- •1.Геном – это программа, «текст», «рецепт» или мусорная свалка?
- •2. Общие принципы онтогенеза
- •3.Реализация первого принципа онтогенеза: управление направлением деления клетки
- •3.1. Общие соображения.
- •3.2. Об программнойи иерархии стволовых клеток и её смысле.
- •4. Общая схема и принцип специализации клетки.
- •5.Схематичный типовой порядок формирования эмбриона, его сегментации и развития органов. Реализация второго принципа.
- •6.Программы и проблемы регенерации клеток и органов в организмах.
- •8. Реализация программы старения и смерти.
- •9. Функционирование организма и органов, как взаимосвязанный программный процесс
- •10.Если есть сложнейшая программа, то где реализующий её компьютер?
- •10.2. Факты, подтверждающие наличие в клетке волнового компьютера с огромными массивами информации.
- •11. Основные смысловые, функциональные структурно- программные блоки в геномах.
- •10 Января 2013 года от Рождества Христова.
5.Схематичный типовой порядок формирования эмбриона, его сегментации и развития органов. Реализация второго принципа.
У мухи дрозофилы этот порядок и сам принцип хорошо описан у Л.Корочкина /1/ и всем известен. В самом начале Программы активируются материнские Нох-гены (В, Н, N и др.). Они, быстрее всего, расположены в строгом порядке на «некодирующем» участке «однокопийных ДНК» генома и активируются путём снятия метильных групп и навешивания групп активации. Эти Нох-гены и создают в яйцеклетке требуемые белковые градиенты, разрешающие формирование в соответствующих её частях «нужных» крупных сегментов (головного, грудного, брюшного, хвостового), в т.ч. первых 4х клеток: 3х направленных телец и одного мужского пронуклеса. Само же образование клеток (вначале только их ядер) идёт через упомянутую выше процедуру «деление – неделение - специализация», за счёт строго последовательного считывания информации с первых участков «диспергированных некодирующих последовательностей ДНК» генома, путём снятия метильных групп и навешивания групп активации (ацетилирования гистонов).
Далее, материнские программы прекращают свою работу и запускаются уже программы в зиготических геномах зародыша, которые начинают и реализуют этап сегментации зародыша. В этот период работают сегрегационные гены. Их у мухи более 2х десятков. Они, быстрее всего, занимаются специализацией образовавшихся ранее стволовых клеток эмбриона. В соответствии с программой активизируются управляющие, разрешающие и запускающие Нох-гены сегментации (GAP –гены, Pair-гены, гены полярной сегментации и др.), которые санкционируют правильную сегментацию зародыша на головной и 12 других сегментов. Это гены «кластера генов гаструляции и сегментации гаструлы и личинки», это гены сегрегационные. Они обеспечивают правильное сегментирование и образование 9 специализированных имагинальных дисков (глазно-антенный, крыловой, ножной и т.д.). При этом, например, галтерный диск состоит из 10 клеток, которые дают начало жжужальцам; крыловой диск состоит из 20 клеток
Обобщённо, все управляющие гены в геноме мухи можно структурировать в несколько кластеров, в иерархию кластеров:
- 2 кластера генов высшего уровня (кластер генов «материнского эффекта» формирования градиентов синтициальной и клеточной бластодермы эмбриона и кластер генов гаструляции и сегментации гаструлы и личинки). Это гены сегрегационные;
- 19 кластеров генов нижнего уровня - контроля и развития головы, груди и брюха. Кластер головы управляет развитием 7 головных сегментов (глазного, ротового и др.). Кластер груди состоит из генов, которые управляют клеточным строительством 3 сегментов (2х крыльев и 6 ног). Кластер брюха включает 8 сегментов (7 брюха и одного хвостового).
Определено, что все гены кластеров высшего уровня – это управляющие гены т.е. гены сегментации, (т.е. сегрегационные) и гомеозисные (или Нох-гены, кодирующие гомеодомен). Они управляют (через собственные белки, через их сочетания) разблокированием и достижением нужного уровня активации (экспрессии) нужных белковых генов при создании клеток из зоны ответственности своего блока-кластера. Эти гены относятся к классу генов – супер-регуляторов, запускающих, разрешающих, санкционирующих программы клеточной дифференцировки в своих кластерах. А строят уже органы и члены управляющие гены «нижнего уровня» с использованием описанных выше регуляторов транскрипции, с разрешения этих управляющих НОХ генов. Кроме того, этот управляющий белковый градиент запрещает (подавляет) активацию генов из зон ответственности других управляющих генов с тем, чтобы исключить возможность формирования в этом месте других, чужих органов и членов.
