Волновая генетика

Страница 6

Существует и другая ипостась знаковых процессов в генетическом аппарате высших биосистем, связанных с его квази-речевыми характеристиками, а также с генетической атрибутикой словообразований в естественных человеческих языках. Оказывается развитие языков и человеческой речи подчиняется законам формальной генетики (см., например, М.М. Маковский, «Лингвистическая генетика», М., Наука., 1992). По сути, «тексты» ДНК (квази-речь) и письменность людей, их разговоры (истинная речь) выполняют одни и те управленческие, регуляторные функции, но в разных фрактально разнесенных масштабах. ДНК работает на уровне генома организма, человеческая речь используется в масштабах общественного организма. Нам удалось отойти от предшествующей метафоричности использования понятий лингвистики применительно к ДНК, когда без обоснований используют термины «слова», «тесты», «пунктуация», «грамматика». Такому отходу способствовало успешное применение теории фракталей к последовательностям ДНК и структуре человеческих текстов. Выяснилось, что ДНК и человеческая речь обладают идентичной стратегической фрактальной структурой. Вероятно, это каким-то образом коррелирует с фрактальной структурой солитонного акустического и электромагнитного ФПУ-поля, генерируемого хромосомным аппаратом высших биосистем. Именно по этой причине нам удалось зарегистрировать управленческие эффекты на геномах растений, вызываемые с помощью особым образом трансформированной человеческой речи, которая взаимодействует с ДНК in vivo. Этот результат имеет большое методологическое значение и для анализа такого знакового объекта как тексты ДНК, и геном в целом, поскольку в настоящее время знаковая структура генома известна только на уровне триплетного генетического кода. Иные информационные ареалы этого объекта до сих пор не изучены. Биологии предстоит пройти еще большой путь, прежде чем картина знаковых рядов генетического аппарата станет относительно ясной. Однако, уже сейчас предлагаемая нами методология позволяет сопоставлять различные естественные последовательности ДНК и РНК с оценкой меры их сходства и различия, а также степени относительной сложности их знаковой структуры. Эта же идеология применима, вероятно, и к анализу человеческой речи. Если мы правы в своих логических и экспериментальных построениях, то в общем плане открываются новые стратегические мотивы в понимании мышления и сознания через его отображения в знаковых (смысловых) рядах на разных уровнях организации Живой материи — на уровне человеческой речи (высшая форма сознания) и квази-речи генетических молекул (квази-сознание генома). Это хорошо соответствует идеям Хомского (Chomsky N., «Essays on Language»). N.Y., 1975), постулирующего универсалии, которые лежат в основе любого языка и которые объединяются в «универсальную грамматику». Такая «универсальная грамматика», по Хомскому, является врожденной, то есть имеет генетические детерминанты. Это чрезвычайно важное обстоятельство, которое еще раз наводит на мысль о возможном родстве знаковых структур ДНК и речевых образований. В какой-то мере мы подтвердили указанное положение, показав родство фракталей ДНК и человеческой речи. Это адекватно идее Хомского, что глубинные синтаксические конструкции, составляющие основу языка, передаются по наследству от поколения к поколению, обеспечивая каждому индивидууму возможность овладеть языком своих предков. То, что ребенок овладевает любым языком, объясняется как раз тем, что в своей основе грамматики всех языков совпадают. Суть человеческого языка инвариантна для всех людей.

Основываясь на работах по лингвистической генетике и собственных исследованиях, мы полагаем, что эта инвариантность распространяется глубже, достигая макромолекулярных смысловых («речевых») структур хромосом. И этому есть определенные экспериментальные подтверждения, полученные нами и выводящие на практически весьма значимые методологические подходы мягкого регуляторного вхождения в неизвестные ранее семиотические ареалы нашего генетического аппарата. Это необходимо для создания предпосылок модификации собственной эволюции и, возможно, эволюции всей биосферы планеты. Вместе с тем такая перспектива требует нравственно и этически взвешенного подхода, поскольку произвольные коррективы здесь могут привести к быстрому саморазрушению человечества и всего Живого на Земле. В связи с развитием идей волновой (и «речевой») генетики необходима система жестко определенных запретов в экспериментах в этой нарождающейся области знания, подобная существующей в генетической инженерии.

