Полная версия

Главная arrow Экология arrow Ключ к генетическому коду в структуре объединенных молекул воды

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАШИНЫ В ЖИВОИ КЛЕТКЕ

Для синтеза какого-либо белка необходимо несколько специальных ферментов. Но для синтеза любого фермента необходим другой такой же фермент и так далее. Приходится признать, что эта схема не может удовлетворительно объяснить возникновение процесса матричного синтеза, т.к. получается замкнутый круг, и мы снова и снова приходим к вопросу о том, как возникли гены.

Наука оказалась в тупике. Еще никто не предложил разумной гипотезы в этом вопросе и тому есть много причин. Но это не значит, что такая гипотеза не может появиться.

Процесс расщепления или синтеза любого вещества в клетке, как правило, разделен на ряд химических операций. Каждую операцию выполняет определенный фермент. Группа таких ферментов составляет своего рода биохимический конвейер. Каждый фермент представляет собой своеобразную молекулярную машину. Благодаря пространственной структуре молекулы ферментного белка и определенному расположению аминокислот в этом белке фермент узнает свой субстрат, присоединяет его и ускоряет его превращение. Живые системы и, в том числе, клетка используют множество молекулярных машин.

Устройства декодирования - это устройства, использующие информацию для реализации обозначенного ею объекта. Например, такой биологический декодер, как «молекулярная машина» - рибосома, реализует информацию, заключенную в нити РНК, синтезируя на её основе строго определенные молекулы белка. Еще одной из таких машин является АТФ - синтаза. Она расположена в митохондриях клетки и осуществляет синтез аденозин-трифосфорной кислоты (АТФ). АТФ - это молекула, которая обеспечивает клетку энергией.

Клетка манипулирует большим числом элементов. Это манипулирование осуществляется на уровне атомов и молекул. Человек не знает как происходит создание живой Природой этой технологии. Манипулировать можно тогда, когда есть механика. Мы знаем, что в атомарном мире частицы движутся и вращаются. Природе надо было научиться точно манипулировать на атомарном уровне, в этих условиях. Для этого нужны роботы и манепуляторы, чтобы захватывать атомы, направляя их в нужные маета. Манипуляторы должны быть соразмерны с нано машинами. Нано в 10 раз больше чем атом. Но они не должны быть и больше нано-масштаба. Белки - это и есть молекулярные машины, но они могут быть и строительным материалом - кирпичиками. В клетке очень большое число молекулярных машин, которые строят структуры и системы управления ими. Живой мир - это мир молекулярных машин. Но и сами молекулярные машины строит сама живая клетка. Функция воспроизводства молекулярных машин содержится только на уровне клетки. Молекуляную машину строит вся молекулярная система. По Канту молекулярная машина - артефакт, так как сама себя она собрать не может. Отсюда следует, что невозможно биологию аппроксимировать в пред биологию. Возникает проблема аналогичная той, что считать первичным курицу или яйцо. Где искать разгадку? А разгадку, вероятнее всего, следует искать в феномене зарождения самой Вселенной. Выше мы уже касались этой проблемы. Существуют разные представления о Вселенной как бесконечной, так и о конечной. Вероятнее всего, Вселенная должна быть конечной! Но, если Вселенная конечна, то возникает вопрос как там появилась жизнь. Зачастую, ученые вынуждены обращаться к концепции креационизма. Ученые не склонны полагать, что наука зашла в тупик, считая, что это лишь затруднения из которого возможен выход. Если мы опираемся только на то, что видим, то мы не можем выбраться из круга биологии. В конечной Вселенной есть начало - это Большой взрыв. А раз это так, то все что видим должно было появиться. Начало было очень горячим. О существовании атомов в таком состоянии не могло быть и речи. Постепенно Вселенная расширялась и остывала. Появились электроны, протоны, молекулы, атомы, звёзды, газы водород, свет, сверх новые. Когда Вселенная остыла, появился синтез и тогда появилась предбиология и она продвигалась дальше пока не уткнулись в клетку.

Доктор физико-математических наук Владик Аветисов утверждает, что биология не имеет аналитического продолжения в пред биологию. Эта технология крайне отличалась от того, что мы видим в биологии.[91].

Чтобы разобраться во всем этом, мы должны сконцентрировать все наши мысли и попытаться выяснить, как создавались молекулярные машины. То есть усилием воли и концентрацией ума докопаться до истины и попытаться ответить на вопрос - как могли возникнуть молекулярные машины не связанные с биологией. Они

должны были создать мир, а потом исчезнуть. Путем выдвижения идей и их проверок, возможно, следует включить в работу математику, компьютерные технологии, химию, физику и другие науки.

Понятие «молекулярные машины» появилось еще в 70-е гг. XX в. которое стало общепринятым и в настоящее время оно прочно утвердилось в научной литературе. Молекулярная машина является устройством, как правило, природного происхождения (например, молекула белка или белковый комплекс).

