Ложные и ошибочные представления в современной биохимии и молекулярной биологии в свете информационного подхода  

© Калашников Юрий Яковлевич

Контакт с автором: kalashniko.juriyy@rambler.r u

Истина — дочь времени, а не авторитета.
Френсис Бэкон

1.  Аннотация

Живая материя -  образование не только клеточное, но и информационное!

        Информационный подход проникает во все сферы человеческой деятельности. Не исключением является и наука о живой материи. Это естественно, так как наследственная информация и концепция генетического кода предполагают и наличие в любой живой клетке целостной системы управления, передачи и обработки информации.        
        Сравнительно недавно в технических устройствах для программной обработки информации стали применяться микропроцессоры. Известно, что процессор в технической информационной системе осуществляет процессы автоматического выполнения последовательности команд в соответствии с принципами программного управления.
        На основе микропроцессоров строятся различные устройства, способные обрабатывать любую информацию. Это чудо техники прошлого века, способное к программному управлению, внесло большой вклад в развитие современных информационных систем и технологий, компьютеров, управляющих устройств и т. д.         
        А знаете ли вы  что первые процессоры, применяемые для микропрограммной обработки информации — это не изобретение человека?! Обратим внимание на то обстоятельство, что первые процессоры, встроенные в живую клетку, были применены живой природой ещё миллиарды лет тому назад! В первую очередь, – это молекулярные биопроцесcорные системы репликации, транскрипции и трансляции генетической информации.

        Генетическая память, молекулярные биопроцессорные системы и их выходное управляющее звено – белки и ферменты являются центральными устройствами, на базе которых построена управляющая система живой клетки.
        Гены служат только для хранения информации, поэтому её необходимо сначала считывать, а затем определённым образом обрабатывать с тем, чтобы получить форму, приспособленную для непосредственного применения в различных биологических процессах.

        Для этой цели в клетке имеются специальные аппаратные средства транскрипции и трансляции, которые представляют собой не что иное, как молекулярные системы для микропрограммной обработки генетической информации.
       Фактически каждая живая клетка для микропрограммной обработки генетической информации применяет такие аппаратные устройства, которые с кибернетической точки зрения вполне эквивалентны молекулярным биологическим процессорам!

         Состав и характеристики транскрипционного и трансляционного аппаратов достаточно наглядно  представлены  в соответствующей биологической литературе. Поэтому можно легко убедиться в том, что эти аппараты, как системы с микропрограммным управлением, имеют все необходимые узлы, компоненты и характеристики, позволяющие их отнести к категории молекулярных биопроцессорных систем управления!

          Молекулярная биопроцессорная система отличается от управляющего микропроцессора не только вещественно-информационным субстратом или методом обработки информации в управляющие сигналы, но и широким параллелизмом действия её биопроцессорных единиц. Поэтому биопроцессорные единицы (например, рибосомы), несмотря на то, что они практически состоят из одних и тех же компонентов, можно легко подразделять как по назначению, так и по характеру выполняемых ими функций.

         Процесс управления в сложных технических устройствах и в живой клетке, в определённой мере, выполняет одни и те же задачи, хотя есть и существенные различия в информационных субстратах и в организации самих информационных процессов.
         Кроме того, если информация в технических устройствах есть функция аппаратной системы, то в живых клетках чаще всего наоборот, – информационные сообщения сами являются базовой основой построения или реорганизации аппаратной системы клетки (белков, ферментов и других функциональных устройств).

        «Сердцем» типовой управляющей системы живой клетки являются генетическая память и локальные биопроцессорные контуры управления, находящиеся, как в цитоплазме клетки – трансляционный аппарат, так и биопроцессорные системы верхнего уровня, находящиеся в клеточном ядре – транскрипционный аппарат. Эти аппараты выполняют различные информационные функции.
        К примеру, ядерные биопроцессорные устройства верхнего уровня - (транскрипционный аппарат) служат для микропрограммного управления процессами считывания генетической информации в оперативную память структуры рибонуклеиновых кислот.

       Известно, что ДНК и РНК живой клетки построены из одних и тех же мономерных звеньев – нуклеотидов. Однако между этими двумя нуклеиновыми кислотами имеются определённые различия, которые и привели к появлению в живой клетке особой молекулярной биопроцессорной системы, которая предназначена для считывания информации с ДНК-матрицы и переноса её на структуру РНК.
       “Этот процесс носит название транскрипции (переписывания). При этом часть двойной спирали ДНК раскручивается, и вдоль одной из её цепей движется особый фермент, который выстраивает нуклеотидные мономеры РНК против их партнёров на цепи ДНК и соединяет эти мономеры друг с другом, так что образуется длинная цепь РНК. На ДНК-матрице образуется три типа РНК: информационная, транспортная и рибосомная” [1].

       Таким образом, задача по считыванию генетической информации в оперативную память структуры РНК решается путем выполнения отдельных микроопераций строго в соответствии с микропрограммой того участка ДНК, который определяется структурным геном.
        Результатом работы транскрипционной процессорной системы является загрузка в оперативную память РНК структурной и программной информации, которая необходима для выполнения различных биологических функций живой клетки.
        Так происходит считывание генетической информации и передача её к другой биопроцессорной системе для трансляции, то есть для перевода информации иРНК в аминокислотную последовательность белковых молекул с помощью генетического кода.

         В виде информационной РНК, которая в клеточной системе выполняет роль оперативной памяти, генетические программы по синтезу полипептидов передаются к белоксинтезирующему аппарату клетки, то есть к рибосомам.
         Кратко рассмотрим принцип работы молекулярной биопроцессорной системы трансляции (трансляционный аппарат). Основным компонентом типовой биопроцессорной единицы является рибосома. Важная регулирующая роль в синтезе белка помимо иРНК принадлежит тРНК. С помощью специального фермента аминоацил-тРНК-синтетазы тРНК присоединяет на одном из своих концов молекулу соответствующей аминокислоты, в результате чего возникает комплекс аминоацил-тРНК. тРНК при участии белковых факторов устройства управления и энергии гуанозинтрифосфата (ГТФ) доставляет аминокислоту в рибосому для включения ее в растущий полипептид. С помощью своего антикодона тРНК информационно взаимодействует с комплементарным ему кодоном иРНК и таким образом обеспечивает необходимую последовательность микроопераций включения аминокислот в синтезируемую полипептидную цепь, строго в соответствии с микропрограммой заданной иРНК.

         Благодаря этой функции тРНК дешифрует генетический код в иРНК-матрице и переводит его в биологический код аминокислотной последовательности белка. Сама рибосома, в частности, обладает каталитической функцией, ответственной за образование пептидных связей в цепи белка. Как мы видим, иРНК в биопроцессоре играет роль матричного модуля оперативной памяти, несущего микропрограмму преобразования генетической информации в структурную и функциональную информацию полипептидной цепи белка.

      Таким образом, задача по преобразованию генетической информации в линейную структуру белка решается путем выполнения отдельных элементарных микроопераций строго в соответствии с заданной микропрограммой, которая заранее была загружена в оперативную память структуры иРНК. При этом системой реализующей процесс трансляции с известными стадиями инициации, элонгации и терминации является молекулярный биологический процессор!

        Весь ход процессинга и адресной доставки фермента в соответствующий компартмент осуществляется в виде отдельных операций манипуляторами устройства управления, точно в соответствии с кодовыми компонентами белка. В результате конформационного преобразования и процессинга макромолекула фермента (белка) приобретает характерную трехмерную конформацию со своими стереохимическими кодами и, в связи с этим, – свой информационно-кибернетический статус.

        Далее, точно в соответствии с функциональным адресным кодом и кодом каталитической операции фермент, действуя как молекулярный биологический автомат, выполняет определенный тип химической реакции. Если фермент является аллостерическим, то на него могут воздействовать регуляторные молекулы обратных связей, влияя таким образом, на ход химической реакции. Так происходит реализация управляющей генетической информации.
        Поскольку каждый фермент способен ускорять лишь какую-то одну цепь реакций данного соединения, не влияя на другие возможные реакции, то в отдельно взятом компартменте одновременно может протекать множество различных химических реакций. В связи с этим можно сделать заключение о том, что других специальных механизмов синхронизирующих работу белков и ферментов, по-видимому, не требуется (кроме сигналов обратных связей или изменения физических и химических факторов микросреды).

         Если работу трансляционного аппарата рассматривать с информационной точки зрения, то он, как молекулярный биопроцессор, выполняет следующие основные функции:

1) реализацию алгоритма связывания начальной точки считывания матричной цепи иРНК (оперативной памяти) с рибосомой (процесс инициации трансляции);

2) микропрограммное преобразование, в реальном масштабе времени линейных информационных кодов (триплетов) иРНК в линейную аминокислотную кодовую последовательность полипептидной цепи белка (процесс элонгации);

3) реализацию алгоритма процесса терминации (завершения) трансляции.

         Важно отметить, что размещенные в оперативной памяти иРНК генетические программы сначала загружаются биопроцессорной системой трансляции в полипептидные цепи, а затем реализуются в виде трёхмерных макромолекул белков и ферментов!

         Специфические коды регуляторных молекул воспринимаются центральными устройствами управляющей системы или аллостерическими ферментами, в частности, и это ведет к изменению хода управляемых химических реакций.
         Система самоуправления живой клетки состоит из локальных биопроцессорных контуров управления цитоплазмы и систем верхнего ядерного уровня. Между ними также обеспечивается интенсивный обмен информацией. В ядерную систему верхнего уровня передается как запрос на нужную управляющую информацию, так и сигналы обратной связи о достижении целей управления.

          Как мы видим, для программной обработки генетической информации в живой клетке широко применяется принцип микропрограммного управления, когда выполнение одной биологической операции (например, синтез белка) распадается на последовательность отдельных элементарных операций. Поэтому живая клетка для микропрограммной обработки генетической информации имеет свои специфические устройства, которые с кибернетической точки зрения вполне эквивалентны молекулярным биологическим процессорам!

        Молекулярный биопроцессор, на своём рабочем уровне, тоже реагирует на список операций, называемой программой. Эта программа, как известно, заключена в генах и предназначена для переноса на биомолекулы иРНК, которые в клеточной системе выполняют роль оперативной памяти.
        В биологической литературе такие аппаратные системы уже давно отождествляются с молекулярными биологическими “машинами” или механизмами.

        Наглядный пример: “Синтез белка в клетке осуществляет сложная система, состоящая из множества компонентов. Одна из особенностей этой системы заключается в том, что она существует в клетке как бы в разобранном виде, то есть её отдельные компоненты, когда они не участвуют в синтезе белка, не связаны друг с другом в единую физическую структуру, а находятся в цитоплазме раздельно. Но каждый раз, когда начинается процесс синтеза белка, из этих компонентов, благодаря их согласованному взаимодействию, возникает своеобразная, уникальная биологическая “машина”. Пусковым событием, которое приводит к взаимодействию всех компонентов системы синтеза белка и образованию активно работающей “машины”, является поступление генетической информации в виде иРНК. Завершение процесса трансляции приводит одновременно и к диссоциации белоксинтезирующего комплекса на отдельные его компоненты. Следовательно, биологическая “машина”, синтезирующая белок, представляет собой очень динамичный комплекс, который собирается каждый раз заново для синтеза индивидуальной полипептидной цепи. Уникальность такой “машины” состоит в том, что, возникая каждый раз из одних и тех же компонентов и работая по одному и тому же принципу, она выдаёт каждый раз различную продукцию (различные белки) в зависимости от получаемой ею программы” [2].

       Как мы видим, весь смысл работы молекулярных биопроцессоров заключаются в том, чтобы передать структурную и программную  информацию белкам и ферментам – выходному управляющему звену биопроцессорных систем живой клетки! Поэтому транскрипционный аппарат обеспечивает загрузку разнообразнейшей информации в оперативную память структуры иРНК, а трансляционный аппарат строго в соответствии с этими данными строит различные полипептидные цепи белков.

        При этом выходное звено управления, с информационной точки зрения, представляет собой множество различного рода адресно доставляемых и локально рассредоточенных молекулярных биологических автоматов и манипуляторов (ферментов и белков) и агрегатированных молекулярных аппаратных устройств с программной биохимической логикой управления [4].
        Применение в управляющей системе биопроцессорных устройств явилось существенным эволюционным вкладом в повышение гибкости и улучшения качества управления биохимическими процессами клетки. Именно на этом уровне рельефно проявляется факт целенаправленного прохождения генетической информации и ее управляющий характер. Функции биопроцессорных единиц в управляющей биокибернетической системе клетки жизненно важны и требуют с информационной точки зрения более детального рассмотрения и изучения.

        По выполняемым функциям генетическая память, молекулярные биопроцессоры и их выходное звено – ферменты и белки являются центральными устройствами клетки, на базе которых построена её информационная биокибернетическая система. А биопроцессорные единицы живой клетки при этом отличаются широким параллелизмом действия и возможностью изменения управляющей программы.

         В связи с этим, система самоуправления живой клетки состоит из локальных контуров управления, действующих как в цитоплазме, так и в самом ядре живой клетки. Между ними также обеспечивается интенсивный обмен информацией. В ядерную систему верхнего уровня передаётся как запрос на нужную управляющую информацию, так и сигналы обратной связи о достижении целей управления.

         Поэтому самым приоритетным направлением молекулярной биологической информатики должно стать изучение структурной организации биопроцессорных единиц и механизмов их функционирования.
         Однако уже ясно, что в основе действия этих механизмов лежит позиционная информация биомолекул – линейных, локальных и поверхностных молекулярных биохимических матриц, образованных линейным, а затем и координатным расположением боковых атомных групп составляющих их элементов, способных к динамическому взаимодействию и спариванию посредством различных информационных сил и связей [5].

        Особое значение клеток как раз и состоит в том, что с их появлением живая природа получила целый комплекс удивительных молекулярных биопроцессорных систем управления, с уникальной генетической и оперативной памятью!
       Эти системы приспособлены к «автоматизированной» обработке генетической информации, а их выходное управляющее звено – белки и ферменты приспособлены к «автоматизированной» обработке различных видов молекулярной информации, как управляющей, так и сигнальной осведомляющей (субстратной), в том числе и молекулярной информации питательных веществ.

         Поэтому, в целом, можно констатировать, что управление всеми химическими и биологическими функциями живой клетки осуществляется молекулярными информационными потоками и сетями “автоматизированного” управления!
        А управляющая система клетки, состоящая из генетической памяти, комплекса локальных биопроцессорных систем и выходного управляющего звена – молекулярных автоматов и манипуляторов, воспринимает информацию о ходе управляемых реакций, об эффективности протекающих процессов, об изменении физических и химических факторов и в зависимости от результата корректирует управляющие воздействия [4].  
        Живая клетка должна постоянно пользоваться той информацией, которая хранится в её генетической памяти. Поэтому каждая клетка имеет все необходимые программные и аппаратные средства для “автоматизированной” обработки генетической информации. Обработанная и загруженная в различные биологические макромолекулы информация нужна как для взаимодействия  этих биологических молекул друг с другом, так и для их функционального поведения.
        Генетическая память, молекулярные биопроцессорные аппараты транскрипции и трансляции и их выходное управляющее звено – белки и ферменты являются центральными устройствами, на базе которых построена управляющая система живой клетки!
        Белковые макромолекулы, представляющие собой молекулярные биологические автоматы, образуют различные циклические информационные потоки и сети, контролирующие различные химические и молекулярные функции живой клетки (организма). Программирование этих потоков и сетей обеспечивается экспрессией десятков и сотен различных генов, объединенных между собой скоординированными управляющими и регуляторными воздействиями.

       Поэтому, если учесть, что различные ферментативные системы, порой состоящие из десятков и сотен ферментов (молекулярных автоматов), участвуют в организации множества различных последовательностей идущих друг за другом химических реакций, которые в совокупности составляют клеточный метаболизм, то можно констатировать, что управление химическими процессами и биологическими функциями живой клетки осуществляется молекулярными информационными потоками и сетями “автоматизированного” управления!    
     Это ли не примеры наглядного и прямого доказательства информационной сущности всего живого ?!   
    Давно пора биологам повсеместно признать, что живая материя — это образование не только физико-химическое и клеточное, но и в высшей степени - информационное!
  По своей сущности — это продукт естественных информационных нанотехнологий, которые на нашей Земле стали  основой живого мира!

                         2. Необходимость информационного подхода  
                        к молекулярным биологическим проблемам

     Известно, что в ДНК хромосом любой живой клетки важнейшим  атрибутом является наследственная информация, а концепция генетического кода предполагает наличие в клетке целостной системы управления и передачи генетической информации.  Поэтому каждую живую клетку можно  рассматривать и как мощную естественную информационную управляющую систему, представляющую собой уникальный и универсальный центр по синхронной переработке сразу трех составляющих живой материи — биоорганического вещества, химической энергии и молекулярной информации.

             
    Клетка является той элементарной биологической единицей, которая обладает всеми свойствами живого. Она обычно представляет собой микроскопический объект, где на молекулярном уровне рождается удивительный мир и жгучая загадка жизни. Можно сказать, что это и есть те, издревле разыскиваемые  и таинственные «Врата Жизни», из которых каждый из нас  появляется на свет как информационный и биологический аналог своих близких и далеких предков. Именно через клетку судьба нам дарит Жизнь — драгоценное диво Вселенной!           