Главное, всё же, то, что управляющие гены кластеров управляют инициацией транскрипции, дают команду, разрешение, санкцию на активацию, т.е. на экспрессию генов своего кластера путём образования своих специальных, разрешающих, санкционирующих кодирующих белков и их сочетаний. Именно эти процессы и реализуют 2й сформулированный выше принцип онтогенеза – принцип надёжности онтогенеза, защиты от неправильного хода и уродств.
В геноме человека, как и дрозофилы, есть отдельные кластеры, отвечающие за формирование: эмбриона; гаструляцию с образованием зародыша с сегментами-зачатками членов и органов; органогенез с закладкой многих органов и тканей; кластеры отдельно рук, ног, головы, груди, живота, половых органов. Это кластеры 1го уровня и его подуровней. В свою очередь все они состоят из кластеров 2го уровня. Пример, кластер левой руки включает кластеры ключевого пояса, ключицы, лопатки, плечевой части, локтевой части, локтевого сустава, кисти, запястья, пястья, всех 5 пальцев. В свою очередь эти кластеры состоят из кластеров 3го уровня. На пример, кластер указательного пальца включает: кластеры трёх фаланг, ногтя, который включает отделы ногтевого ложа, тела, корня, ногтевого валика, кутикулы, проксимального ребра, лунулы; матрицы, за счёт которой растёт ноготь. Очевидно, что кластер половых органов локализован в 23 хромосоме.
Следовательно, в геноме человека имеется целая иерархия участков-кластеров всех органов и членов с разной степенью детализации. В каждом кластере идёт строго последовательное считывание информации, отражающее последовательность строительства органа (члена), через реализацию принципа « деление – не деление – специализация».
Сегодня 39 человеческих (эмбриональных) НОХ генов кластированы в 4-х хромосомных областях: НохА локализован на хромосоме 7, НохВ на хромосоме 17 , НОХС на 12й и НОХD на 2й. Известно, что максимальное число гомеозисных генов в хромосомном локусе или кластере равно 13. Нох А – 11 генов (1-7,11,13); НохВ – 10 генов (1-9,13); НохС – 9 генов (4,5,6,8-13); НохD -9 генов (3,4,8-13).
Определены и функции некоторых НОХ генов у человека: Нох11 (НохА1) – отвечает за развитие селезёнки, Grypo – сердца, HOX DB – верхних и нижних конечностей, CASA NOVA – эдодермы, Brachiury и zeta-globin – мезодермы, Wn17 – альвеол эпителия, Pax6 –мозга.
В результате изучения гомеозисных генов у позвоночных было установлено сохранение принципа колинеарности, т.е. активность HOX-генов млекопитающих вдоль передне-задней оси тела отражает последовательность этих генов в кластере. Оказывается, именно в такой последовательности в конечностях работают гомеозисные гены.
Но, это и понятно: т.к. любой орган или член не может сформироваться сразу, а он формируется постепенно, путём последовательного формирования его частей, как бы с нарастанием. Именно поэтому и управляющие этими процессами НОХ гены активируются по очереди, именно с нарастанием, не закрывая «первый» НОХ ген, а добавляя второй, третий и другие Нох- гены своего кластера. Как правило, их экспрессия регулируется градиентом ретиновой кислоты, возрастающим в строго определённом направлении (в передне-заднем направлении при эмбриональном развитии).
Анализ работы НОХ генов показывает, что они не только разрешают, санкционируют соответствующее строительство, но и запускают его!
Следовательно, в разных частях и зародыша, и плода, и растущей особи активированы разные Нох – гены, которые и разрешают формирование тех частей и органов, за которые они и отвечают и которые они и инициируют. Все другие Нох гены, отвечающие за формирование остальных органов, в этой части и области организма особи надёжно закрываются для предотвращения уродства.
А сами эти НОХ гены упорядочены в соответствующие кластеры по иерархии, по этапам строительства органов и членов. Но, где эта полная специализация иерархии НОХ генов по органам и частям тела человека?
Эта иерархия Нох генов с их последовательным включением, быстрее всего является реализацией специального механизма контроля и управления с использованием вполне определённой логики, построенной на алгебре логики, на её основных функциях (конъюнкции, дизъюнкции, импликации и эквивалентности). Например,
- ноготь на мизинце не может быть сформирован, ЕСЛИ не сформирован сам мизинец;
- мизинец не м.б. сформирован, ЕСЛИ не сформировано пястье ладони;
-пястье ладони не м.б. сформировано, ЕСЛИ не сформировано запястье…..