Молекулярные машины - это устройства, способные манипулировать одиночными атомами и молекулами. Размерность молекулярных машин должна сочетаться с размерами объектов, которые она формирует и, в принципе, оперирует значениями в несколько нанометров.

Молекулы воды очень подвижны и легко образуют водородные связи. Они ускоряют действие биологических молекулярных машин. Таким образом, и в функционировании молекулярных машин особую роль играет вода с её загадочной структурой.

Синтез белковых молекул (основных «рабочих механизмов жизни») осуществляется на особых молекулярных машинах - рибосомах.

Из таблицы 1 (глава 4) видим, что диаметр рибосомы около 20 нм.

Она осуществляет преобразование химической энергии в энергию направленного движения макромолекул или отдельных фрагментов, перенос молекул и ионов через биологические мембраны и т.д. Представление о ферментах, как о наноразмерных молекулярных машинах, подразумевает существование в них сравнительно небольшого числа выделенных (механических) степеней свободы, связанных с согласованным движением групп атомов или с наличием подвижных фрагментов. Это означает, что отдельные части белка или белкового комплекса могут рассматриваться, как элементы макромолекулярного устройства, подобные деталям макроскопических машин и механизмов. Молекулярные машины могут проникать в живую клетку, не разрушая её. Таким образом, упрядоченная внутренняя жизнь клетки организована молекулярными машинами. Но биологические молекулярные машины создаются с помощью самих биологических молекулярных машин по точным технологиям, которые нам неизвестны.

С точки зрения физика, главной особенностью молекулярных машин и механизмов (МММ), является сочетание в них механических и статистических свойств. Биологические машины (МММ), работа которых связана с направленным вращением их ротора, обычно встроены в биологическую мембрану. Они приводятся в действие за счёт разности электрохимических потенциалов, генерируемых в мембране. В настоящее время известны два семейства наноразмерных вращающихся «электромоторов» природного происхождения: бактериальные и F0Fi- АТФ - синтаза - белковый комплекс, обеспечивающий синтез аденозинтрифосфорной кислоты. Бактериальные электромоторы имеют статор, встроенный в мембрану бактериальной клетки, и вращающийся ротор. Благодаря этому бактерии могут изменять направление своего движения и перемещаться в нужном направлении - приближаться к цели, или наоборот, удаляться из экологически неблагоприятной зоны [92]. В [92] рассмотрены современные представления о физико-химических механизмах протонной АТФ - синтазы -одного из главных макромолекулярных устройств, катализирующих образование молекул АТР. Встроенный в мембрану клетки АТФ-синтазный комплекс работает, как энергоперерабатывающая макро молекулярная машина, которая приводится в действие за счет трансмембранной разности электрохимических потенциалов ионов водорода (AjnH+)> Электрический ток, проходящий через мембранный комплекс F0 (носителями электрического тока являются протоны), обеспечивает вращение ротора (встроенный в мембрану барабан сп).

В течение суток в организме взрослого человека синтезируется более 50 кг молекул АТР, которые за это же время расходуются организмом для совершения различных видов химической, осмотической и механической работы. В настоящее время существуют убедительные доказательства вращения ротора при работе F0Fr АТФ - синтазы. Вращения происходят дискретными скачками, с шагом, равным 120°. Средняя скорость вращения ротора увеличивается с ростом концентрации АТР в растворе, омывающем фермент, а также при укорочении длины маркёра, достигая примерно 10 оборотов в секунду. Модель работы Fi -АТФ-синтазы относится к классу математических моделей, получивших название «мезоскопические модели», или модели Маркова - Фоккера - Планка («МФП-модель»). Модели этого типа, являются промежуточным случаем между моделированием методами молекулярной динамики, описывающей движение каждого атома, и кинематическими моделями, описывающими переходы между сравнительно небольшим числом дискретных химических («марковских») состояний. Но у биологических молекулярных машин просматриваются и недостатки. Один из них - малая степень управляемости. АТФазный мотор практически непригоден для осуществления перемещения ротера в 10-20 , так как дискретность работы мотора - 120. Придется применять преобразователи движения и редукторы, но это усложнит конструкцию и увеличит размеры устройства. Но главный недостаток биологических молекулярных машин - их работа в жидкой среде. Но эти недостатки становятся явными в случае трансформации технологии в обыденную нашу жизнь. Для живой природы их не существует.

Исходя из логики, молекулярные машины нужно было создать и построить, а для построения молекулярных машин нужны программы и механизмы, которые должны были, в свою очередь, быть кем - то (чем-то) созданы. Ни одна молекулярная машина просто так не может быть построена. Ее может построить только вся клетка, да и функция самих молекулярных машин строится только на уровне клетки. Получается замкнутый круг.