     Еще в 80-х годах прошлого века автор этой статьи увлекся проблемами молекулярной биохимической логики и молекулярной информатики, но оказалось, что несмотря на все предпосылки, такого направления в биологической науке не существует?!  
      Кстати, та биоинформатика, которая в настоящее время преподается в некоторых ВУЗах как отдельная дисциплина, предназначенная для изучения биологической формы материи с помощью средств технической информатики (в частности компьютеров), прямого отношения к «биоинформатике», на мой взгляд, не имеет, так как она является лишь техническим подспорьем в исследовании живого.        
      По этой причине автору статьи пришлось самому разыскивать в обширной биологической литературе и обобщать именно те физико-химические закономерности, которые могли бы относиться к закономерностям информационным. Формулировать те идеи и концепции, которые могли бы стать идеями молекулярной биохимической логики и информатики. 
       В связи с этим по данной теме у меня появился ряд публикаций, из которых пять работ было депонировано в ВИНИТИ РАН и около 30 статей опубликовано в Интернете.
        Кроме того, две работы были опубликованы в журнале «Доклады независимых авторов», изд. «DNA», Россия-Израиль, 2008, вып. 8, printed in USA,  Lulu Inc., ID 2221873, ISBN 978-1-4357-1642-1.
   А в 2013-14 годах издательство LAP  LAMBERT Academic Publishing Немецкой Национальной Библиотеки выпустило две моих книги (монографии) — 1.Аспекты молекулярной биологической информатики (668 стр.) и 2. Биологии нужна новая наука — «Молекулярная биоинформатика» (292 стр).           
    Надеюсь, что информационный подход к молекулярным биологическим проблемам позволил автору в своих работах не только с достаточной достоверностью сформулировать и обобщить именно те идеи, гипотезы и концепции, которые уже сегодня могут дать первоначальные представления об информационных процессах на молекулярно-биологическом уровне, но и помог более критично отнестись к некоторым основополагающим положениям биохимии и молекулярной биологии.       
         В связи с этим заранее прошу извинения у тех биологов, которым мой альтернативный взгляд покажется не совсем обычным или малообоснованным. Однако, имейте в виду то, что я, как независимый автор, на свой страх и риск высказываю по затронутым вопросам только свое частное мнение, которое, естественно, всегда открыто для обсуждения.   
     И еще, не хотелось бы говорить об этом, но приходится. Большинство моих работ размещено в Интернете в  свободном доступе, однако, это не означает того, что бесцеремонно можно пользоваться этими статьями, цитатами, или идеями и размещать их под чужими фамилиями или без указания первоисточника и автора. Беда, что плагиатом у нас грешат не только начинающие авторы, но и вполне уважаемые и известные люди.

              3. Главная ошибка биохимии и молекулярной биологии — это        
                    отсутствие информационного подхода к живой материи    

    Уже достаточно давно известно, что живая материя — это образование не только клеточное, но и в высшей степени информационное! Тем более удивительно, что  информационный подход к живой материи до настоящего времени практически отсутствует в биологически науках, хотя  давно уже ясно, что в основе Жизни лежит необъятный и неисследованный мир молекулярно-биологической информатики.  
    Однако,  некоторые биологи, почему-то, до сих пор отрицательно относятся к информационному подходу или продолжают спорить: молекулярная информация  - это миф или реальность? И в этом их стратегическая ошибка. Потому, что игнорирование информационного подхода ведет не только к сдерживанию развития биохимии и молекулярных биологических наук, но и приводит к стагнации естествознания в целом!

       Между тем, крупный американский ученый и педагог Альберт Л. Ленинджер в своем замечательном учебнике «Основы биохимии» еще в 80-х годах отмечал: «Молекулы, из которых состоят живые организмы, подчиняются всем известным законам химии, но, кроме того, они взаимодействуют между собой в соответствии с другой системой принципов, которой мы можем дать общее название — молекулярная логика живого состояния.       
       Эти принципы вовсе не обязательно представляют собой какие-то новые, до сих пор еще неизвестные нам физические законы или силы. Их следует рассматривать скорее как особую систему закономерностей, характеризующих природу, функции и взаимодействия биомолекул, то-есть таких молекул, которые входят в состав живых организмов» [1].  
       К сожалению,  понимание «молекулярной логики живого состояния» А. Ленинджер ограничил лишь закономерностями и концепциями самой биохимии и не поднял его до уровня информационного подхода к молекулярным биологическим проблемам.  
             
   Однако, как мы убеждаемся, дальнейшее развитие и продолжение идей А. Ленинджера - «молекулярной логики живого состояния» должно и может идти только в русле информационного подхода, то-есть в понятиях и закономерностях молекулярной биохимической логики и молекулярной биологической информатики!

        4. Физико-химический путь исследования и изучения живой материи

       привел биохимию и молекулярную биологию в мировоззренческий тупик

    Исследование биологической формы движения материи в настоящее время, судя по состоянию молекулярных наук, сводится к изучению физико-химических процессов обмена веществ и энергии в живых системах, то есть к поиску путей и изучению прохождения тех многочисленных биохимических реакций, которые объединены общим понятием – метаболизм. По всей видимости, не случайно, что одна из основных формулировок биологии, определяющая сущность жизни,  гласит, что «жизнь - это обмен веществ и энергии в организме».           
    Поэтому, когда сегодня говорят о клетке как об элементарной структурно-функциональной единице всего живого, то под этим понятием, в первую очередь, понимают биохимическую часть её сущности. Именно с этой точки зрения, её изучают и исследуют различные биологические науки: биофизика, биохимия, молекулярная биология, генетика, геномика, цитология и многие другие дисциплины. Как мы видим,  с самого начала и до сегодняшнего дня в изучении живой материи доминирует культ физико-химической мировоззренческой  парадигмы!   
                                                                                                                                 
   Между тем, следует отметить, что вся многосложная «паутина» целенаправленных и упорядоченных химических превращений в клетке формируется не сама по себе, а является результатом деятельности весьма сложной управляющей системы! Ясно, что живая клетка должна обладать своими устройствами, предназначенными для «автоматизированной» обработки органического вещества, химической энергии и молекулярной информации. В противном случае эти процессы просто не могли бы иметь места. Поэтому  многочисленные последовательности химических реакций основных путей клеточного метаболизма, по своей сути, могут относиться только к процессам управляемым.                                                                        
   Очевидно, что как в прошлом веке, так и в настоящее время молекулярная биология, в совокупности с другими  дисциплинами, изучает и исследует только те процессы,  которые в живой клетке являются вторичными, зависящими от работы системы управления.
    А первичные, –  управляющие клеточные процессы, обеспечивающие управление и генерацию клеточного метаболизма, до сих пор практически не поддаются изучению?!    
    Между тем, только они и составляют главную сущность живого, и только они обеспечивают все жизненные процессы клеток и организмов!  
   Следовательно, необходимо признать, что основная, фундаментальная часть живого по тем или иным причинам, почему-то, выпала из поля зрения биохимии и молекулярных биологических наук?!

     В силу этих обстоятельств, по вторичной, – управляемой части живого, современная наука накопила обширнейшие исследовательские данные, сведения и знания, полученные многочисленными биологическими науками. Однако по  первичной, самой  фундаментальной и неисследованной части, в активе у биологических наук имеются лишь данные о структурно-функциональной организации ДНК, изученный генетический код и фрагменты репликации, транскрипции и трансляции генетической информации, указывающие на наличие в каждой живой клетке целостной информационной молекулярно-биологической системы управления.

    Причем эта, – самая необходимая и востребованная область науки, после выдающихся открытий «спирали жизни» (ДНК), генетического кода и других достижений, вот уже более полувека, если можно так сказать, живет знаниями вчерашнего дня. К сожалению, мало прибавилось и дисциплин, которые изучают и исследуют информационную сущность живого. Хотя уже достаточно давно известно, что генетические и информационные молекулярно-биологические технологии правят великим миром живого уже более 3,5 миллиардов лет!       
      Ясно, что  живая материя -  образование  в высшей степени информационное, поэтому очевидно, что в биохимии, так же как и в молекулярной биологии,  давно уже  назрел вопрос смены физико-химической мировоззренческой парадигмы, на новую - информационную парадигму! 

         5. Конечная цель биохимии, которая заключается в познании тайны жизни во всех её конкретных проявлениях, оказалась для биохимиков непосильной,  а культ физико-химической науки, существующий до сих пор в биологии, не принес  ожидаемых результатов

        Молекулярные науки до сих пор не могут ответить на вопрос – как, и каким образом, генетическая информация осуществляет управление сложными химическими процессами обмена веществ и получения энергии? Как осуществляется информационное управление живой клеткой? Все эти вопросы уже давно попали в список таинственных «мировых загадок» и неразрешимых проблем современного естествознания.

        К сожалению, несмотря на усилия естественных наук, в настоящее время существует полный пробел в знаниях о главном: о взаимосвязи между информацией, структурой и функцией в различных биологических процессах. Можно сказать, что конечная цель биохимии, которая заключается в познании тайны жизни во всех её конкретных проявлениях, оказалась для биохимиков непосильной.

       Иными словами, культ физико-химической науки, существующий до сих пор в биологии, не принёс ожидаемых результатов!
       Очевидно, что законы физики и химии, действующие в любой живой системе, не отменяются. Однако, как оказалось, их необходимо дополнить новыми, пока еще не общепринятыми знаниями и закономерностями.

       Потому как известно, что клеточный космос биологических молекул, за время своего развития, создал надёжную и универсальную молекулярно-генетическую систему управления. Эта система оснащена наследственной памятью, которая в большинстве случаев имеет феноменальные  информационные возможности. Всё это говорит о том, что живые системы  уже давно пользуются своими, сугубо специфическими закономерностями молекулярной биохимической логики и информатики и своими молекулярно-биологическими информационными технологиями. То есть, в основе всех биохимических и биологических процессов лежат процессы информационные!

         Большой неожиданностью для нас оказалось и то, что генетические и информационные молекулярно-биологические технологии правят миром живого уже более 3,5 миллиардов лет!
        Диктат генетической информационной субстанции подчинил движение потоков вещества и энергии своей воле, а направленность эволюционных процессов оказалась изначально подчинена информации. Именно эти технологии стали базовой основой эволюционного развития биосферы нашей планеты и ошеломляющего разнообразия жизни.

       Очевидно, что биосфера  и представляет собой тот необъятный массив информационных молекулярно-биологических систем и технологий, который явился причиной движущих сил, порождающих на нашей планете необузданную генерацию Жизни!
         Поэтому, главнейшей сущностью всего живого на Земле стала информация и информационные взаимодействия! А информационная составляющая, кроме своего прямого назначения, стала ещё и интегративным фактором, объединяющим  в одно функциональное целое различные характеристики живой формы материи. Но, как ни странно, этот могучий пласт пока неведомых нам природных информационных молекулярно - биологических технологий до сих пор не поддаётся исследованию и изучению. 

       Наше поколение с конца 20 века переживает большой информационно-технологический бум во всех сферах и областях человеческой деятельности. Однако, как мы теперь узнаём, весь этот бум  оказался всего лишь малой верхушкой того великого «айсберга» информационных технологий, который применяется живой природой и лежит в фундаменте нашего мироздания!
       Приходится признать, что первый уровень развития живых информационных систем был реализован на молекулярной основе. Но, к сожалению, основной массив генетических и информационных молекулярно-биологических технологий, применяемый живой природой  и приведший  к появлению растительного и животного мира и становлению самого человека, – современной науке до настоящего времени практически неведом.
        Естественные науки до сегодняшнего дня так и не смогли  ясно  и четко  ответить  на вопрос – как, и каким образом, генетическая информация участвует в управлении сложными биохимическими процессами, молекулярными и другими биологическими функциями живой клетки?  Поэтому в современной науке о живой материи полностью отсутствует информационная концепция её самоуправления.

       6. Интригующая история открытия генетического кода в естествознании
                          так и не получила надлежащего продолжения

         Самую удивительную неоконченную историю в биологии  можно связать с великим   открытием,  сделанным Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком в 1953 году., - построением модели ДНК (двойной спирали). Всем стало  ясно, что ДНК,  –  это и есть та, самая главная биомолекула, которая хранит все секреты жизни.

        «Сенсацией явилось открытие того, что наследственность заключена в линейном сообщении, представляющим собой последовательность четырёх оснований, – последовательность, обеспечивающую практически бесконечное число комбинаций. Возникло понятие кода,  потом кодона. Кодон – последовательность, состоящая из трёх оснований.

         Был расшифрован код, отражающий связь между триплетом оснований и аминокислотой. Последовательность аминокислот в белке, его первичная структура, определяется порядком расположения кодонов. Более того, оказалось, что некоторые кодоны соответствуют не аминокислотам, а «знакам препинания»: они обозначают место начала или окончания последовательности оснований, соответствующей определённому белку.

       Между тем ДНК не формирует непосредственно белок, а направляет синтез комплементарной ей иРНК, которая служит посредником; эта иРНК прикрепляется к рибосоме. К иРНК присоединяются «активированные» аминокислоты. Чтобы соединиться в полипептидную цепь, каждую аминокислоту переносит специфическая, так называемая транспортная РНК» [1]. Таким образом, были открыты и исследованы основные фрагменты переноса и преобразования генетической информации.

        Исключительным сюрпризом для биологов явилось то, что генетическая информация закодирована, а продуктом её расшифровки через посредство информационной РНК является белок. Чрезвычайно важной оказалась и концепция генетического кода, так как именно из неё вытекает представление о целостной системе передачи информации в живых клетках и организмах. Поэтому все последующие годы исследователей занимал вопрос использования информации в живых системах.

        К сожалению, интригующая история открытия наследственной информации и генетического кода так и не получила в естествознании надлежащего продолжения?! 
       Об этом ясно говорит центральная догма молекулярной биологии: «наследственная информация, закодированная в нуклеотидной последовательности, переводится в аминокислотные последовательности белков… Белковые молекулы представляют своего рода «ловушку» в потоке генетической информации» [3].
         Вот таким образом и утвердилось ложное и глубоко ошибочное в биологии представление о том, что в дальнейших биохимических процессах информация не участвует?!

        Поэтому до сегодняшнего дня остаётся живучим тезис о том, что: «гены контролируют клеточный метаболизм за счет содержащейся в них информации о структуре ферментов и других клеточных белков, а ферменты выступают в роли биокатализаторов, управляющих всеми процессами в живых организмах» [3].

         Однако эти рассуждения не раскрывают ни сущности, ни механизмов  биологических явлений. Потому, что строгое упорядочение и управление процессами при высокой избирательности и производительности не может быть обеспечено химическими катализаторами, какими бы замечательными и уникальными свойствами они не обладали.
         Как мы видим, изучение прохождения информации в живых клетках почему-то остановилось на этапе синтеза белковых молекул. В связи с этим, хотя и были  открыты и исследованы отдельные основные фрагменты, но не была  исследованы общая картина прохождения и реализации генетической информации.

         Информационный подход к молекулярным биологическим проблемам убеждает  , что все клеточные процессы могут быть обеспечены только молекулярными биологическими автоматами с программной биохимической логикой управления,  которыми на самом деле и являются –  ферменты и другие клеточные белки. 
         Беру на себя смелость утверждать, что все биохимические реакции  в живой клетке не катализируются белками-ферментами!
         В современных условиях не трудно определить, что все биохимические процессы на самом деле просто управляются молекулярными биологическими автоматами с программной биохимической логикой управления, чем, собственно, и являются все многочисленные ферменты — автоматы!

      7. В биохимии с самого начала и до настоящего дня доминирует ошибочное научное утверждение о том, что ферменты в живой системе являются химическими  катализаторами

    Создается впечатление, что открытие генетического кода, так же как и матричный синтез белков, ещё не побудили биологов к тщательному исследованию информационных путей управления химическими превращениями и биологическими функциями. Однако уже давно стало очевидным, что живые системы не могут ни существовать, ни развиваться только лишь на физико-химической основе.           
  Поэтому биологам необходимо понять, что как, к примеру, нельзя объяснить работу компьютера с помощью законов электротехники, точно так же нельзя понять и причины функционирования живых систем c помощью только одних физико-химических закономерностей! Здесь физико-химический поход следует дополнить (или заменить!?) подходом информационным!

       Между тем, полученные научные сведения  уже сейчас позволяют сделать соответствующие обобщения, собрать известные и разыскиваемые фрагменты воедино и  ближе подойти к решению многих  информационных  молекулярно-биологических  проблем. Эти задачи  вполне решаемы по ряду причин. Во-первых, мы давно знаем, что жизнь на нашей планете существует, поддерживается и развивается благодаря использованию наследственной информации.

      Этот факт, естественно, предполагает и наличие в любой  живой клетке целостной системы управления и передачи  генетической информации. А интегративный характер этой информации указывает на то, что лишь она имеет право претендовать на ту особую роль в любой живой системе, которая раньше приписывалась «таинственной жизненной силе»!
       Во-вторых, только информационная система самоуправления способна поддерживать жизнедеятельность живой клетки, управлять и регулировать её обмен веществ. Лишь только управляющие информационные потоки и сети способны превратить клетку в элементарную основу жизни, в центр по переработке органического вещества, химической энергии и генетической информации. Поэтому нам остается понять и разобраться: на каких принципах, правилах и механизмах основана работа информационной молекулярно-биологической системы управления!