Следовательно, быстрее всего, в геномах реализованы разные логические схемы и функции, в т.ч. и функция импликации («если А, то В»).
Все эти программные процессы лежат на поверхности, но учёным просто запрещено прямо говорить об этом. За такую же по сути работу по исследованию влияния генов на процессы развития дрозофилы, как и у известного настоящего русского учёного генетика Л.И.Корочкина , американец Эрик Вишаус в 1995г. получил Нобелевскую премию «За открытие генетического контроля на ранних стадиях эмбрионального развития». Исследовательская работа Эрика Вишауса сфокусирована на эмбриогенезе дрозофилы — фруктовой мушки, в особенности на изменениях, которые происходят на ранних этапах развития в эмбрионе. Большинство продуктов генов, которые участвуют в развитии эмбриона, присутствуют уже на стадии неоплодотворённого яйца и синтезируются в организме матери во время оогенеза. Однако небольшая часть генных продуктов образуется самим эмбрионом. Вишаус исследовал именно эти активные гены эмбриона, так как считал, что временной и пространственный профили транскрипции являются тем запускающим механизмом, который определяет эмбриональное развитие.
Вот, так и всегда: работы русских исследователей, как всегда, не до оцениваются, принижаются, умаляются! А абсолютно такие же работы западных учёных – получают престижные премии. А вы всё спешите угодить дядюшке Сэму, подбострасно смотря ему в рот и в глаза и умаляя прочитать собственную работу и получить снисходительную похвалу. Ну, а если они ещё напечатают в своих журналах – счастью и самооценке нет конца! Только не посылайте им свои работы по эволюции, сегодня уже не оценят, не то время.
Следовательно, быстрее всего, и Корочкину, и Вишаусу было ясно, что эти процессы управляются, регулируются, причём всегда одинаково и однозначно. Следовательно, это всё алгоритмы и формализованные процессы. Но, что же им помешало назвать вещи своими именами? Или кто?
Или вот, в 2002г. Нобелевскую премию вручили за «открытие принципов генетического регулирования развития органов и запрограммированного отмирания клеток»!
Т.е. всем давно очевидно, что генетические процессы и в клетке, и в органах, и в эмбрионе носят алгоритмический, программный характер, но общего вывода сделать или никто не решался, или этого делать просто не разрешали. Да, и действительно, откуда программы, если в геномах 95% мусора?
Кстати, тут ещё 4 вопроса эволюционистам:
а) Все опыты, а их сотни тысяч, по попытке определить назначение генов у дрозофилы путём их искусственных мутаций, абсолютно всегда, в 100% случаев, приводили только к 2 результатам: или муха дохла, или появлялся урод, с ногами на голове, с головой на заднице и т.д. Где же эволюция, если её двигатель есть случайная мутация? Опять ответа нет! Эти все многочисленные факты говорят ещё и о том, что абсолютно все сложнейшие генетические механизмы онтогенеза так тонко и так сложно отрегулированы, сбалансированы и настроены, что даже малейшие нарушения в одном гене и его экспрессии вызывают резко отрицательные, уродующие последствия. А где же эволюция? Она до сих пор никем не замечена! Странно, если не сказать больше.
б) Так как же идёт непрерывная эволюция через цепь случайных мутаций? Кто, наконец, даст ответ? И вообще, как она может идти, если по определению «Гомеозисные гены — гены, мутации которых приводят к превращению одних частей организма в другие. Мутации в гомеозисных генах могут вызвать превращение одной части тела в другую». Из этих определений со 100% очевидностью получается, что любая, повторяю для туповатых эволюционистов, любая мутация приводит только к уродству. Не к эволюции, не к перерождению, не к появлению новых признаков, а только и всегда к уродствам в прежних признаках. Значит, если есть особь, у которой есть эти гены, любая мутация в которых однозначно приводит только к уродствам и смерти, то, как же она может эволюционировать в принципе? Как? Но, истинный подвижник эволюции А.Марков на своём лживом сайте разместил перевод статьи рупора атеизма и эволюции Science «Идеи Алана Тьюринга помогли понять механизм развития пальцев у позвоночных», где уродливые пальцы передней конечности новорожденных мышат, возникающие при отключенных генах-регуляторах Hoxa13 и Hoxd11-13, он без зазрения совести выдаёт за прогрессивные изменения! Кстати, г.Марков, А.Тьюринг никогда не говорил о «диффузионном механизме самоорганизации». У него вообще нет самоорганизации, а есть сложнейшие программы, которые будучи разработаны человеком и встроены в машину-автомат (тоже, кстати, построенную человеком, и не глупым) смогут только воспроизвести этот автомат ещё и ещё раз. Т.е. Тьюринг разработал (не сама эта теория появилась) теорию программного самокопирования, само воспроизводства, что и блестяще было реализовано в программном продукте под названием «биологическая жизнь».
