Обсуждение
Несмотря на успехи молекулярной генетики и клеточной биологии, до сих пор тонкие механизмы знаковых функций генетического аппарата остаются непонятными. Особенно ярко это проявилось после публикации работы, в которой команде Pruitt удалось изящно доказать, что законы Менделя в генетике не всегда выполняются, более того, поведение одного из генов не подчиняется здравому смыслу1. Это проявилось в том, что во взрослых растениях Arabidopsis фенотипически проявился нормальный ген Hothead, которого не было в исходных мутантных по этому гену семенах. Нормальный ген Hothead был у предков растения. Отсутствующий в хромосомах посеянных семян ген Hothead в 10% случаев заменил реальный мутантный ген hothead, когда эти семена дали взрослые растения. Объяснения этому феномену пока не дано. Высказано предположение, что нормальный ген хранился как его ревертазная РНК копия. Это слабое и уязвимое объяснение, не имеющее экспериментального доказательства. Необъяснимый с позиций классической генетики феномен возврата предкового гена поднял на поверхность целый ряд нерешенных кардинальных вопросов генетики и эмбриологии.
Их можно кратко перечислить:
a/ воблирование 3-го нуклеотида в кодоне делает каноническую таблицу генетического кода ареной потенциальных ошибок в синтезе белков поскольку она автоматически даёт омонимии значащих дублетов в кодонах, когда пары одинаковых дублетов кодируют разные аминокислоты [2]; при этом третьим нуклеотидом кодона может быть любой из четырех, что постулировал F.Крик3; тем не менее, ошибки при выборе аминокислот чрезвычайно маловероятны, и это удивительный факт;
b/ ситуация, когда 98% генома эукариот считают «мусором», в лучшем случае, помощником триплетного кода, или «кладбищем» вирусных геномов;
c/ 2% кодирующей ДНК человека (около 40тыс. генов) оказалась весьма близкими таковым свиней, ослов, мух и даже E.coli;
d/ гены по непонятным причинам и законам транспозицируются в 3-D континууме хромосом;
e/ гены по непонятным причинам разбиты на интроны и экзоны;
f/ матрично независимый синтез РНК последовательностей Qβ-репликазой бактериофага E.coli и такой же синтез РНК последовательностей РНК полимеразой бактериофага T7 E. coli [4,5] которые нарушает канонический принцип чисто вещественной репликации ДНК РНК;
g/ фантомный листовой эффект, когда часть живого листа растения воспроизводит его целый образ в режиме газо-разрядной (Кирлиановской) визуализации [6,7];
h/ непонятные по механизмам дистантные функции селекторных генов морфогенеза, когда их продукты синтезируются в одном месте, а действие сразу проявляется в другом, далеко отстоящем месте развивающегося эмбриона. Все эти и другие мало понимаемые проявления знаковых функций хромосом заставляют думать и доказывать, что генетическая память имеет иные атрибуты, существенно дополняющие белковый код. Вероятно, эти атрибуты имеют волновую природу. Именно эти противоречия и неполнота модели триплетного белкового кода для объяснения кодирования пространственно-временной структуры многоклеточных биосистем заставила нас обратить внимание на работу генетического аппарата как системы высоко организованных знаковых излучений электромагнитных и акустических полей [8,9,10,11]. Вероятно, одним из проявлений волновых знаковых функций ДНК являются обсуждаемые здесь результаты нашего исследования по волновым репликам ДНК. Первые свидетельства, что ДНК способна к волновому типу памяти были получены нами в 1985г. Мы обнаружили феномен так называемой ДНК фантомной памяти (DNA phantom effect) [12] и подробно описали его в работе [8]. Возможно, он имеет прямое отношение к излагаемым здесь результатам. ДНК фантомный эффект проявляется следующим образом. При работе с ДНК, как линейным полимером, с использованием метода динамического лазерного светорассеяния (ДЛС), в кюветном отделении спектрометра остаются некие гипотетические структуры (объекты), специфическим образом рассеивающие свет после удаления кюветы с препаратом ДНК. Именно это явление было названо ‘DNA phantom effect’. Контрольные замеры, до помещения ДНК в спектрометр, дают только фоновое светорассеяние. Продувание кюветного отделения прибора газообразным азотом приводит к исчезновению фантома, однако он вновь регистрируется спустя 5-7 минут. Фактически близкий эффект наблюдали Allison et. al. [13], которые также использовали ДЛС для изучения рестриктных фрагментов ДНК. Они обнаружили аномальное светорассеяние таких фрагментов. Авторы определили этот феномен как ‘mimicking the effect of dust’, то ест как эффект, имитирующий пыль. В их исследовании этот эффект не являлся результатом пылевых загрязнений, но следствием влияния ‘объекта’, который вел себя как пылеподобные ‘частицы’, рассеивающие свет. Поведение таких ‘частиц’ задает такие характеристики светорассеяния, которые не согласуются с классическими моделями процесса светорассеяния для линейных полимеров [14,15,16]. Между экспериментами [8,12,13] есть общие моменты, связанные с тем, что на препараты ДНК воздействовали светом в видимой области – 632,8нм и 488нм. То же самое имеет место при инициации волновых реплик ДНК в данной работе. В образовании волновых реплик ДНК доминирующую функцию берёт на себя, вероятно, тот излучатель, длина волны которого совпадает с длиной волны поглощения ДНК. Это источник УФ света. Мы не можем исключить, что в экспериментах [8,12,13] возникали волновые реплики ДНК, которые искажали классическое светорассеяние для линейных полимеров. Мы не можем также исключить, что волновые реплики ДНК могут играть определенную роль в процессах волновых генетических коммуникаций между клетками в онтогенезе и во взрослом состоянии организмов.Для волновых реплик ДНК in vitro свойственен квази генетический процесс: ДНК волновым путем копирует самою себя и объекты (устройства, оборудование), вовлеченные в инициацию реплицирования (Рис. 1-3, 5 (a), (b); 6 (a), (b)). Этот момент поведения генетического аппарата in vivo у многоклеточных организмов является одним из ключевых в нашей модели волнового генома [8,9,10,11]. В соответствии с этой моделью, каждая клетка и вся биосистема в целом осуществляет непрерывное сканирования своего генетико-метаболического состояния. Иными словами, ДНК за счет собственных когерентных излучений in vivo поляризационно-голографическим образом19считывает самою себя и внутриклеточное метаболическое пространство в диапазоне 250-800нм, то есть копирует, создает волновые реплики своего структурно-функционального статуса в каждый момент времени. Возможно, диапазон частот гораздо шире, но технически пока возможна регистрация только указанного спектра частот. Такие реплики образуют так называемое спутанное (entanglement) состояние и нелокально (и мгновенно) информационно объединяют биосистему (20).