    Однако биологи до сих пор пытаются обойтись без исследования закономерностей молекулярной информатики. А проблемы организации живой материи и функционального поведения белковых и других молекул они пытаются решать по-своему. Но нельзя же серьезно относиться к той концепции, которая без всяких обоснований декларирует, что  белковые и другие макромолекулы и структуры живой клетки просто «самоорганизуются», а ферменты, при этом, становятся  теми катализаторами, которые получают способность управлять всеми химическими превращениями и биологическими функциями в живых клетках и организмах.  

     Ясно, что катализаторы способны в определённой мере ускорять протекание химических реакций, но не до таких же астрономических значений (10 в восьмой – 10 в двадцатой степени раз!) и не с такой же производительностью, избирательностью и  управляемостью, как это делают ферменты! [1].  Число оборотов наиболее активных ферментов достигает
36 000 000 в 1мин. Такое число молекул субстрата, претерпевает превращение за 1 минуту в расчете на одну молекулу фермента» [1]. Заметим, что такую непревзойденную производительность и избирательность, по мнению автора статьи, могут развивать и вырабатывать только лишь молекулярные биологические автоматы с программной биохимической логикой управления!                                                                                                                                                                                
    Поэтому процесс самоорганизации живой материи – далеко не изученный процесс, который, по моему мнению, связан, прежде всего, с информационной сущностью живого, а ферменты – это  далеко не простые химические катализаторы, даже только потому, что в своей работе применяют метод полифункционального катализа!   

  Очевидно, что ферменты различного назначения, по представлениям сегодняшнего дня, – это  сложные молекулярные автоматы естественных информационных нанотехнологий, которые применяются живой природой уже многие сотни миллионов лет! Ясно, что феномен био-логического управления, которым обладают ферменты и другие клеточные белки, по силам лишь молекулярным биологическим автоматам или манипуляторам с программной биохимической логикой управления!                                                                                                                                                                                                                                       

     Живые клетки – это весьма сложные естественные информационные самоуправляемые системы, которые функционируют на молекулярном уровне и поэтому часто имеют микроскопические размеры. Протекающие процессы в клетке настолько «автоматизированы», взаимосвязаны и сопряжены друг с другом, что порой трудно определить – где идёт преобразование вещества, а где энергии или информации. Логика структурного построения, функционального поведения и взаимодействия биологических молекул определяется генами, поэтому все эти процессы имеют биохимическую основу и носят информационный характер.      
    
       К сожалению, необходимо признать, что в биохимии и в молекулярной биологии с самого начала и до сегодняшнего дня   доминирует ошибочное  научное представление о том, что ферменты в  любой живой системе являются биохимическими катализаторами. Возможно поэтому, даже в наши дни многие вопросы, касающиеся ферментов, еще не получили достаточно полного объяснения и ответа.          
     Однако сейчас вполне достоверно можно утверждать, что генетические программы непосредственно служат для структурного кодирования и функционального программирования тех молекулярных управляющих средств клетки, к которым в первую очередь относятся ферменты и другие клеточные белки. А этот факт убедительно говорит о том, что информация в структурах белка никуда не исчезает, а сам белок не является ловушкой на пути прохождения информации, так как он сам становится не только носителем, но и реализатором программной информации! [5]

         Информационная молекулярно-биологическая система самоуправления клетки — это комплекс различных молекулярных управляющих устройств и средств, который, с одной стороны, осуществляет управление различными химическими процессами и биологическими функциями, а с другой — занимается реорганизацией и реконструкцией своих же биологических структур и компонентов. Поэтому ферменты и другие функциональные белки используются клеткой в качестве выходного управляющего звена её биокибернетической системы.
         
      К сожалению, мы еще полностью не осознали, что «информация» является отдельной самостоятельной сущностью и подчиняется она не законам материального мира, а только своим специфическим принципам и правилам! Игнорирование этого факта неизбежно ведёт к познавательным коллизиям и часто приводит к серьезным теоретическим упущениям и ошибкам.

       Например, мы забываем (или не знаем), что функциональное поведение биологических макромолекул в живой системе подчинено не только всем известным законам физики и химии. В первую очередь, оно подчинено закономерностям молекулярной биохимической логики и информатики, иными словами, —  информации, закодированной (загруженной) в структурах биологических макромолекул. Следовательно, изучением живой материи должны заниматься не только биофизика, биохимия, молекулярная биология, но и молекулярная информатика.
        К сожалению, этот факт биологами пока еще не осознается и не воспринимается, что, на мой взгляд, является причиной мировоззренческого застоя и отставания в изучении биологической формы движения материи!
       Автор этой статьи уже давно придерживается мнения, что первичная биологическая информация, находящаяся в структурах ДНК живой клетки, представляет собой закодированные генетические сообщения и послания. Поэтому путём транскрипции (переписывания) и трансляции (перекодирования) этих сообщений на аминокислотный код, в полипептидные цепи записываются (загружаются) те текстовые предписания, в которых содержится не только описание алгоритмов структурного преобразования, но и сама программа функционального поведения белковых макромолекул. А посредством ферментов и других белковых молекул кодируются и программируются все остальные макромолекулы и структуры живой клетки.

        Здесь, как мы видим, само появление и развитие живой материи обязано такому фундаментальному свойству, как способности одной и той же информации существовать в различных её видах и формах. Причем, переводом информации из одной её системы кодирования в другую, обычно занимаются различные устройства — дешифраторы, трансляторы, преобразователи и т. д.

       Можно сказать, что ферменты и другие функциональные белки — это молекулярные автоматы естественных нанотехнологий, специально созданные для «телеуправления» различными рассредоточенными молекулярными объектами живой системы (субстратами).
       Поэтому в структуру ферментов закладывается не только необходимая для этого информация, но и тот материальный переносчик, который в соответствии с закономерностями молекулярной биохимической логики, становится еще и материальным субстратом, из которого строятся все необходимые органы, механизмы и программы молекулярного автомата (фермента). Получается, что все макромолекулы клетки состоят из материальных (мономеров) и виртуальных компонентов (программ, команд, данных) [5].

       Разные классы биомолекул выполняют различные специфические функции, которые основаны на применении своих биохимических элементов и своей структурно-функциональной информации. Так или иначе, генетическая информация, проникая в биологическую структуру через её элементарный состав, переносит туда и весь необходимый набор программных, энергетических и функциональных средств, на основе которых живая клетка достигает упорядоченности структур и процессов.
       В связи с этим все клеточные процессы управляются и взаимно координируются той программной информацией, которая в данное время экспрессирована, перенесена и загружена в молекулярную структуру функциональных биологических макромолекул и структур клетки.

      Радикально функции клеток могут меняться только при загрузке в её аппаратную часть новой молекулярной информации, то есть уже за счет других синтезированных биологических молекул, и в первую очередь, — белковых макромолекул, включаемых в состав различных молекулярных средств, структур и компонентов, например, в процессах деления или дифференцировки клеток.

                                8. Информационные компоненты живого   
 
        В первую очередь необходимо отметить, что структурное построение и функциональное поведение биологических макромолекул в живых системах подчинено  не только известным физическим  и химическим законам, но и особым принципам и правилам, которые, по мнению автора статьи, следует отнести  к  закономерностям молекулярной биохимической логики и информатики! Поэтому, чтобы  разобраться в работе управляющей и управляемой клеточных системах, в первую очередь, необходимо понять не только принципы и правила их действия, но и осмыслить закономерности применения молекулярной элементной базы.    

     Известно, что всё живое на Земле, от ничтожной бактерии до человека, состоит из одинаковых «строительных блоков» – стандартного набора более чем трёх десятков типовых функциональных био-логических (биохимических) элементов. Этот типовой  набор представляет собой не что иное, как элементную базу, или  общий молекулярный биологический алфавит, который, по мнению автора статьи, служит не только для построения биомолекул, но и для кодирования и программирования молекулярных структур и функций живой материи.                                                                                                               
    В состав этого уникального комплекса элементов входят различные системы био-логических элементов  (отдельные молекулярные  алфавиты):                  
1) восемь нуклеотидов, – «четыре из них играют роль кодирующих единиц ДНК, а другие четыре используются для записи информации в структуре  РНК»;     
2) двадцать различных стандартных аминокислот, которые кодируются в ДНК и служат для матричного построения белковых макромолекул;                                            
3) несколько жирных кислот, – сравнительно небольшое число стандартных органических молекул, служащих для построения липидов;                                           
4) родоначальниками большинства полисахаридов является несколько простых сахаров (моносахаридов) и т. д. [1]                                                                                                           
     Все эти химические буквы и символы живой природы являются натуральными дискретными единицами молекулярной информации. Важно также отметить, что весь этот комплекс элементов обладает функциональной полнотой, так как  содержит функционально полный набор био-логических элементов. Именно поэтому живая природа, пользуясь био-логическими элементами, способна к построению и реализации любых биологических структур и функций. Интересно отметить, что кроме семантики сообщений  все био-логические элементы  обладают еще и универсальной природной способностью к выполнению различных – химических, энергетических, программных, функциональных и других биологических функций!

   Информационные сообщения не могут перемещаться во времени и в пространстве нематериальным способом. Поэтому информация в живой системе, – это содержательные сведения, заключенные в том или ином послании или сообщении генома, которые хранятся, передаются и используются только в закодированной молекулярной форме в виде биологических макромолекул!                                                                                
   Любой информационный код (и не только генетический) в живой клетке записывается химическим способом с помощью элементарной формы органического вещества, поэтому различные посылки и сообщения переносятся в структурах разных макромолекул.  Очевидно, что элементная база представляет собой те системы биохимических элементов, используя которые живая клетка способна информационным путём строить различные биологические молекулы и структуры, записывать в них информацию, а затем, с помощью этих средств осуществлять  любые  биологические функции и химические превращения.                                                                                                                                                                                                             

     И ведь, действительно, – все биохимические элементы (химические буквы и символы), входящие в состав различных биологических макромолекул, представляют собой ту элементарную форму органического вещества, с помощью которой формируются и передаются биологические коды молекулярной информации!        
     Автор статьи считает, что информация в живой молекулярной системе передаётся с помощью различных дискретных кодовых сигналов, которые сначала формируются в «линейных» молекулярных цепях, а затем, и в трёхмерных структурах различных биологических макромолекул!     
   Очевидно, что информация в живых клетках имеет молекулярный базис представления! [6].                                                                                                                                                                                           

      Невероятно, но все биохимические буквы и символы элементной базы (мономеры) живой материи оказалась наделёнными такими химическими и физическими природными качествами и свойствами, сочетание которых позволяет им  в составе биологических макромолекул одновременно выполнять буквально различные по своей биологической  роли элементарные функции и операции:                      
1) служить в качестве строительных блоков, с помощью которых  осуществляется физическое построение  различных макромолекул;                                      
2) выполнять роль натуральных информационных единиц – химических букв или символов, с помощью которых в  биомолекулы записывается молекулярная информация;              
3) служить в качестве элементарных единиц молекулярного кода, с помощью которых идёт кодирование, преобразование, передача, а впоследствии, –  воплощение и реализация генетической информации;                                                          
4) быть программными элементами, с помощью которых строятся алгоритмы структурного преобразования, а затем и программа функционального поведения  различных биологических макромолекул;                                                                    
5) обуславливать потенциальную и свободную химическую энергию  биомолекул и т. д.                                                                                                                                            
       Следовательно, все био-логические функции и операции молекулярной биохимической логики в живой системе выполняются и реализуются типовыми мономерами, которые несут элементарные химические сигналы и имеют простую «структурную схему»!  Поэтому их вполне заслуженно можно назвать молекулярными био-логическими элементами.
   Вследствие этого, любая макромолекула клетки, состоящая из конечного множества таких элементов, является реализатором тех биологических функций и операций, которые информационным путём интегрированы и загружены в её трёхмерную структуру!                                                                                                                                                                                                   

     Всё это указывает на то, что информация, загруженная в  макромолекулы (с помощью аппаратных средств и молекулярного алфавита), определяет не только их молекулярное содержание, но и их структуру, форму, класс биоорганического соединения, потенциальную и свободную энергию химических связей. Кроме того, та программная информация, которая загружена в молекулярные структуры, всегда определяет информационное и функциональное поведение биологических структур и макромолекул в живых системах!                                                                                                                                                                                                                                                  

       Все типовые мономеры (био-логические элементы) были отобраны в процессе эволюции, поэтому входя в состав  биологических макромолекул и клеточных компонентов, они определяет не только структуру живого вещества. Элементарный состав биомолекул всегда тождественно является и эквивалентом информационного генетического сообщения, и средством программного и энергетического обеспечения. Это замечательное свойство живой материи 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 биологической формы материи! А  универсальные свойства элементной базы живой материи лишь подтверждают  данную гипотезу [7].                                                                                                                                                                                                                    

    Очевидно, что все без исключения биологические свойства и качества макромолекул оказались напрямую связанными с многофункциональными особенностями  составляющих их био-логических элементов. Поэтому, при рассмотрении живой материи, всегда необходимо учитывать не только структурный (информационный) состав различных биомолекул, но и функциональную взаимозависимость и взаимодополняемость различных характеристик составляющих их элементов. Такое «слияние» различных характеристик био-логических элементов в одно функциональное целое и их информационное содержание, делает возможным проявление тех биологических черт и признаков макромолекул, которые  наблюдают биологи!                                                                                                                 
     Заметим, что каждый типовой био-логический элемент (химическая буква или символ) характеризуется наличием своих функциональных атомных групп, которые определяют  его химические свойства и служат входными и выходными цепями, с помощью которых элементы могут ковалентно соединяться  друг с другом в длинные молекулярные цепи. И главное, – важно отметить, что каждый элемент (мономер) имеет еще и свою индивидуальную боковую атомную группу (или группы), которая в живой системе, как считает автор статьи, используется в качестве элементарного информационного химического  сигнала!      
    Вспомним: сообщение в цепи ДНК или РНК кодируется в виде последовательности нуклеотидов, а носителями генетической информации являются азотистые  основания – «боковые» атомные группы нуклеотидов. Соответственно, и в полипептидной цепи белка это сообщение записывается в виде последовательности аминокислот, где носителями информации являются их боковые атомные R-группы.                                                                                                                                                                                    

    Общий алфавит живой материи состоит из более 30 химических букв и символов молекулярного языка живой природы, с помощью которых кодируется молекулярная биологическая информация. Причем, для «автоматизации» процессов кодирования и перекодирования биологической информации в живой клетке применяются свои молекулярные биопроцессорные  системы, такие как аппаратные устройства репликации, транскрипции и трансляции генетической информации.
     А «теоретической и технологической»  основой  применения  молекулярной базы служат свои универсальные законы и принципы, которые, следует отнести к закономерностям  «молекулярной биохимической логики  и информатики»! [6].                                                                                                                                                                                    

  Очевидно, что каждая система биохимических элементов в клетке (нуклеотиды, аминокислоты, жирные кислоты, простые сахара и др.) является  отдельным алфавитом и характеризуется своим способом кодирования, а также видом и формой представления  молекулярной информации. Это, соответственно, и является первопричиной появления различных классов и великого разнообразия  биологических молекул  в живых системах.
  Причем, функции биомолекул полностью определяются элементарными функциями составляющих их био-логических элементов (букв или символов), – то есть информацией.                                                                                                                                                                 

     Каждый элемент в составе биомолекулы всегда взаимодействует с другими элементами или с молекулами воды по особым принципам и правилам, которые также можно отнести к закономерностями молекулярной биохимической логики. Поэтому биохимические элементы здесь становятся ещё и теми программными элементами, с помощью которых строятся алгоритмы функционального поведения различных биологических молекул и структур      
    Более того, если, к примеру, логический элемент в цифровой технике является простейшим преобразователем двоичной информации, то каждый био-логический элемент в  макромолекуле сам играет роль дискретной элементарной, структурной, информационной и функциональной  единицы.                                                                                                                                                                                                                                  
    Таким образом, живые клетки, при построении различных биологических макромолекул и структур и при конструировании различных биологических функций, применяют свои особые, сугубо специфические молекулярные био-логические элементы. Эти элементы (в составе живой материи)  реализуют функционально полный набор элементарных биохимических функций и операций, поэтому при их использовании  живая природа  может получить  био-логическую функцию любой сложности.  Значит, аналогом биологических функций в живой системе может служить любая биомолекула, выполняющая те функции, которые обуславливаются программной информацией, загруженной в её структуру!                                                                                                                                                                                                         

    Генетическая память и средства кодирования и программирования белковых  молекул находятся на значительных, по молекулярным меркам, расстояниях от объектов управления (субстратов). Поэтому живая клетка вынуждена кодировать информационные сообщения и передавать их по различным каналам связи, сначала в форме линейных молекулярных цепей, а затем и в форме трёхмерных биомолекул!           
   В связи с тем, что информация в клеточной системе записывается с помощью элементарной формы органического вещества (химических букв и символов), –  нам всегда следует помнить, что кодирование информации в живой клетке постоянно и неизменно сопряжено с построением определённых молекулярных цепей и биологических структур! [6]. Молекулярное содержание  этих цепей и структур напрямую зависит от той информации, которая в них загружается. Следовательно, любую биомолекулу можно рассматривать с двух различных точек зрения: или со структурной (физико-химической), или же с чисто информационной точки зрения. Это следует из принципа единства вещества, энергии и информации живой материи.                                                                                                                                                                      
                          9. О молекулярной элементной базе, которая является       
                                   не только строительной базой живой материи   
     Из биохимии уже давно известно, что все биохимические мономеры – нуклеотиды, аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты и др. являются теми универсальными и унифицированными стандартными «строительными блоками», при помощи которых во всех живых клетках осуществляется физическое построение любых других, более крупных биологических молекул и структур (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов и т. д.). Образовавшиеся при этом большие макромолекулы приобретают необходимую и достаточную структурную «жесткость» и, главное, получают способность к выполнению определённых биологических функций. Заметим, что это уже достигается за счет других удивительных свойств типовых «строительных блоков» (мономеров).