Идея квазивербального или, что одно и то же, образного уровня кодовых функций ДНК (в пределе хромосомного континуума биосистемы) дает выход из ограниченного функционального поля триплетного генетического кода, не объясняющего, как в геноме зашифрована пространственно-временная структура организма. Конечная цель предлагаемого анализа — выделение знаковых единиц различных уровней и понимание их семантики в функциональном пространстве ДНК-БЕЛОК, которое, по крайней мере для ферментов, чрезвычайно гетерогенно (активный центр, сайты узнаваний, архитектоника водородно-гидрофобных сил самоорганизации пептидной цепи). Многоязычный метаболический «разговор» между информационными биополимерами клетки и их функционирование как результат обмена языковыми биосигналами предполагает два взаимно коррелированного уровня этого обмена — вещественный и волновой. Вещественный хорошо изучен (матричное копирование ДНК-РНК-Белки, взаимодействие антиген-антитело, самосборка клеточных структур), а тесно связанный с ним волновой уровень — изучен в меньшей степени. В последнем случае ситуация не так проста, но не менее значима. Электромагнитные и акустические излучения белков, нуклеиновых кислот, мембран и цитоскелета хорошо известны. Представляется, что это волновой уровень информационных контактов клеточно-тканевого пространства, выводящий метаболические процессы в полевое измерение со своей языковой спецификой и регуляцией.

Рассматриваемые биоинформационные потоки, сцепленные с обменом веществ и энергии, не ограничиваются делением знаковых рядов на вещество и поле, но многократно умножаются фрактальностью этих рядов. Например, в акустико-электромагнитной компоненте сигнальных функций ДНК наблюдается фрактальность солитонного поля, формально описываемого уравнениями в рамках явления возврата Ферми-Паста-Улама. Это еще более усложняет семантический анализ белково-нуклеиновых и иных информационных контактов биоструктур. Можно полагать, что в живых клетках существует иерархия вещественно-волновых знаковых структур, где условная градация «буква (фонема) — морфема — слово — предложение .» определяет фрактальность этих структур. И то, что в одном масштабе является «словом», в другом, более крупном, может быть лишь «буквой» и т.д. Другая сложность связана с понятием «рамки считывания». Сдвиг на одну букву (или небольшое изменение фазы, поляризации, частоты) может полностью поменять смысл читаемого текста (воспринимаемого образа), не говоря уже о том, что сами тексты, к примеру, в одних и тех же последовательностях ДНК могут быть записаны разными языками. И, тем не менее, предлагаемая логика работы с метаболической биоинформацией неизбежна, если мы хотим понять сущность феномена жизни. Сказанное не относится исключительно к известному триплетному генетическому коду. Он удобен как исходная позиция, когда дешифрован первичный уровень поликодов ДНК, уровень вещественно-матричных геносигналов, составляющих 1%-5% от всей массы геномной ДНК. Оставшаяся большая часть ДНК, существующая в понимании большинства генетиков в качестве «мусорной», несет, вероятно, стратегическую информацию о биосистеме в форме потенциальных и действительных волновых сигналов солитонной, голографической и иной образно-знаковой, в том числе и, возможно, рече-подобной структуры.

Вероятно, в прямой связи со всеми рассмотренными «аномальными» свойствами генома высших биосистем стоит феномен особого рода, требующий пристального внимания. Это проблема происхождения Жизни и, в частности, на Земле. Обсуждается она давно. Предположений много. Мы придерживаемся гипотезы панспермии, но не в том варианте, что на Землю были занесены некие споры-родоначальники всех жизненных форм. Нам представляется, что процесс естественной эволюции абиогенно возникшего «первичного бульона» из органических молекул — предшественников РНК, ДНК, белков и других существенных компонентов биосистем был сочетан с Актом введения экзобиологической информации в первые нуклеиновые кислоты. И эта информация была речеподобной. «Вначале было слово .». И эти слова были фрактальны, условно начиная с триплетного кода, являющегося простейшим языком с 4-х буквенной азбукой. Далее произошла трансляция в 20-буквеную азбуку белков и в более высокие языки в духе обсуждавшихся идей. Вообще гипотеза артефакта первичного языка ДНК широко обсуждается, начиная с пионерской работы В.И. Щербака, показавшего искусственность (привнесенность извне) коллективных симметрий генетического кода, вероятность эволюционного происхождения которых близка к нулю (Scherbak V.I., 1988. «The Co-operative Symmetry of the Genetic Code». J.Theor.Biol. 132:121-124). Мы солидарны с такой позицией не только по причине ее красоты и изящного способа доказательств, где в качестве реперных единиц теоретического анализа используются такие параметры, как нуклонные соотношения в аминокислотах и вырожденность генетического кода.