доказанным, что на мембране может возникнуть электрический потенциал. В 1978 году Митчеллу присуждена Нобелевская премия «за вклад в объяснение переноса биологической энергии и разработке хемиосмотической теории». Во вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук Даре Эрнстер указал на ряд практических достоинств работы Митчелла: «Хлоропласты, митохондрии и бактерии можно рассматривать как естественным путем образующиеся солнечные и топливные элементы, и в этом своем качестве они могут служить моделью, а в будущем, вероятно, и «строительным материалом» для энергетической технологии». Эти достижения способствовали дальнейшему развитию биологии.

Структурная организация воды, основанная на образовании водородных связей различных зарядов, создает граничные условия для способностей организма воспринимать постороннее влияние или защищаться от него без нанесения вреда собственной организации. Эта способность воды, которая обеспечивает единство и целостность организма, основывается на взаимодействии между внешней и внутриклеточной водой. Стуктурирование воды в организме является следствием термодинамического неравновесия, в котором находятся живые системы. Если число водородных связей у каждой молекулы воды равно 4, то молекула менее подвижна, более структурирована, чем при 1-2 связях. Размерности молекулярных структур воды хорошо сочетаются с размерностями аминокислот, то есть самого генетического кода. Так, при температуре +20 С тонкая пленка воды составляет единицы нанометров. (1нм =10 9м.). Диаметр двойной спирали ДНК составляет 2 нм. Расстояние между соседними парами оснований вдоль спирали составляет 0,34 нм. Длина молекул ДНК достигает сотен тысяч нанометров. Размер большинства вирусов колеблется в пределах от 10 до 100 нм.

Обратим внимание на один из философских моментов, на связь между лингвистикой и биологией. Как и в связях молекулярных структур воды с аминокислотами можно проследить связь между лингвистикой и биологией. При изучении языка можно сделать выводы о происхождении слова, об изменении со временем его значения, не прибегая ни к каким источникам информации, кроме самого языка. Иными словами, сам язык несет в себе то, что нужно для его изучения. В разделе 6.4 представлены статистические исследования чередования гласных и согласных в романе А.С.Пушкина «Евгений Онегин», которые проводил А.А.Марков. Исследования Маркова подтвердили достаточно хорошее

совпадение реального следования гласных и согласных, о наличии простой цепной зависимости. Так родилась идея и попытка найти разумную аналогию между человеческим и генетическим языком. Возможно, в исследованиях генетического кода могут пригодиться методы, ныне используемые

в лингвистике, но возникает вопрос, что в генетическом тексте следует считать аналогами для букв, слов, предложений и знаков препинания? Генетический код, в отличие от человеческого языка, — элемент отнюдь не произвольный. Он стал таким, какой есть, не случайно. Сами «буквы», в нем используемые

(нуклеотиды), своими физико-химическими свойствами неразрывно связаны с «понятиями», которые они определяют (аминокислотами). Отсюда возникает вопрос: является ли генетический код цифровым или аналоговым? С одной стороны, он, конечно, цифровой — ведь главную информацию несут именно сочетания нуклеотидов, кодоны. Исключительно от последовательности кодонов зависит, какой белок получится на основе РНК. Прочесть эту информацию в клетке не просто: для этого нужно протянуть всю нить РНК через рибосому и сделать на ее основе белок. Точно так же, как нельзя узнать о том, что происходит в книге, не прочитав ее страницу за страницей. Но, помимо цифровой, код несет и аналоговую информацию. И чтобы получить эту информацию, клетке никакая рибосома не нужна — информация определяется сама, на основе физико-химических взаимодействий, в которые вступает молекула РНК. Про-

с»

должая аналогию — хотя нельзя узнать, что произойдет в книге, не прочтя ее, но сам вид, размер, обложка книги тоже несут какую-то информацию и могут дать подсказки о ее содержимом. И может быть, описанные в этой задаче закономерности — это только вершина айсберга. Тогда нам предстоит еще многое узнать об аналоговой информации, которую несет генетический код. Нахождение соответствия между триплетами и аминокислотами обычно трактуется как расшифровка генетического кода.

