Волновой генетический КОДудк

Подобная концепция  в принципиальном плане адекватна  целому ряду функционально высокозначимых биомакромолекул, например, хлорофилла, гемоглобина, миоглобина и т. д. Эти макромолекулы объединяются двумя структурными качествами: 1) в их геометрическом центре расположен ион (в случае хлорофилла - ион магния, в случае гемоглобина - ион железа); 2) около иона симметрично расположены 4 пиррольных кольца (псевдоплоская структура). 

Другими типами биополимеров, соответствующих антенной модели, могут быть cравнительно  простые циклы типа валиномицина (переносчик ионов калия) и сложные  надмолекулярные структуры хромосом, ДНК которых содержит высокоорганизованные ассоциаты таких металлов, как магний, кальций, никель, кобальт, медь, железо, цинк и др. При этом роль их неясна и сводится исследователями, в основном, к нейтрализации ОН-групп остатков фосфорной кислоты полинуклеотида. Представляется, что функции металлов в ДНК и РНК существенно более широкие и реализуются по линии знакового и (или) энергетического взаимодействия с эндогенными и экзогенными по отношению к биосистеме физическими полями. То же относится и к белкам, не содержащим порфириновый центр, но специфическим образом связывающим металлы. Например, таковыми можно считать сайт-специфические белки с доменами типа “цинковых пальцев”, участвующими в регуляции генов, подчас очень далеко отстоящих от этих управляющих белков. Атомы металлов ДНК и белков могут резонансно взаимодействовать по электромагнитным каналам в рамках понятий антенной модели. Еще раз обозначим понятие антенной модели. 

Внешняя энергия (в частности, связанная с резонансным  взаимодействием крайне высокочастотных  электромагнитных излучений с белками) поступает на периферию, т. е. на ансамбль субъединиц (не обязательно идентичных по структуре). В результате активной “беседы”, предопределенной биохимическими связями, между периферийными акцепторами (получившими закодированную энергию) и центром-ассоциатом (в данном случае ионом металла гемсодержащих белков), последний получает энергию (информацию), что и вызывает биологическое действие. Степень реакционной способности биомакромолекул существенно зависит от уровня возбуждения центральных субъединиц. Рассмотрим в деталях потенциальные механизмы волновых взаимодействий физических полей и активных центров информационных биомакромолекул в рамках предлагаемой нами антенной модели. 

В качестве простейшей модели для иллюстрации антенного  эффекта рассмотрим двумерную замкнутую (циклическую) цепочку мономеров. В центре цикла расположен активный центр, связанный с мономерами цепочки диполь-дипольным взаимодействием. 

Обозначим координатные смещения мономеров через , а смещение активного центра через . Для потенциальной функции имеем: 

(1) 

Первые два  члена в (1) соответствуют колебаниям мономеров (второй член учитывает ангармонизм); последние два члена отвечают за связи между мономерами, Остальные  члены отвечают за связи между  мономерами и активным центром. 

Уравнения движения запишем в виде: 

(2) 

где - внешняя  монохроматическая сила, действующая  только на мономеры,  - коэффициент  затухания, введенный феноменологически (простоты ради принят одинаковым и  для мономеров, и для активного  центра). 

  

С учетом (1), система уравнений (2) приобретает вид: 

(3) 

(4) 

Введем общую  координату для ансамбля мономеров  

. (5) 

тогда система  уравнений (4) в линейном приближении  приобретает вид: 

(6) 

где: 

  - число мономеров. 

С учетом (5) имеем  (7.1) 

(7.2) 

Из (7.2) следует  (8) 

  

Подстановка (8) в (7.1) дает 

. 

(9)  

Соответствующее характеристическое уравнение имеет  вид (после подстановки в однородное уравнение): 

(10) 

Обозначив  имеем 

  

  

так что  

(11) 

В дальнейшем предполагается выполнение неравенств: 

(12) 

Первое условие  соответствует случаю слабой связи  между мономерами и активным центром, второе - малому затуханию мономерных осцилляторов. 

Для собственных  значений имеем 

, (13) 

где введены  коллективные частоты:  

(14) 

Нас интересуют вынужденные колебания (внешняя сила ):  

. (15) 

Подстановка (15) в (9) и приравнивание соответствующих  коэффициентов при  и  дают систему  алгебраических уравнений: 

  

где: 
 
 

В результате получаем   

где  

После несложных, но громоздких преобразований для вынужденных колебаний активного центра получаем: 

. (16) 

Из (16) видно, что  наибольшая амплитуда вынужденных  колебаний активного центра достигается  в условиях коллективного резонанса: либо , либо . 

