Репликация с квантовых позиций.

Лежит яйцо курицы в гнезде и ничего с ним не происходит. Но вот приходит курица и садится на яйцо или хозяин берет это яйцо и помещает в инкубатор.

Ни в том, ни в другом случае в яйцо не проникло никакой особой молекулы кроме тех, которые проникали раньше, чтобы яйцо было живым. А что проникло? В яйцо проникли тепловые фотоны определенного качества.  Если фотоны обладают энергией меньшей, чем требуется, то ничего не будет происходить. Если энергия фотонов будут превышать требуемую энергию, в яйце будут происходить нежелательные явления, вплоть до нарушения структуры белков и других молекул. Требуемый диапазон тепловых фотонов довольно узок. Из крокодильих яиц при чуть-чуть отличающихся температурах вылупляются либо самки, либо самцы. Возможно, и в человеческом организме в зависимости от величины температуры формируется мальчик или девочка.

И что происходит, если в яйцо проникают тепловые фотоны с требуемой энергией? Начинаются химические реакции.

Сначала объяснимся, как автор понимает некоторые химические связи.

1. Водородная связь. В некоторых молекулах, в общем, электрически нейтральных, возможно неравномерное распределение положительных и отрицательных зарядов по периферии молекулы. В результате этого молекула поляризуется и ее, например, положительный полюс будет притягивать отрицательный полюс другой молекулы. Молекулы в данном случае не пересекаются друг с другом, у них нет общего пространства.
2. Ковалентная связь. В этом виде связи образуются общие пространства молекул. Чем большая величина общего пространства, тем прочнее связь молекул. Как такие связи образуются, показано на рисунке. Здесь атомы (молекулы) представлены планетарной моделью строения. Для связи неважно будут ли частицы, составляющие атом, представленные в виде конденсированного субстрата или в виде волновых образований. Принцип взаимодействия частиц будет одним и тем же.

В положении 1 между электронами е₁ и е₂ образуется общее пространство. Связь между атомами (молекулами) в положении 1 больше, нежели в положении 2 и атомы начинаются сближаться. Когда электроны оказываются с другой стороны ядер (Я₁, Я₂), то атомы начинают удаляться друг от друга, а так как этот процесс инерционный, то они не успевают выйти из зоны влияния друг на друга, как снова наступает процесс сближения. В таком непрерывном колебательном состоянии и существует молекула.

Вряд ли кто достоверно знает, какой вид связи существует между азотистыми основаниями молекулы, предполагают, что это водородная связь. Чуть ниже мы возвратимся к этому вопросу.

Продолжим следить за действиями теплового фотона попавшего в яйцо курицы или вообще в любую другую яйцеклетку. Фотон может взаимодействовать с элементами клетки таким образом:

1. Быть поглощенным одним из электронов, участвующих в образовании связи между основаниями молекулы, и в результате этого изменить конфигурацию зарядов оснований, если связь водородная, таким образом, что связь разрушится. В случае ковалентной связи фотон поглощается одним из электронов, образующих связь, электрон переходит на другой уровень и связь распадается. И в том и другом случае электроны, образующие связи или меняющие конфигурацию поля, должны быть резонансными именно для фотонов такой мощности. Фотоны другого качества не будут восприниматься данными электронами точно так же, как данные фотоны не воспринимаются, например, электронами, образующими связь основания и сахара или сахара и фосфата. Для разрыва этих связей потребуются фотоны другого качества.
2. Фотон может взаимодействовать не прямо с основанием, а катализировать процессы в митохондрии, которая будет генерировать фотоны, разрушающие связи между основаниями.
3. Фотон может передать (запустить) функции разрушения связи не митохондрии, а какому-нибудь другому фермент.

Возможно, что в результате этих действий фотона будет разорвана одна из связей молекулы, а последующие будут дополнительно ферментироваться разрушенными связями. Это так называемая каскадная ферментация. Так или иначе, без участия фотона или их группы не возможно ни образовать, ни разрушить химическую связь.