Правда, в изобретательности эволюционистам не откажешь. Они пишут: В ходе эволюции, когда наши обезьяньи предки лишились хвоста, произошло ингибирование соответствующих генов, которые работают у мыши». Вот так. Вначале сам отвалился хвост, а уже потом, вдогонку, «ингибировался» и соответствующий ген, естественно, случайным образом! Или наоборот. Вот эта и есть чисто «эволюционная генетика», генетика отделения чисто биологии РАН!
в) если вначале формирования плода информация считывается с генома матери, то, как может сам геном, и соответственно и кариотип и генотип плода, отличаться от генома (кариотипа и генотипа) родителей, чего непременно требует всё развесистое дерево эволюции? Ответа, как всегда, нет, да и не будет никогда! Эти «вредные» вопросы не поднимаются, не обсуждаются и не исследуются. Табу! И это наука?
г) Белковое содержание одних животных (растений) сильно отличается от белкового содержания других животных (растений). Так, в коровах основной белок – это белок «мясо говядины» и закодирован он соответственно своей, очень сложной формулой, которая и записана в соответствующем гене. У лошади, это свой белок «мясо лошади», который закодирован своей сложной формулой и локализован в своём гене. У лося это свой белок «мясо лося» и, соответственно, своя и формула и свой ген. У человека это свой белок со своей сложной формулой, у обезьяны шимпанзе свой белок и т.д. И так по всему списку флоры и фауны. Сама молекула мяса в среднем состоит из 11 тысяч малых белков, каждый из которых кодируется формулой примерно до 100 аминокислот. Например, «титин», компонент мускул человека, содержит 38138 аминокислот! Следовательно, у каждого вида живого своя очень сложная, очень громоздкая, просто огромная и однозначная формула основного «мясного белка», состоящая до 40 тысяч аминокислот! Ошибка в одну аминокислоту превращает этот белок, равно, как и любой другой, в кучу ненужных молекул. Это относиться и к царству растений, в т.ч. и сельскохозяйственных.
И процесс эволюции, процесс перерождения одного вида живого (и в мире растений, и в мире животных) в другой в т.ч. должен сопровождаться и постепенным перерождением самих формул, кодирующих основные белки, содержащих до 40 тысяч аминокислот! Фактически требуется одномоментное, естественно, случайное, изменение всего протеома вида. Это всё немыслимые, абсолютно невозможные процессы. Это абсурд в концентрированном выражении! Формулы таких сверхсложных соединений, как белки, не могут трансформироваться, ни постепенно, ни скачкообразно! Да и случайно появиться они не могут! Даже мутации в один нуклеотид приведут к невозможности синтеза этого белка, к браку! И этот факт, как и сотни, тысячи других, делает эволюцию невозможной! Но, им всё нипочём!
Видимо, разбитие генома на программные кластеры позволило Создателю повысить надёжность его работы в онтогенезе за счёт сильного блокирования всех тех участков генома, которые в данном органе не должны активироваться и работать.
Из общего числа генов 32185, число генов, вовлечённых в развитии разных органов у человека составляет, например, эмбриона 1989, мозга – 3195 генов, глаз – 547, почки- 712.
Особенно важным и сложным, быстрее всего, является кластер головы и его главнейшей части – мозга. В нём 86 млрд. нейронов, их них большая часть – обслуживающие клетки (самые мощные процессоры – 30 млн. переключателей). У каждой клетки есть 5-10 тысяч контактов с остальными клетками. У каждого контакта - 15-20 вариантов состояния. Самые крупные нервные клетки человека в 1000 раз больше самых мелких. В мозг входит 2 600 000 нервных волокон, из них 2млн. – зрительные, а выходит 1,4млн., из них половина – зрительные.
В головном мозге человека за одну секунду происходит 100 000 химических реакций.
В кластере мозга записана вся программа строительства и формирования мозга с использованием 3195 генов, но, быстрее всего не по-клеточно, по-нейронно, а только описаны принципы его организации, принципы строительства, его архитектура, программы формирования нейронов и других клеток мозга и однозначные принципы формирования и организации синоптических связей. (Как ранее было отмечено для деревьев и растений).
Известно, что типовая архитектура мозга представляет собой вид «дерева», узлы которого, клетки имеют характерные короткие (дендриты) и длинные (аксоны) разветвления, что придает им вид «деревьев без корней». Т.е. в этом случае программа работает так же, как и программа развития (онтогенеза) любого дерева по повторяющимся типовым циклам. И в каждом цикле используются все, или основная часть, из этих 3195 генов.
