Химические буквы, символы и знаки - Молекулярная элементная база живой формы материи
Итак, химические буквы и символы общего алфавита (био-логические элементы) живой клетки являются единицами молекулярной биологической информации. И если за единицу информации в технических устройствах принята двоичная единица - бит, то в живых системах каждая буква или символ является элементарной и натуральной единицей молекулярной информации. И хотя информация, как важнейшая сущность нашего мира, явление, в целом, глобальное и пока неподдающееся философскому определению, однако в молекулярной биологии, как мы видим, это понятие приобретает свое специфическое смысловое и физическое наполнение.
И действительно, мы убеждаемся в том, что элементарный состав биологических макромолекул определяет не только структуру живого вещества, но он же, тождественно, является и эквивалентом информационного генетического сообщения, и средством программного и энергетического обеспечения. Это замечательное свойство можно назвать тождественностью органического вещества, химической энергии и молекулярной информации. Поэтому, зная основы биохимии и молекулярной биологии, можно констатировать, что принцип единства вещества, энергии и информации - это и есть тот главный и основной закон, который определяет и обуславливает само существование живой формы материи. А уникальные свойства элементной базы живой материи лишь подтверждают такую гипотезу. Однако ясно, что здесь мы коснулись серьезной проблемы, которая детально не может быть рассмотрена в этой статье.
Наша задача - показать, что информация в молекулярной биологии не отвлеченное понятие, а объективное свойство и необходимая сущность живой формы материи. При этом Информация, - это содержательные сведения генетических сообщений, которые передаются в структурах биологических молекул с помощью молекулярных кодов.
Эти коды формируются на основе химических букв и символов (био-логических элементов) и служат как для построения различных макромолекул и структур живой клетки, так и для получения различных биохимических, молекулярных и информационных функций и сигналов управления.
Макромолекулы и структуры живой системы, состоящие из био-логических элементов (составляющих коды), являются естественными носителями информации и программных средств, поэтому все время находятся во взаимодействии друг с другом и системой управления. В связи с этим, все информационные управляющие процессы в живой клетке, как правило, базируются на применении целостных биохимических элементов.
К примеру, при организации процессов репликации, транскрипции или трансляции генетической информации, управляющая система клетки манипулирует целостными элементами - нуклеотидами или аминокислотами, которые играют роль химических букв биологической информации.
При построении полисахаридов или липидов она манипулирует уже другими элементами - простыми сахарами и жирными кислотами, которые вполне можно назвать символами молекулярной информации. Значит в действительности молекулярная информация в биологии вовсе не "миф, а закономерная реальность".
Кроме того, в ступенчатых химических реакциях, различные ферменты способны манипулировать и отдельными химическими знаками этих элементов, то есть их составными частями, - боковыми или функциональными атомными группами, отдельными атомами и их химическими связями. Эта способность управляющей системы основана на том, что все биохимические элементы, а значит и биомолекулы клетки, обладают различными типовыми функциональными и боковыми группами и химическими связями, которые свободно узнаются и тестируются соответствующими ферментами.
Боковые и функциональные атомные группы и их химические связи - это и есть те опознавательные знаки, благодаря которым управляющая система легко может идентифицировать любой био-логический элемент клетки.
Значит, в живой клетке, кроме молекулярного алфавита различных элементов, существует еще и свой химический алфавит типовых атомных групп и атомов, манипулируя которыми управляющая система может осуществлять их движение от одного элемента к другому (а, значит, и между молекулами). Поэтому, циркуляция атомных групп и атомов определяет свою субмолекулярную форму движения информации, которая в живой клетке организована в виде управляемых ступенчатых химических реакций.
Таким образом, информационные процессы в живой клетке практически затрагивают не только молекулярный уровень организации, но и, что удивительно, субмолекулярный - атомный. Однако следует заметить, - если целостные элементы служат для организации самих аппаратных устройств и управляющих информационных процессов клетки, то их химические знаки используются также и в качестве информационных сигналов для организации управляемых химических процессов. В связи с этим, управляющая система клетки, в целом, способна манипулировать различными химическими "буквами, символами и знаками", которым предписан определенный биологический и информационный смысл. Для более четкого восприятия информационной концепции управления, а также для устранения разночтений в тексте, условно можно принять, что:
- 1) химическими буквами в клетке являются нуклеотиды и аминокислоты, с помощью которых непосредственно записывается управляющая и структурная информация нуклеиновых кислот и белковых молекул; 2) остальные элементы, например, простые сахара и жирные кислоты, являются химическими структурно-информационными символами, служащими для построения других классов биомолекул (полисахаридов и липидов), а также для записи в их структуру функциональной информации;
3) информационные химические знаки, которыми может манипулировать управляющая система в ступенчатых химических реакциях, - это отдельные структурно-химические части - функциональные или боковые группы и атомы различных биохимических элементов, и их химические связи.