Так, обосновав физико-химические процессы мы подошли к возможности комбинаторного анализа связей структур воды и генетического кода.

Давно известно, что последовательность ДНК кодируется методом чередования видов молекул, которые обозначаются А, Т, Г и Ц. Каждая из этих букв, в свою очередь, может быть кодирована двумя двоичными битами - 00, 10, 01, 11. Присвоив пиримидинам наличие признака, т.е. «1», а пуринам его отсутствие, т.е. «0», комплементарным на основе трех водородных связей - признак «1» и соответственно комплементарным на основе двух водородных связей - «0», примем следующие соответствия нуклеотидов бинарным числам:

А = 00; Т= 10; Г = 01; Ц= 11.

Строчная последовательность этих четырех букв на нитях нуклеиновых кислот содержит генетическую информацию для синтеза белков. Обычно говорят, энциклопедия жизни написана четырьмя буквами. Считают, что данный набор четырех букв является алфавитом генетического кода. Таким образом, каждую аминокислоту мы сможем представить в виде шестизначного булева вектора. Например, аминокислота лизин (ААА) в двоичном коде будет представлена как: 00 00 00, аргинин (АГГ) - как 00 01 01, метионин (АТГ) - как 00 10 01 и т.д.

Некоторые ученые сравнивают генетический код с кодом Фибоначчи. Для этого рассмотривается 6-разрядный код Фибоначчи, который используется для представления числовой информации 6 чисел Фибоначчи: 1, 1, 2, 3, 5, 8:

N = а6 х 8 + а5 х 5 + а4 х 3 + а3 х 2 + а2 х 1 + а^ 1 (1)

где ^ С {0,1} (1= 1, 2, 3, 4, 5, 6) - фибоначчиевы двоичные цифры, а 1, 1, 2, 3, 5,8- веса фибоначчиевых разрядов.

С помощью кода Фибоначчи (1) можно представить 21 число от минимального числа 0, задаваемого двоичным кодом 000000, до максимального числа 20, задаваемого кодом 111111 = 8+5+3+2+1+1=20. Всего же существует 26=64 различных 6-разрядных двоичных комбинаций типа а65 а432,а1. Избыточность кода Фибоначчи (1) проявляется в многозначности представления чисел. Например, число 8 = 100000 имеет в коде Фибоначчи (1) и другие представления:

8 = [Ш]000 = 01Щ0 = 010 Щ = 010101

Сравнение кода Фибоначчи (1) с генетическим кодом приводит к аналогиям: Первая аналогия. Для представления чисел в 6-разрядном коде Фибоначчи (1) используется 26=64 двоичных комбинаций от 000000 до 111111, что совпадает с числом триплетов в генетическом коде (43=64). Вторая аналогия. Используя 6-раз-рядный код Фибоначчи (1), мы можем представить 21 целых чисел от минимального числа 0=000000 до максимального числа 20=111111. Заметим, что с использованием триплетного кодирования можно представить 21 биологических объектов, включая 20 аминокислот + стоп-кодон или знак пунктуации, который является индикатором окончания протеинового синтеза. Третья аналогия. Основным свойством кода Фибоначчи (1) является свойство многозначности представления чисел. За исключениием минимального числа 0=000000 и максимального числа 20=111111, все остальные числа от 1 до 19 имеют многозначное представление в коде (1), то есть, используют не менее двух кодовых комбинаций для представления одного и того числа. Заметим, что генетический код обладает точно таким же свойством, которое называется вырожденностъю генетического кода.[ 133]. Сложность строения биологических систем, их строгая иерархичность, взаимослаженность отдельных процессов в целом организме делают биологию благодарным полем для приложения комбинаторных методов. В биологии существует понятие, называемое асинхронным делением (дроблением). В монографии К.Г. Газаряна и Л.В. Белоусова [1341 отмечается: "Начиная с 11-го деления, дробление становится повсеместно асинхронным". При асинхронном делении каждая клетка делится на две клетки, одна из которых пропускает следующий такт деления. После определенного количества синхронных делений происходят асинхронные деления. Так после первого такта асинхронного деления образуются две клетки А и В (см. рисунок ниже), из которых только В будет делиться во втором такте. После двух тактов образуются три клетки, из которых только две будут делиться в третьем такте. После третьего такта суммарное количество клеток станет равным пяти, из которых три будут делиться в четвертом такте асинхронного деления и т.д. Следовательно, в процессе асинхронного деления из одной клетки будет образовываться 2,3,5,8,13,21,.. клеток.

