Молекулярная биология с квантовых позиций

В настоящее время вариантов статей по молекулярной биологии множество. Почти в каждом вузе существует специалист по молекулярной биологии, и он составляет свой цикл лекций. Но если Вы сравните все эти лекции всех ученых, то увидите, что в них рассказывается обо всех явлениях почти одинаково. И это кажется закономерным, ибо истина должна быть одна, поэтому и повествуется о ней однообразно.

Все было бы хорошо, если бы рассказ освещал истину. К сожалению, в этих лекциях много не ясностей и не точностей, которые невозможно объяснить на молекулярном уровне. Более верное толкование процессов, описываемых молекулярным уровнем, возможно при переходе описания на квантовый уровень.

Поскольку квантовый уровень является следующей ступенью познания за молекулярным уровнем, то чтобы его понять, следует сразу понять философию молекулярного уровня.

При изучении процессов в молекулярной биологии не следует запоминать множество полимераз, праймаз, субъединиц и тому подобное. Просто надо закрыть глаза, представить ДНК в виде спирали, представить в какой-нибудь форме полимеразу и попытаться представить, как она ползет по ДНК, анализирует нуклеотиды и что-то с ними делает. При этом она еще должна как-то удерживаться, чтобы как пишет С. В. Разин, читающий лекции в МГУ:

“DNA Polymerase-thumb domain прямо не участвует в катализе. Взаимодействует с матрицей и синтезирующейся ДНК с тем, чтобы обеспечить правильную позиция праймера относительно активного центра, одновременно препятствуя «соскакиванию» полимеразы с ДНК”

Вот и представьте себе, как эта DNA Polymerase-thumb domain поддерживает праймер и упирается в какую-то матрицу, чтобы она не “соскочила” с ДНК. Представьте, почему это полимераза все норовит “соскочить” с молекулы или это ее заставляют делать, какие-то силы? Вот если вам удастся это представить – то вы на молекулярном уровне.

Таких примеров в лекциях много, и Вы везде обнаружите, что какой-нибудь комплекс думает, как человек. Это сюда подходит, а это надо отсюда “вырезать” и т.д.

А когда Вы увидите, что на молекулярном уровне какие-нибудь действия молекул невозможно разложить на более мелкие шаги, тогда и появится у Вас потребность прибегнуть к квантовым понятиям.

В своих статьях я буду рассматривать явления молекулярной биологии, изложенные в каких-нибудь лекциях, допущенных к чтению в учебных заведениях. Выделять в них то, что не может быть объяснено на молекулярном уровне и буду пытаться объяснить это квантовым языком.

Пока не вникаешь в науку биологию, кажется, что эта наука добилась больших успехов в понимании живой материи. Уотсон и Крик открыли молекулу жизни ДНК. Расшифровали геном человека. Научились использовать ДНК в идентификации личности. Открыли стволовые клетки и еще много чего. Но как много всего этого по сравнению с тем, что еще необходимо познать? Оказывается, этого мало по сравнению с тем, что еще надо понять.

В биологии существует множество не решенных проблем, но самые важные из них четыре.

Первая - это центральная догма молекулярной биологии. ДНК – РНК – белок оказывается, не замкнута ни в кольцо, ни в виток спирали. Выход с ДНК есть, а входа в нее нет. То есть, ДНК может влиять на процессы в клетке, например, на строительство белка, а на ДНК считается, ничто не влияет, в том числе и белок.

Вторая – это терминология без понятного физического смысла. Слова: “узнает”, ”движется”, ”замок-ключ”, ”манипулируют”, ”тестируются” и т.п. - лишены физического смысла на молекулярном уровне. Диалектика требует постановки вопроса: какой физический процесс происходит у узнающего и узнаваемого, например, при “узнавании”, т.е. каков механизм ”узнавания”? Тоже и по другим понятиям. Третья причина касается хиральности. С хиральностью вообще тупиковый вопрос, а ведь без нее в принципе не возможна транскрипция.

И четвертое – никак не удается построить хотя бы простейшую клетку.

Можно ли, опираясь на достижения современной науки, ответить хотя бы на часть этих и других вопросов? Мне представляется, что возможно. Правда, есть некоторые сложности. Они заключаются не столько в понимании науки, сколько в отношении к науке.