В любом из этих случаев для амплитуды вынужденных  колебаний имеем: 

(17) 

Из (17) следует, что  наибольший эффект резонансной раскачки активного центра достигается при  большем числе периферийных субъединиц “антенны”, при более высоком  значении коэффициента связи активного центра с мономерами, при наименьшем коэффициенте затухания и при наименьшем дисбалансе коллективных мод. 

Нетрудно определить и “хореографию” (динамику вынужденных  колебаний) отдельных мономерных единиц. В соответствии с (6) уравнение для k -го мономера запишем в виде: 

(18) 

Вводя коллективные координаты  
 
 

и применяя метод  линейной алгебры, получаем для вынужденных  колебаний мономеров: 

, 

(19) 

где:  
 
 

- определяется  из (16). 

Таким образом, в рамках антенной модели наибольший эффект воздействия внешнего монохроматического поля  ре-ализуется в условиях коллективного резонанса: 

.  

Повторяя рассуждения  раздела 2, можно сделать также  следующие выводы: 

1) При реализации  амплитудной модуляции внешнего  сигнала имеют место дополнительные возможности резонансного воздействия на биомакромолекулы на частотах: 
 
 

2) Учет нелинейности  при квадратичной связи для  монохроматического сигнала привносит  дополнительный резонанс на второй  гармонике  

3) Учет нелинейности  при амплитудной модуляции определяет еще ряд резонансных возможностей: 
 
 

  

Таким образом, при действии резонансного электромагнитного  поля на биомакромолекулы с активным центром, содержащим атомы металлов, существенную роль играют коллективные волновые эффекты. В этом случае свойства самого излучения предопределяют широкие возможности регуляторного влияния на динамику биомакромолекул в целом и, следовательно, на биопроцессы, в которых они принимают участие, тем самым прямо или косвенно реализуя управляющие и (или) дезорганизующие сигналы. 

 

КОНВЕРСИЯ ЭПИГЕНОСИГНАЛОВ  В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СОЛИТОННЫХ СТРУКТУРАХ, ИХ ТРАНСПОЗИЦИЯ В ГЕНОМ БИОСИСТЕМ-АКЦЕПТОРОВ 

Детально методы и эксперименты по дистантной трансляции и биологической активности электромагнитных солитонов, синтезированных на основе явления возврата Ферми-Паста-Улама (ФПУ) и промодулированных эпигеносигналами, приведены в работе автора [25]. Здесь же отметим принципиальные позиции, разграничивающие прежние представления о работе генов как чисто вещественных образований и наших представлений о знаковых волновых излучениях (“волновых генах”) хромосомного континуума.  

Реальные и  достоверные эксперименты в области  волновой генетики первым начал проводить  Дзян Каньджэн. Итоговые работы его  известны [Дзян Каньджэн. 1993. Биоэлектромагнитное поле - материальный носитель биогенетической информации. Аура-Z. № 3. с.42-54. Патент №1828665 “Способ изменения наследственных признаков биологического объекта и устройство для направленной передачи биологической информации”. заявка № 3434801. приоритет изобретения 30.12.1981г., зарегистрировано 13.10.1992г.]. Прибор Дзян Каньджэна, дистантно (десятки сантиметров) передающий “волновые гены” от донора к реципиенту, использует собственные излучения биосистем-доноров, причем, как считает автор, только в СВЧ-дипазоне электромагнитных полей. Авторское теоретическое обоснование эффектов, полученных с помощью этой аппаратуры, откровенно слабо, а точнее, просто неверно. Однако результаты убедительны. Это “волновые” гибриды пшеницы и кукурузы, земляного ореха и подсолнуха, огурца и дыни, утки и курицы, козы и кролика. Полученные гибридами признаки передаются по наследству. Блестящий эмпирик Дзян Каньджэн оказался неспособным понять тонкие механизмы открытых им эффектов, но это нисколько не умаляет значимость результатов, суть которых в доказательстве реальности “волновых генов”. 