Ранее мы уже отмечали, что молекула воды имеет симметричную У-об-разную форму, так как два небольших атома водорода располагаются с одной стороны от сравнительно крупного атома кислорода. Такой треугольник схематично копирует структуру молекулы воды. По мнению великого греческого ученого Пифагора -треугольник больше, чем геометрическая фигура: «Это - «ключ» ко всем зашифрованным явлениям нашей жизни!». «Все в природе, - говорил Пифагор разделено на три части. Поэтому прежде чем решать любую проблему, её надо представить в виде треугольной диаграммы. Узрите треугольник - и задача на две трети решена» [135].

В математике существует понятии золотой пропорции. Кратко напомним, что это понятие возникает при решении геометрической задачи о нахождении на отрезке АВ такой точки О, чтобы выполнялось соотношение: ОВ:АО=АО:АВ.

Что же объединяет золотую пропорцию с молекулой воды?

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим двумерный образ золотой пропорции в

виде треугольника. Поместив в треугольнике АОВ в точки А и В атомы водорода,

а в точку О - атом кислорода, схематично получим молекулу жидкой воды,

сконструированную на основе золотой пропорции. В золотом треугольнике

отношение ОА: АВ = ОВ:АВ —0,618, угол = 108,0 градусов. Для льда отношение

длин связей О-Н к Н-Н равно 0,100:0,163 = 0,613 и угол = 109,5 градусов, для пара

- соответственно 0,631и104,5градусов:

о

Выше была установлена аналогия между генетическим кодом и способом кодирования, используемыми в современной информатике в частности связь с кодом Фибоначчи. Тем самым прослеживается связь генетического кода со структурной связью молекул воды. Следовательно можно провести логическую связь с участием воды в формировании генетического кода. Итак, между последовательностью Фибоначчи и «золотым сечением» существует связь. Эта связь выражается в соотношении названном Божественной пропорцией. Эта пропорция проявляется в Природе, астрономии, биологии и многих других областях, где были найдены закономерности, описываемые коэффициентами Фибоначчи. В пропорции проявляется спиральность. Архимед изучал спираль раковин и вывел уравнение спирали. Спираль Архимеда широко применяется в технике. Ещё Гёте подчеркивал тенденцию природы к спиральности. Молекула ДНК закручена двойной спиралью. Гёте назвал спираль «кривой жизни».

Советский биолог А. А. Любищев полагал, что сходство растений и морозных узоров на окнах не случайно, в обоих случаях проявляются определенные законы комбинирования частей в единое целое и все это связано с решением комбинаторных задач.

Учитывая, что размер аминокислот колеблется в пределах 0,5 - 1нм, то молекула аминокислоты могла быть связана соразмерно лишь с тремя из четырех молекул первой водной цепочки.

Из всего многообразия структур в природе базовой, (пока лишь не точно доказанное предположение) является - гексагональная (шестигранная), когда шесть молекул воды (тетраэдров) объединяются в кольцо (см. рис 4.7.). Все такие (и другие выпуклые) многогранники, как тетраэдр, подчиняются формуле Л. Эйлера: Б - Е + V = 2, где Е - число граней, Е - число ребер, V - число вершин. Из формулы Эйлера следует, что при четном числе вершин V, как разность (Е - Б) есть также четное число, т.е. либо и число ребер, и число вершин - оба четные, либо они оба нечетные. Для большинства полиэдров, обычных для кристаллографии и кристаллохимии (тетраэдр, октаэдр, кубооктаэдр и т.п.) выполняется первое условие. Таким образом, во всех этих случаях четные формы геометрических фигур имеют отчетливое преимущество перед теми, которые характеризуются нечетными числами. Другими словами, четность и нечетность проявляют явную диссимметрию, состоящую в том, что четное свойство имеет большую устойчивость и распространенность по сравнению с нечетным.

