Давайте запомним предыдущее и вскроем новый блок информации. В начале XX столетия в Европе возник интересный перекрёсток двух научных направлений – физики (посвящена фундаментальным принципам и понятиям учения о природе) и биологии (посвящена науке о жизни). На этом перекрёстке волей истории встречались на знаменитых трёпах (прообраз будущих мозговых штурмов) молодые учёные-физики: Бор, Чэдвик, Резерфорд, Блэкетт, Оже; молодые биологи Касперсон, Тимофеев-Ресовский, Густафсон, Баур и др.

Физика и биология переживали предродовой (перинатальный) период. Количество неординарно-пародоксальных экспериментальных данных, выходивших за рамки прокрустова ложа устоявшихся классических представлений, возросло. Потребовался новый подход к способу интерпретации и осмысления материала.

В этом смысле трёпы были гениальным приобретением начала XX столетия. Самые свежие экспериментальные данные в условиях снятия догмата авторитета укладывались в фантастические гипотезы, которые тут же проверялись в экспериментальных лабораториях. На ноги вставали новые теории, которые давали неординарные инженерные приложения.

Под пристальным вниманием оказалось ядро. Работа с ядром атома привела физиков в 1942 году к реальному получению ядерной энергии. Работа с ядром клетки привела биологов (в 1953–1954 годах) к утверждению, что наследуемая информация жизни (можно сказать, ключ к энергии жизни) сосредоточена в ядре клетки. Оказывается, ядро эукариота являет собой хранилище хромосом – ядерных структур, в которых сосредоточено [5] более 90 % генетического материала эукариотической клетки. Система организации атомов в генетическом материале столь своеобразна, столь красива, что невольно приходит на ум сравнение с поэтическими строками великих мастеров человеческой речи.

Из хаоса закрытой системы – набора атомов, химических соединений – по непонятным для нас причинам запускается процесс строительства. Возникает храм – вместилище генетической информации. Процесс условно можно разбить на несколько этапов (рис. 20):

1. Из хаоса а возникают большие группы химических соединений 6: сахариды (сахар-пентоза), фосфатные группы (остатки фосфорной кислоты), азотистые основания (аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г), цитозин (Ц)). Есть большой соблазн заявить: рождаются четыре буквы («А», «Т», «Ц», «Г») из неведомого нам алфавита. И для такого заявления есть вполне определённые основания [6].

2. Группы б объединяются и создают мономер – нуклеотид в, в который входит гидроксильная группа – ОН.

3. Из мономеров-нуклеотидов в возникает макромолекула нуклеиновой кислоты. Она, используя гидроксильную группу ОН, вырастает в гигантскую полинуклеотидную цепь г.

4. Две полинуклеотидные цепи связываются между собой через азотистые основания – А – Т, Ц – Г, возникает молекула ДНК.

Рис. 20. Схема организации молекулы ДНК

Рис. 21. Основные линейные размеры спирали молекулы ДНК

В свою очередь, молекула ДНК образует спираль, закрученную вокруг собственной оси. Диаметр спирали 2 нм с шагом 3,4 нм.

Что же послужило причиной, в результате которой хаос родил этот храм – вместилище человеческой памяти? Вопрос, на который человечество ищет ответ всё время своего существования. Если опереться на одну из работ П.П. Гаряева, то есть основания для существования и такой гипотезы: «Вероятно, процесс естественной эволюции абиогенно возникшего „первичного бульона^“ из органических молекул – предшественников РНК, ДНК, белков и других существенных компонентов биосистем был сочетай с актом введения информации в первые нуклеиновые кислоты, она была артефактом. И эта информация была речевой. „В начале было Слово…^“» [6].

Есть достаточно оснований для того, чтобы сегодня сказать уверенно, что хромосомы являются материальным носителем наследуемой человеком информации. Ядро эукариота – шар диаметром примерно 3 × 10^-11 м – и является вместилищем 23 пар хромосом, которые изящно уложены в это хранилище.

Понятие хромосомы восходит на нашей памяти в прошлое столетие. Немецкий морфолог В. Вальдейер предложил для обозначения внутриядерной структуры эукариотической клетки термин хромосома. Человек, находясь в плену своей идеи дойти до первопричин, которые могут состоять из простейших кирпичиков, преуспел. Он, исследуя материал ядра эукариота, увидел, что в ядре при добавлении красителя проявляются цветные тела. Появился термин «цветное тело» – хромосома. Прошло немного времени, и в двадцатых годах двадцатого столетия уже возникли основания для заявления: было ясно, что хромосомы являются основой того, что мы сейчас называем кодом наследственной информации [7].

Сегодня о составе хромосомы известно почти всё: она состоит из молекул ДНК, которые, в свою очередь, состоят из двух нитей полинуклеотидных цепей.