Ступенчатые химические реакции, как правило, характеризуются упорядоченным и целенаправленным движением отдельных химических знаков, переносимых от одного элемента к другому, а, значит, и между молекулами. Это напрямую подтверждает мысль о том, что как управляющая, так и сигнальная осведомляющая информация в живой клетке хранится, передается и циркулирует только в составе различных биологических молекул. Таким образом, общий принцип работы информационной молекулярно-биологической системы управления сводится к упорядоченному манипулированию различными химическими буквами, символами и знаками, которым предписан определенный информационный смысл. Сам механизм действия системы основан на том, что все операции, связанные с организацией управляющего процесса, производятся над единицами биологической информации - химическими буквами и символами.
А операции, связанные с управляемыми процессами производятся над составными частями молекул субстрата - химическими знаками их элементов. Это означает, что все химические и биологические процессы в живых молекулярных системах управляются только информационным путем, а источником управляющей информации является генетическая память. Данный момент трудно переоценить, так как он является ключевым для молекулярной биохимической логики и информатики.
Отсюда, как следствие, вытекает и тот факт, что все клеточные процессы управляются, регулируются и взаимно координируются той программной информацией, которая (с помощью генетической информации и элементной базы) "загружена" в аппаратную систему клетки, то есть, перенесена и находится в функциональных биомолекулах и структурах клетки. Таким образом, получается, что управление биохимическими процессами в живых системах осуществляется при помощи "программируемых" молекулярно-аппаратных средств: ферментов, белков и других функциональных биологических молекул. Однако эти вопросы выходят за рамки данной статьи.
Похожие статьи
-
Системы биологических (биохимических) элементов - Молекулярная элементная база живой формы материи
Известно, что построение и функционирование сложных информационных устройств базируется на применении типовых унифицированных узлов и элементов. К...
-
Функции молекулярных био-логических элементов - Молекулярная элементная база живой формы материи
Заметим, что все биохимические элементы живых систем являются многофункциональными элементами. Благодаря своим уникальным природным свойствам, они играют...
-
Аннотация - Молекулярная элементная база живой формы материи
Молекулярная элементная база живой формы материи состоит из небольшого числа молекулярных мономеров - нуклеотидов, аминокислот, жирных кислот, простых...
-
Как мы уже отметили, любой био-логический элемент представляет собой простейшую "схему", структурными компонентами которой могут быть несколько...
-
Правила применения био-логических элементов - Молекулярная элементная база живой формы материи
Вспомним, что каждый логический элемент микроэлектронной техники, перед тем как выполнить свои функции, должен быть подключен к источнику питания и к...
-
Особенности молекулярной информации - Секреты молекулярной информации
Функционирование любых сложно организованных систем, как технических, так и биологических, невозможно без соответствующей информации, процессов ее...
-
Секреты молекулярной информации - Секреты молекулярной информации
Перед живой клеткой не возникает проблемы, как передать информацию и, главное, какие материальные средства использовать при строительстве своих...
-
Характеристики информации - Секреты молекулярной информации
Молекулярная биологическая информация мало чем отличается от других видов кодируемой информации. Ясно, что она выделяется чрезвычайно высокой плотностью...
-
Химический состав клетки - Клетка как элементарная живая система
В клетках обнаружено около 60 элементов периодической системы Менделеева, встречающихся и в неживой природе. Это одно из доказательств общности живой и...
-
Молекулярный состав клетки, Неорганические вещества. - Химический состав клетки
Химический элементы входят в состав клеток в виде ионов или компонентов молекул неорганических и органических веществ. Неорганические вещества. Вода -...
-
Биохимическое единство живой природы - Целостность организмов
Принцип биохимического единства - одна из немногих догм, признаваемых в нашем веке. Согласно этому принципу, все живые существа, обитающие на Земле, в...
-
Химическая эволюция - Зарождение жизни в горячей воде
Химическая эволюция или пребиотическая эволюция - этап, предшествовавший появлению жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли...
-
Сущность живого, его основные признаки - Развитие понятия "жизнь"
Понятие жизнь совпадает с предметом биологии как целостной научной системы (био-логия - наука о живом). Многие ученые склоняются к мысли о том, что...
-
Клетка как таковая выполняет множество разнообразных функций. Часть из них -- общеклеточные, часть -- специальные, характерные для особых клеточных...
-
Концепция биохимической эволюции (гипотеза А. И. Опарина) - Развитие понятия "жизнь"
Александр Иванович Опарин был не просто автором концепции физико-химической реконструкции зарождения жизни на Земле, а основоположником целого...