О фотонах рассказано в статьях “О кванте подробно” и “О фотоне подробно”.

В предыдущей статье мы видели, что репликация начинается и продолжается во множественных местах молекулы. По этой причине можно предположить, что репликация не требует каскадной ферментации для образования репликативных единиц. Для этого достаточно тепловых фотонов и тепловых Броуновских возмущений. Последние и вносят некоторую случайность в процесс возникновения репликативных единиц по времени и в пространстве.  Возможно, что тепловые фотоны как раз и запускают хеликазу, если таковая имеется, которая катализирует разрыв оснований, никуда не двигаясь и не требуя стабилизационных белков, так как у распавшихся оснований такие энергетические состояния, что они не могут уже соединиться. Каждое из разорванных оснований  не может вступить в реакцию с основанием, сидящем на дезоксирибозе, но требует реакции со свободным основанием. В другом качестве ни хеликаза, ни какой другой комплекс или элемент участвовать не могут.

А можно ли раскрутить молекулу без ДНК-топоизомеразы? Можно. Всякий, кто сверлил отверстия в деталях электрической дрелью, мог заметить, что при заедании сверла дрель давала отдачу в руки или стремилась провернуть деталь. Если бы рассверливалась из торца цилиндрическая пружина, то при заедании сверла пружина бы раскручивалась при одном направлении намотки и скручивалась при обратной намотке. Все почему-то забыли, что следует не только раскручивать исходную молекулу, но и скручивать вновь образованные. Или молчаливо подразумевалось, что они скрутятся сами? Это верное предположение. Синтезирующаяся молекула скручивается сама под действием своих внутренних сил, за счет своих внутренних связей. Если бы мы могли видеть реплицирующуюся молекулу с торца, то увидели бы, что каждый новый нуклеотид поворачивается относительно предыдущего на некоторый угол, то есть плоскость торца фактически вращается и движется вперед, точно также как кромка сверла в дрели. И теперь остается решить, кто-то должен кого-то вращать или должна раскручиваться спираль (пружина)? Естественно, если жесткость спирали не велика, то она и будет раскручиваться. Вновь образованная молекула уже связала свою ветвь основаниями, а у реплицируемой молекулы ветвь одинарная и ей приходится раскручиваться. Точно также действует и встречная репликационная вилка, как две встречные дрели на цилиндрической пружине. По этой причине одностороннее направление репликации и выжило эволюционно. Двух стороннее репликационное направление при спиральной форме молекулы выжить не может. Могло бы выжить противоположное одностороннее направление, но тогда молекула была бы не правозакрученная, а левозакрученная.

В природе закручивание можно наблюдать часто: вьющиеся лианы и другие растения, поворот цветков растений за солнцем и т.п. Цветы, согнутые растения, скрученные листочки и много чего другого обладает свойством раскручиваться. То есть силы скручивания и раскручивания в природе существуют и почему бы им не быть в молекуле. Принимают ли участие в этом процессе ДНК-топоизомеразы, сказать трудно, но можно согласиться с предположением, что они ферментируют данное явление.

В еженедельной газете “Наука в Сибири” (N 30 (2466) Июль 2004 г) Сибирского отделения Российской академии наук доктор биологических наук Алексей Груздев при обсуждении статьи  “«МОЛЧАЩАЯ» ДНК ГЕТЕРОХРОМАТИНА” рассказывает:

“Используя гигантские политенные хромосомы личинок одного из видов комаров, мы убедились, что ДНК в транскрипционно неактивных дисках, как и ожидалось, находится в топологически замкнутом релаксированном состоянии. Мы подтвердили также, что в транскрипционно активных участках (пуфах) ДНК существенно недокручена (т. е. торсионно напряжена отрицательно). По-видимому, это регулируемое клеткой состояние ДНК обеспечивает оптимальную скорость транскрипции генов.