Ее расчленили на различные блоки, в которых есть свои великие ученые, академики, доктора и т.д. Все мудро полагают, что открытия рождаются на стыке наук. На стыке биологии и физики для этой цели образовалась биофизика. Биохимия порождение наук биологии и химии. Таких образований множество. Достаточно посмотреть структуру таких, считающихся передовыми, вузов как МГУ или МФТИ, чтобы увидеть, на сколько частей расчленена наука. Совсем как швейная мастерская, пошившая костюм Аркадию Райкину.

Физик с великой гордостью пишет сложные формулы по поводу физического явления, не понимая, зачем это ему (исключая заработок и самолюбие) и работает ли оно в природе. Излучают частицы кванты – хорошо, поглощают – еще лучше. Будем думать, как они это делают. А биология – это что? Как я могу приткнуть свои формулы к репликации или транскрипции? Могу, конечно, сказать, что это энергетически оптимальные операции и, пожалуй, все.

Биолог же, посмотрев на выкладки физика, приходит в ужас и тоже не понимает какое отношение, имеет физика к биологии. Но горд, что физик ничего не понимает в пептидных цепях, митозе, почему аденин присоединяет к себе тимин, а не цитозин или гуанин и тому подобное. А он знает, что аденин “узнал” тимин, как родственную душу, и присоединил его к себе.

И ни у кого из них не возникло даже подозрения, что “узнал” – это чистейшая квантовая физика. Биолог должен требовать расшифровки этого понятия у физика, а физик должен предлагать свое видение этого явления биологу. И это будет уже не стык наук, а единство их.

Вместо этого родили специалистов по биофизике. Которые обнаруживают в клетках какие-нибудь киназы, которые как тягачи цепляют молекулы и таскают их друг к другу или надевают на микротрубочки веретена деления колечки и эти колечки растаскивают хромосомы. То есть, для биолога физика предстает не в виде диалектического кусочка вещества (кванта), который обладает свойством самостоятельно двигаться и поэтому позволяющим строить живую материю, а в виде простой механики: рычаг, вал, кольцо и т.д.

Но и в этих случаях, если какой-то комплекс что-то куда-то передвигает, то он обязан “узнать”, то, что должен передвигать и “узнать” куда это передвигать. Получается, что и специалистам находящимися на стыке наук следует обратить пристальное внимание на квантовую физику.

Такое же положение на других стыках. Странно, что ученые не обращают внимания на стержневые явления, связывающие обе эти науки. А ведь одно из этих явлений на виду – это атом. Чтобы мы не рассматривали, все состоит из атомов. Никто на этом уровне и не пытается, что-то построить. Поступают по-человечески: соединяют атомы в молекулярные комплексы, которые затем наделяют человеческими свойствами, и они затем выполняют функции, требующиеся человеку. Что-то узнают, перетаскивают, находят, вырезают, сшивают и тому подобное.

Возможно, такое положение наблюдается, потому что атом не может самостоятельно двигаться. Активный процесс переноса энергии происходит только на квантовом уровне. Квант энергии движется самостоятельно и это дает начало всем движениям. Он заставляет двигаться один атом к другому, организует живые системы, которые могут двигаться за счет внутренней энергии.

Когда входишь в квантовый мир, то видишь, что квант пронизывает все, находящееся с более сложной структурой, чем он сам. Это примерно то же, что и кирпич, в широком смысле, в строительстве. Давайте представим, что мы не знаем, что такое кирпич. Не знаем, какой бывает он формы, размеров, прочности, теплопроводности и т.д. Мы можем конструировать различные дома, заборы, акведуки, дороги и тому подобное, но встает вопрос из чего все это строить. И если бы все построенное видел инопланетянин, но не знал, что все это из кирпича, то он не понял бы, как все это появилось. Допустив, что кирпичи могут двигаться самостоятельно, можно строить дома, которые могли бы передвигаться.

У меня нет сомнения, что квант существует и обладает способностью двигаться самостоятельно, не по инерции, а за счет внутренних свойств именно самостоятельно. На основании этого я построил модель кванта в статьях 1. Квант энергии, из чего он состоит и 2. Квант энергии, как устроен и как движется, которая хорошо работает, начиная от законов Ньютона до теории относительности и живой материи. Как он работает в биологии, мы рассмотрим в предлагаемых статьях.

Если кто верит в наличие кванта и наличие в нем определенных свойств, но отвергает предложенную мною модель, тот волен построить свою модель кванта. Может быть, она окажется более близкой к истине, нежели моя. Главное, чтобы она везде работала, а если буде сказано, что там квант не присутствует, то желательно указать на его заменитель.