Вслед за этими  исследованиями мы, уже своими методами, подтвердили принципиальную возможность  дистантной трансляции и акцепции эпигенетических  управляющих сигналов in vitro-in vivo в  форме особого вида электромагнитного поля. Это еще раз подтвердило идеи А.Г. Гурвича, А.А. Любищева и В.Н. Беклемишева, но на современном уровне. Стало ясно, что “волновые гены” могут существовать, в частности, как одна из форм явления возврата ФПУ, что хорошо коррелирует с нашими данными по ФПУ-возврату на уровне нелинейной динамики ДНК in vitro. Именно это фундаментальное явление и легло в основу конструкции генератора ФПУ, приближенно моделирующего знаковые электродинамику и акустику ДНК in vivo и потому способного “считывать” и ретранслировать управляющие метаболизмом биосистем солитонные структуры с хромосомного континуума биосистем-доноров и резонансно вводить их в геном биосистем-акцепторов. 

В связи с  принципильной важностью феномена моделирования ФПУ-процессов в геноме высших биосистем при помощи особых радиоэлектронных устройств (ФПУ-генераторов) имеет смысл остановиться несколько подробнее на феномене ФПУ-возврата. Это явление было обнаружено в 1949 г. как результат компьютерного исследования динамики колебаний в цепочках нелинейно связанных осцилляторов. Оказалось, что против всякого ожидания энергия первоначального возмущения крайних осцилляторов в таких цепочках не термолизовалась, а распределившись по высшим гармоникам, затем вновь собиралась в спектр первоначального возмущения. При увеличении числа осцилляторов в цепочке картина возврата энергии неизменно сохранялась. Эта проблема получила название возврат Ферма-Паста-Улама по именам Э.Ферми, Д.Паста и З.Улама, которые первыми исследовали эту задачу. В дальнейшем возврат ФПУ был экспериментально обнаружен в длинных электрических линиях с нелинейными элементами в плазме, а также в динамике волн на глубокой воде. Замечательным свойством возврата ФПУ оказалось наличие “памяти” в его спектре к начальным условиям его активных мод. 

Результаты исследований в области изучения возврата ФПУ  позволили теоретически рассмотреть  молекулу ДНК в виде электрического резонатора ФПУ. В этой модели динамика волны плотности электронов, распространяющейся вдоль сахаро-фосфатных цепей молекулы ДНК, рассматривалась в рамках нелинейного уравнения Шредингера в форме, предложенной Юэном и Лэйком для описания динамики солитонных волн на глубокой воде. При этом осцилляции плотности электронов в структурах нуклеотидов понимали как возмущающие точечные источники, расположенные на одинаковых расстояниях вдоль сахаро-фосфатных цепочек ДНК, интерпретируемых как длинная электрическая линия. 

В дальнейшем эта  модель была развита А. А. Березиным  совместно с автором [25]. В частности, были рассмотрены электрические поля (E', E") обеих цепочек ДНК, где E' - средняя амплитуда напряженности электрического поля за один пространственный период стоячих волн в первой цепи ДНК, а E" - средняя амплитуда напряженности электрического поля за один временной период стоячих волн во второй цепи. Если принять, что колебания E' и E" генерируются молекулой ДНК в окружающее пространство, тогда вне молекулы ДНК поля E' и E" образуют сферические фронты. При этом в силу представления стоячих волн в молекуле ДНК в виде двух противоположно направленных бегущих фронтов возмущений, от источника (молекулы ДНК) будет расходиться сферическая волна E', а к источнику будет сходиться сферическая волна E", поскольку волны от молекулы излучаются в нелинейную среду - внутриклеточную жидкость. Динамика этих волн может быть описана в сферических координатах. Для E" частное решение будет выглядеть аналогично. Было получено выражение, представляющее собой интенсивность электрической волны на сфере определенной толщины вокруг молекулы ДНК, своего рода “сферическая голограмма”, существующая в электролите клеточно-тканевого пространства в сферическом слое. Предложенная модель указывает на возможность существования вокруг молекулы ДНК в составе хромосом сферических акустико-электромагнитных солитонов (бри-зеров), которые интегрально отображают структуру хромосомного континуума и могут двигаться за пределы клеточных ядер или совершать колебательные движения относительно некоего положения равновесия и которые содержат статико-динамические квазиголографические (в общем случае дифракционные) решетки с эпигенознаковой образно-семан-тической нагрузкой. Такие решетки отображают текущее и (или) относительно постоянное пространственно-временное состояние организма в каждой области многомерной структуры высших биосистем, где в данный момент находится бризер. Наличие тепловых возмущений (kT) молекулы ДНК, а также возможность существования фуранозных колец нуклеотидов в виде двух конформаций, приводят к усложнению модели и необходимости введения в нее фазовых флуктуаций электронной плотности.