        Однако в биохимии и молекулярной биологии до сих пор держится ошибочное представление о молекулярных мономерах лишь только как о строительных блоках биоорганического вещества. «Макромолекулы всех белков, представляющие собой длинные цепи, построены всего из 20 разных аминокислот, расположенных в той или иной последовательности.
        Аналогичным образом длинные, напоминающие цепи макромолекулы нуклеиновых кислот у всех организмов построены из небольшого числа нуклеотидов, образующих различные последовательности. Полисахариды также построены из структурных единиц только одного типа или из чередующихся единиц двух типов.
        Таким образом, более 90 процентов сухого органического вещества в живых организмах составляют тысячи разнообразных макромолекул, построенных всего лишь из  трех-четырех десятков различных видов простых органических молекул» [1].
        Между тем, следует отметить, что эти мономеры являются многофункциональными элементами и, благодаря своим уникальным природным свойствам играют фундаментальную роль буквально в различных биологических процессах: структурных, физико-химических, энергетических, информационных и функциональных.
        Поэтому все они являются теми простыми био-логическими элементами, которые выполняют в живых системах элементарные функции молекулярной биохимической логики и информатики. По существу мы их можем  рассматривать и как молекулярный алфавит живой формы материи. В связи с этим любой процесс биосинтеза макромолекул может и должен рассматриваться не только с химической, но и с информационной точки зрения, то-есть как процесс структурного кодирования и функционального программирования биологических макромолекул!

       К сожалению, следует напомнить, что в биохимии и молекулярной биологии до сих пор держится ошибочное представление о молекулярных мономерах только лишь как «строительных блоках» биоорганического вещества. Между тем, все они являются многофункциональными элементами и, благодаря своим уникальным природным свойствам, играют фундаментальную роль буквально в различных биологически процессах: структурных, физико-химических, энергетических, функциональных и информационных.

      Во-первых, все они являются теми простыми био-логическими элементами, которые выполняют в живых системах элементарные функции молекулярной биохимической логики и информатики. Если вспомнить, что все сколь угодно сложные цифровые устройства микроэлектронной техники строятся на базе логических элементов, реализующих основные функции алгебры логики и операции двоичной арифметики, то, по аналогии, можно прийти к выводу, что все информационные проблемы в живой клетке тоже решаются с помощью своих молекулярных био-логических элементов.
        Можно эту аналогию продолжить. Любой логический элемент представляет собой простейшую схему, структурными составляющими которой могут быть несколько дискретных компонентов: транзистор, резистор, конденсатор и диод.

       Любой био-логический элемент также представляет собой простейшую «схему» (только на молекулярном уровне), структурными компонентами которой могут быть несколько химических элементов: водород, кислород, углерод, азот, а также фосфор и сера. Различные атомы типового био-логического элемента соединены между собой ковалентными связями, образуя углеводородный скелет, а также отдельные функциональные и боковые атомные группы.
      Наличие тех или иных функциональных и боковых атомных групп и атомов в составе каждого био-логического элемента позволяет прогнозировать не только его поведение в химических реакциях, но и предвидеть ту структурно-информационную роль, которую элемент будет играть в составе макромолекулы. При этом заметим, что если за единицу информации в технических устройствах принята двоичная единица – бит, то в живых системах каждый био-логический элемент сам играет роль элементарной, натуральной и дискретной единицы молекулярной информации.

         Во-вторых. Можно сказать, что элементная база представляет собой не что иное, как тот общий молекулярный алфавит живой материи, с помощью которого во время биосинтеза макромолекул ведётся непрерывная запись информации в их молекулярные цепи. А отдельные элементы, при этом, играют роль различных химических букв или символов, с помощью которых во время записи идёт физико-химическое воплощение молекулярной биологической информации. Входя в состав биомолекул, они определяют не только их нативную конформацию, но и обуславливают весь широкий спектр их функциональной и информационной деятельности.

         При помощи различных биохимических букв и символов строится молекулярная аппаратная система клетки, то есть таким способом в её структуры и макромолекулы записывается (загружается) биологическая информация. Ясно, что информационная концепция построения и функционального поведения биомолекул может базироваться только на специфических свойствах и правилах применения таких биохимических единиц.

        В-третьих, – хранение, передача, преобразование (перекодирование) и реализация генетической информации в клетке осуществляются только на основе и с помощью различных систем био-логических элементов, представляющих собой общий алфавит живой формы матери. А отдельные буквы и символы каждого алфавита (нуклеинового, белкового, липидного и др.) являются теми дискретными элементами, при помощи которых осуществляется кодирование и преобразование различных видов и форм молекулярной биологической информации. Причем, каждая система биохимических элементов характеризуется своим способом кодирования, видом и формой представления информации. Поэтому при решении различных биологических задач живая клетка пользуется различными молекулярными кодами, видами и формами представления информации.

        Молекулярным кодированием в живой системе можно назвать процесс представления данных комбинационной последовательностью химических букв или символов.

        10. Информация в биомолекулах клетки передается в виде различных молекулярных кодов, основу которого составляет определённый набор химических букв или символов  
        При этом, закодированная последовательность букв или символов любого сообщения, как правило, передаётся не однократно, а с многократным повторением, в структуре разных, но одного типа биомолекул, что ведет к повышению помехоустойчивости информационной системы. Информация в живой системе может быть преобразована с помощью биологических кодов и алфавитов из одного её молекулярного вида в другой, из одной её молекулярной формы (линейной, химической) в другую (пространственную, стереохимическую).
        К примеру, информация, представленная генетическим кодом в виде молекул иРНК, транслируется в информацию полипептидных цепей, которая записывается уже другим кодом – аминокислотным и поэтому имеет совершенно другой молекулярный вид!
       А линейная информация, записанная в форме полипептидных цепей,  с помощью аминокислотного кода преобразуется в трёхмерную информацию белковых макромолекул, то есть в совершенно другую молекулярную форму (пространственную, стереохимическую)!

        В-четвертых, – нуклеотиды, аминокислоты, простые сахара и жирные кислоты, как известно, играют фундаментальную роль также и в энергетическом обмене живой клетки.

        В-пятых, мы еще не отметили, возможно, наиболее важное назначение элементной базы. Все био-логические элементы оказались наделёнными такими природными химическими и физическими признаками и свойствами, сочетание которых позволяет им функционировать не только в качестве строительных блоков или химических букв и символов, но ещё и служить теми программными элементами, с помощью которых строятся различные алгоритмы программного поведения биологических макромолекул и структур!
        То есть все элементы в составе биологических макромолекул и структур могут взаимодействовать друг с другом и с молекулами воды по особым специфическим принципам и правилам, которые вполне отнести к закономерностями молекулярной биохимической логики.

       Вследствие этого они «автоматически» становятся теми программными элементами, при помощи которых сначала строится алгоритм конформационного преобразования, а затем и программа функционального поведения отдельной биологической макромолекулы.
       Под алгоритмом следует понимать последовательность операций, которые выполняются био-логическими элементами в составе молекулярной цепи, сначала во время конформационного преобразования, а затем и во время функционального поведения макромолекулы!
       Таким образом,  так называемая, «самоорганизация» биомолекул, по своей сути представляет собой информационный процесс программирования структур и функций биологических макромолекул  в клеточной среде с помощью элементной базы и генетической информации!

       Важно отметить, что все указанные качества и свойства био-логических элементов существуют всегда и одновременно и поэтому они, по своей сути, являются разными характеристиками одной и той же элементной базы. Только такое сочетание характеристик позволяет био-логическим элементам обеспечивать в живой клетке и информационное построение различных молекул и структур, и программное управление их биологическими функциями. Причем, естественно, что разные системы (алфавиты) элементов имеют своё специфическое назначение – структурное, информационное, программное и функциональное.
        К примеру, все био-логические элементы каждой системы применяются в качестве типовых строительных блоков, поэтому каждый из элементов имеет свою специфическую форму, структуру и конфигурацию, предназначенную для построения своего класса биологических молекул. Если же их рассматривать как программные элементы, то одни из них, – нуклеотиды, в основном служат для записи, хранения и передачи программной информации, а другие – аминокислоты, простые сахара и др., благодаря своим уникальным свойствам, служат для реализации программной информации.
         В итоге мы приходим к заключению, что любая химическая буква (или символ), входящая в состав биомолекулы, является тождественным эквивалентом такой био-логической единицы, которая выполняет роль и типового структурного строительного блока, и единичного информационного сигнала, и программного элемента, и элементарной дискретной функциональной единицы.

        Сама же биологическая функция возникает путём активации всей совокупности качеств и свойств био-логических элементов, входящих в состав биологических молекул! Поэтому программная, информационная и функциональная деятельность биологических молекул в клетке осуществляется благодаря применению таких био-логических единиц!
       Причем, активация функций биологических молекул возникает только на основе их информационного взаимодействия друг с другом с помощью линейных или стереохимических кодовых микроматриц, расположенных в структурах самих биомолекул! [5 ].

        Важно отметить, что указанные качества и свойства стали неотъемлемыми спутниками всех типовых био-логических элементов, они являются разными сторонами одной и той же молекулярной базы. А сочетание разных характеристик молекулярных элементов оказалось идеально приспособленным для выполнения различных биологических функций в живых клетках. Все без исключения биологические свойства и качества макромолекул оказались напрямую связанными с многофункциональными особенностями составляющих их био-логических элементов. Поэтому, при рассмотрении живой материи, всегда необходимо учитывать не только информационный состав различных биомолекул, но и функциональную взаимозависимость и взаимодополняемость различных характеристик составляющих их элементов.
        Только такое единство и «слияние» различных характеристик био-логических элементов в одно функциональное целое и их информационное содержание, делает возможным проявление тех биологических черт и признаков макромолекул, которые привыкли наблюдать биологи [7].

                 11. Правила применения био-логических элементов

        Вспомним, что каждый логический элемент микроэлектронной техники, перед тем как выполнить свои функции, должен быть подключен к источнику питания и к соответствующим цепям общей схемы. Для этой цели каждый элемент имеет свои входные и выходные цепи. Определённая аналогия наблюдается и при подключении биохимических элементов к цепям биологических молекул.
        Например, каждая аминокислота, как элемент, состоит из двух частей – константной, одинаковой для всех аминокислот части, к которой относится углеводородный скелет и его функциональные группы (аминогруппа и карбоксильная группа), и вариабельной – боковой цепи (или R-группы), которая имеет в каждой аминокислоте присущие только ей природные свойства и структурные отличия. В связи с этим аминокислоты различаются между собой только боковыми атомными R-группами, посредством которых в полипептидной цепи белка осуществляется физико-химическое воплощение молекулярной биологической информации.

       Для включения аминокислоты в общую полипептидную цепь используется только константная часть элемента. «Ковалентная пептидная связь образуется путём отщепления компонентов воды от аминогруппы свободной аминокислоты и карбоксильного конца пептида, поэтому аминокислотные звенья, входящие в состав полипептида, обычно называют остатками» [1]. В результате длинная ковалентная цепь состоит из монотонно чередующихся остатков константных частей био-логических элементов (аминокислот), а к каждому углеродному атому основной цепи присоединены вариабельные части аминокислотных остатков – боковые R-группы. Таков принцип записи молекулярной биологической информации в полипептидной цепи белка в процессе трансляции генетической информации. Каждая из боковых R-групп основного остова цепи имеет одно из двадцати кодовых (смысловых) значений, поэтому аминокислотные звенья белка являются материальными переносчиками информации.

        Кратко рассмотрим пример записи информации в молекулярных цепях ДНК или РНК с помощью другой системы элементов – нуклеотидов. Каждый нуклеотид как био-логический элемент, также состоит из двух частей – константной, к которой относится пятиуглеродный сахар и фосфорная кислота, и вариабельной – азотистого основания, при помощи которого, как известно, кодируется и передаётся генетическая информация. Следующие друг за другом нуклеотиды соединяются с помощью фосфодиэфирной связи, поэтому ковалентные остовы цепей нуклеиновых кислот состоят из монотонно чередующихся константных частей биохимических элементов (нуклеотидов) – фосфатных и пентозных групп, а азотистые основания «можно рассматривать как боковые группы, присоединённые к остову на равных расстояниях друг от друга» [1]. Здесь тоже наглядно видно, что длинный остов молекулярной цепи выполняет роль носителя информации, на котором в виде различных вариабельных групп (азотистых оснований) записана генетическая информация.

    Фиксированный порядок следования нуклеотидов в ДНК содержит всю генетическую информацию, которой располагает живая клетка. Следовательно, линейная последовательность любых биохимических элементов в молекулярной цепи всегда представляет собой химическую запись определённой биологической информации.

     Примеры говорят о существовании общих закономерностей молекулярной биохимической логики и информатики и о наличии общих принципов и правил применения в живых системах различных био-логических элементов (химических букв и символов).

         12. Проблема «самоорганизации», или кодирование и программирование      

                 (задание) структур и функций биологических макромолекул   
                                                                                                                                                                             

     Важно всегда помнить, что все типовые мономеры обладают универсальными природными свойствами и являются такими био-логическими единицами, которые в живой клетке предназначены для реализации элементарных функций и операций молекулярной биохимической логики и информатики. Тех функций и операций  о которых мы  говорили выше. Поэтому, с помощью мономеров и соответствующих аппаратных средств, живая система может реализовать любую биологическую функцию. 
   К примеру, для кодирования и программирования биологических молекул в клетке применяется два основных способа – линейный химический и пространственный, стереохимический. Иными словами в молекулярной биологии для кодирования  биомолекул, то есть для задания построения трёхмерной структуры, используется линейный (химический) принцип записи информации. А для программирования, то есть для задания функций биологическим молекулам, применяется стереохимический (пространственный) принцип записи информации [6].                                                                                                                                                                                                                                                                              

    Линейный принцип кодирования биологических молекул в молекулярных   системах широко применяется на разных этапах передачи генетических сообщений. Этот принцип служит инструментом  для преобразования линейных цепей в трёхмерную структуру (конформацию) биологических макромолекул. Он основан на комбинационном способе применения различных биохимических букв и символов молекулярного алфавита живой материи. Наиболее наглядным примером линейного кодирования информации являются процессы репликации, транскрипции или трансляции генетической информации, когда осуществляется матричный перенос информации с одних цепей на другие. Линейный принцип в живой клетке, как правило, используется для кодирования трёхмерной организации биологических молекул.                                                                                                                                                                                                                                        
   В живой клетке функционируют только трёхмерные биомолекулы и компоненты, поэтому «одномерная» информация, записанная в «линейных» молекулярных цепях должна быть преобразована в трёхмерную структурную организацию и стереохимическую информацию биологических макромолекул.

      Благодаря уникальным свойствам элементной базы, структура молекулярных цепей всегда содержит конкретный алгоритм конформационно-информационного преобразования биологических макромолекул. Причем, этот принцип существует и применяется для любых биомолекул клетки. К примеру, типовые характеристики полисахаридов и липидов полностью зависят от той кодовой организации мономеров (химических символов), которые используются в структурах данных макромолекул, что можно подтвердить результатами  соответствующих исследований.                                                                                                                                              
   Особенно наглядно это проявляется в полипептидных цепях белковых молекул, где кодируется разнообразнейшая информация. Поэтому важно знать, что любая полипептидная  цепь всегда является тождественным эквивалентом соответствующего кодового послания генома, указывающего будущие характеристики белковой макромолекулы.
     Причем, каждое сообщение, при передаче информации в полипептидной цепи белка, как правило, передаётся своим индивидуальным кодом (кодовыми комбинациями аминокислот).                                                                                                                                                                                                             

      Поэтому информация в цепи может  содержать как свою адресную и «операционную», так и свою структурную и текстовую (информационную) части. Значит, различные информационные сообщения в  полипептидных  цепях могут быть представлены различными молекулярными кодами и кодовыми комбинациями аминокислотных остатков. 