Каждая ниточка заботливо намотана на белок. Похоже на проводник с током (нитка полинуклеотидной цепи), который намотан на изолятор (белок), – инженерное представление. Возникает нуклеопротеиновый комплекс – хромосома. В ядре хромосомы присутствуют парами, и таких пар в ядре эукариота 23. Сконструированная природой хромосома, если её мысленно вытянуть в прямую нить, достигнет макроскопических размеров. Поэтому конструктор скрутил хромосому из спиралей молекул ДНК, что позволило упаковать все 23 пары хромосом в ядро, диаметр которого составляет 0,1 мкм.

В результате в ядре возникла высокая плотность упаковки ажурной цепи атомов с расстоянием друг от друга порядка 3 × 10^-11 м. Удивительно, но в этой ажурной цепи возникли объединения нуклеотидов, свойства которых позволяют утверждать, что они являют собой самостоятельные объекты.

Толкование этих объединений восходит к 1865 году, когда основоположник генетики Г. Мендель пришёл к выводу, что наследственный материал представлен отдельными (дискретными) наследственными задатками, отвечающими за развитие определённых признаков организма. В 1909 году В. Иогансен назвал наследственные задатки Г. Менделя генами. В своих воспоминаниях Тимофеев-Ресовский уже говорит: «Гены, наследственные факторы, несомненно, самые занятные и самые существенные элементарные жизненные явления. Это те элементарные части, которые образуют то, что сейчас принято называть кодом наследственной информации… Основной элементарной структурой является ген – элементарная, далее неделимая частица-макромолекула нуклеиновой кислоты. Частица, которая способна к конварьянтной редупликации, то есть способна рядом с собой строить точно подобную себе».

Храм информационной (библиотека или каталог?) памяти биологических объектов состоит, оказывается, из небольшого набора лёгких атомов начала таблицы Менделева: Н, С, О, Р, N.

Если атомы выстроить в одну линию на расстоянии химических связей друг от друга, то линейные размеры основных строительных элементов храма (без учёта белков) могут быть с определённой степенью приближения представлены в метрах:

Линейные размеры элементов храма информации не более чем экзотика. Серьёзно стоит вопрос: достаточно ли ёмкостей в хранилище для информации?

Давайте немного посчитаем. В сосредоточенном состоянии человек может воспринимать количество информации до 10¹¹ бит/сек [8]. Допустим, всю воспринимаемую информацию человек направляет в свой информационный храм для записи. Для такого предположения есть некоторые основания.

Работы гипнотизёров, наблюдения специалистов за человеком, побывавшим в неординарных стрессовых ситуациях, говорят о многом. Оказывается, человек способен из любого прожитого периода вспоминать удивительно детализированные события. В таком случае в храме предусмотрены достаточные информационные ёмкости. Какова же должна быть величина этих ёмкостей?

Предположим, человек живёт 100 лет, или этот промежуток времени, выраженный в секундах, составит примерно 3 × 10⁹ с. Предположим, каждую секунду жизни человек записывает 10¹¹ бит информации. В таком случае за 100 лет человек отправит в свой информационный храм на запись 3 × 10²⁰ бит.

Что же за ёмкости в том храме? А в храме – ажурное строение из атомов. Количество этих атомов можно пересчитать. В каждой хромосоме находится примерно тысяча генов. В составе каждого гена сосредоточено порядка 10⁶ атомов. В ядре эукариота находится 46 хромосом. Следовательно, количество атомов в ядре:

И вот у нас две цифры рядом: надо записать 3 × 10²⁰ бит, а для этого есть 4,6 × Ю¹⁰ штук атомов. Количество информации столь велико, что встаёт вопрос: «Да в этом ли храме записана информация?» Экспериментальные данные позволяют уверенно заявлять, что именно в этом храме хранятся информационные записи. Тогда давайте с помощью гипотез попытаемся понять природный феномен.

Гипотеза 1. Информация записывается с использованием энергетических полей вне материального носителя с массой покоя [8].

Гипотеза 2. Информация записывается в виде явления ФПУ [6], предполагающего взаимодействие полевых структур и материального носителя, обладающего массой покоя.

Гипотеза 3. Белок подобно нашему жёсткому диску ЭВМ служит накопителем долговременной информации. Одновременно при этом имеют место и предположения гипотезы 2.

В задачу, которую мы разрешаем в этой работе, не входит доказательство состоятельности той или иной гипотезы. Важен факт, что в биологическом теле существует огромное количество эукариотов, порядка 10¹⁵ шт. В ядрах эукариотов сосредоточена однотипная информация, то есть в каждом ядре записано одно и то же.

Трудно себе представить, что природа потеряла рассудок от великолепного хранилища информации. Понастроила этих хранилищ без счёта во всём биологическом организме. Заполнила одной и той же информацией. С нашей точки зрения разумнее предположить, что все ядра связаны единым полем и являются реперными точками этого поля.