Теоретическое обоснование возможности хранения, записи и считывания динамических поляризационных голограмм c использованием на информационных биополимеров.
Ранее мы осуществили успешную дистантную (десятки метров) лазерно-радиоволновую передачу морфогенетических сигналов с биодонора (препараты поджелудочной железы и селезенки крыс) на биореципиента (крысы, больные диабетом 1-го типа), что вызвало регенерацию поджелудочной железы в теле больных животных и их полное выздоровление (контрольные крысы погибли). Этот факт нуждается в теоретико-биологическом и физическом объяснениях, поскольку доказательство возможности существования активной генетической информации в форме электромагнитного поля имеет принципиальное (мировоззренческое) значение.
Известно, что основные информационные полимеры клеток – ДНК, РНК, белки и многие другие метаболиты организмов содержат в своем составе асимметрические атомы азота, в силу чего эти метаболиты имеют оптическую активность и поляризуют свет. Вместе с тем известно, что абиогенные азот содержащие полимеры способны с высокой дифракционной эффективностью записывать динамические поляризационные голограммы. В связи с этим представляется интересным рассмотреть информационные биополимеры — ДНК, РНК и белки, как возможных хранителей и субстратов записи поляризационно-биоголографической информации, учитывая, что ДНК, РНК и белки также являются азот содержащими полимерами. Возможно, в силу такого сходства ДНК, РНК и белки способны особым образом поглощать кванты света с переходом между стабильными транс- изомерными и цис- изомерными конформациями в полипептидых и полинуклеотыдных цепях. Особый интерес представляет молекула ДНК как хранительница поляризационно-голографической генетической информации и как аналог абиогенных азот содержащих полимеров. Основной вклад в сложную схему энергетических уровней таких полимерных молекул для относительно медленных процессов вносят их основные стабильные конформационные состояния. Для ДНК – это A,B и Z-формы ее конформеров.
Вероятная фотоизомеризация ДНК, РНК и белков, происходящая в клетках биореципиента при подаче на него поляризационно-голографического образа, может приводить к изменению ориентации поглощающего перехода, а также сечения поглощения хромофора и его гиперполяризуемости. В свою очередь, фотоиндуцированное изменение концентраций изомеров и их пространственной ориентации изменяют оптические свойства среды, а именно показатель преломления и коэффициент поглощения. Мы предполагаем, что эффективность фотоизомеризационного перехода определяется характеристиками последовательностей азот содержащих нуклеотидов конкретных ДНК и РНК, аминокислотных последовательностей конкретных белков, а также сечением поглощения изомеров, квантовым выходом реакции транс-цис-изомеризации и параметрами воздействующего света, который модулирован указанными биополимерами клеток биодонора. Это новое поляризационное состояние световой волны, исходящей от ткани-биодонора, и управляет интенсивностью и поляризацией информационных биополимеров в клетках организма-реципиента.
В голографическом информационно-лазерном преобразователе, использованном нами для дистантной передачи волновых генетических сигналов и/или триггерных волновых структур, взаимная ортогональность поляризованных мод зондирующего лазерного излучения позволяет увеличить вероятность максимального совпадения с большой осью молекулы ДНК и с ориентацией директоров жидких кристаллов ДНК в составе хромосом. Оптический отклик цис-изомера считается изотропным. В состав полимерной матрицы равноправно с азотсодержащими составными могут входить и не фоточувствительные нейтральные фрагменты, вносящие свой фоновый вклад в оптические характеристики соединения. В результате фотоиндуцированных перестроений ДНК возможно структурное перестроение всей полимерной цепи ДНК. Наведенная светом анизотропия 3-мерного распределения нуклеотидов в жидкокристаллическом (ЖК) континууме ДНК в составе хромосом будет, вероятно, более долгоживущей и поэтому может явиться важным фактором при анализе процессов, отвечающих за устойчивое и долговременное хранение голографической информации, записанной в ЖК топоформах ДНК.