«Каждый нейрон «общается», т.е. имеет специфические контакты, с десятью-двадцатью тысячами других нейронов. Восстановить такую микроархитектонику никто не в состоянии, ее даже понять сейчас никто не может, не то что реконструировать. Поэтому, думаю, здесь табу на многие годы» говорит академик Угрюмов. Далее он заявляет: «Дифференциация ЭСК следует «дорожной карте» эмбриогенеза.
Т.е., он признаёт, что эти процессы следуют именно программе, но прямо и открыто об этом он не смеет!
Известно, что после синтеза белка в клетке в процессе дифференцировки, происходят процессы её внутриклеточной сортировки и модификации, для чего каждому белку присваивается специальная метка (лидерный пепид, олигосахарид и т.п.). После этого, все белки подвергаются очень сложному процессу посттрансляционной модификации. В процессе модификации сильно изменяется не только пространственная структура белка, но и значительно изменяется его функции. Очевидно, что и эти сложнейшие процессы являются также чисто программными процессами.
Но, у официальной биологии свой, традиционно эволюционно-ложный, просто смехотворный взгляд (Википедия): «Способность белков восстанавливать правильную трёхмерную структуру после денатурации позволила выдвинуть гипотезу о том, что вся информация о конечной структуре белка содержится в его аминокислотной последовательности. В настоящее время общепризнана (!) теория (!!!) о том, что в результате эволюции стабильная конформация белка обладает минимальной свободной энергией по сравнению с другими возможными конформациями этого полипептида». Вот, эта кудесница эволюция! Знает своё дело!
Да! Вот именно сотни и тысячи таких просто безумных, антинаучных, да просто смешных, «общепризнанных теорий» наши академики от биологии и медицины наплодили в ходе бесплодного поиска «доказательств эволюции», т.е. доказательств того, что всё эти умопомрачительные по своей сложности, чёткости и надёжности механизмы создал всего огромный, безудержный, лавинообразный поток простых случайных событий, случайных мутаций, этих сбоев и отказов. Мило. Очень мило.
А вот и ещё один, очередной успех, даже триумф отечественной биологии именно из этой серии: недавно мир узнал, что 80 летний юбиляр 2012г. академик Ю.В. Наточин таки доказал самопроизвольное возникновение биологической жизни из неживой материи. Об этом поведал миру сайт РАН в ноябре 2012г. И это величайшее открытие, над разрешением которого бились, да и сегодня бьются, лучшие умы человечества, прошло как-то незамеченным для научной общественности России, да и мира. Дух захватывает, как же это он смог получить живую клетку, используя только тёплую воду из ванной комнаты и йоны калия и натрия "с плюсом"! И пусть эта жизнь простейшая, но живая, "с плазматической мембраной, дифференцировкой клетки, и возникновением нервных клеток, и даже саморегулирующихся органов." Хочется надеяться, что там что-то было типа РНК или сразу ДНК? Об этом автор, правда, по природной скромности умолчал. Вот это здорово! Вот это очередной триумф Российской науки, всей биологической школы, начиная с Т. Лысенко. Это просто фантастка. Снимаю шляпу!
Данные свидетельствуют, что эти программы процессов модификации белков и формирования их конечной, объёмной третичной структуры и новых функций идут, следуют сразу после программ синтеза белка в клетке или одновременно с ними.
Кроме самих сложнейших процессов деления и формирования клетки, в них присутствуют процессы контроля за качеством процессов митоза, транскрипции, трансляции, при которых неизбежны ошибки. Считается, что в клетке человека за сутки образуется в среднем 105 спонтанных повреждений ДНК, большинство из которых повреждений репарируются. Если обнаруживается серьёзные сбои в этих процессах, то процесс активации и формирования клетки прекращается. В частности, это процесс РНК-интерференции – подавления экспрессии гена. За это открытие получили Нобелевскую премию в 2006г американские учёные Эндрю Файер и Крейг Мелло. Основные реакции клеток на повреждение ДНК: 1 - повреждение ДНК; 2 - остановка клеточного цикла в G1, усиленная экспрессия гена p53, репарация ДНК; 3 - восстановление поврежденной ДНК; 4 - деление клеток; 5 - дифференцировка клеток; 6 - апоптоз при неустранимом повреждении ДНК.