Где же искать разгадку? В науке вновь возникли затруднения. Но, наука не может стоять на месте, она обязана развиваться, находиться в постоянном поиске, иначе ей грош цена.

Как мог идти процесс создания живой матрии поочередно, эволюционно?. Как постепенно образовались клетки и в ней все функции белков? Постепенно, без достаточной информации, нельзя воссоздать клетку. Как же эволюция шаг за шагом смогла в клетке создать ДНК? Возможно, разобраться в этом, поможет всё таже, загадочная, структура воды с её свойствами и функциями?

Мы знаем, что для структурирования РНК, а также для формирования двойной спирали и стабилизации ДНК нужна вода. Это происходит за счет гидрофобных взаимодействий плоскостей колец азотистых оснований. Вода, как хороший растворитель обеспечивает свободные перемещения макромолекул РНК при выполнении ими всех необходимых функций.

Химическое строение клетки даёт простор для критики теории эволюции, является для нее сверхметким и грозным смертельным приговором.

Гены образовались сразу, и с этого времени на Земле генетический код всех видов был неизменным. Какие бы условия не были. Верить в переходные формы не было и нет оснований, всё осталось первородным, каждый вид становился подобным только себе.

В природе много форм жизни, дискретность - её вечный закон, материю составляют атом, и он строит ДНК. В раскопках долгое время искали переходные формы, сделали много проб, но не достигли желанных результатов, каждый раскоп был напрасным. Все существа в видах идентичны, на Земле жило большое разнообразие видов, и каждый имел иной генетический код, поэтому виды не могли смешаться. ДНК имеют прекрасную возможность для воспроизведения, устаняя ошибки в синтезе белка, чтобы не иметь вреда от мутаций и держать род в чистоте. Хотя эволюцию признали, как теорию, ей не удалось дать основ, чтобы назвать её научной, которая могла бы пояснять факты.

Отдельные ученые придерживаются мнения, что наиболее значимой единицей для ДНК может быть не триплет, а большее их число, например, три, четыре, пять, десять и т.д. Так, например, четыре триплета вместе создают додекаэдр. В процессе синтеза белка также могут группироваться отдельные гены, причем некоторые из них появлялись чаще других. Такие гены встречались в два, три и в четыре раза чаще, чем остальные. Живые клетки стали доверяться таким -особенным белкам. Как известно, полимераза использует ДНК для построения РНК, а РНК строит сложные белки. Белки образуют клетки, из клеток строится организм. ДНК - полимераза - фермент, участвующий в репликации ДНК, то есть осуществляется процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК.

Теория Шеннона об информации определяет, как передавать её с минимальной ошибкой. Эту теорию используют и биологи, определившие, что Природа сформировала наилучший генетический код, минимизирующий количество ошибок в строении клетки. Биологи выделили в работах Шеннона положения об эффективности и избыточности ДНК и пришли к выводу, что менее избыточная ДНК приведет к накоплению клеткой большей информации и более быстрой обработке информации. Но избыточность ДНК дает преимущество в том, что снижает вероятность появления неверных аминокислот в результате мутаций.

Компьютеры напоминают нам машины Тьюринга, однако механизмы копирования и чтения ДНК и РНК - своеобразные биомашины в корне отличаются от компьютеров и работают намного лучше. Если механизм компьютера требует формирования программы, то ДНК одновременно и содержит программное обеспечение и является хранилищем, они и накапливает информации, и выполняют команды, а также содержат инструкции по копирования себя.

Эволюционная модель не может ничего сказать о синтезе белков.

Неорганика не может трансформировать себя, чтобы началась жизнь.

Сотворение жизни неразрывно связано с Землёй, живое возникло из небытия, эффективно шли процессы, которые дали начало жизни. Под абиогенезом понимают образование органических соединений, распространенных в живой природе, вне организма без участия ферментов. Но большинство ученых не пытаются искать доказательства в том, как это произошло. Они лишь рассуждают, как это могло произойти, принимая абиогенез за истину, что жизнь «самоза-родилась». Понимание большинством ученых явлений жизни, благодаря изучению клетки связано с тем, что живое вещество подобно молекулам, состоящим из атомов.

Считается, что все организмы и все составляющие их клетки произошли эволюционным путем от общей пред - ДНКовой клетки. Выделяется два основных процесса эволюции - это:

  • 1) случайные изменения генетической информации, передаваемой от организма к его потомкам;
  • 2) отбор генетической информации, способствующей выживанию и размножению своих носителей.

Естественно, в эволюционном подходе есть свои опасности: большие проблемы в наших знаниях мы заполняем рассуждениями, детали которых могут быть ошибочными, так как не в наших силах вернуться в прошлое и стать свидетелями уникальных событий, происходящих сотни лет тому назад, как это сделал молодой инженер-изобретатель и горе экспериментатор Шурик Тимофеев в фильме «Иван Васильевич меняет профессию». Однако прошлые события оставили много следов, которые мы можем анализировать. Пред-ДНКовые растения, животные и даже бактерии сохранились как ископаемые.