Наш метод оказался недостаточно чувствительным для исследования состояния ДНК в отдельных участках метафазных хромосом мыши. Поэтому мы исследовали большие скопления хромосом. К нашему удивлению оказалось, что почти вся (80%) ДНК этих хромосом так же торсионно напряжена, как ДНК транскрипционно активных генов в пуфах политенных хромосом, но заметно устойчива к ДНКазам (ферментам, расщепляющим ДНК). Вероятнее всего, напряжение возникло при уплотнении упаковки ДНК в тело хромосомы. Этот вывод был подтвержден группой японских исследователей. Позже ими был вскрыт и механизм возникновения напряжения”.

К сожалению, автору неизвестно, что вскрыли японцы, но то, что они подтверждают факт торсионных напряжений в молекуле ДНК, может служить объяснению процесса раскручивания молекулы внутренними напряжениями в самой молекуле.  ДНК-топоизомера в данном случае может рассматриваться как специфический фермент.

По предложенной модели процесс рас плетения может идти различным порядком, а раскручивание происходит совместно с синтезом новой молекулы.

Как же происходит синтез? По классической теории ДНК-праймаза нарастила затравку. Здесь же рядом оказывается ДНК-полимераза, которая определяет, какое в начале ветви основание, к которому требуется подобрать комплементарную пару. Если это цитозин, то среди множества оснований, плавающих в растворе клетки, она выберет гуанин, каким-то образом подтащит его к цитозину и катализирует их реакцию. А возможно, она будет спокойно ждать, пока гуанин сам не подплывет к цитозину, и затем ферментирует их реакцию. После этого ДНК-полимераза продвинется на один нуклеотид и повторится процедура со следующим основанием. Получается, что она обладает почти человеческими качествами большими, чем у любого автомата. Если определить тип основания сравнительно легко, то отыскать нужное основание, притащить его в нужное место, сориентировать и соединить под силу очень сложным автоматам.

С квантовых позиций это проще. Петракович Г. Н. в статье “НАУКА, НО НЕ ТА”  пишет:

“Энергия, обеспечивающая жизнедеятельность и клетки, и организма в целом, вырабатывается в особых внутриклеточных образованиях — митохондриях. Число митохондрий в каждой клетке зависит от уровня потребляемой энергии и может составлять в одних клетках —десятки, сотни, тысячи, в других — даже десятки тысяч”.       

Что это за энергия и в каком виде она вырабатывается? Энергия в природе существует только в виде квантов, группирующихся в фотоны (См. указанную выше статью). Уголь, дрова, нефть, газ, падающая вода, химические реакции и т.д. – все это трансформируется в фотоны.  В клетке это обычные химические реакции, так знакомые нам при горении костра или свечи. При горении различных веществ можно увидеть различные цвета и ощутить различные температуры. Это значит, что выделяются фотоны различной мощности. Больше всего фотонов выделяется видимого и теплового спектров, но выделяются фотоны и ультрафиолетового спектра, и рентгеновского, и микроволнового, и коротковолнового, и других спектров.   Только чем дальше спектр от видимого спектра, тем меньше фотонов этого спектра выделяется. Это видно по спектру излучения абсолютно черного тела. Есть вещества, которые излучают очень узкий спектр фотонов, другие более широкий спектр. По существу в одной химической реакции генерируются фотоны одной мощности (по традиции говорят - частоты), в другой химической реакции, при других элементах или катализаторах, генерируются фотоны других энергий. Есть и другие модели генерации фотонов в митохондриях, вплоть до ядерных реакций. На некоторых элементах эти энергии могут суммироваться и производить те или иные действия. Если сумма энергий окажется резонансной для данного электрона, он поглотит ее и перейдет на другой уровень, чем изменит свою скорость. Если сумма окажется не резонансной для данного электрона, то он излучит эту сумму в виде фотона суммарной энергии. Попросту говоря, если на электрон попадет синий и желтый фотон, то излучен будет фотон (условно) какого-то третьего оранжевого цвета. (Не путать с триадой в телевизоре).  В случае телевизора сборка цветов происходит в глазу.