      Метод пространственного (стереохимического) кодирования основан на предварительном преобразовании линейной кодовой комбинации элементов цепей биомолекул в трёхмерную кодовую координатную организацию этих элементов и их боковых атомных групп  в пространственной решетке. К примеру, линейная кодовая информация полипептидных цепей (как, впрочем, и других цепей биомолекул) всегда содержит конкретный алгоритм пространственного преобразования макромолекул.                                                                                                                                                                                                                                                                                 

    При этом сама программа функционирования белковой молекулы (благодаря  управляющим средствам и программирующим свойствам элементов) коммутируется лабильными физико-химическими силами, связями и взаимодействиями между боковыми R-группами элементов (аминокислот) в составе её трёхмерной структуры. Поэтому природа взаимодействий боковых атомных групп, определяющих конформационные особенности и внутреннюю динамику макромолекулы, имеет химическую основу и носит информационный характер, а сами  взаимодействия основаны на правилах и принципах молекулярной биохимической логики.
   Макромолекула как бы стабилизируется самосогласованным сжимающим информационным полем, обусловленным силами притяжения между мономерами (программными элементами). Поэтому функциональное поведение макромолекулы в клетке, при взаимодействии её с молекулярными партнёрами, определяется свободной энергией и результатом информационного взаимодействия как внутренних, так и внешних составляющих её элементов.                                                                                                                                                                                                                          

   В результате преобразований каждый белок клетки получает своё индивидуальное структурное, информационное, энергетическое, функциональное и программное обеспечение.           
   Поэтому, стереохимический принцип кодирования молекулярной биологической информации применяется живой природой для размещения в одной макромолекуле различных по своему назначению сигналов, сообщений, команд управления, а также органов и механизмов их реализации. Такая организация биомолекул не обладает сильной структурной жесткостью, а всегда достаточно лабильна в тех пределах, которые необходимы   для  выполнения их биологических функций.  В связи с этим, в «молекулярной информатике», для исследования информационных путей построения и программно-функционального  поведения  биомолекул,  открывается  большое поле деятельности [6].                                                                                                                                                    
   Целью стереохимического кодирования белковых макромолекул является передача адресных информационных сообщений с кодовым разделением различных по своему назначению сигналов. Каждый функционально активный белок  клетки, как молекулярный биологический программный объект, всегда состоит из данных, то есть, – функциональных  биохимических программных элементов (аминокислот) и физико-химических алгоритмов, определяемых биохимической логикой  их взаимодействия.                                                                                                                                                   
   Очевидно, что молекулярные биологические системы наиболее широко используют стереохимические кодовые сигналы с переносчиком информации в виде трёхмерных биомолекул. А  это уже качественно новый скачок в использовании молекулярной информации, которая в такой  форме  явно становится основной характеристикой   живой  материи. Стереохимическое кодирование в живых молекулярных системах служит для программирования функций различных биомолекул.                                                                                                                                                                                                    
    И если для компактной трёхмерной упаковки молекулярных цепей, а, следовательно, и информации, в живых системах применяется линейный принцип кодирования, то стереохимический принцип кодирования, как считает автор статьи, служит для программирования самих функций биологических молекул. В силу этих обстоятельств информация в молекулярной биологии приобретает смысл только через функцию, которую она кодирует и программирует!   
       А сами биологические функции возникают в процессе информационного взаимодействия биологических молекул друг с другом. Поэтому все информационные взаимодействия биомолекул являются прелюдией к выполнению функций биологических!                                                                                                                                                                                                                                                                                              

  Стереохимическое кодовое разделение сигналов в трёхмерной структуре макромолекулы позволяет белку динамически и информационно взаимодействовать с различными молекулярными партнёрами:  с транспортными молекулами, с коферментами, с  мембранами клетки, с АТФ, с регуляторными молекулами, с партнёрами по агрегатированию  и т. д.

   В связи с этим, процесс описания конкретного функционального алгоритма белковой молекулы на языке «стереохимических кодовых команд» можно назвать – «программированием в стереохимических кодах»!                                                                                                                                                                                      
      Биологические функции возникают лишь в процессе адресной встречи и обмена информацией между биомолекулами с помощью их кодовых стереохимических матриц, которые должны комплементарно соответствовать друг другу! А соответствие информационных кодов биологических молекул в живых системах строится по принципу их структурной (стерической) и химической комплементарности, то есть на основе взаимодополняемости их связей, структур и функций [8].             
    Собственно, – это и есть те разыскиваемые коды соответствий биологических макромолекул, которые являются основой их информационного взаимодействия!                                                                                                               
 Стереохимическими кодами – пространственной организацией био-логических элементов в трёхмерной структуре, программируется работа исполнительных органов и механизмов, обуславливаются функции, поведение и биологическая судьба не только белковой, но и любой другой биомолекулы клетки. То есть, таким путём программируются все их биологические механизмы и функции!                                                                                                                                                                                              

  Как мы видим, особенности построения и функционального поведения биологических молекул непосредственно связаны с их элементарным содержанием и со способом записи и передачи информации между био-логическими элементами, входящими в структуру биомолекул. Информация в живых молекулярных системах записывается «линейным» химическим или пространственным, стереохимическим способом. А передача информации осуществляется за счет контактного комплементарного принципа взаимодействия биологических макромолекул.                                                                                                                                                                                   

  Именно переключение состояний био-логических элементов в трехмерных конформациях, при информационных взаимодействиях биомолекул друг с другом, обеспечивает те функциональные процессы, которые происходят в структурах самих биологических молекул! А порядок и последовательность этих функциональных и динамических проявлений осуществляется той программной информацией, которая заранее была загружена в их структуры. Это, по мнению автора статьи, очень важный момент, на который исследователям живого следует обратить внимание. Исследование  информационных процессов должно стать одним из приоритетных направлений в молекулярной информатике.                                                                 
  Таким образом, классическая схема самоорганизации биологических макромолекул в своей основе держится на информационных процессах! При этом если целью линейного химического кодирования является формирование трехмерных структур, то целью стереохимического кодирования биомолекул является передача адресных информационных сообщений с кодовым разделением различных по своему назначению сигналов [6].   
        Более чем наглядно это видно, когда такая программа реализуется в форме белков и ферментов, то есть в виде молекулярных биологических автоматов или манипуляторов. Поэтому можно сказать, что это – универсальный путь передачи управляющей информации для непосредственного использования её в различных биологических процессах [5].                                       
   Сейчас в биологической литературе появляются работы, в  которых авторы утверждают, что генетический текст и генетический код не способны хранить, обрабатывать и передавать огромные массивы информации. В силу этих обстоятельств, якобы, должны существовать иные пути и способы передачи наследственной информации, вплоть до передачи её «высшими сферами». Однако,  у официальной науке нет данных, которые бы, к примеру,  подтверждали, что гены  могут напрямую управлять живым веществом волновым или лазерным, полевым, цифровым или каким-либо другим способом.                                                              
       По мнению автора данной статьи, гены управляют  живой материей только путем её структурного кодирования и функционального программирования, а все другие сопутствующие –  волновые, полевые и др. проявления – вторичны, так как они обусловлены структурно-функциональным и информационным поведением огромного числа биомолекул и  клеточных компонентов.          
    Безусловно, некоторые из этих проявлений могут играть дополнительную,  вспомогательную роль в управлении живой материей, однако первую скрипку в общем ансамбле процессов, всё-таки, играет программная информация генов, транслированная и загруженная в биологические молекулы и структуры живой системы. Очевидно, что все информационные массивы, загруженные в макромолекулы и другие клеточные компоненты, могут быть переданы только структурными генами, поэтому нет причин сомневаться в информационных возможностях  генома.

            13.  В биохимии и молекулярной генетике широко распространено

            ложное представление  о самовоспроизведении макромолекул ДНК

        Для продолжения разговора о ложных представлениях в современной биологии приведем цитату из статьи лауреата Нобелевской премии А. Львова, написанной в 80-х годах прошлого века, которая, видимо, отражает и современный взгляд биологов на молекулярную генетику – “науку о наследственности”, он пишет: “Все знают, что генетический материал, геном, то есть совокупность генов, программирует структуру и функцию каждой клетки, развитие каждого организма и управляет ими. Кроме того, при посредстве генов осуществляется эволюция, которой мы обязаны самим существованием рода человеческого. Ген – в высшей степени интересная структура. Образованный двумя комплементарными нитями, каждая из которых берет на себя формирование, то есть синтез, другой нити, ген является и, вероятно, останется единственной “молекулой”, способной “размножаться делением”, то есть воспроизводить себя” [9].
        Не, хотелось бы, разочаровывать биологов, но согласно информационным представлениям, любой ген (или геном) как материальный субстрат, сам по себе не может программировать, ни структуру, ни функции живой клетки (организма). Их может программировать только та наследственная информации, которая закодирована на этом носителе. Потому что, как известно, только информация из трех составляющих живой материи (вещество, энергия, информация) обладает способностью к приумножению. Следовательно, сам ген, как вещественный субстрат, в принципе не может воспроизводить себя.
         Однако, так получается потому, что ДНК, как и другие компоненты живого, по своей сути, представляют собой не только материальную основу живого, но они же, являются еще и носителями нематериальной сущности живого мира, а именно – кодированной молекулярной информации. Поэтому процесс приумножения обеспечивается только благодаря информационной сущности ДНК.
         Можно считать, что живая материя представляет собой как бы две неотделимые компоненты (вещество и информацию, если не считать третьей – энергетической), образующие с ней одно целое. Отсюда следует и теоретическое представление о молекулярной биологической информации как дуальной компоненте живой материи. [10] Вследствие этого, любая структура или процесс, протекающий в живой системе, всегда должны рассматриваться с двух точек зрения, – с материальной и информационной, то есть, дуально.

        14. Об идеализме и материализме или  о дуальности и триаде живой материи
         Давно уже пора относиться к молекулярной (наследственной) информации как к самостоятельной дуальной и универсальной нефизической силе, которая является не только главным атрибутом, но и всеобщим свойством биологической формы движения материи.
 Пора уже признать, что живая материя существует, развивается и множится благодаря информационному дуализму и функциональному триединству (триаде) её составляющих – вещества, энергии и информации [7].
          Концепции дуализма и принцип триады могут разрешить многовековую проблему живого, так как материальные и нематериальные компоненты существуют в живой материи одновременно, более того они не могут существовать друг без друга. Поэтому “вопрос о приоритете материальной или нематериальной (информационной) сущности живого – это некорректно поставленный вопрос, следствие недопонимания существа живой материи”.
         “Со времен великих греческих философов – Платона, который считался основоположником объективного идеализма и Демокрита – основателя материализма в европейской философии, в истории человеческой мысли прочно укрепилось два противоположных направления – материализм и идеализм. Материалисты утверждают примат материи над “идеями”, идеалисты утверждают обратное. Сами великие основатели двух философских направлений, хотя и жили в одно и то же время, никогда не пытались опровергнуть друг друга, не опускаясь даже до взаимного отрицания. Более того, Платон в своей “Пармениде” развил диалектику “одного” и “иного” [10]. И кто знает, возможно, Платон интуитивно чувствовал, что “одно” и “иное” существуют одновременно, и что “одно”, не может существовать без “иного”.
          К примеру, наследственная информация в живой системе определяет биоорганическую структуру и химическую энергию вещества, а биоорганическое вещество является материальным носителем как энергии, так и информации.

          Поэтому любой процесс, протекающий в живом мире – физический, химический,     биологический, социальный, должен всегда рассматриваться дуально, то есть не только с материальной, но и с информационной точки зрения.
 

           Этот момент почему-то смущает некоторых читателей, особенно тех “материалистов” которые считают свои догмы превыше фактических данных.  Это, по всей видимости, происходит потому, что материализм исторически остается основой нашего сознания.
 Между тем, о наличии наследственной информации наслышан практически любой человек.   

           При этом известно, что каждый триплет ДНК, является кодовым био-логическим знаком обозначаемого объекта (в частности, соответствующей аминокислоты), а сам обозначающий объект (триплет нуклеотидов) приобретает двойственное (дуальное) значение, то есть он выполняет (играет) двойную роль, так как одновременно является и материальным компонентом и носителем нематериальной (виртуальной) сущности – кодированной информации.
         “При этом “похожесть” обозначаемых и обозначающих объектов, вообще говоря, не прослеживается. Поэтому в рамках действующих физических, химических и логических законов можно закодировать все, что угодно, и всем, чем угодно. В силу этих обстоятельств обозначающий объект всегда реально существует и является сугубо материальным. Однако, очевидно, что кодовый знак не есть сам обозначаемый объект. Сам обозначаемый объект, может являться и реальным, и материальным, существующим параллельно, а может им и не являться. По этой причине сам кодовый знак этого изначального объекта, вполне может быть отнесен к “виртуальному” явлению.
        Следовательно, материальный “мир кодовых знаков” уже сам по себе является “виртуальным миром” по отношению к реальным обозначаемым объектам” [11].

         Все эти соображения, и главное, нематериальность самой информации, позволяет отнести молекулярную (кодированную) информацию к категории нематериальных, то есть виртуальных явлений живого мира. Виртуальный – синоним слова воображаемый или возможный, то есть реально не существующий, но допускающий формальное рассмотрение как “якобы существующий”.
         Так как же тогда узнать, закодирована ли информация на материальном носителе, или нет? “Анализ физических и химических свойств носителя здесь оказывается несостоятельным, так как не позволяет однозначно установить – несет ли такой носитель дополнительную нагрузку, содержит ли он, кроме своих физико-химических свойств, еще и кодированную информацию об обозначаемом объекте.

         Для ответа на такой вопрос необходимо знать язык кодирования либо иметь, хотя бы какие-то сведения об этом языке. В противном случае мы не сможем отличить материальный носитель, содержащий кодированную информацию, от природного образования, сложившегося естественным физико-химическим путем (11).
         Однако существует общая возможность “диагностики” наличия кодированной информации на конкретном носителе. Он заключается в том, что в природе обязательно имеются: во-первых, некая система, которая нанесла на носитель код, то есть произвела кодирование; во-вторых, некая система (возможно, та же самая), способная воспринимать свойства этого носителя как код, способная правильно интерпретировать содержащуюся на носителе закодированную информацию” [11]. Опираясь на современные знания, можно утверждать, что каждая из таких систем является функциональным устройством логических (или био-логических) элементов или цепью логических (или био-логических) элементов.
       “Всякий логический элемент включает в себя две части: материальную и логическую. Материальная часть построена из материальных “кирпичиков”, физическая природа которых может быть любой. Простейший логический элемент производит, по крайней мере, одну элементарную логическую операцию над кодированной информацией, записанной на определенный материальный носитель на определенном языке кодирования.
        Логический (или био-логический) элемент, как и кодированная информация, имеет двойственную (дуальную) природу. С одной стороны, являясь субстанцией материального мира, он полностью подчиняется всем физическим и химическим законам.
        С другой же стороны, идущие логические (или био-логические) процессы подчиняются законам логики” [11] или, в случае живой материи, – закономерностям молекулярной биохимической логики.                                                

       Из простейших логических элементов строятся логические схемы практически любой сложности и конфигурации, а из био-логических (биохимических) элементов живой материи могут быть построены любые биологические структуры и реализованы любые биохимические и биологические функции и операции.

         15. Логические (или био-логические) законы (закономерности молекулярной биохимической логики) – это существующие в природе и независимые от человека законы

         Все что происходило и происходит в живой природе, есть результат проявления информационного дуализма, триединства вещества, энергии и информации и информационного взаимодействия, при котором живая материя использует универсальный язык живого – кодированную молекулярную информацию.
         Бесспорно, что самое сложное в существующей проблеме информационного дуализма – это психологическое отношение к вопросам познания биологической формы движения материи. Во-первых, оно требует признания нематериальной (информационной) сущности живого, которая действительно управляет и регулирует всеми процессами живой природы, в том числе и процессами эволюционного развития
      “При этом следует понимать, что дуализм отличается от двухстороннего рассмотрения явлений или процессов. При двухстороннем рассмотрении обе стороны рассматриваются независимо одна от другой, в то же время дуальный подход предусматривает и раздельное рассмотрение, и изучение их совместного проявления” [10].
         Вещество и информация, слишком разные сущности, чтобы не видеть их присутствия в живой материи. Удивительно только, почему  информационный дуализм, столь ярко проявляющийся в живой материи, до сегодняшнего дня не применяется биологами в качестве инструмента для изучения живой природы и принципов её организации?
         Во-вторых, с точки же зрения автора статьи,  при изучении всех явлений и процессов жизни, их следует рассматривать комплексно, учитывая и информационный дуализм, и всю триаду составляющих живой материи – вещество (материю), энергию и информацию в их структурном и функциональном триединстве (слиянии).
         Поэтому мировоззренческие основы биологии должны соответствовать не только критериям информационного дуализма живой природы, но и основному закону существования живой материи – триединству (триаде) вещества, энергии и информации в их совместном функциональном проявлении (слиянии).
         Очевидно, что концепция “дуализма” и принцип “триады” требуют существенного уточнения  современных биологических знаний и пересмотра культа физико-химического направления в изучении живой материи! Только при таком подходе биологи могут быстрее ликвидировать те мировоззренческие отставания и познавательные пробелы в исследовании живой материи, которые возникли в последние десятилетия.

                  16. Кодированная информация как главный атрибут
                                   и всеобщее свойство живой материи

         Кодированная информация наряду с материей и энергией является не только основной фундаментальной сущностью нашего мира, но и одним из главных самовоспроизводящихся его ресурсов. Отметим, что по своему положению и природному статусу она является самой таинственной из этих трёх слагаемых. Информацию следует считать особым видом ресурса.

         При этом имеется в виду трактовка “ресурса” как запаса необходимых знаний и сведений о материальных предметах или энергетических, структурных или каких-либо других характеристик объектов, процессов или явлений.