Ясно и очевидно, что и эти сложнейшие процессы устранения повреждений носят также программный характер и отражают специфику повреждения. Т.о., в геноме есть объёмная часть программы – это программа онтогенеза, программа строительства всех клеток с учётом их специализации, реализуемая путём считывания информации с 2х значительных т.н. «некодирующих» участков генома: с диспергированных последовательностей ДНК» и, возможно, с участков «однокопийных ДНК».
Кроме того, определённую часть генома занимает собственно важнейшая типовая программа деления клетки, весь этот большой, огромный и сложнейший типовой клеточный цикл, включая и митоз, его предварительные фазы (G1,S и G2) и дифференциацию. Бластная (стволовая) клетка готовится к делению, и в этот период происходит накопление продуктов, необходимых для репликации хромосом, для удвоения центриолей и построения митотического аппарата. В этих клетках существует специальная система, контролирующая клеточный цикл в фазе G,. Эта система задерживает переход в фазу синтеза ДНК до тех пор, пока в клетке не будет достаточного запаса компонентов для завершения всех последовательных биосинтезов, необходимых в фазах S, G и деления клетки. Считают, что работа такой системы связана с триггерными белками (р21, р 16, р27), которые ингибируют начало S-фазы.
Эта программа умопомрачительной сложности, предусматривающая огромное число копирований ДНК (репликаций), расплетений и сплетений двойных спиралей ДНК, их распаковывание и упаковывание, синтез огромных объёмов разных белков и ферментов на рибосомах, этих уникальных фабриках синтеза белков. На долю рибосомных РНК, строящих собственно рибосомы (в ядрышках), приходится приблизительно 90 % массы всех РНК. Гаплоидные клетки человека содержат около 200 генов рРНК, которые распределены в виде небольших кластеров по пяти хромосомам. Между тем, растущие клетки за один оборот клеточного цикла должны синтезировать по 10 млн. молекул рибосомной РНК каждого типа, чтобы можно было осуществить сборку 10 млн. рибосом, присутствующих в каждой клетке! В геноме предусмотрена и молекулярная программа быстрой транскрипции рибосомных генов. Это особенно справедливо для амфибий, ооциты которых содержат приблизительно в 200 000 раз больше рибосом, чем обычные клетки!
При этом следует отметить важнейший и принципиальный момент: все программы и механизмы клеточного цикла строго ориентированы, строго приспособлены только к делению клеток с данным количеством и структурой хромосом, т.е. они приспособлены только к данному кариотипу, и, следовательно, к данному виду живого! У других видов, у видов с другими кариотипами и структурами хромосом, с другими центролями и центромерами будут схожие по сути, но различные по множеству принципиальных процессов программы.
Например, вопрос – проблема с репликонами. Интернет. Для ускорения этих клеточных процессов предусмотрена сложнейшая процедура распараллеливания процесса репликации за счёт «деления» генома на участки-репликоны, которые синтезируются как независимые единицы. Общее число репликонов для человека составляет около 50 тысяч! Причём, их число меняется в ходе онтогенеза. Синтез ДНК, как на участках отдельной хромосомы, так и среди разных хромосом идет неодновременно, асинхронно. Все хромосомы в клетке должны реплицироваться одновременно, и одновременно в клетке работают многие тысячи вилок.
Так, например, в некоторых хромосомах человека (1, 3, 16) репликация наиболее интенсивно начинается на концах хромосом и заканчивается (при высокой интенсивности включения метки) в центромерном районе. Наиболее поздно репликация заканчивается в хромосомах или в их участках, находящихся в компактном, конденсированном состоянии. Таким примером может являться поздняя репликация генетически инактивированной Х-хромосомы у женщин, формирующей в клеточном ядре компактное тельце полового хроматина. При этом, на ориджине может образоваться одна или две репликативные вилки. В первом случае репликация называется однонаправленной, а во втором — двунаправленной. При двунаправленной репликации образуются две репликативные вилки, перемещающиеся в противоположных направлениях. Монорепликонные геномы имеют кольцевую структуру, и картина их репликации напоминает греческую букву тета. Поэтому структуры ДНК, образующиеся при репликации кольцевых молекул ДНК, называют 9-структурами. Специфичность ориджина определяется тем, что его распознает специальный белок (или белки), с ним связывающийся и участвующий в инициации синтеза. Сама ДНК полимераза в инициации синтеза белка не участвует. Она начинает синтез после того, как праймаза синтезирует затравку. Участки хромосом, в которых начинается синтез, называют точками инициации. До сих пор не ясно, как регулируется инициация репликации у столь большого количества репликонов. Не ясно так же, как репликационный аппарат отличает уже отреплицировавшиеся репликоны от тех, которым предстоит реплицироваться, т. е. существует запрет на повторную репликацию в пределах одного клеточного цикла. Иногда этот запрет нарушается, что приводит к появлению нескольких копий одного и того же участка хромосомы. Такое явление называется амплификацией.