До начала процесса репликации все фотоны генерируемые всеми митохондриями никакого воздействия на связь оснований не производят, за исключением того случая, когда тепловые фотоны запускают требуемую митохондрию. После разрыва связи электроны, участвовавшие в связи, попадают под свет тепловых фотонов и свет соответствующей митохондрии (может быть эту митохондрию можно назвать ДНК-полимеразой), фотоны на них суммируются и излучаются в виде нового света. Связь находится в возбужденном состоянии. Следующий тип оснований ферментируется светом другой митохондрии. Каждый тип основания светится своим светом, может быть близким по спектру другого основания, но обязательно своим. И главное тут думать ничего не надо – получил такие-то фотоны, поглоти их, если они походят тебе или излучи, если они тебе не подходят по физическим параметрам. Но и тут есть тонкости.  Дело в том, что в клетке находится в растворе много других молекул оснований какого-то типа, но они не светятся от данных комбинаций фотонов. Так происходит потому, что одни основания свободны, другие основания сидят на сахарах ветвей ДНК, третьи сидят на аминокислотах и т.д. Энергетические состояния электронов у связанных молекул, и у свободных молекул различные. Молекула как паутина или воздушный шарик – потянешь в одном месте, что-то изменится в другом. По этой причине одни основания от воздействия данных фотонов светятся, а другие основания на эти фотоны не реагируют.

Зачем же нужен основаниям свет, да еще различного качества? Возбужденное основание будет светиться до тех пор, пока на него подаются соответствующие фотоны и пока возбужденные связи не закроются соответствующей молекулой. Связь гуанина может закрыть только цитозин, ни тимин, ни фосфорная кислота, ни липид, ни что другое удовлетворить эту связь не может. Молекулы цитозина, как другие молекулы, проникают в клетку через поры в мембране и не факт, что цитозин окажется точно перед светящейся молекулой гуанина. И даже если цитозина много, непосредственно около гуанина их может не быть. Светящиеся молекулы гуанина могут произвольно располагаться на ДНК, и цитозин не может располагаться по данной схеме. Как быть в таком случае? Ожидать пока цитозин не приблизится к светящемуся гуанину? А под воздействием, каких сил он будет двигаться к гуанину? Под воздействием толчков других молекул? Так это случайные процессы и положительного результата можно ожидать до бесконечности. Под воздействием электростатического притяжения? Так между светящимся гуанином и цитозином могут оказаться тысячи других молекул, и они блокируют поле. Кроме того молекулы в общем нейтральные, они могут быть далеко друг от друга. Это для нас клетка имеет маленькие размеры, а для молекул это может быть космос. На таких расстояниях не работает близкодействие, здесь вступает в свои права дальнодействие. Автор понимает под этими явлениями такие действия. Если я палкой сшиб яблоко с ветки яблони, держа ее в руках – это близкодействие, какой бы длины не была палка. А если я палку бросил и ею сшиб яблоко – это дальнодействие.

Между светящимся гуанином и цитозином возникает режим дальнодействия, здесь вместо палки работают фотоны. Фотоны гуанина “узнает” цитозин. Фотоны аденина или тимина цитозин не “узнает”. А что значит “узнает”? Это значит, что эти фотоны резонансные для цитозина и только для цитозина. Он эти фотоны поглощает. Фотоны больших или меньших энергий он поглотить не может, он просто их транслирует по Гюйгенсу. Если вам нужно закрыть щель определенной длины между панелями упругим жгутом, то короткий жгут не полностью закроет щель, а длинный будет упираться в концы щели, вспучиваться и вылезать из щели. Наука не знает, как упаковывается фотон в электроне, но там происходит нечто похожее на щель и жгут. Не может электрон удержать (хотя пробует удержать) не резонансный ему фотон.

