ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АТОМИЗМ
Генетический атомизм — структурно и функционально — это новый «виток» в истории вещества.
Причем генетическая дискретность имеет своим предшественником молекулярную не дискретную форму (Рапопорт, 1984). Генетический атомизм — это квантовая теория гена. А генетика – это квантовая биология. Таким образом, первым квантовым биологом следует считать Грегора Менделя, впервые установившего, что явление (субстрат) наследственности имеет прерывистый характер и что носителями дискретности являются некие факторы, задатки (в современной интерпретации – гены). Мендель увидел закономерность и порядок там, где другие видели хаос.
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.
Ниже их нет других генетических тел. Нуклеотидная структура составлена тремя 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.
Генетические нуклеотиды взаимодействуя с химическими нуклеотидными единицами «уподобляют их себе».
Триплеты – основные дискретные элементы генного строения, занимают в нем положение своего рода элементарных частиц.
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, кодирующий одну каноническую аминокислоту или несущий терминирующий сигнал.
Мутационное изменение триплета влечет за собой изменение структуры и функции полипептидной цепи, а за ним формирование нового признака.
Экзоны-интроны. Генные структуры, кодирующие белки, имеют прерывистое, “разорванное” строение, состоящее из разных частей. Одна часть состоит из элементарных генетических единиц – нуклеотидов и триплетов – сохраняющихся после транскрипции в зрелой РНК и чья генетическая информация полностью используется в процессе трансляции. Другая часть состоит из нуклеотидных последовательностей, которые вырезаются и удаляются из первичного транскрипта вскоре после его образования на каталитической матрице гена. Первые были названы экзонами, вторые – интронами.
Гены – материальные «операторы» наследственности, 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. Гены создают целое, способное к полному дублированию, с образованием новой устойчивой структуры. Гены могут преобразовываться в ходе митоза, синтезировать ключевые нуклеиновые единицы (иРНК) для формирования ферментов. После мутации они в огромном большинстве случаев так же полноценны по структуре генетического атомизма, как и домутационные состояния. Явление генов – структурных, регуляторных, теломерных, центромерных, немых – подтверждает фундаментальную черту генетической материи – дискретность, не исчезающую при всех возможных ее изменениях.
Р. Докинз: «В реальной жизни гены делают две вещи: влияют на индивидуальное развитие и передаются следующим поколениям».
С.Оно: «В строгом смысле в эволюции ничто не создается de novo. Каждый новый ген возникает из уже существующего».
Хромосома – крупномасштабная структура генома, 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 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. 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.
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.
Итак, созидательный синтез, действующий в генетической организации, интегрирует дискретные нуклеотиды в триплеты, триплеты в гены, гены “вложены” в хромосому; высшая ступень генетического полиатомизма – геном.
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.
«…. 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.
ИТАК,
Генетический атомизм – часть всеобщей материи, которая порождает явления жизни. В генах сжат биологический мир. Добавления случайных возмущений в гены служат Эволюции.
Генетическая прерывность — первичный источник детерминации биологических признаков, а последующие ступени их становления сосредоточены в плазматической среде, воплощающей органическую субстанцию, лежащую на границе химии и биологии.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ АТОМИЗМ
Биологический атомизм – великая суперсистема, объединенная классической иерархической дискретностью частей живой материи, занимающая срединное положение между двумя полюсами: с одной стороны, корпускулярный генетический аппарат, с другой – изменяющиеся условия окружающей среды.
В результате частых клеточных делений из простой клетки образуются ассоциации, системы многочисленных однородных клеток, формирующих новый структурный уровень – ткани-органы. Последние представляют собой системы с жестко разделенными функциями.
Законы наследственности и развития сплавляют ткани и органы в централизованное единство – организм (индивидуум).
Живой организм – это самостоятельный и дискретный носитель информации, наиболее высокоорганизованная и целостная система, обладающая своими каналами связи с внешней средой (дыхание, питание, выделение, органы чувств, железы), находящейся под контролем самого организма, являющегося пассивным объектом отбора.
Следующий уровень биологической организации – популяция – форма существования вида как живой материи, надындивидуальная система, представляющая собой совокупность организмов (индивидуумов) одного вида, связанных общностью происхождения и жизненных потребностей, половыми связями, обменивающихся генетической информацией, способных поддерживать свою численность в оптимальных размерах при изменяющихся условиях среды.
Советский биолог-эволюционист, академик И.И.Шмальгаузен пишет: “Энтропия популяции остается высокой. Популяция – мало организованная биологическая система, и этот низкий уровень организации, т.е. некоторый беспорядок и неопределенность, поддерживается действием стабилизирующего отбора.
Этим самым поддерживается высокая эволюционная пластичность популяции.
Популяция воздействует на биогеоценоз, в состав которого она входит, через активность своих особей”.
Следующую, более высокую ступень развития в иерархической лестнице живой материи занимает биогеоценоз – эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная, длительно самоподдерживающаяся сложная природная система; однотипное растительное сообщество вместе с населяющим его консолидированным животным миром, включая микроорганизмов, с соответствующим участком земной поверхности, с особыми свойствами микроклимата, геологического строения, почвы и водного режима.
В биогеоценозах устанавливаются разнообразные, сложные, многоступенчатые связи между организмами – пищевые, симбиотические, конкурентные, обеспечивающие стабильность и целостность в развитии биогеоценозов. Между биогеоценозами, как и между клетками, тканями и органами в организме, существует мощная вещественно-энергетическая связь.
В ряду биологических субатомизмов высший иерархический ранг имеет биосфера.
Биосфера – единственная область на Земле, где находятся все организмы. Она представляет собой сложную динамическую систему, осуществляющую улавливание, накопление и перенос энергии путем обмена вещества между живыми существами и окружающей их абиогенной средой; устойчивость биосферы определяется во многом тем, что она слагается из сложной системы относительно независимых биогеоценозов.
СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ РАЗВИТИЯ