         С кодированной информацией человек встречается на каждом шагу: в информационных технологиях, системах связи, в компьютерных технологиях, системах управления, в информационных системах живых клеток и т. д. В общем виде можно сказать, что “Информация – это закодированные данные или сведения о любом факте, явлении, объекте или процессе, которые вырабатываются, передаются, и воспринимаются той или иной системой”. Здесь информация обозначена как содержательные данные и сведения, которые представлены только в закодированной форме.

        “Информация” не является физической величиной, несмотря на то, что лежит в основе самой жизни и играет роль одной из ключевых субстанций нашего мира. Она, хотя и пользуется для своего воплощения различными материально-энергетическими носителями и средствами, тем не менее, всегда выступает в виде автономного виртуального спутника своего носителя, то есть самостоятельного нематериального (абстрактного, умозрительного, дуального) природного явления!

        Поэтому кодированная информация является нематериальной (виртуальной) сущностью. Вспомним обобщение Норберта Винера, который в свое время недвусмысленно отметил, что: “Информация – есть информация, а не материя и не энергия. Тот материализм, который не признает этого, не может быть жизнеспособным в настоящее время”.

        Между тем, анализ закономерностей кодированной информации приводит к твердому  убеждению в том, что в основе всех явлений жизни лежит информация как универсальная    нефизическая сила, определяющая не только все функциональные и биохимические процессы живого, но и обеспечивающая ведущие силы биологической эволюции живых систем!

         В общем плане можно сказать, что причины функционирования живой материи кроются в специфических особенностях и характеристиках её составляющих:

         1) биоорганического вещества, которое одновременно используется и в качестве материальной основы живого, и в качестве носителя молекулярной информации и энергии, в связи с чем, органическое вещество служит не только для построения биологических макромолекул и структур, но и для записи, хранения, переноса и реализации молекулярной информации (структурных и функциональных программ живого);

         2) в ресурсах наследственной информации, а, следовательно, в закономерностях молекулярной биохимической логики и молекулярной информатики, применяемой живой природой в качестве инструмента для формирования живых систем, их функционального поведения и эволюции в течение более чем 3,5 миллиардов лет; 

         3) в потенциальной и свободной химической энергии биологических молекул; в запасенной химической энергии в виде АТФ, которая служит в живой системе в качестве аккумулятора энергии.

          Ключевая роль биоорганического вещества в организации живой материи никем не оспаривалась и никогда не подвергалась сомнению, она всегда считалась естественной и очевидной. Биоорганическое вещество как основа жизни, уже давно изучается разными биологическими науками.

          И ведь, действительно, мы сейчас знаем, что наследственная информация в клетке имеет дискретную химическую форму записи, поэтому она заключена в компонентах биологических макромолекул и структур  живой клетки. А процесс образования энергии также представляется как синтез ещё одного вещества – АТФ. Видимо поэтому потребности живой системы (организма) всегда рассматривались как потребности исключительно в веществах. А биоорганическому веществу в построении живого всегда отводилось главное место, поэтому физико-химический подход в исследовании живой материи всегда считался единственно верным.

          Особенно поражает в живых системах то, что кодированная (наследственная) информация стала той неуёмной и необузданной силой и субстанцией, которая обладает чрезвычайно высокой способностью (на основе энергии и вещества и системной организации) создавать копии самих себя (реплицироваться), развиваться, совершенствоваться и поэтому “вечно” существовать во времени и в пространстве. По крайней мере, до тех пор, пока имеются источники энергии и вещества, подходящие условия внешней среды для существования и позволяет их программа развития.

         Удивительно, что все мы: люди, животные, растения и даже бактерии являемся лишь материальными оболочками, – биологическими объектами, приспособленными для выживания и дальнейшего воспроизводства этих информационных субстанций! [6]

         Следует отметить, что природная кодированная информация, как мера упорядоченности структур и функций, является естественной характеристикой  не  любой, а только живой материи!  По представлениям сегодняшнего дня сам факт возникновения кодирования связан не только с информационными феноменами живой материи, но и с проблемами её эволюции и другими аспектами жизни. Чрезвычайно важная роль кодирования информации связана не только с зарождением жизни на Земле, но и с её эволюционным развитием, неуемной жаждой активности, размножения и распространения!
       Сейчас исследователи активно разыскивают причины появления жизни на Земле, а она лежит на поверхности. И причина эта – кодированная информация. Только она, внедрившись в интимную структуру материи,  смогла стать фактором информационного оплодотворения живой материи на нашей планете!

         Как мы видим, только информация, из трех составляющих живой материи, наделена чрезвычайно активной способностью проявлять себя (на основе энергии, вещества и системной организации)), – перемещаться (передаваться),  размножаться, преобразовываться, самообновляться, распространяться, восприниматься, воспроизводиться, декодироваться и т. д. Ясно, что такими способностями сами по себе не обладают ни вещество и ни энергия.

                   17. Представление информации в живой клетке
        Код, как известно, – это набор правил, раскрывающий способ представления информационных данных. Очевидно, что в живой клетке используются далеко не абстрактные алфавиты и, в связи с этим, применяются сложные многоступенчатые принципы передачи, с процессами перекодирования одного вида молекулярной информации в другой, одной формы (линейной, одномерной) – в другую (пространственную, стереохимическую). Для этой цели в клетке используются разные алфавиты и различные средства и системы кодирования и преобразования информации. Например, в процессе трансляции, информация цепей иРНК преобразуется в информацию цепей белковых макромолекул.
       В живой клетке используются как трехпозиционные (генетический код), так и многопозиционные коды (например, аминокислотный код). Для кодирования и программирования различных классов биологических молекул используются разные системы (алфавиты) био-логических элементов – нуклеотиды, аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты и другие мономеры.

        А различные буквенно-символьные кодовые последовательности в цепях применяются не только для передачи сообщений о структурной организации биологических макромолекул, но используются и для передачи независимых команд, сообщений, адресных сигналов и инструкций. Как мы видим, в живой системе широкое применение находят именно адресные передачи, где разделение передающих сигналов (в структуре биомолекул) можно назвать химическим и “стереохимическим” кодовым разделением сигналов.
        Информация, как известно, определяет поведение системы, повышает её организацию и понижает энтропию (дезорганизацию). Для того чтобы понять информацию, необходимо знать код, – то есть способ её представления. В молекулярной биологии в настоящее время утвердилось представление о применении такого кода только в случае генетического кода (?!).  Однако для кодирования различных видов и форм молекулярной информации клетка использует разные системы элементов общего алфавита, поэтому запись информации может осуществляться различными буквами и символами [6].

       Это ведёт к новому представлению о том, что в любой живой молекулярной системе для кодирования и декодирования информации широко применяются и другие молекулярные биологические коды, которые служат для перевода и преобразования информации из одного её молекулярного вида в другой, из одной её молекулярной формы в другую!
        При этом разные алфавиты букв и символов, при помощи которых записывается информация в различные классы биологических молекул, являются материальными переносчиками информации. К примеру, вся генетическая информация, которой располагает живая клетка, записана в структуре ДНК в виде комбинационной последовательности нуклеотидов. Поэтому ключевым аппаратом кодирования наследственной информации в живой клетке является ДНК хромосом. Нуклеиновые кислоты имеют алфавит, содержащий восемь букв: “четыре из них (дезоксирибонуклеотиды) служат для кодирования информации в структуре ДНК, а другие четыре – (рибонуклеотиды) используются для записи информации в биомолекулы РНК” [1]. Поэтому “в процессе транскрипции осуществляется перенос генетической информации от ДНК к РНК. При этом все виды РНК – иРНК, рРНК и тРНК – синтезируются в соответствии с последовательностью оснований в ДНК, служащей матрицей” [1]. Значит, алфавит нуклеотидов является той системой элементов, которая служит как для хранения информации в генетической памяти ДНК, так и для считывания и загрузки её в структуру нуклеиновых кислот РНК, выполняющих в клетке роль оперативной памяти. Нуклеотиды – это та система элементов, с помощью которой кодируется, хранится и передаётся генетическая информация.

        Следовательно, информация в цепях ДНК и РНК записывается на языке нуклеиновых кислот. Генетический код – это набор кодовых слов (триплетов) в иРНК (а, значит, и в ДНК), кодирующих аминокислоты белков. Основанием генетического кода являются четыре различных нуклеотида. Поэтому алфавит генетического кода четырёхбуквенный, а вся информация в ДНК записывается на четырёхбуквенном языке структуры
дезоксирибонуклеиновых кислот. Длина кодовой комбинации в генетическом коде равно трём. Каждый кодирующий триплет, называемый кодоном, состоит из комбинации трёх одинаковых или различных нуклеотидов и несёт дискретную информацию о соответствующей аминокислоте в полипептидной цепи белка.

       Каждый кодон кодирует только одну аминокислоту. Это свойство кода называют специфичностью или однозначностью.

         Генетический код является равномерным, триплетным, так как все кодовые комбинации одинаковы по длине. Поскольку число возможных кодовых комбинаций нуклеотидов в триплете составляет 64, а почти каждой аминокислоте соответствует несколько кодонов-синонимов, то генетический код считается полным и вырожденным. Все кодоны осмыслены – 61 из 64 кодонов используются для обозначения (кодирования) двадцати аминокислот, оставшиеся триплеты являются сигнальными. То есть каждому трёхбуквенному слову (кодону) соответствует либо аминокислота, либо сигнал начала или окончания считывания. Генетический код является универсальным, практически одинаковым у всех живых организмов и непрерывающимся, так как считывание информации идёт последовательно кодон за кодоном, без “запятых и пробелов”.

        Информация, записанная в форме линейных цепей нуклеиновых кислот, в процессе трансляции переводится в информацию аминокислотных цепей белковых молекул, а ключом для перевода является словарь соответствия между этими двумя языками, который носит название генетического кода. При этом новая форма информации – белковая, записывается уже другим молекулярным кодом – аминокислотным. Генетическим кодом, как мы видим, кодируется только первичная – “линейная” структура полипептидной цепи белковой молекулы.  

      Однако, генетическая информация кодируется в виде последовательности нуклеотидов ДНК, – значит, все программы ДНК записаны и хранятся на линейном языке ДНК, а переписываются (транскрибируются) они на “линейную” последовательность нуклеиновых кислот РНК. Далее программная информация переводится (транслируется) с линейных цепей иРНК на полипептидные цепи белковых молекул. Этот этап характеризуется применением генетического кода и сменой молекулярного носителя информации, когда с помощью молекулярного аппарата трансляции и элементной базы строятся линейные структуры различных ферментов и других клеточных белков.

        18.   Смена молекулярных носителей информации, как правило,

                сопряжена с процессами кодирования и декодирования 
       К примеру, аминокислотные цепи белков, с одной стороны, являются конечным продуктом процесса декодирования генетической информации, а с другой – они же являются начальным процессом кодирования и программирования стереохимической организации белковых макромолекул с помощью аминокислотного кода!

       Аминокислотный код является именно тем молекулярным биологическим кодом, с помощью которого осуществляется сначала преобразование, а затем воплощение и реализация генетической информации. Обратим внимание на то, что основанием аминокислотного кода являются двадцать аминокислот, различающихся между собой только боковыми атомными R-группами. Поэтому алфавит аминокислотного кода 20-ти буквенный, а вся информация в цепях белковых молекул записывается (кодируется) на 20-ти буквенном языке структуры белковых молекул.
       Длина кодовой комбинации в аминокислотном коде непостоянна и порой (в живой системе) составляет десятки и сотни аминокислотных остатков. Поэтому этот код неравномерный. Число кодовых комбинаций (программных моделей), каждое из которых может передавать своё отдельное сообщение в аминокислотном коде практически неограничено! Живые системы обычно имеют свои специфические белковые макромолекулы. А это означает, что различные типовые белковые молекулы имеют в своих цепях только свою, четко определённую и генетически закреплённую комбинационную последовательность аминокислотных звеньев.

       Однако отметим, что хотя одна и та же информация может быть записана разными кодами, например, генетическим кодом или линейным аминокислотным, однако реализация этой информации в биологических процессах может осуществляться только при записи её в форме стереохимических кодов. Поэтому аминокислотный код служит для преобразования линейной формы информации полипептидов в стереохимическую структуру и информацию белковых молекул. Белки и ферменты, как носители молекулярной биологической информации, способны к её реализации только в такой трёхмерной форме. Вследствие этого информация белков носит чисто биологический характер. Подробное изучение строения глобулярных и фибриллярных белков показало, что для каждого индивидуального белка характерна своя пространственная трёхмерная организация, которая зависит от его первичной структуры – то есть от информации, записанной “линейным” аминокислотным кодом. Поэтому аминокислотный код является тем ключом, с помощью которого осуществляется переход “линейной” формы белковой информации в стереохимическую форму.

      Направленный процесс кодирования и передачи информации от источника информации к приемнику называется коммуникацией. А коммуникативность в живой системе – это способность биологических молекул к обмену информацией через посредство общей системы символов, то есть с помощью их линейных или стереохимических кодовых матриц. По принципу взаимодополняемости микроматрицы ваимодействующих молекулярных партнёров должны комплементарно соответствовать друг другу. К примеру, локальные матрицы – активные центры служат для комплементарного (информационного) взаимодействия фермента с молекулами субстрата.

Кодовые группы активного центра обычно образуют информационные команды управления, которые могут состоять из адресных кодов, служащих для поиска молекул (или молекулы) субстрата и кода операции, который указывает характер химической реакции. Мы убеждаемся в том, что специфика молекулярных процессов в живой клетке всегда зависит от генетической информации, и в значительной степени определяется элементной базой и особенностями самих информационных процессов. Перечисленные выше коды сложны не только способами их диагностирования, декодирования и передачи, но и молекулярными (аппаратными) средствами их воплощения. Между тем, они не исчерпывают всех способов представления информации и биологических кодов, применяемых в живых молекулярных системах. В живой клетке, как мы убеждаемся, существуют и более простые коды, со своими алфавитами – символами представления информации и своими физико-химическими характеристиками [7].

        Простые биологические коды применяются для кодирования и программирования других классов высокомолекулярных соединений, например, – липидов и полисахаридов, которые также играют большую функциональную и структурную роль в живой клетке. Относительно небольшое количество типовых моносахаридов (алфавита простых сахаров) кодирует структурное построение и функциональное поведение углеводов (олигосахаридов), построенных из небольшого числа моносахаридных остатков, и полисахаридов – построенных из сотен и тысяч остатков моносахаридов. Химическое и структурное строение полисахаридов однообразно: они представляют собой линейные или разветвлённые полимеры, мономеры которых связаны глюкозид-глюкозными связями. А сами макромолекулы строятся из конечного множества одинаковых или нескольких типовых элементов. Однако в их структуру во время биосинтеза, всё-таки, загружается то необходимое количество информации, которое достаточно для выполнения их биологических функций.

         В молекулярной биологии макромолекулы полисахаридов и липидов не считаются информационными, то есть несущими определённую биологическую информацию. Однако это далеко не так, поскольку и в информационной технике иногда применяют простые коды. Например, простейший число-импульсный код имеет алфавит, состоящий из одних единиц. Да и в цифровой технике обширная информация кодируется всего лишь двумя цифровыми символами – единицей и нулём. В молекулярной биологии, естественно, все гораздо сложнее.

        Обратим внимание на то, что каждый единичный символ информации, служащий для построения полисахаридов или липидов и для записи в их структуру информации, имеет довольно сложное химическое и структурное строение. Любой типовой символ обладает своими специфическими боковыми и функциональными атомными группами и атомами, служащими для представления информации. Поэтому каждый символ простого биологического кода является достаточно информативным для управляющей системы клетки. Для кодирования и построения липидов также применяется своя система элементов – свой алфавит, состоящий из нескольких жирных кислот. Примечательно, что для физической передачи и реализации простых кодов используются и более простые ферментативные системы [6].

                   19. Кодирование структуры биологических макромолекул

         Генетическая память и средства кодирования и программирования белковых молекул находятся на значительных, по молекулярным меркам, расстояниях от объектов управления (субстратов). Поэтому живая клетка вынуждена кодировать информационные сообщения и передавать их по различным каналам связи, сначала в форме линейных молекулярных цепей, а затем и в форме трёхмерных биомолекул. В связи с тем, что информация в клеточной системе записывается с помощью элементарной формы органического вещества (химических букв и символов), нам всегда следует помнить, что кодирование информации в живой клетке постоянно сопряжено с построением определённых цепей и структур, молекулярное содержание которых напрямую зависит от той информации, которая в них загружается. Это вытекает из принципа единства вещества, энергии и информации живой материи [7].

        В связи с этим, на разных этапах передачи генетических сообщений и программной информации в молекулярных биологических системах широко применяется и используется линейный принцип кодирования биологических молекул. Это и есть тот принцип, который служит инструментом для преобразования линейных цепей в трёхмерную структуру (конформацию) биологических макромолекул. Он основан на комбинационном принципе использования различных биохимических букв и символов молекулярного алфавита живой материи. Наиболее наглядным примером линейного кодирования информации являются процессы репликации, транскрипции или трансляции генетической информации, когда осуществляется матричный перенос информации с одних цепей на другие. Линейный принцип кодирования в живой клетке, как правило, используется для трёхмерной организации биологических молекул.