Фотон это набор квантов. Квант это очень маленькая порция энергии. Она состоит из двух видов энергии: кинетической и потенциальной (внутренней). Подобно летящему полену, обладающему кинетической энергией, которой можно разбить окошко, и потенциальной (внутренней), выделяемой во время горения. Фотон может содержать много квантов и поэтому обладать большой энергией.

При поглощении фотона с его внутренней энергией ничего не происходит, он с такой же энергией может быть излучен. А вот кинетическая энергия изменилась, ибо вместо скорости 300 000 км/сек, он стал двигаться со скоростью электрона. Потерянная скорость фотона передалась электрону (естественно в режиме сохранения импульса). И в этом месте начинается крамола, шокирующая, соблюдающую строгость в доказательствах, ученую публику. Давай опытные доказательства или хотя бы математическую модель, забывая, что вся философия вербальная. Все уверены, что если одно ударяет в другое, то другое, согласно законам физики, должно двигаться по вектору направления движения ударяющего. Ан нет, в природе может быть и другое явление. Например, если бросить вращающуюся  шпильку с резьбой в гайку, то в зависимости от скорости вращения шпильки гайка может получить импульс движения, либо по направлению движения шпильки, либо в противоположном направлении. Можно подобрать массы шпильки и гайки таким образом, что при определенной энергии вращения шпилька остановится в гайке, и они совместно будут двигаться против начального направления движения шпильки. Построим станок, стреляющий вращающимися шпильками и приспособление в гайке для освобождения резьбы от старой шпильки (можно рассчитать, чтобы шпилька полностью проходила через гайку, передав ей энергию вращения), запустим его. Мы увидим, что станок притянет к себе гайку, даже в том случае если гайку, что-нибудь будет временно тормозить. При других скоростях станок может отталкивать гайку от себя. Абсолютно такие же по содержанию происходят процессы при взаимодействии  основания на сахаре (станок), фотона (шпильки) и электрона основания (гайки). Естественно, что формы разные. У фотона скорость движения постоянна, аналог (мы не знаем, что там вращается) скорости вращения то же постоянные, но может иметь два направления (поляризация света), как и шпилька. Если бы гайка была разрезная и захватывала бы шпильку где-то в средине, то в зависимости от направления вращения шпильки гайка двигалась бы в том или ином направлении. 

Это не что иное, как случаи реактивного движения с добавлением массы. Внутри системы фотон-электрон (шпилька-гайка) кинетическая энергия распределяется в пользу электрона (гайки) таким образом, что он может двигаться назад или вперед. И самое страшное – это всем известная, но не понятная гравитация. Об этом можно прочесть в статье “Что такое гравитация”, часть 1-3.

И так электрон получил импульс в направление к светящемуся основанию. Он изменил свою скорость и потерял свойство принимать фотоны от основания. Если его ничто не затормозит, он будет с этой скорость двигаться к основанию. Если же торможение произойдет, его скорость изменится, и он снова будет способен поглотить резонансный фотон и продолжить путь. Как только основания сойдутся, они прореагируют, связь закроется и свечение прекратится. Таким образом, будут действовать все разорванные основания. Из того, что репликационные пузыри возникают одновременно и в различных местах молекулы, можно заключить, что основания действуют независимо. Там, где комплементарные основания оказались ближе друг к другу, и путь для движения основания был более свободным, там и осуществилась первая реакция. Все зависит от местной концентрации реагирующих элементов. Возможно, что в районе групп глазков и есть наибольшее количество аденина, тимина и других элементов.

После того как основание соединится с основанием, вторая точка основания, предназначенная для связи с дезоксирибозой, окажется в возбужденном состоянии, и она начнет генерировать такой поток фотонов, которые будут разонансными для дезоксирибозы. Причем данный свет понимает дексорибоза D-формы, именно ее узнает и притягивает к себе основание. Дезоксирибоза L-формы либо не понимает это излучение, либо ее данный поток фотонов отталкивает. Обе формы этого сахара имеют одну и ту же химическую формулу, поэтому на молекулярном уровне это одно и тоже вещество. А на физическом уровне, в частности на квантовом уровне, это абсолютно разные молекулы. Одна из них закручивает световые фотоны вправо, а другая закручивает фотоны влево. Такое поведение молекул оказалось принципиальным для природы. Она безошибочно каждую из них определяет и соответствующим образом с ними взаимодействует.