Смысл редупликации ДНК репликонами становится понятным из следующих сопоставлений. Скорость синтеза ДНК составляет 0,5 мкм/мин ( 2,2 т.п.н/ мин.). Длина каждого из них около 30 мкм. (150 т.п.н.). В этом случае редупликация нити ДНК одной хромосомы человека длиной около 7 см (3,2 млрд. п.н.) должна была бы занять около трех месяцев. Продолжительность же синтетического периода в клетках человека составляет всего 7—12 ч». А это в 216 раз меньше!!
Следовательно, без этой процедуры распараллеливания репликации генома при синтезе ДНК на S фазе митоза продолжительность вынашивания плода, продолжительность беременности у женщин возросла бы до 162х лет! При этом, вероятно, и сама продолжительность жизни так же резко увеличилась бы, а темп её, соответственно, резко снизился.
Число репликонов: у млекопитающих до 50 тысяч, у насекомых -3,5тысячи; у амфибии – 15тысяч; у растений -35тысяч. Средняя длинна (т.п.н): 150; 40; 200; 300. Скорость движения вилки репликации (тпн/мин.): 2,2; 2,6; 0,5; нет данных.
В ходе эволюции, надо полагать, эти процессы появились сами собой, только из-за высокого темпа мутаций и огромного давления естественного отбора, а при переходе от одного вида живого к другому, все эти параметры параллельной репликации комплексно, быстро и дружно изменялись сами собою, случайно, и естественно, под действием того же сильнейшего естественного отбора, который действует строго синхронно, по-видимому, в каждой клетке, в каждой молекуле, в каждом нуклеотиде. Других же механизмов в эволюции нет: только случайная мутация и приличный естественный отбор! Просто поразительно! Нет слов! Вот давит, так давит! Просто молодец! Вот опять этот пронырливый случай гениально придумал и реализовал: разбить процесс транскрипции у человека на 50 тысяч частей и запустить их параллельно! А потом всё склеить, собрать опять в единую цепь! А у растений на 35 тысяч, а у насекомых на 3,5 тысячи, а у амфибий на 15 тысяч! Опять теряешься, как же это всё так складно то вышло? Сказать просто нечего. Нет слов! Доктор А.Марков! Академик Колчанов! Требуются объяснения и разъяснения! Хочется надеяться и выразить уверенность. У вас же есть ответы? Как же это чудо изобрела ваша эволюция? И как же происходит кардинальная трансформация этих процессов при переходе от вида в виду? У вас же в РАНовских институтах по десяти эволюционных лабораторий в каждом! Где результаты?
Академикам от биологии так бы работать, как эта мелкая, пронырливая случайная мутация!
Где записана эта программа? Возможно, в специальном кластере 1й хромосомы, т.к. там сконцентрировано множество копий (более 2000 для более быстрого синтеза всех необходимых клетке белков) генов, кодирующих рибосомные РНК. А для ведения «домашнего хозяйства» в клетке необходимы до 2000 белков и100 миллионов их копий! Эта программа работает, вероятно, тесным образом с программой митохондриальной ДНК и кластером гистоновых генов. Каков объём всех этих программ? Сколько места они занимают в геноме? Учёные – эволюционисты пока не в курсе дела! Можно привести только некоторые соображения. Так, минимальный геном бактерии - этой одиночной клетки составляет 10 в 6 степени пар оснований (1 миллион п.о.) и содержит около 500 генов; грибы – 5 на 10 в 7й (10 миллионов), а моллюски и насекомые уже около 2 на 10 в 9й, как и у человека. Из этого можно предположить, что программа деления клетки с обслугой (питанием и пр.) может составлять около сотни миллионов оснований, что около от 5 до 10% генома.
Для ориентировки можно рассмотреть клеточный цикл растения арабидопсиса. Его геном -125млн. п.о., а полный клеточный цикл составляет 49% генома или 61,125 млн. п.о. Если взять эту цифру, то клеточный цикл человека составит около 2%. Но, у животных он, наверняка, значительно больше. Т.к. предполагается, что типовая клеточная программа находиться на 1й хромосоме, которая содержит 247 млн. п.о., то её объём составит около 8% генома.