Напомним, что особую роль структурах связях воды играют положительные и отрицательные заряды. Опираясь на представления тетраэдрической структуры молекулы воды и попарного размещения зарядов на его вершинах можно выделить несколько видов. Здесь и вступает в работу комбинаторный анализ:

Мы получили шесть тетраэдрических структур, в зависимости от размещения парных (положительных и отрицательных) зарядов в вершинах тетраэдров. Чтобы сочетались размеры кластеров молекул воды и нуклеотида, структура каждого такого кластера воды должна состоять из трёх молекул. Рассмотрим возможные комбинации структур связанных (кластерных) молекул воды, причем каждый такой кластер априори будет матрицей для (родственного) соответствующего нуклеотида. Условно обозначим эти водные кластеры значениями А*, Т*, Г*, Ц*, как соответствующие (родственные) реальным аминокислотам А, Г, Т, Ц.

Живые молекулы организма (а значит и его генетический код) вложены в водную решетку (запоминающую структуру льда), как в идеально подходящий им футляр. Поэтому оводнение биомолекул и прочность удержания ими воды намного выше тогда, когда вода, образующая с ними систему, имеет структуру льда. [см. Маленков А.Г. Взгляд ученого: Вода и информация]. Таким образом, каждый нуклеотид, формируемый в водной среде, встраивается в матрицу родственного кластера воды, с учетом сформированных водных кластеров.

Путем сочетания различны цифр (соответствующих цепочкам из трёх молекул воды) можно составить цифровые последовательности молекул воды родственные всем четырём нуклеотидам следующим образом:

Кластеру А* будет соответствовать сочетание цифр © ® ©

Кластеру Т* будет соответствовать сочетание цифр ©@ ©

Кластеру Г* будет соответствовать сочетание цифр © © ©

Кластеру Ц* будет соответствовать сочетание цифр®©©

В структуре © расположение зарядов слева и справа представлено в виде: +©-, в структуре ©: +©-, в структуре ®: +©+, в структуре ©: -©+, в структуре ©: -©+, в структуре ©: - ©-.

Каждой цифре соответствуе молекула татраэдрической структуры воды. Но следует учитывать, что составить цепочку из трёх молекул воды можно только таким образом, чтобы шло чередование значений зарядов. Тогда, например, для

водного кластера А* цепочка из трёх молеку воды с соответствующими, слева и справа, зарядами будет представлена в виде: + © - +©+ - ©-, те есть заряды не

должны быть одинаковыми в точке их Н-связей. Кроме того следует отметить, что структуры последних молекул в цепочках оказались одинаковыми (они обозначены цифрой 6). Это, возможно, связано с тем, что давным давно при формировании генетического кода структуры кластеров воды, родственных каждому нуклеотиду были не триплетными, а диплетными. А, возможно они и, в самом деле, так и остаются таковыми для большинства аминокислот. В результате мы можем составить цепочки кластерных водных триплетов (состоящих из девяти молекул воды) родственных соответствующим аминокислотам. Так, аминокислотам и цепочкам водных кластеров соответствуют такие сочетания:

  • 1. Лизину - AAA соответствуют (© @ ©)(©©©)(© © ©);
  • 2. Аспарагину - ААТ соответствуют (©©©)(©©©)(©©©);
  • 3. Аргинину - АГА соответственно (©©©)(©©©)(©©©);
  • 4. Серину - АГТ соответственно (©©©) (©©©) (©©©);
  • 5. Изолейцину - АТА соответственно (©©©) (©©©) (©©©);
  • 6. Метионину - АТГ соответственно (ф©©) (@® ©) (©©©);
  • 7. Треонину - АЦА соответственно (©©©) (©©©) (©©©);
  • 8. Глутаминовой кислоте - ГАА (©©©) (©©©) (©©©);
  • 9. Аспарагиновой кислоте - ГАТ (® ©©) (©©©) (©©©);
  • 10. Глицину-ГГГ соответственно (©©©) (©©©) (®@©);