Присоединенная к основанию дезоксирибоза открывает свои связи для реакции с фосфорной кислотой. Эта реакция заканчивает построение нуклеотида.

Какая из этих реакций развернула, вновь образованный нуклеотид относительно предыдущего мы не знаем, но такой факт совершился, и механическое напряжение этого нуклеотида внесло свой вклад в раскручивание ДНК.

Что же природе понадобилось для репликации ДНК.

1. Поток фотонов для разрушения связей между основаниями.
2. 4 потока фотонов для возбуждения освободившихся оснований.
3. Поток фотонов для организации связи оснований с дезоксирибозой.
4. Поток фотонов для реакции сахара и фосфорной кислоты.
5. Поток фотонов для связи фосфорной кислоты с предыдущим сахаром.

Можно ли в эту схему репликации встроить ДНК-праймазу, ДНК-хеликазу, ДНК-полимеразы и т.д.? Вполне возможно, если рассматривать их как ферменты и катализаторы. Совместно с митохондриями им под силу генерировать тот или иной поток фотонов. Не обязательно полимеразе ползти по молекуле и определять органолептическим путем тип основания. В принципе организация такого движения возможна на взаимодействии электрических полей молекул, но в этом случае необходима определенная организация движущейся молекулы и равномерности среды. В случае полимеразы и молекулы нельзя сказать, что молекула это ровная дорожка. Полимераза может находиться, где угодно, ее сигнал будет воспринят приемником, если он настроен на ее частоту.  Точно так же как сотовый телефон или радиоприемник ловит волну в любом месте, куда только доходят фотоны радиоволн.

Несомненно, к квантовой модели репликации имеется множество вопросов. Если процесс рас плетения материнской молекулы идет одновременно с синтезом дочерних молекул, то почему не расплетаются вновь синтезированные дочерние молекулы? Правда такой же вопрос можно поставить и в молекулярной модели. ДНК-праймаза уже запустила синтез материнской молекулы и стала свободной, почему бы ей не начать работу с дочерней молекулой? Возможно энергетические состояния  связей оснований целой молекулы, особенно с учетом ее хромосомного строения, и энергетические состояния тех же связей строящейся молекулы несколько отличаются и запуск новой молекулы не возможен данным потоком фотонов. А возможно, что энергетические мощности митохондрии за цикл рас плетения полностью исчерпались, и для запуска следующего цикла репликации потребуется определенное время накопления энергетических материалов. В этом случае цикл рас плетения должен будет закончен до начала синтеза новых молекул. Наличие множества циклов в живом организме косвенно подтверждает необходимость пополнения израсходованных материалов. В самом деле, представить запасы чего-либо в клетке не возможно. Сразу же возникает потребность узнать, что надо хранить и на сколько циклов. Природа все делает с колес. Закончился в клетках кислород, сразу же излучается поток фотонов в мышцы, работающие с легкими, и в кровь поступает порция кислорода за счет вдоха. Закончились соответствующие химические элементы в нейротрансмиттерах мозга, и мозг погружается в сон, ожидает пополнения химреактивов. Недостаток аминокислот, особенно не воспроизводимых в организме, заставляет желудок требовать пищи и т.п. Нельзя в этом отказывать и митохондриям, тем более, что нельзя представить, что клеточная мембрана может пропускать любые количества любых, необходимых клетке, веществ.

Некоторые исследователи полагают, что такие химические циклы или волны инициируют не только некоторые реакции, а управляют в организме всем вплоть до строения его морфологии. Может быть, предположение о строении морфологии выглядит спорным, но то, что скорость этих циклов влияет на скорость возникновения и течения реакций в организме кажется правдоподобным. Это прямое указание на скорость роста организма.