-
Память человека и аналогия в информатике
К информационному толкованию "жизненной силы" наиболее приблизились виталисты, которых нещадно критиковали те, кто позже объявил генетику и кибернетику...
-
Синтез белка - Белок в жизни живых организмов
Биосинтез белка происходит в результате трансляции в субклеточных частицах - рибосомах, представляющих собой сложный рибонуклеиновый комплекс. Информация...
-
Введение - Клетка как элементарная живая система
Клетка - Элементарная живая система. Она обладает всеми признаками живого организма: растет, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и...
-
На примитивной Земле протекали различные химические процессы, но особую роль играли те из них, в основе которых лежит фосфор. В конечном счете именно с...
-
Гипотезы химической эволюции - Зарождение жизни в горячей воде
Появление в Космосе или на Земле условий для автокаталитического синтеза больших объемов и значительного разнообразия углеродсодержащих молекул, то есть...
-
Проблема синхронизации часов на клеточном уровне - Целостность организмов
Живому организму необходимо измерять промежутки времени самой различной продолжительности и для разных целей. Так, каждое измерение скорости (например,...
-
Экспериментальные данные за последнее время, как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности...
-
Происхождение вирусов и происхождение клетки - Строгие постулаты Коха
Проблема происхождения вирусов - это, по существу проблема независимости генетических элементов в репродуктивном и эволюционном отношении. Основные...
-
Онтогенетическая изменчивость - Формы изменчивости живых организмов
Генные , или Точковые , Мутации -- результат изменения нуклеотидной последовательности в молекуле ДНК. Возникшее изменение последовательности нуклеотидов...
-
Примеры модификационной изменчивости, Мутационная изменчивость - Формы изменчивости живых организмов
У человека:увеличение уровня эритроцитов при подъеме в горы; увеличение пигментации кожи при интенсивном воздействии ультрафиолетовых лучей; развитие...
-
Характеристика модификационной изменчивости - Формы изменчивости живых организмов
-обратимость -- изменения исчезают при смене специфических условий окружающей среды, спровоцировавших их -групповой характер -изменения в фенотипе не...
-
Модификационная (фенотипическая) изменчивость -- изменения в организме, связанные с изменением фенотипа вследствие влияния окружающей среды и носящие, в...
-
Основные свойства живых клеток - Цитологические исследования
Изучение живых клеток пролило свет на их жизненно важные функции. Было установлено, что последние можно разбить на четыре категории: подвижность,...
-
В конце Х1Х в. великий русский естествоиспытатель В. В. Докучаев своими исследованиями чернозема и других почв Русской долины и Кавказа установил, что...
-
ПЛАН ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ БОЛЬНОГО - Острый панкреатит, отечная форма
Ї Общеклиническое исследование крови (исследование крови является одним из важнейших диагностических методов, т. к. кроветворные органы чрезвычайно...
-
Определение "живого" - Сущность живого и проблема его происхождения
Для рассмотрения настоящей проблемы сначала необходимо определиться с тем, что мы понимаем под термином "живое", "жизнь". Существует множество трактовок...
-
Современное представление о сущности живого - Сущность живого и проблема его происхождения
На основании вышесказанного, возможно такое определение жизни: "Живое - дискретные, молекулярные, термодинамические открытые системы или комплексы...
-
Концепции происхождения живого - Сущность живого и проблема его происхождения
Белок обменный живой Попытки решить вопрос о происхождении жизни были предприняты еще в античности. В истории культуры существовало несколько...
-
Введение - Сущность живого и проблема его происхождения
Жизнь - одна из форм бытия и одна из высших форм движения. Однако при всей очевидности, казалось бы, и наглядности феномена жизни познание сущности...
-
Опишите химический состав вирусов - Особенность взаимодействия вируса и клетки
Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких кодируемых ею полипептидов. Более сложные вирусы обычно содержат также липиды и углеводы; у...
-
Литература - Секреты молекулярной информации
1. Вернер Гитт. Информация: третья фундаментальная величина. Интернет. Ю. Я. Калашников. Статьи, посвященные "молекулярной информатике": 2. Молекулярная...
-
История познания людьми ММ в данной статье специально изложена так, чтобы получить ответ на самый главный и актуальный вопрос начала XXI века. Это вопрос...
-
Введение - Гипотеза происхождения живого вещества
Основные признаки живого. Каждый организм представляет собой совокупность упорядоченно взаимодействующих структур, образующих единое целое, т. е....
-
Строение клетки - Химический состав клетки
1. Типы клеточной организации. Среди всего многообразия ныне существующих на Земле организмов выделяют две группы: вирусы и фаги, не имеющие клеточного...
-
В данной работе мы должны по возможности ясно и коротко описать основные понятия теории П. К. Анохина о функциональных системах, как принципах...
Химические буквы, символы и знаки - Молекулярная элементная база живой формы материи