         В живой клетке функционируют только трёхмерные биомолекулы и компоненты, поэтому “одномерная” структурная информация, записанная в “линейных” молекулярных цепях должна быть преобразована в трёхмерную структурную организацию и стереохимическую информацию биологических макромолекул. Благодаря уникальным свойствам элементной базы и загруженной информации, структура молекулярных цепей всегда содержит конкретный алгоритм конформационно-информационного преобразования биологических макромолекул.
         К примеру, различные аминокислоты полипептидной цепи, по мнению автора статьи, организованны в виде отдельных комбинационных кодовых сигналов, определяющих (в клеточной среде) различные по своей биохимической характеристике зоны, участки и фрагменты цепи, которые обуславливают соответствующие пути, порядок и последовательность информационной сборки белка.

       В полипептидных цепях белковых молекул кодируется разнообразнейшая информация. Поэтому важно знать, что любая полипептидная цепь всегда является тождественным эквивалентом соответствующего кодового послания генома, указывающего будущие характеристики белковой макромолекулы. Важно обратить внимание на то обстоятельство, что все биохимические элементы в молекулярной цепи всегда представляют собой те программные элементы, из которых на первом этапе строится алгоритм структурного преобразования любой функциональной биомолекулы.
       К примеру, алгоритм конформационного преобразования белка задаётся в виде автоматного описания, заданного комбинационной последовательностью и составом кодирующих элементов (аминокислот) в “линейной” структуре полипептидной цепи. При этом, загруженные в “линейную” структуру молекулярной цепи алгоритмы – это воплощенные в последовательности элементов правила молекулярной биохимической логики, по которым занесенные в цепь данные воспринимаются как элементарные сигналы, подлежащие исполнению. Отсюда следует, что любое генетическое сообщение, перенесенное на линейную цепь биомолекулы, кодирует не только её трёхмерную структурную организацию, с различными исполнительными органами и механизмами, но и все её стереохимические кодовые (информационные) сигналы. Поэтому можно сказать, что линейный принцип кодирования используется живой клеткой ещё и как способ перевода одномерной формы молекулярной биологической информации в трёхмерную информацию биологических макромолекул [6].

        Заметим, что кооперативные (информационные) взаимодействия боковых радикалов и концевых групп аминокислотных остатков “линейной” цепи вызывают формирование особых трёхмерных образований с упорядоченной внутренней и внешней структурой. Поэтому пространственный метод преобразования белка заключается в кодировании расположения полипептидной цепи в пространственной решетке. По такому принципу осуществляется пространственное кодирование белковых (как, впрочем, и других) макромолекул. Таким путём идёт формирование их структурных, информационных и функциональных молекулярных биологических средств. Причем, каждое сообщение, при передаче информации в цепи белка передаётся своим кодовым модулем (кодовыми комбинациями аминокислот). Поэтому структура линейной кодовой посылки полипептидной цепи всегда содержит различные информационные сообщения.

       Очевидно, что информация в цепи имеет свою адресную, “операционную”, структурную и текстовую (информационную) части. Следовательно, различные информационные сообщения в полипептидных цепях могут быть представлены различными сигналами – молекулярными кодами и кодовыми комбинациями аминокислотных остатков [6].

         В кодовых посылках структуры полипептидной цепи могут быть заключены:

        1) адресные кодовые комбинации аминокислотных остатков, которые являются основой формирования адресных стереохимических кодов активного центра фермента (для коммуникативного взаимодействия с молекулами субстрата);

        2) “операционная” кодовая комбинация аминокислот – служит основой формирования кода операции активного центра, указывающего характер химической реакции;

        3) структурная часть кодовой комбинации аминокислотных остатков, которая кодирует построение и осуществляет программное обеспечение исполнительных органов и механизмов белковых молекул;

        4) текстовая часть – кодирует и программирует средства информационной коммуникации белка с другими биомолекулами клетки (локальные или поверхностные рельефные микроматрицы).

       При помощи соответствующих ферментов и элементной базы в клетке строятся линейные цепи и других классов макромолекул, например, полисахаридов, липидов и т. д. Как мы видим, этот принцип широко используется в различных по своему характеру биологических процессах. Линейный принцип кодирования-декодирования прост, даже если в нём задействованы сложные ферментативные системы, так как запись информационных сообщений осуществляется так же, как и при любой письменности – комбинационной последовательностью соответствующих букв или символов. Следовательно, любая молекулярная цепь в живой системе представляет собой линейное информационное сообщение, записанное химическим способом. Одни и те же сообщения могут быть записаны различными биологическими кодами, например генетическим кодом в иРНК или аминокислотным кодом в полипептидной цепи белковой молекулы.

Заметим, что эта информация носит чисто биологический характер, потому, что в процессе линейного кодирования структурная организация макромолекул кодируется путём ковалентного соединения и позиционного фиксирования соответствующих букв или символов в длинных молекулярных цепях. В связи с этим разные молекулярные цепи, с информационной точки зрения, эквивалентны различным дискретным сообщениям. Можно сказать, что линейный принцип кодирования применяется живой природой не только для передачи сообщений, но и для компактной упаковки молекулярных цепей, а значит, и информации. Именно этот принцип широко применяется клеткой для структурной организации различных биомолекул, как универсальный способ преобразования “линейных” цепей в трёхмерную структуру биологических молекул.

                                              20. Аминокислотный код

         Аминокислотный код является одним из основных молекулярных биологических кодов, так как он даёт представление о механизмах стереохимического кодирования белковых макромолекул. Этот код содержит набор правил перевода информации из одной её молекулярной формы (“линейной”) в другую (стереохимическую). Очевидно, что по кодовым модулям полипептидных цепей вполне можно делать предсказания и о трёхмерных пространственных структурах белковых макромолекул, и об их функциональном и информационном назначении. Изучение кодовых посылок, линейных и стереохимических кодов и кодовых комбинаций в структуре биологических молекул, должно стать приоритетным направлением в молекулярной биологической информатике. Здесь, как мы видим, – процесс стереохимического преобразования структуры и информации белков осуществляется аминокислотным кодом.
        Аналогичным образом идет трёхмерное преобразование макромолекул полисахаридов или липидов, осуществляемое кодовыми элементами простых сахаров или жирных кислот. При этом, естественно, эти макромолекулы будут иметь свои биологические характеристики.
       Линейный принцип кодирования в живой системе – это и есть тот начальный путь, который ведёт от молекулярной информации к специфическим структурам и характеристикам биологических макромолекул. Информационный смысл этого процесса как раз и заключается в том, что таким способом кодируется трёхмерная организация любых биологических макромолекул. А сами процессы кодирования и программирования биологических молекул в живой клетке настолько “автоматизированы”, что даже в простых случаях мы можем лишь только предполагать, как они выглядят в действительности.

              21. Программирование функций биологических макромолекул
        Метод пространственного (стереохимического) кодирования основан на предварительном преобразовании линейной кодовой комбинации элементов цепей биомолекул в трёхмерную кодовую координатную организацию этих элементов и их боковых атомных групп в пространственной решетке. К примеру, линейная кодовая информация полипептидных цепей (как, впрочем, и других цепей биомолекул) всегда содержит конкретный алгоритм пространственного преобразования макромолекул.
        В результате преобразований каждый белок клетки получает своё индивидуальное структурное, информационное, энергетическое, функциональное и программное обеспечение. Поэтому, стереохимический принцип кодирования молекулярной информации применяется живой природой для размещения в одной макромолекуле различных по своему назначению сигналов, сообщений, команд управления, а также органов и механизмов их реализации. Такая организация биомолекул не обладает сильной структурной жесткостью, а всегда достаточно лабильна в тех пределах, которые необходимы для выполнения их биологических функций. При этом сама программа функционирования белковой молекулы (благодаря программирующим свойствам элементов) коммутируется лабильными физико-химическими силами, связями и взаимодействиями между боковыми R-группами элементов (аминокислот) в составе её трёхмерной структуры. А природа взаимодействий боковых атомных групп, определяющих конформационные особенности и внутреннюю динамику макромолекулы, имеет химическую основу и носит информационный характер.
        Макромолекула как бы стабилизируется самосогласованным сжимающим информационным полем, обусловленным силами притяжения между мономерами (программными элементами). Поэтому функциональное поведение макромолекулы, при взаимодействии её с молекулярными партнёрами, определяется свободной энергией и результатом информационного взаимодействия как внутренних, так и внешних составляющих её элементов. В связи с этим, процесс описания конкретного функционального алгоритма белковой молекулы на языке “стереохимических кодовых команд” можно было бы назвать – “программированием в стереохимических кодах” [5].

        Заметим, что в результате преобразований в структуре белковой молекулы формируются соответствующие молекулярные органы и исполнительные механизмы, а на локальных и поверхностных участках возникает такая пространственно-упорядоченная организация боковых атомных R-групп элементов, которая в живой системе играет роль стереохимических кодовых информационных сигналов! К таким сигналам могут относиться: стереохимические команды управления активного центра фермента (адресный код и код химической операции); различные сигнальные и регуляторные кодовые компоненты; коммуникативные локальные и поверхностные кодовые биохимические матрицы (микроматрицы), служащие для информационного взаимодействия биомолекул с их молекулярными партнёрами и т. д.

         В результате стереохимических преобразований, внутри макромолекулы (в её пространственной решетке) формируется специфическая пространственная координатная организация аминокислотных остатков, которая является основой построения исполнительных органов и механизмов белковой молекулы. А на поверхностных участках и в углублениях макромолекулы, при этом, формируются отдельные локальные и поверхностные кодовые стереохимические микроматрицы (образованные пространственной координатной организацией боковых R-групп элементов), которые служат для информационных взаимодействий и коммуникативного общения белка с другими молекулами клетки. 
        Стереохимические коды и микроматрицы, представляющие собой управляющие или коммуникативные сигналы белковых (как, впрочем, и других) макромолекул, возникли в процессе эволюции живой материи и в настоящее время являются основой молекулярных информационных процессов в каждой живой клетке (организме). Все они образованы соответствующей пространственной организацией боковых атомных группировок био-логических элементов (химических букв или символов), входящих в состав кодовых сигналов. Такое динамическое информационное взаимодействие элементов в составе биологических молекул, которое особенно характерно для белковых молекул, является основой динамического механизма их биологических функций.
       Биохимическая логика информационных взаимодействий, в частности, предопределяет и протекание химических реакций, так как она основана на явлениях стереохимического узнавания соответствующими ферментами различных био-логических элементов или их функциональных и боковых атомных групп и их химических связей, то есть различных химических букв, символов и знаков биологических молекул субстрата [5].

       Стереохимические коды активных центров построены на основе аминокислотного кода, поэтому ферменты могут адресно взаимодействовать с молекулой субстрата и быстро находить нужную им химическую связь и связывающую группу. Кодовые компоненты активных центров ферментов могут комплементарно взаимодействовать с доступными для них функциональными или боковыми атомными группами и атомами молекулы субстрата. Поэтому все субстраты для своих ферментов являются сигнальными молекулами, несущими осведомляющую стереохимическую информацию. На этих принципах основана биохимическая логика информационных взаимодействий между ферментами и их субстратами.
        Субстраты – это тот химический и информационный материал, который обрабатывается управляющей системой клетки. Таким образом, молекулярные биологические системы наиболее широко используют стереохимические кодовые сигналы с переносчиком информации в виде трёхмерных биомолекул. А это уже качественно новый скачок в использовании молекулярной информации, которая в такой форме явно становится основной характеристикой живой материи.

             22. Стереохимическое кодирование в живых молекулярных системах
           служит для программирования функций различных макромолекул

       Если для компактной трёхмерной упаковки молекулярных цепей, а, следовательно, и информации, в живых системах применяется линейный принцип кодирования, то стереохимический принцип кодирования служит для программирования самих функций биологических макромолекул. В силу этих обстоятельств информация в молекулярной биологии приобретает смысл только через функцию, которую она кодирует. Биологические функции возникают в процессе информационного взаимодействия биологических молекул друг с другом. Поэтому все информационные взаимодействия биомолекул являются прелюдией к выполнению функций биологических. Заметим, что стереохимическими сигналами активного центра кодируются не только адресный код молекулы субстрата, но и те функции, которые должен осуществить фермент. К примеру, код операции указывает характер химического превращения, которую должен осуществить фермент с молекулой (или молекулами) субстрата.

        Поэтому стереохимическими кодами (адресными кодами и кодами операций) соответствующих ферментов программируются разные биологические функции, в том числе и функции управления различными ступенчатыми химическими реакциями – окисления, восстановления, расщепления, межмолекулярного переноса атомных групп и т. д.
       Таким образом, оказывается, что все химические реакции в живых системах управляются только информационным путём. Биологические функции возникают лишь в процессе адресной встречи и обмена информацией между биомолекулами с помощью их кодовых стереохимических матриц, которые должны комплементарно соответствовать друг другу.

       А соответствие молекулярных кодов в живых системах строится по принципу их структурной (стерической) и химической комплементарности, то есть на основе взаимодополняемости их связей, структур и функций. Целью стереохимического кодирования биомолекул является передача адресных информационных сообщений с кодовым разделением различных по своему назначению сигналов [1]. Более чем наглядно это видно, когда такая программа реализуется в форме белков и ферментов, то есть в виде молекулярных биологических автоматов или манипуляторов. Поэтому можно сказать, что это – универсальный путь передачи управляющей информации для непосредственного использования её в различных биологических процессах.
       Каждая активная макромолекула клетки, как молекулярный биологический программный объект, всегда состоит из функциональных биохимических элементов (данных) и физико-химических алгоритмов, определяемых биохимической логикой взаимодействия программных модулей. При этом динамическая реактивность макромолекулы связана с кооперативным изменением сил притяжения и отталкивания, поэтому свободная энергия взаимодействия элементов в составе макромолекулы, при информационном контакте с молекулярными партнёрами и определяет её функциональное поведение.

      При недостатке энергии биологические молекулы способны адресно (информационно) взаимодействовать с молекулами АТФ, которые в живой клетке выполняют роль аккумулятора химической энергии. Как мы видим, стереохимический язык живой формы материи является не только средством выражения информационных сообщений, но и средством “естественного общения” биологических молекул друг с другом.   
       Стереохимический код – это пространственная кодовая организация элементов (букв или символов) и их боковых атомных групп в виде локальных или поверхностных биохимических микроматриц в углублениях или на поверхностных участках биологических макромолекул. Матричный принцип взаимосоответствия является основой информационного взаимодействия биологических макромолекул друг с другом. Такое соответствие в молекулярной биологии можно назвать информационной функцией.

      Только в случае комплементарных взаимодействий биомолекул друг с другом с помощью биохимических матриц, когда обнаруживается их химическая и стерическая взаимодополняемость, эти коды (субмолекулярные матрицы) активируются и ведут к возбуждению биологических молекул и их функций.

     То есть по совпадению кодов осуществляется контроль передачи и приёма молекулярной биологической информации!
      Здесь речь идёт о характеристиках процессов рецепции информации и способности рецепторной системы влиять на исполнительные органы биомолекул. Следовательно, можно констатировать, что стереохимические коды – это те молекулярные коды, которые непосредственно участвуют в формировании биологических функций и реализации химических превращений. Собственно, – это и есть те разыскиваемые коды соответствий биологических молекул, которые являются основой их информационного взаимодействия, а затем и функционального поведения! 
        Стереохимическими кодами – пространственной организацией элементов в трёхмерной структуре, программируются функции, поведение и биологическая судьба не только белковой, но и любой другой биологической молекулы клетки. Таким путём кодируются и программируются все их биологические механизмы и функции.

        Так как все функции в молекулярной биологии возникают и формируются информационным путём, то это может означать лишь одно, – вся технология биологических процессов основана на генетической информации и применении различных молекулярных алфавитов живой формы материи. А само информационное сообщение в молекулярной биологии приобретает смысл через функцию, которую оно кодирует.

         Поэтому в живой молекулярной системе, под выполнением функций, с кибернетической точки зрения, должно пониматься исполнение белковыми молекулами (или другими функциональными молекулами клетки) различных информационных команд, директив, инструкций и сообщений, записанных в их молекулярной пространственной структуре. Все эти сообщения имеют дискретный характер и записываются стереохимическими кодами.

         Поэтому можно сказать, что основной целью стереохимического кодирования и программирования биологических макромолекул является:

1. Передача в трёхмерных структурах биологических молекул различных сообщений со стереохимическим кодовым разделением сигналов.

2. Передача адресных сигналов стереохимическими кодами, которые удовлетворяют требованиям самых разнообразных сообщений.

3. Программирование работы молекулярных органов и исполнительных механизмов, определяющих функции биологических молекул.

4. Повышение помехоустойчивости информационных сообщений путём применения комплементарных обратных связей, при взаимодействии биологических молекул друг с другом с помощью их биохимических матриц.
       Потому живые клетки являются системами с информационной обратной связью (так как управляющий код, к примеру, фермента сверяется с сигнальным кодом субстрата по принципу их химической и стерической комплементарности). Всё это означает, что в любой живой системе применяются помехозащищенные коды.

5. Повышение достоверности передачи сообщений, так как ошибочное замещение одной аминокислоты на другую в любом стереохимическом коде, как правило, ведёт к “потере” информационного сигнала белковой молекулы.