Раздельные науки - физика, химия, биология, математика и др., их длительная отчужденность, неизбежно заводят научную мысль в тупик. Раздробленность знания грозит серьёзным кризисам физике, химии, биологии и математике. Только комплексный подход способен разрешить задачу: надо принимать во внимание, как создавалась Земля, и как жизнь на ней начинала свой путь. Чтобы понять природу, надо объединить знания многих наук, лучше биологию сотворения назвать геологической биологией. Процессы, происходящие при образовании Земли, смогли создать в достаточном количестве биологических соединений, чтобы из них на Земле возникла жизнь. Для решения проблемы возникновения жизни надо познать сотворения Земли.

Дискретность внутреннего состояния присуща всем химическим соединениям, температурные условия давали возможность им конденсироваться. Органику дала Природа, она входила в химический состав всей массы, составляющей Землю. Конденсировалась вода, наконец, облачность пропала, над Землёй засияло Солнце, вода приобрела круговорот. Новая структура Планеты приходила в стационарное состояние, температура снижалась, конденсировалось вещество. Этот процесс занимал достаточно длительное время, когда собрался весь необходимый комплекс веществ вместе, вмиг образовалась живая клетка. Клетка - форма существования органической материи, а атом собрал её силой поля, так, как и слишком сложный минерал, строение которого не возбуждает нашего воображения. Температура снижалась. Пришла пора для образования всех нуклеиновых кислот. Они конденсировались и опадали на Землю, в результате чего образовались аминокислоты и разнообразные белки. Из их цепочек тут же, динамично, была закручена спираль, силы химических связей немедленно провели процесс спонтанно. Нуклеотиды образовали РНК и ДНК, или вечные процессы синтеза белка.

Но для этого, как отмечал профессор Ральф Джерард : «...Должны существовать некие основополагающие и всёобъединяющие законы, предопределяющие и объясняющие любые проявления жизни». Именно такой основной молекулярный закон жизни, предлагает Линге.

Благодаря усилию ученых разных наук появилась теория ассоциации -индукции (теория АН). Её прототипом была теория фиксированных зарядов. Новая теория была дополнена теорией, объединяющей природу внутриклеточной воды. Слово ассоциация указывает на тесное взаимодействие и взаимосвязанность трёх основных составляющих живой клетки - белков, воды и ионов калия. Второе слово, индукция, отражает идею, что живая клетка и её компоненты вплоть до белковых молекул являются по существу электронными машинами, благодаря которым трансклеточная передача информации и материи реализуется через регулярные повторяющиеся во времени электрической поляризации отдельных групп и распределении этих изменений в субмолеклярном, молекулярном и надмолекулярном масштабе.

Была предложена теория многослойной организации поляризованной воды (МОПВ) в клетке и эта теория получила мировое признание. Теория МОПВ неотъемлемая часть теории ассоциации-индукции (АИ). Теория МОПВ касается статистических свойств живых клеток. Динамические - это индуктивные их свойства.

Химики - органики разработали приемы, используя которые можно заставить аминокислоты соединяться в цепочки. Такие полимеры аминокислот называются полипептидами. Полипептид можно получить искусственно. Белок вырабатывается только живой клеткой. Таким образом, любой новый организм возникает только из живых клеток, а формирование клетки не может осуществляться без участия воды.

Экспериментальным путем [см. Андрияшева М.А.Информационная роль воды в функционировании биологических систем, 2016 г.] обнаружено явление

изменения свойств воды под влиянием информации, полученной через воду, с последующей реализацией этой информации живыми системами. Эти результаты позволяют понять, что вода является живой информационной матрицей Земли, она управляет функционированием живых систем, способствуя их совершенствованию. Такое представление находится в соответствии с принципом прогрессивной биологической эволюции, предложенным в 18 веке Ж.Б.Ламарком - как совершенствование живых систем в ответ на изменения окружающей среды. Согласно полученным данным (отмечает Андрияшева М.А.), направленное изменение структуры воды (реструктурирование) оказывает существенное влияние на состояние различных биологических систем (икры и личинок рыб, злаковых растений, живой крови и организма человека). Это означает, что, благодаря уникальным особенностям имманентной (сущностной) структуры воды, водой можно эффективно управлять через числовые коды, наиболее точно передающие информацию и нивелирующие «эффект наблюдателя». Выявленные свойства воды могут использоваться для разработки информационных нанобиотехнологий, основанных на направленном изменении структуры воды с целью корректировки состояния самых различных организмов. При этом (отмечает Андрияшева М.А.) создание таких технологий должно быть целесообразным и соответствующим принципу «не навреди».

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>