И. Валину-ГТА соответственно (©©©) (©©©) (©©©);

  • 12. Аланину - ГЦА соответственно (©©©) (©©©) (©©©);
  • 13. Тирозину -ТАТ соответственно (©©©)(©©©) (©©©);
  • 14. Триптофану - ТГГ соответственно (©©©)(©©©)(©©©);
  • 15. Цистину - ТГТ соответственно (©©©)(©©©)(©©©);
  • 16. Лейцину - ТГЦ соответственно (©©©)(©©©)( ©©©);
  • 17. Фенилаланину - ТТТ соотвественно (©©©)(©©©)(©©©);
  • 18. Глутамину - ЦАА соответственно (©©©)(©©©)(©©©);
  • 19. Гиститдину - ЦАТ соответственно (©©©)(©©©)(©©©);
  • 20. Пролину - ЦЦЦ соответственно (® ©©) (® ©©) (©©©);

Триплетам СТОП соответственно: ТА А: (®@®) (©©©) (О®©);

ТАГ: (©©©) (©©©)( ©©©);

ТГА: (©©©)(©©©)(©©©);

В представленных последовательностях чередование зарядов начинается со знака заряда «+» и заканчивается зарядом «—». Для всех 20-ти перечисленных аминокислот возможны и другие сочетания триплетов. Если чередование зарядов начинается со знака заряда «—» и заканчивается знаком «+», то водным кластерам

А*, Т*, Г*, Ц* бедут соответствовать, например, цифры:

Кластеру А* будет соответствовать сочетание цифр @©@

Кластеру Т* будет соответствовать сочетание цифр © © ©

Кластеру Г* будет соответствовать сочетание цифр©®©

Кластеру Ц* будет соответствовать сочетание цифр©®©

Таким образом матрицей для формирования аминокислот и его генетического кода является водная среда. Получив информацию от внешней среды и от организма, за счет обратной связи, в водной среде происходит их сравнительный анализ и под этим влиянием осуществляется смена аппаратной системы водной среды. Аппаратная система управляет строительством амиинокислот из элементарных дискретных структурных единиц. Так, аминокислота собирается из молекулярно-биологического «шрифта» находящегося в водном растворе и после сборки встраивается в соответствующую её готовую матрицу водных кластеров. Таким образом, первостепенная и, пожалуй, главная роль в формировании генетического кода заключена в молекулярной структуре воды. В данном случае цифры отражают роль различных признаков в структуре воды.

Для комбинаторного анализа молекулярной информации генетического кода можно использовать его классическую матрицу. Так, классический генетический код может быть представлен матрицей из 16 ячеек, внутри каждой из которых находятся аминокислоты (в незакрашенных ячейках по две аминокислоты) в ТГ -две аминокислоты и ещё терминирующий (стоп) кодон.

АА(Лиз,

АГ (Арг,

АТ (Иле,

АЦ (Тре)

Асн)

Сер)

Мет)

ГА (Глу, Асп)

ГГ ( Гли)

ГТ (Вал)

ГЦ (Ала)

ТА (Стоп, Тир)

ТГ(Стоп, Три, Цис)

ТТ (Лей, Фел)

ТЦ (Сер)

ЦА (Глун, Гис)

ЦГ (Арг)

ЦТ (Лей)

цц (Про)

Последовательность ячеек в матрице и распределение аминокислот в ячейках определяется последовательностью нуклеотидов как по вертикали, так и по горизонтали в порядке: А, Г, Т, Ц. Для того, чтобы аминокислоты могли вписаться в соответствующие им родственные матрицы структуры воды, последняя должна состоять также из 16 ячеек (но, возможно, в зеркальном варианте, тогда их последовательность будет в порядке Ц, Т, Г, А). Как известно, внутри двойной спирали ДНК аденин образует две водородные связи с тимином, а гуанин - три водородные связи с цитозином. В ДНК они определяют специфичность узнавания между парами азотистых оснований. Поскольку у гуанина и цитозина на одну водородную связь больше, то условно их обозначим «+», а аденин и