6. Повышение надёжности передачи за счет многократной циклической передачи одной и той же информации (в структурах типовых биомолекул, например, белковых). Следовательно, эффективность применения в живых системах молекулярных кодов обеспечивается многократным циклическим их повторением в структурах типовых белковых (и других) биомолекул.

7. Возможность регуляторного воздействия на управляющие стереохимические коды макромолекул путем “разрешения или запрета” на прохождение управляющих команд (при помощи регуляторных молекул обратных связей).

8. Экономное использование различных компартментов и каналов связи, так как живая клетка является многоканальной системой самоуправления. Такое стереохимическое кодовое разделение сигналов позволяет белку динамически и информационно взаимодействовать с различными молекулярными партнёрами: с транспортными молекулами, с коферментами, с мембранами клетки, с АТФ, с регуляторными молекулами, с партнёрами по агрегатированию и т. д.

         В связи с этим, процесс описания конкретного функционального алгоритма белковой молекулы на языке “стереохимических кодовых команд” можно назвать – “программированием в стереохимических кодах”.   

         Стереохимический принцип кодирования и программирования функций биологических молекул – это и есть тот путь, который непосредственно ведёт от молекулярной информации к биологическим характеристикам живой формы материи. Нам до сих пор неясен и непонятен этот древнейший язык живой природы, который, по всей вероятности, является не только средством молекулярного “общения”, но и формой выражения биологической сущности живой материи.

      Ясно, что, молекулярные биологические системы наиболее широко используют стереохимические кодовые сигналы с переносчиком информации в виде трёхмерных биомолекул. А это уже качественно новый скачок в использовании молекулярной информации, которая в такой форме явно становится основной характеристикой живой материи. И если для компактной трёхмерной упаковки молекулярных цепей, а, следовательно, и информации, в живых системах применяется линейный принцип кодирования, то стереохимический принцип кодирования служит для программирования самих функций биологических макромолекул. В силу этих обстоятельств информация в молекулярной биологии приобретает смысл только через функцию, которую она кодирует!

        Биологические функции возникают лишь в процессе информационного взаимодействия биологических молекул друг с другом. Поэтому все информационные взаимодействия биомолекул являются прелюдией к выполнению функций биологических.
       Уже достаточно давно известно, что генетическим кодом можно пользоваться для установления последовательности аминокислот, закодированной в последовательности нуклеотидов иРНК.

        Следовательно, можно пользоваться и любым другим молекулярным биологическим кодом для установления эквивалентных информационных соответствий. Придёт время, и мы полностью убедимся в том, что в основе всех проявлений жизни лежат только те биохимические процессы, которые управляются молекулярной информацией, представленной в “линейной” химической или стереохимической форме. А воспроизведение и движение биологической формы материи осуществляется под руководством генов, путём использования типовых систем био-логических элементов, с применением различных средств и способов кодирования и перекодирования молекулярной информации.

     23. Только информация представляет в живой системе тот феномен, который дарит живой материи те биологические характеристики и свойства, которые давно наблюдают биологи

       Поэтому, важно подчеркнуть, что процессы размножения никогда не являлись свойством материи (или вещества ДНК) или энергии, они всегда относились только к специфическим свойствам и особенностям самой кодированной информации, вследствие чего, процесс размножения является составной частью информационных процессов в живых системах!

         Как это происходит? В процессе размножения, то есть в процессе “самовоспроизведения”, увеличивается число задействованных кодовых био-логических элементов ДНК (обозначающих триплетов), в связи с этим увеличивается и “количество” материального носителя, то есть происходит приумножение обозначающих объектов при неизменном количестве обозначаемых объектов. К примеру, согласно гипотезе Уотсона – Крика, каждая из цепей двойной спирали ДНК служит информационной матрицей для репликации комплементарных дочерних цепей. При этом образуются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, идентичные родительской ДНК, причем каждая их этих молекул содержит одну неизменную цепь родительской ДНК. Здесь наглядно видно, что благодаря информации родительской ДНК, происходит приумножение информации на дочерних молекулах ДНК с одновременным приумножением вещества – новых дочерних молекул ДНК, выступающих в качестве носителя скопированной, то есть размноженной информации. Причем, сами множительные действия являются составной частью информационных процессов живой клетки. По такой схеме происходит приумножение, как самой информации, так и вещества – её носителя.

       “Поэтому, как правило, множительные действия являются составной частью процесса приумножения информации. Тем не менее, при определенных обстоятельствах выделение процесса размножения в отдельную операцию не только целесообразно, но и настоятельно необходимо. А сам процесс размножения выполняется путем копирования информации при обязательном наличии экземпляра, “работающего” как оригинал” [11]. Вспомним, например, аналогичные процессы транскрипции или трансляции генетической информации. То есть процесс размножения это чисто информационный процесс, а приумножение вещества-носителя информации является результатом (следствием) или продуктом этого процесса! В силу этих обстоятельств   движение живой (биологической) формы материи может осуществляться только под руководством генетической информации.

        Следовательно,  ДНК, “по человеческим понятиям”, – это не информация, а дезоксирибонуклеиновая кислота, которая в живой природе применяется в качестве носителя наследственной информации. А вот от того, какая наследственная информация закодирована на этом носителе будет зависеть, какой организм будет развиваться на основе этой информации. К примеру, ответ на вопрос, кто вылупится из яйца – цыпленок или  змея, страус или крокодил (?) определяет не ДНК, а обуславливает только та молекулярная наследственная информация, которая закодирована в её материальных структурах.

        Поэтому самым наглядным примером могущества информационного дуализма, является точное копирование (размножение) генетической информации и передача её от поколения к поколению, следствием которой является процесс репликации – то есть процесс приумножения нуклеиновых кислот как новых носителей информации. Сейчас же этот процесс трактуется биологами довольно просто, как “самовоспроизведение макромолекул нуклеиновых кислот”. Между тем, объяснение жизни может базироваться только на общности материальных и информационных закономерностей, которые присущи всем живым системам. Но беда в том, что биологи до сегодняшнего дня не могут разобраться с информационными закономерностями живого, несмотря на то, что в нашу жизнь повсеместно ворвался век технической информатики.

      Ясно, что процесс размножения (самовоспроизведения) присущ и практически возможен только для кодированной информации, но не для материи (вещества) или энергии. Только благодаря тому, что кодированная информация является составной частью (триады) живой материи, биологическая форма материи приобретает свойства “самоуправления, саморегулирования и самовоспроизведения”. “Общая теория информации утверждает, что смысловым критерием развития живой природы является создание все новых и новых устойчивых, упорядоченных материальных форм, а инструментом этого созидательного процесса является информационный дуализм” [10].

         Только информационные ресурсы и закономерности позволяют веществу, энергии и информации в живой системе циркулировать, обновляться, воспроизводиться и создавать новые биологические реальности. Вполне очевидно, что основной причиной движущих сил эволюции, порождающих необузданную генерацию живого, и ошеломляющее разнообразие жизни являются, – ресурсы наследственной кодированной информации!

        Кодированная информация, сохраняемая в любой записи, может считываться и передаваться на расстояние, записываться и вновь воспроизводиться без потерь, то есть формы её существования могут переходить одна в другую многократно. Информация, записанная любым способом на носителе, с течением времени может разрушаться под действием коррозии носителя и других физико-химических факторов. Потери информации также могут происходить при её передаче под действием помех и т. д. Информация сохраняет свое значение в неизменном виде, пока остается в неизменном виде носитель информации – память. Однако в природе нет памяти с бесконечным временем существования, поэтому срок “жизни” носителя (памяти), как правило, и определяет время существование информации.

       Между тем, кодированная информация, благодаря  уникальным способностям к смене своего носителя (например, генетическая), приобретает воистину удивительные способности – “вечности своего существования”! Поэтому можно сказать, что информация, хотя и зависит от многих факторов, однако она способна существовать неограничен но долго, что явно свидетельствует о том, что информация не зависит от времени своего существования. Это еще одно важное подтверждение того, что информация как сущность – нематериальна.

       Не удержусь от соблазна заметить, что в уникальной способности информации к вечному существованию заложена и потенциальная вероятность продления жизни любого живого существа, в том числе и человека.

      Отметим еще одно из замечательных закономерностей кодированной информации. А именно: информационным ресурсам всегда характерно постоянное движение, воспроизводство и обновление. Поэтому процессы размножения живых систем непосредственно связаны с удивительной способностью ресурсов наследственной информации к процессам самообновления, самовоспроизведения, развития и размножения. Очень важно, что только эти процессы обуславливают способность живых существ к продолжению рода в дочерних системах (в новых поколениях), путем применения новых материальных носителей для информации.

       Очевидно, что удивительные свойства обновления и размножения присущи только информации, но не материи (веществу) или энергии. Поскольку движение, обновление, отбор и воспроизводство информации в живой системе всегда нуждается в новых вещественных носителях, то это, естественно, приводит к движению и воспроизводству вещества, тем самым определяя движение и воспроизводство самой живой материи! Таким образом, получается, что вещество, как носитель информации и энергии в любой живой системе полностью “закрепощено” информацией и всецело подчинено информационным процессам!

       Только информация (а не материя или энергия) способна обусловить информацию, – это одно из замечательных свойств (закономерностей) информации. Только информация способна воспроизвести, породить, обновить, исправить, копировать или размножить информацию.  А удивительные свойства передачи, хранения, копирования, отбора и размножения (самообновления и самовоспроизведения) информации представляют в живой системе тот феномен, который дарит живой материи те биологические характеристики и свойства, которые давно наблюдают биологи.

        К слову сказать, что такое понятие как селекция также связано с информационными представлениями, позволяющими осуществить отбор более жизнеспособной (наследственной) информации (а значит, и отбор особи). Очевидно, что информация является не только фактором управления (самоуправления) и регулирования, но и причиной размножения и селекции, а, следовательно, и главной движущей силой эволюции живой материи.  Ясно, что всей необъятной биосферой нашей планеты правит не какая-то сверхъестественная сила, а такая удивительная, простая и в то же время чрезвычайно сложная и таинственная сущность нашего мира, как кодированная информация [7].

      И ведь, действительно, не секрет, что на основе клеточной организации и управленческой деятельности, наследственная информация в процессе эволюции формирует и совершенствует все новые и новые биологические объекты, которые вызывают новые циклы захвата и ввода в этот информационный круговорот все новых и новых порций вещества, энергии и информации. Эти процессы являются первопричиной роста, совершенствования, воспроизводства и развития не только отдельных организмов, но и эволюции биосферы в целом.

       Нисколько не преувеличивая, со всей ответственностью можно сказать, что кодированная молекулярная информация является не только главным атрибутом, но и всеобщим свойством живого, определяющим в нашем мире движение биологической формы материи. Однако этот факт, к сожалению, до сих пор еще не нашел отражения в молекулярных биологических науках!

       Между тем, нематериальность (виртуальность) кодированной информации показывает, что нельзя в настоящее время трактовать жизнь, как чисто материальное явление.

        24. Объяснение жизни может базироваться только на общности материальных и информационных (нематериальных) процессов, которые присущи всем живым системам

        Очевидно, что в силу появления нового фактического материала, в настоящее время,  при изучении явлений жизни,  должно превалировать не  материальное, физико-химическое представление, которое традиционно доминирует в естествознании, а, прежде всего, нематериальное мировоззрение, основанное на информационном подходе к молекулярно-биологическим проблемам.

       Кроме того, сама живая природа видится логическим развитием неживой природы через применение кодированной информации. Можно констатировать, что жизнь на Земле – это следствие  “информационного оплодотворения  косной материи”. Таким образом, только кодированная молекулярная информация явилась не только основным фактором “зачатия”  биологической жизни на Земле, но и причиной  её движения, функционирования, самовоспроизведения и бурного развития!  Ясно, что все эти процессы не могли бы иметь место  без информационной составляющей живого!
       Поэтому, без преувеличения можно сказать, что химический способ представления кодированной информации стал именно тем гениальным изобретением природы, с помощью которого была подведена черта под  химической эволюцией материи, и были открыты необъятные дали и непредсказуемые пути великой эволюции – информационной и биологической!
       Ясно, что естественные науки сегодняшнего дня  уже не имеют права игнорировать те информационные явления на молекулярном и биологическом уровнях, которые не только существуют в живых системах, но и являются  ключевым движителем всех жизненных процессов. Только на основе  изучения и исследования  информационных основ биохимических и молекулярных процессов, и никак иначе, мы можем  познать общую картину информационных отношений живой материи. А   виртуальная сущность информации дает нам возможность проникнуть в неведомый и  таинственный  нематериальный  мир живого и определить его организующее и созидающее начало.
       Очевидно, что здесь на первый план выступает наследственная информация, которая обеспечивает не только структурную (вещественно-энергетическую) организацию живых систем, но и выполнение всех их биологических функций. Значит, организация живых систем  осуществляется не только на базе вещественно-энергетических взаимодействий материального мира, но и, что особенно поражает наше воображение, так это то, что основой организации живой системы является её не материальная, а информационная (виртуальная)  часть.                                                                                                                         
      Получается, что при изучении явлений жизни должно превалировать не материальное, физико-химическое представление, которое традиционно доминирует в естествознании, а, прежде всего, нематериальное мировоззрение, основанное на информационном подходе к молекулярно-биологическим проблемам. Очевидно, что здесь к нематериальной части живого мы можем отнести не ту мифическую «животворящую силу творца», которая декларативно заявляется приверженцами религии, а  ту  реально существующую информационную часть живого, которая заключена в программном обеспечении генома, в генетических информационных сообщениях, во всевозможных командах, данных, молекулярных кодовых сигналах различного назначения, инструкциях и т. д.
       Ясно, что в основе организации всех живых систем  лежат не только вещественные, но и виртуальные –  информационные отношения. Отсюда становится очевидным,   что жизнь – это бесценный дар не только  материального мира нашей Вселенной, но и виртуального –  нематериального мира, а сами мы: люди, животные, растения и даже микробы, являемся детьми этих двух миров. Однако, как это неудивительно, но таинственный и необъятный мир молекулярно-биологической информатики до сих пор не поддается исследованию и изучению.                
       
        Учитывая сложно-зависимые физические, химические и иные процессы, протекающие в живой системе, многие исследователи до сих пор пессимистически относятся к реальности познания феномена жизни. И, действительно, несмотря на усилия многих естественных наук, и сегодня существует полный пробел в знаниях о главном, – о взаимосвязи между информацией, структурой и функцией в различных биологических процессах. До сих пор остаётся открытым вопрос, – как, и каким образом, генетическая информация  участвует в управлении процессами обмена веществ или получения энергии? Поэтому в молекулярной биологии отсутствует концепция информационного управления живой клеткой. Имеются отдельные фрагменты, но пока не видна общая картина прохождения и реализации генетической информации. Ясно, что молекулярные биологические науки зашли в мировоззренческий тупик.                                                                     
        Между тем, известно, что клеточный космос биологических молекул, за время своего развития, создал надёжную и универсальную молекулярно-биологическую систему управления с генетической памятью и её феноменальными информационными возможностями. Всё это говорит о том, что живые системы уже давно пользуются своей, сугубо специфической молекулярной информационной технологией. Следовательно, в основе всех биохимических и био-логических  «технологий»  лежат процессы информационные.                   
         Именно эти информационные молекулярно-биологические технологии стали базовой основой эволюционного развития биосферы нашей  планеты и ошеломляющего разнообразия живого мира. Но, как ни странно, этот могучий пласт пока неведомых нам природных информационных технологий до сих пор не поддаётся изучению.                                   
        Большой неожиданностью для нас оказалось и то, что генетические и информационные молекулярно-биологические технологии правят миром живого уже более трёх миллиардов лет!  И только наступивший век технических информационных систем и технологий  позволил это заметить и слегка приоткрыть непроницаемую завесу загадок живой природы.  

Список литературы

1. А. Ленинджер. Основы биохимии. Пер. с англ. в 3-х томах – М: Мир, 1985.

2. А. И. Коротяев, Н. Н. Лищенко. Молекулярная биология и медицина. – М: “Мед”. 1987.

3. Ф. Айала, Дж. Кайгер. Современная генетика. Пер. с англ. – М: Мир, 1988.

4. Ю. Я. Калашников. Информация как движущая сила биологической эволюции. Дата публикации 22.10.09г., источник: SciTecLibrary.ru

5. Ю. Я. Калашников. Ферменты и белки – это молекулярные автоматы естественных нанотехнологий с программной биохимической логикой управления.  cyberleninka.ru

6. Ю. Я. Калашников. Основы молекулярной биохимичесой логики и информатики. cyberleninka.ru

7. Ю. Я. Калашников. Единство вещества, энергии и информации – основной принцип существования живой материи. Дата публикации: 30 июня 2006г., источник: SciTecLibrary.ru; Сайт: http://new-idea.kulichki.com/, дата публикации: 07.12.2006г.

8. А.А.Анисимов, А.В. Леонтьева и др. Основы биохимии. - М: «Высшая школа»,1986г.

9.  Генетика и наследственность, Сборник статей. А. Львов, Введение, пер. с французского, Москва «Мир» 1987

10. А. И. Демин. «Информация как всеобщее свойство материи». Интернет.

 11. С. Е. Здор. Об информационной сущности жизни и разума – М: Издательство “Спутник +”, 2008.

Размещено на сайте 02.01.2016

Статьи других авторов

На главную