«Гистоны — основные (по кислотно-щелочным свойствам) белки, участвующие в формировании нуклеосомной структуры хроматина. Каждый из пяти видов этих белков (HI, Н2А, Н2В, НЗ и Н4) кодируется соответствующим геном. Вот характерные черты организации этих генов. а) Все пять гистоновых генов сгруппированы в единый кластер длиной примерно в 6900 н. п. б) Такие кластеры повторяются в геноме многократно: у человека примерно 35 раз (в гаплоидном наборе хромосом), а у морского ежа — 300 1000 раз. Это ускоряет скорость синтеза гистонов в S-фазе клеточного цикла. В хромосоме кластеры следуют тандемно друг за другом».
При этом отметим, что в литературе процесс деления клетки изложен несколько абстрактно и никак не связан с самим процессом онтогенеза. А такая связь, как мы видим, самая прямая и непосредственная. Кроме того, в литературе особо не подчёркивается, что делиться только стволовая клетка до этапа её полной специализации (дифференциации).
Следовательно, все клетки строят особь, но одни из них быстрее дифференцируются и превращаются в соматические а другие как бы образуют по нарастающей «скелет» («почки») будущих органов и членов из «заготовок» стволовых клеток, т.е. через последовательную цепь дифференциации самих СК. Следовательно, на каждом шаге деления определено, какой стволовой клетке делиться дальше, а какой превращаться в полноценную соматическую со строго конкретным белковым наполнением. И облик особи данного вида живого определяется не отдельными кусками траектории развития, а всей, полной траекторией (от начала до конца), равно, как и облик особи заложен во всём геноме, а не в отдельных генах и не в отдельных участках программы. Представляется, что такой принцип онтогенеза и организации генома и позволяет добиваться практически абсолютной точности воспроизведения исходной (родительской) генетической информации.
Т.О., можно утверждать, что геном в плане онтогенеза – это программа онтогенеза, как совокупность программ пошагового, по - клеточного строительства всех органов и членов особи комплексного характера, разбитых на зоны, участки-кластеры строгой иерархии, отвечающих за отдельные, последовательные процессы онтогенеза как целых органов и членов, так и всего множества их отдельных элементов. Кроме того, в геноме находится библиотека макромолекул (белок-кодирующих генов), так и типовая программа деления и формирования собственно клетки, к которым на каждом шаге формирования особи идёт обращение.
А онтогенез - это формализованная циклическая, повторяющаяся процедура считывания генома, строгий и однозначный алгоритм по - клеточного последовательно- параллельного строительства за счёт однозначного управления процессом деления клеток (реализация принципа: деление – не деление – специализация) и использования иерархии кластеров управляющих генов, а также эпигенетических и других механизмов (маркеров) для активации экспрессии или её запрещения.
Это формализованная процедура, строгий и однозначный алгоритм поклеточного последовательно- параллельного строительства, который носит повторяющийся, циклический характер
Мы видим, что вся программа такого строительства записана в геноме совместно с информацией о всех признаках особи. Следовательно, можно утверждать, что программа строительства и есть собственно информация обо всех органах, членах и системах! Это единая и неразрывная информация. Нет в геноме отдельно информации о плане (программе) строительства и отдельно о «наследственных признаках», т.е. о составе, структуре органов и членов и о всех фенотипических признаках.
Поэтому, чтобы получить другой вид животного или растения, необходимо иметь:
- новый, другой набор сверхсложных белков, стволовых клеток, гормонов, ферментов с их сверхсложными формулами, т.е. новый, соответствующий данному виду живого, протеом;
- новый, другой набор их активаторов ( регуляторов транскрипции – энхастеров, слайснеров и репрессоров и т.п) и новую иерархию управляющих Нох генов;
- новую хромосомную структуру генома, соответствующую данному виду, т.е. новый, строго видовой кариотип;
- новую принципиальную схему особи, новый полный и согласованный набор планов и последовательностей строительства всех органов, членов и систем, т.е. новые диспергированные последовательности Line и Sine (Alu), определяющие форму и структуру и особи и всех её органов и членов и новую (строго соответствующую новому плану строительства), управляющий «эпигеном», синхронную последовательность всех комплексов активаторов - регуляторов транскрипции и трансляции и строгий порядок их активации.
Т.о,. необходимо одномоментно полностью менять всю программу по клеточного, по шагового строительства, менять всю программу онтогенеза, программу «считывания генома», с учётом специфической и разной хромосомной структуры генома и специфического, другого набора основных белков (специфического протеома), в том числе и стволовых.
Это всё ещё раз подчёркивает полную, абсолютную невозможность эволюции, невозможность трансформации одного вида в другой, тем более за счёт точковых случайных мутаций.
Эти же белковые механизмы регуляции активности, специализации и дифференциации клеток работают и после этапа формирования особи, на этапах её функционирования и жизнедеятельности.