тимин, соответственно, «—», тогда получим матрицу в обычном - симметричном генети-ческому коду виде:

А

Г

т

ц

А

— —

- +

— —

- +

©

©(©)

©

©(©)

г

+ -

+ +

+ -

+ +

©(©)

©

©(©)

©

т

— —

- +

— —

- +

©

©(©)

©

©(©)

ц

+ -

+ +

+ -

+ +

©(©)

©

©(©)

©

Как в таблице классического генетического кода, так и в таблице кластеров воды хорошо просматривается симметрия, входящих в их ячейки, элементов.

Цифрами внутри ячеек обозначены соответствующие нуклеотидам кластеры воды.

Недавно международная группа исследований обнаружила одну любопытную связь биологии с астрономией. Оказалось, асимметрия в структуре молекул аминокислот, входящих в состав живых организмов, может быть непосредственно связана с особенностями звёздного излучения на ранних этапах зарождения жизни

на Земле. Ещё в 1920-1930-х годах ученые обнаружили, что освещение аминокислоты циркулярно-поляризованным светом, приводит к полному или частичному разрушению одного из двух зеркальных антиподов (и видимо в первую очередь у воды), а поскольку аминокислота формируется в водной среде на водной матрице, то она становится левой. Доказано, что свет, поляризованный по часовой стрелке (если смотреть навстечу лучу), губительно воздействует на Б-молекулы, а поляризованный против часовой стрелки, наоборот, разрушает только Ь-аминокислоты. Так был найден простой способ отбора молекул с определенным типом зеркальной симметрии. Одновременно этот эксперимент заставил некоторых исследователей задуматься: а не могло ли что-то подобное произойти в масштабах всей планеты на этапе возникновения жиз-ни? Облучение Земли светом, имеющим строго определенную - правую или левую круговую поляризацию, должно было бы привести к выживанию молекул одного типа зеркальной симметрии и вымиранию другого, Но, возникает вопрос, откуда на Земле мог взяться такой источник света? Оказалось, что не только на Земле, но, возможно, и во всей Солнечной системе левые аминокислоты преобладают над правыми [136].

Плоскодонные впадины на поверхности ранней Земли поперечником в сотни и даже тысячи километров и глубиной не более ста метров, вероятно, и стали колыбелью жизни. В них стекала вода, собиравшаяся на поверхности планеты. Вода разбавляла хиральные соединения. Постепенно менялся химический состав соединения, стабилизировалась температура. Переход от неживого к живому, начавшийся в безводных условиях, продолжался уже в водной среде [137].

Стационарная концентрация хиральных кластеров воды должна определяться их временем жизни и, очевидно, возрастает при растворении в воде химических молекул, предрасположенных к образованию водородных связей и ассоциированию (самоорганизации). Такими молекулами являются аминокислоты, белки и сахара. Повидимому, в этом механизме свою роль играют и хиральные среды литосферы, которые могут селектировать и концентрировать потоки хиральных квантов, как исходящих из недр Земли, так и космической природы. [138].

Обладая феноменальной способностью памяти кластерная структура молекул воды была способна создавать закодированную структуру, а аминокислотам ничего не оставалось как вписаться в неё образовав универсальный генетический код.

Учеными было установлено, что даже после полной химической очистки вода сохраняет информацию обо всех веществах, находившихся в ней в виде электромагнитных колебаний. Выяснилось, что вода обладает особой молекулярной структурой, которая меняется, если на нее воздействовать различными способами: химическим, механическим, электромагнитным... Под этим воздействием ее молекулы способны перестраиваться и «запоминать» любую информацию. Феномен структурной памяти позволяет воде впитывать в себя, хранить и обмениваться с окружающей средой данными, которые несет свет, звук, мысль и даже простое слово. Подобно живой клетке, хранящей в своем генетическом коде сведения обо всем организме, каждая молекула воды способна хранить в себе информацию обо всей нашей планетарной системе.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы