CC BY
67
В. Н. Веселовский, А. А. Яшин: КОНЦЕПЦИЯ "ВИРУСНОГО ГЕНЕРАТОРА" В СТРУКТУРЕ БИОИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ
УДК 165; 61:519.72
КОНЦЕПЦИЯ "ВИРУСНОГО ГЕНЕРАТОРА" В СТРУКТУРЕ БИОИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ
В. Н. Веселовский, А. А. Яшин
В статье, основываясь на информационной парадигме и концепции сущности живой материи, рассмотрена с позиций биоинформатики, и др. дисциплин гипотеза "вирусного генератора", то есть испускания одноклеточными организмами, находящимися в составе организма многоклеточного, вирусов, в частности, при облучении организма электромагнитными волнами, как ответ на "информационное раздражение" - сигнал опасности. Данная концепция укладывается в общебиологический закон борьбы за существование.
The article deals with the hypothesis concerning "a viral generator" (i.e., an emission of viruses by unicellular organisms being within a many-celled organism, in particular, under an exposure of the organism to electromagnetic waves as a response to "an informational irritation" beig a signal of danger). The hypothesis is based on the informational paradigm and concept of the living matter essence and is substantiated from the viewpoint of bioinformatics and other disciplines. This concept is in agreement with a general biological law "Struggle for Existence".
ВВЕДЕНИЕ
В коплексной программе исследований [1], начатых несколько лет тому назад Тульской научной школой биофизики полей и излучений и биоинформатики, намечены основные направления теоретико-экспериментального изучения воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ) на целостный организм, оперативно открытые органы (эксперименты на животных) и так далее вплоть до воздействия ЭМИ СВЧ- и КВЧ-диапазонов на одноклеточные организмы. В частности, с учетом теоретических результатов, полученных в работах [2-5], предполагается выполнить исследование воздействия модулированного ЭМИ СВЧ и КВЧ нетепловой, то есть биоинформационной [3] интенсивности на морфологические, биохимические, репродуктивные и другие изменения у условно-патогенных микроорганизмов [6]. Последние (S.aureus, E.coli, Pag. streptococcus, B.cereus, Pseudomonas, Z.palatinum) выбираются, как объект эксперимента, исходя из их "сродственности" организму человека, а также организмам подопытных животных.
Воздействующее ЭМИ имеет следующие характеристики: плотность потока энергии (ППЭ) ^ППЭ < 10
мВт/см2; частоты облучения /обл = 20 + 200 ГГц; частоты модулирующего сигнала /мод = 1 + 25 Гц, причем наиболее полные данные относятся к поддиапазону
4 + 16 Гц; формы модулирующего сигнала: синусоидальная, импульсная с длительностью импульсов 10-5 + 10-6 сек.
По программам исследования [1, 6] ЭМИ также характеризуется такими (изменяемыми) параметрами, как киральность, то есть право- и левостороннее вращение вектора Е, спектральный состав ^(ю) модулированного сигнала и пр.
В процессе экспериментов изучаются и анализируются наиболее существенные показатели жизнедеятельности микроорганизмов из числа условно-патогенных бактерий: изменение морфологических признаков (появление внешних - по форме - различий); характер роста на питательных средах; биохимическая активность; чувствительность к антибиотикам; чувствительность к дезин-фектантам; изучение способности к размножению (по качеству колоний).
В то же время эксперименты по облучению одноклеточных организмов преследуют параллельную основной задаче цель, связанную с разрабатываемой авторами статьи концепцией о информационной природе вирусов [2, 4-7].1
В статье, основываясь на информационной парадигме и концепции сущности живой материи, разработанной профессором В.Н. Веселовским [2], рассмотрена с позиций биофизики полей и излучений и биоинформатики [3], современной вирусологии, общей и молекулярной биологии и ряда других дисциплин гипотеза "вирусного генератора", то есть испускания одноклеточными организмами, находящимися в непосредственном контакте (в составе с организмом-хозяином) с многоклеточным организмом, вирусов. В частности, этот гипотетический процесс предполагается интенсифицирующимся при облучении одноклеточного организма ЭМИ с указанными выше параметрами, как ответ на "информационное раздражение" - сигнал опасности. Данная концепция является непротиворечивой в рамках существующих теорий происхождения вирусов и укладывается в рамки общебиологического закона борьбы за существование.
Экспериментальное подтверждение гипотезы возможно даст чрезвычайной важности выводы для медицинской вирусологии [4].
1.В настоящее время авторы работают над книгой (название рабочее) "Внимание: вирусы!' данной проблематики.
обобщающей первый, теоретический этап изучения
1. КОНЦЕПЦИЯ "ВИРУСНОГО ГЕНЕРАТОРА"
Уже более ста лет, с конца XIX века, когда Дм. Ивановский, а затем Мартин Бейеринком, исследуя табачную мозаику, установили, что вирусы не есть "микробактерии" [4], при всех впечатляющих успехах биологии и вирусологии, в частности, вирусы так окончательно и однозначно не отнесены к миру живого или неживого, оставаясь в классификации где-то посредине... То есть, при всех значимых достижениях медицинской вирусологии, в сфере теоретической вирусологии не решены фундаментальные вопросы определения их сущности. Очевидный вывод: решать эти вопросы следует на уровне фундаментальных положений естествознания и информациологии [2, 5].
На сегодняшний день место вируса в системе живого так и полагается на уровне "квазиживого", где-то между молекулярными и живыми объектами. Возможно и определение их в том смысле, что, не будучи организмами, вирусы, как автономные генетические структуры, являются своеобразной формой жизни [5]. В силу такого разнообразия мнений относительно сущности и природы вирусов, пока что их определения ищут преимущественно на гипотетическом уровне. Например, существуют гипотезы типа "взбесившихся генов" [4], то есть полагается, что вирусы суть некогда генетические элементы клеток, "вырвавшиеся на свободу" и превратившиеся в автономно существующую форму жизни. Это событие может быть отнесено ко временам, когда биоценоз Земли был еще представлен исключительно одноклеточными организмами и вполне вписывается в методологию "пробных ходов" эволюции Тейяра де Шардена [8]. Отсюда, кстати, и нелестное определение вирусов: генетические паразиты.
Авторы, основываясь на информационной парадигме В.Н. Веселовского [2, 4] и на концепции электромагнитной основы в теории единого информационного поля ноосферы [3,5] Е.И. Нефедова и А.А. Яшина, поставили целью создание новой теоретической концепции природы и назначения вирусов, логически не противоречащей существующим воззрениям, в том числе с позиций молекулярной биологии [9].
Исходные моменты этой теории определены следующими [2, 4, 5].
Первым моментом является признание информационной доминанты в природе вирусов, коль скоро генетические закономерномти есть объекты информатики и информациологии. Отсюда и важность осознания и исследования информационных закономерностей для уяснения природы специфических информационных структурных процессов функционирования вирусов [5].
Другим аспектом развиваемой теории в рамках логического синтеза является обобщение информационной специфики вирусов на понимание сущности живого [2, 5]. Как следует из общего для естествознания принципа Ноймана - Миннегероде - Кюри (НМК) [10] и
известной из формальной логики теоремы Геделя о неполноте, эти понятия - частного и общего - логически взаимообратимы (симметричны и диссимметричны), что и дает методологическую основу для логического синтеза при изучении конкретного явлении и объекта - в данном случае феномена вируса в структуре живого.
Главный, хотя и предварительный, вывод из разрабатываемой концепции состоит в константации того факта, что вирусы не являются паразитическими образованиями, не являются и некими автономно существующими живыми системами, а есть специфическое, в 0-м приближении подобное живому организму, средство борьбы за существование [4] в конгломерате одноклеточных живых существ.
Процесс этой борьбы, имеющей общебилогическое значение, упрощенно представляется следующим: одноклеточные организмы в борьбе за свое существование излучают вирусы, поражая своих врагов, которыми для них - в борьбе "за место под солнцем" - являются все без исключения соседи-одноклеточные. Другой аспект -отношения между вирусоизлучающими микроорганизмами и организмами многоклеточными; отсюда и первоначальная цель (I этап) исследования: разработка модели "вирусного генератора" с позиций данного выше определения вируса, на основе которой можно создавать - в дополнение к существующей антивирусной терапии -принципиально новые методы борьбы с вирусными заболеваниями [4].
2. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ "ВИРУСНОГО
ГЕНЕРАТОРА" ВО ВЗАИМООТНОШЕНИЯХ МЕЖДУ ВИРУСАМИ И МНОГОКЛЕТОЧНЫМИ
ОРГАНИЗМАМИ
В плане информационном собственные информационно-генетические каналы (ИГК) вирусов не являются непрерывными, поскольку геномы вирионов предшествующих поколений непосредственно не стыкуются с геномами вирионов последующих поколений; это есть феномен жизненного цикла вирионов: смерть предка предшествует рождению потомка. А между ними располагаются участки ИГК, принадлежащие клеткам, информационно содержательным относительно виртуального вирусного воздействия, в которых они разсножаются. Однако не любая клетка может превратить виртуальное воздействие в реальное и стать участком непрерывного ИГК, паразитически используемым определенного типа вирусом. Это очень важно в плане разработки информационной модели "вирусного генератора" и не противоречит, а во многом и дополняет положения современной молекулярной биологии и генетики [9].
Рассуждая в терминах информациологии, по своей структуре и функциональному назначению вирус рассматривается как материальный носитель биоинформации. При этом его классификационные признаки в
системе "живое - неживое", вообще говоря, вторичны. Действительно, объективно живыми вирусы (но и неживыми ведь тоже!) считаться не могут, ибо для них не выполняется один из признаков живого [11]: способность к самостоятельному существованию на основе динамического самосохранения, то есть они есть несамосогласованная биосистема в смысле размножения.
В данном случае более адекватной картине материального мира является логическая система: "живое -элементы живых систем - неживое" [2]. Эту систему также следует дополнить атрибутом всего живого -общебиологической борьбой за существование. Полученная формула позволяет говорить о особой, специфической роли вирусов в организации живой материи. Набор средств, используемых в борьбе за существование, суть сочетание процессов и средств, образуемых сочетанием вещественного, энергетического и информационного базисов; на этом же зиждется и любой "каркас" самоорганизации живого [12].
Проникновение вирионов в клетку есть овеществление процесса передачи информации, в данном случае -чужеродной для нее, повреждающей; налицо взаимодействие виртуального сигнала (термин из [4]) с приемником информации, а сам вирион рассматривается как виртуальный генетический сигнал, который становится реальным только при его приеме клеткой, обладающей адекватным кодом. Эта информационная суть процесса и позволяет нам говорить о определенной адекватности билогических и технических (компьютерных) вирусов [5]; последнее утверждение усиливает тезис о информационной сущности вирусов. Само же проникновение вириона в объект агрессии - клетку есть эффект "троянского коня" [4]; различные механизмы его изучены вирусологией и молекулярной билогией [9].
С этой точки зрения "вирусный генератор", обеспечивая наиболее стихийную, ненаправленную форму борьбы "всех против всех" [4], является универсальным средством информационной агрессии в мире одноклеточных. Признание данного факта снимает, по нашему мнению, и сам вопрос о происхождении вирусов: одноклеточным организмам имманентно присуща генерация вирусов в качестве информационного средства борьбы за существование в форме "борьбы против всех" -излучая вирусы, поражать другие организмы [4].
Еще раз подчеркнем, что борьба за существование имеет общебиологический характер на любом иерархическом уровне организации живой материи. Более тонкий вопрос: связь борьбы за существование с (также) общебиологическом принципе естественного отбора; очевидно, для одноклеточных, в отличие от сложных организмов, этот момент является второстепенным, хотя, конечно, уже на этой стадии организации жизни он присутствует.
3. ВИРУСНАЯ ГЕНЕРАЦИЯ В СТРУКТУРЕ
МНОГОКЛЕТОЧНОГО ОРГАНИЗМА
Заявленная программа исследований [1,6] предполагает не только, даже не столько общебиологический, вирусологический интерес, но вполне конкретное научное значение в мало исследованной области в части воздействия ЭМИ СВЧ и КВЧ на жизнедеятельность бактерий, присущих организму человека. Соответственно значимы его результаты для медико-биологической науки и биотехнологий. Для нас более всего важен аспект "вторичного эффекта" при проведении КВЧ-тера-пии и СВЧ-диагностики, а также процедур гипертермии, например, при лечении онкозаболеваний, на частотах длинноволновой части СВЧ-диапазона, то есть учет при воздействии ЭМИ - нетеплового и теплового - на организм человека реакции на это же воздействие микроорганизмов, присущих человеческому организму, и, соответственно, учет позитивного или негативного влияния этого фактора на организм человека в контексте заболевания, по показаниям которого проводится КВЧ-терапия. Данный аспект, насколько нам известно, ранее не исследовался.
Во взаимоотношениях между вирусами и многоклеточными организмами сохраняются основные черты процессов в системе "вирус - одноклеточное", ибо ареной борьбы остается та же клетка. Отличие - элиминация борьбы клеток против клеток уже в границах многоклеточного организма, включая и "вирусную генерацию"; процесс же усложняется по следующей причине [4].
Биологическая эволюция от одноклеточных к многоклеточным к настоящему времени установила их соотношение как 1:43, поэтому в норму жизнедеятельности ныне преобладающих многоклеточных заложено отсутствие межклеточной борьбы внутри организма посредством той же "вирусной генерации": блокирование репрессором оперона, управляющего формированием и излучением клеткой вирусов. Таким образом, качеством "вирусного генератора" клетки многоклеточных обладают только в потенции (рис. 1).
БС (х, у, г, ¡)
ОТСУТСТВИЕ ИНФОРМАЦИОННО СРОДСТВЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ (ИЛИ ЗАЩИТА -^-ОТ НИХ МО)
МНОГОКЛЕТОЧНЫЙ ОРГАНИЗМ (МО)
ОРГАНИЗМЫ ___
ОДНОКЛЕТОЧНЫХ ✓"""клетки с "Т*?-^
/потенциальной \
1 •. функцией . • \
1 "вирусного )
О ° генератора"/
0 „ О л
в О ОПЕРОН
БЛОКИРОВАНИЕ
РЕПРЕССОР
Рисунок 1 - Сосуществование многоклеточного организма в динамике ВС(х, у, г, ?) его развития с присущими ему бактериями при отсутствии внешних раздражающих факторов
Поэтому информационная модель "вирусного генератора" в данной ситуации при воздействии на организм внешнего ЭМИ нетепловой (биоинформационной) интенсивности, что отвечает реальным условиям процедур КВЧ-терапии или СВЧ-диагностики, отличается от ситуации взаимоотношений в среде одноклеточных. Отметим, что формы внешних воздействий, дающих толчок вирусоиспусканию, могут быть соврешенно различными по физико-химической природе; вариант ЭМИ выбран в контексте комплексных исследований [1, 6].
Одноклеточные организмы, присутствующие в организме человека и не приносящие ему вреда в условиях отсутствия внешних раздражающих факторов (рис. 1), не говоря уже о полезных для жизнедеятельности бактериях, начинают генерировать вирусы в качестве активно-нападающего средства в ситуации получения ими информации - сигнала I с энергетическим носителем НV , обладающей сродственностью с генетическим кодом одноклеточного в смысле раздражения - опасности (рис. 2).
ционного сигнала
РАЗБЛОКИРОВКА
ИСТОЧНИК ЭМИ
свч, квч
л
лс (*,>>, я, о
кч
[МП
Л«; р***; Рок зс„ ипр.
МНОГОКЛЕТОЧНЫЙ ОРГАНИЗМ
/ • [ . .А
• Зс--* • У
* -—у
о ОПЕРОН
«н--- — РАЗБЛОКИРОВКА
РЕПРЕССОР
1с {Н V} = С{/Н.с. ;^мод.с;^е (ю) ;Ро1сЖс;...}
(1)
Рисунок 2 - Процесс активации одноклеточных в многоклеточном организме и начало вирусной генерации, приводящий к развитию вирусного заболевания
Таким сигналом вполне может быть лечебное, диагностическое или просто несанкционированное воздействие на организм человека ЭМИ различных диапазонов длин волн. Очевидно, что, пока не изучены экспериментально или теоретически - на уровне генов и геномов - эти сигналы опасности I для конкретных бактерий, состав
сигнала I "информационного пробуждения" вирусной
генерации бактерий является несанкционированным в том смысле, что соответствующий набор характеристик его не создается преднамеренно, а случайно - в некоторой вариации этих характеристик - совпадает с сигналом опасности. Учитывая электромагнитный базис биоинформационных сигналов [3, 12], вероятность такого совпадения достаточна велика.
Таким образом, "информационное пробуждение" бактерий наблюдается при воздействии на них -опосредованно через организм-хозяин - информа-
где /н с - несущая частота ЭМИ; ^модс - модулирующая частота; Бс^) - спектр сигнала; Ро1с - вид поляризации; %с - характеристика киральности (о ее
существенной роли см. в [13]); индекс "с" означает, что параметры функции С в (1), точнее их подбор, в пределах вариации уаг совпадают с характеристиками возбуждающего сигнала I .
Получив несанкционированный сигнал I опасности,
одноклеточный организм, согласно схеме рис. 2, разблокирует управляющий оперон, формируя и излучая агрессивные вирионы; одновременно возникает ситуация взаимных атак среди одноклеточных в составе организма человека. В таком случае они могут ответить формированием интерферонов, противодействующих размножению чужеродного вириона, либо, оставляя заблокированным свой управляющий оперон (невосприятие сигнала I ), они будут формировать и излучать
чужеродные вирионы.
Так возникает вирусная патология организма человека, поскольку клетки многоклеточного организма не могут формировать и излучать собственные вирионы в качестве активно-нападающего средства осуществления борьбы за существование.
Подвергаясь вирусной атаке со стороны одноклеточных, многоклеточный организм (человека) сохраняет в заблокированном состоянии способность к формированию и излучению собственных вирионов; можно предположить, что уровень этого блокирования намного выше чем у одноклеточных, поскольку, как отмечалось выше, он должен надежно обеспечить элиминацию борьбы клеток против клеток в границах многоклеточного организма. Однако и этот уровень блокирования при атаке вирионами со стороны одноклеточных может быть преодолен (см. рис. 2), и клетки организма начинают атаковывать друг друга, копируя привнесенные вирионы, что приводит к началу цепной реакции вирусного заболевания.
С другой стороны, в борьбу вступает иммунная система организма человека, включающая подсистемы макрофагов, комплемента, интерферонов и пр., противодействующая вирусам.
Сделаем предварительный вывод, основываясь на базовой концепции [4]. Поскольку многоклеточные организмы унаследовали от эволюционно предшествующих одноклеточных способность генерировать и излучать собственные вирионы, как средство борьбы за существование, то, сохраняя эту способность в заблокированном состоянии, они содержат в себе и
потенциальную опасность поражения чужеродными вирионами, излучаемыми бактериями, присущими этому организму. То есть в организме (человека) всегда присутствует матрица большого набора вирусных заболевваний. А, что особо важно учитывать при воздействии ЭМИ на организм человека с лечебно-диагностическими целями, заблокированные репрессо-рами в клетках организма (человека) опероны продуцирования и излучения собственных вирионов представляют собой постоянную потенциальную опасность для самого организма. Поясним сказанное.
При воздействии на организм ЭМИ, равно как и других внешних раздражителей, с набором характеристик (1), но уже случайно совпавших с кодовым сигналом опасности не для бактерий, а для "родных" клеток организма, последние могут ответить на эту угрозу связыванием репрессоров и далее - продуцированием и излучением вирионов, поражающих соседние клетки своего же организма (Один из гипотетических механизмов онкозаболеваний - Р. Хюбнер и Дж. Тодаро, 1969 г.) [4].
Рассмотрение изложенной концепции можно распространить и на более тонкие аспекты вирусологии и воздействия ЭМИ на живое вещество.
4. О СТРУКТУРЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
СИГНАЛА, ВЫЗЫВАЮЩЕГО ВИРУСНУЮ
ГЕНЕРАЦИЮ
Выше уже говорилось, что в рамках изложенной гипотезы наиболее естественным инициатором вирусной генерации является ЭМИ, что со всей очевидностью следует из а) информационного характера инициации [4]; б) электромагнитного базиса в структуре биоинформационных взаимодействий [3].
Ставится первостепенной важности вопрос о структуре сигнала (1), вызывающего вирусную генерацию. Решение его дает ключ к доказательству гипотезы и управлению вирусной активностью; понятно, что в смысле исключения факторов проявления этой активности.
Вполне очевидно, что структура сигнала ЭМИ 1С (1)
в информационном плане должна коррелировать с генетическим кодом клетки (одноклеточного организма), воспринимающим сигнал раздражения-опасности. Современный уровень исследований кодировок ДНК [14-18] здесь однозначный ответ не дает, поэтому можно пока только на качественном уровне охарактеризовать гипотетическую модель сигнала 1С .
Структура кода ДНК хорошо известна уже несколько десятилетий (работы О. Эвери, Дж. Уотсона и Ф. Крика): исходный алфавит ДНК (четырехбуквенный) объясняет 21-буквенный аминокислотный алфавит (21-ая буква - стоп-сигнал). Поскольку информация записана в виде последовательности нуклеотидов в спирали ДНК, то ее считывание выполняется посредством
матричной и транспортной РНК кодонами с трансляцией их на рибосоме в соответствующие аминокислоты [16]. Кстати, по принципу биоаналогии, ЭВМ XXI века ориентируются в своей архитектонике на реализацию этого процесса ("ЭВМ на аминокислотах").
Нас интересует именно вопрос считывания информации с ДНК, поскольку, исходя из принципа НМК, в силу логической обратимости процесс считывания кода адекватен процессу сравнения записанного кода "опасности" (в нашем рассмотрении) воздействующему сигналу 1С (1); компарация кодов ДНК и 1С и дает сигнал
"сходство" или "несходство"; первый из них инициирует вирусную генерацию.
Предполагается [18], что клеточные механизмы, связанные со считыванием информации, оперируют с отдельными фрагментами ДНК (сайтами или словами). Кодовые слова "опасности", таким образом, длиной q вставлены в тексте последовательности нуклеотидов в форме линейного текста (N — q + 1 ), где N - число слов; алфавит же кода имеет основание А, С, О, Т. Однако в подобной системе суждений соотнести считывание кода опасности (N — q + 1) {А, С, О, Т} с информационным электромагнитным сигналом 1С невозможно, ибо полученная модель является формальной. При этом следует помнить, что полная геномная последовательность ДНК
человека состоит примерно из 3 х 109 нуклеотидов, а на сегодняшний день банк расшифрованных данных составляет 2, 4 х 109 нуклеотидов [15]. Отсюда и сложность выделения структурных особенностей и связь их с соответствующими функциями.
Даже если во взаимодействии вирусов и однокле-точ-ных с организмом человека ограничить длины последовательностей геномами первых, то это все равно гигантские информационные массивы; по данным [15] длины геномов ДНК-вирусов и бактерий составляют, соответственно, 5 х 103 + 5 х 105 и 7 х 105 + 107 нуклеотидов.
Наиболее продуктивным методом структурного анализа последовательностей ДНК в настоящее время считается спектральный метод [15]. В основе он опирается на хорошо знакомый физикам аппарат характеристических функций и многомерных функций распределения вероятностей, которые, в свою очередь, связаны между собой преобразованием Фурье. Также вводится формализм взаимной корреляции положений различных нуклеотидов к(М — 1)) , где М - длина последовательности ДНК [15]. Однако наиболее перспективный метод основывается на концепции волнового генома [19]; к сожалению, данная концепция практически игнорируется "большой наукой", а потому не стимулирует ее развития и экспериментальной проверки.
Логически не противореча возможностям вкратце рассмотренных методов и концепций, изложим наши воз-
зрения на (возможную) структуру сигнала ЭМИ I и
процесс его информационного воздействия с генокодом ДНК (рис. 3).
В рассматриваемом процессе основой является информационное взаимодействие Inf {(hv, I ), GK} волновой
структуры ЭМИ (hV, Ic) с характеристиками, опреде-
ленными в (1), с генетическим кодом ОК ДНК облучаемого одноклеточного организма. Формальная модель взаимодействия показана на верхней схеме рис. 3. На средней схеме рис. 3 эта модель детализируется: облучение ЭМИ СВЧ, КВЧ с информационным сигналом I ДНК организма с кодом (ОК)с с ОК, инициирующим сигналы опасности.
~ ИНФОРМАЦИОННОЕ I | ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ 1
ВОЛНОВАЯ СТРУКТУРА
ВЕЩЕСТВЕННАЯ СТРУКТУРА
г
ИСТОЧНИК ЭМИ
свч, квч
{Е,Н}
СКАНИРОВАНИЕ -ОСМОТР ГОЛО ГРАММЫ ДНК
Z ->
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ МОДЕЛЬ В-ФОРМЫ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК
ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩАЯСЯ ГОЛОГРАММА -"СЛЕПОК" ФРАГМЕНТА ДНК
г
ФРАГМЕНТ РЕПЛИЦИРУЮЩЕЙСЯ МОЛЕКУЛЫ ДНК
СОВПАДЕНИЕ НЕСОВПАДЕНИЕ
ГЕНОКОДА И КОДА 1с
Рисунок 3 - Процесс информационного взаимодействия сигнала ЭМИ с кодом ДНК
Структура процесса показана на нижней схеме рис. 3. Для конкретизации показан фрагмент реплицирующейся молекулы ДНК (начало синтеза на родительской цепи дочерней цепи) ([14], Т. I, С. 32). Это взято неслучайно, ибо, скорее всего, вирусная генерация совпадает с моментом начала репликации.
Согласно принципу информационно-полевой самоорганизации биосистем [12], в живом организме все процессы, связанные с обработкой, хранением и передачей информации многократно дублируются (принципы дублирования и информационной избыточности), причем обязательной компонентой (цепью) дублирования является представление информации на "электромагнитном носителе". Роль последнего особенно возрастает в моменты передачи (считывания, записи) информации от одного вещественного носителя к другому. К такому роду процессов на генетическом уровне относится репликация молекул ДНК. Соответствующий электромагнитный сигнал, содержащий в себе адекватную кодировку ДНК, скорее всего представляется динамически изменяющейся голограммой - "слепком" текущего реплицирующегося фрагмента ДНК.
Таким образом, информационное взаимодействие Inf {(hV, I ), GK} здесь происходит в форме пространственного наложения двух электромагнитных (волновых) структур: голограммы с кодом (GK) с GK и
электромагнитного сигнала I с некоторым (санкционированным или - в нашем случае - несанкционированным) кодом (IK) , определяемым его характеристиками (1).
Сам процесс информационного взаимодействия можно абстрагированно (реальная картина процесса очень сложная и неоднозначно толкуемая в терминах классической электродинамики и радиофизики) описывать как пространственно-временное сканирование ЭМИ со спектральным составом S(ffl, x, y, z, t) и характеристики киральности c динамической голограммы ДНК-кода. В случае совпадения с допустимой вариацией кодов
(GK)vcar = (IK)Var , при обратном считывании информации с голограммы на реплицированную молекулу ДНК (прямой и обратный процессы идут непрерывно во времени) разблокируется оперон (рис. 2) и инициируется цепная реакция, задатчиком которой является "вирусный генератор".
ЗАКЛКНЕНИЕ
Изложенная концепция требует экспериментальной проверки и декларируется авторами как научная гипотеза1 о излучении вирусов одноклеточными организмами при воздействии электромагнитного поля со
следующей формулой гипотезы.
Предполагается, что в рамках общебиологического закона борьбы за существование одноклеточные организмы при воздействии на них электромагнитного поля нетепловой интенсивности с характеристиками, информационно адекватными генетическому коду организма, ответственному за регистрацию сигнала опасности, начинают излучать вирусы, поражая ими соседние одноклеточные и многоклеточные организмы, причем этот процесс рассматривается как стихийная форма борьбы за существование.
В формуле гипотезы область притязания снижена до электромагнитного воздействия, хотя инициирующие воздействия могут быть иной физической, химической и др. природы, с целью интенсифицировать исследования по наиболее вероятному источнику инициирования вирусной генерации.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Архипов М.Е., Богданов В.П., Воронов В.В. и др. Концепция и программа комплексных теоретико-экспериментальных исследований в биофизике полей и излучений и биоинформатике // Вестник новых медицинских технологий.-1999.- Т. VI, № 2.- С. 37-38.
2. Веселовский В.Н. Философские основы информационной парадигмы: Краткий очерк гипотезы.- Арзамас: Изд-во АГПИ им. А.П.Гайдара, 1997.- 76 с.
3. Нефедов Е.И., Яшин А.А. Электромагнитная основа в концепции единого информационного поля ноосферы // Философские исследования: Журнал Московск. филос. фонда.- 1997.- № 1.- с. 5-74.
4. Веселовский В.Н. О природе вирусов и возможности нового метода предовращения вирусных инфекций: Препринт.-Арзамас: Изд-во АГПИ им. А.П.Гайдара, 2000.- 11с.
5. Яшин А.А. Информационная виртуальная реальность: Альтернативная биологической форма жизни? // Вестник новых медицинских технологий.- 1999.-T.VI, №1.-С.146-152.
6. Яшин А.А. Исследование воздействия амплитудно- и импульсно-модулированных высокочастотных ЭМП нетепловой интенсивности на микроорганизмы: Программа экспериментальных работ и биофизического моделирования // Вестник новых медицинских техноогий.- 1999.- Т. VI, № 1: Приложение.- С. 11.
7. Subbotina T.I., Yashin A.A., Yashin M.A. HF-therapy methods in the context of the parasitogenic hypothesis of oncologic diseases // In: Proc. European Medical and Biological Engineering Conference - EMBEC'99 (Austria, Vienna, 4-7/X 1999).- Vienna:Austria Center Vienna, 1999.- Pap. ID: 1977.
8. Тейяр де Шарден П. Феномен человека: Преджизнь. Жизнь. Мысль. Сверхжизнь: Пер. с фр.- М.: Наука, 1987.240 с.
9. Молекулярная биология клетки: В 3-х тт.: Пер. с англ. / Б.Албертс, А.Брей, Дж.Льюис и др. - М.: Мир, 1994.- Т. 1.517 с.; Т. 2.- 539 с.; Т. 3.- 504 с.
10. Шубников А.В., Копцик В.А. Симметрия в науке и искусстве: 2-ое изд. - М.: Наука, 1972.- 339 с.
11. Нефедов Е.И., Протопопов А.А., Яшин А.А. Эволюционное предназначение Homo sapiens: Информационный алгоритм в системе категорий диалектики // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ.- 1997.- Т. 5, № 2.- С. 29-35.
12. Яшин А.А. Информационно-полевая самоорганизация биосистем // Вестник новых медицинских технологий.- 2000.Т. VII, № 1.- С. 30-38.
13. Житник Н.Е., Новицки Я.В., Привалов В.Н., Руденко А.И., Соколовский С.И., Филиппов Ю.А., Филиппова А.Ю., Яшин А.А. Вихревые магнитные поля в медицине и биологии // Вестник новых медицинских технологий.- 2000.- Т. VII, № 1.-С. 46-57.
14. Сингер М., Берг П. Гены и геномы: В 2-х тт.: Пер. с англ.-М.: Мир, 1998; Т. 1.- 373 с.; Т. 2.- 391 с.
1.Согласно [20], научная гипотеза декларируется и заявляется равно как научное открытие и научная идея.
15. Лобзин В.В., Нечетким В.Р. Порядок и корреляция в геномных последовательностях ДНК. Спектральный подход // Успехи физических наук.- 2000.- Т. 170, № 1.- С. 58-81.
16. Арзамасцев A.A. Природа оптимальности кода ДНК // Биофизика.- 1997.- Т. 42, № 3.- С. 611-614.
17. Якушевич Л.В. Нелинейная математическая модель ДНК и ее применение в расчетах рассеяния нейтронов // Биофизика.- 1998.- Т. 43, № 6.- С. 975-976.
18. Бугаенко H.H., Горбань А.Н., Садовский М.Г. Информационная емкость нуклеотидных последовательностей и их
фрагментов // Биофизика.- 1997.-Т.42, №5.- С.1047-1053.
19. Гаряев П.П, Волновой геном.- М.: Общественная польза, 1993.- 280 с.
20. Заявка на научное открытие (научную идею, научную гипотезу): Методическое пособие по подготовке и оформлению / Денисов Г.А., Полозова Л.Н., Потоцкий В.В. и др. - М.: МААНОИ. МААНО, 1999.- 20 с.
УДК 519.21
УСЛОВИЯ СИЛЬНОЙ И СЛАБОЙ ЭРГОДИЧНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ НЕОДНОРОДНЫХ ПОЛУМАРКОВСКИХ СИСТЕМ
С. Н. Герасин, В. А. Лизгин
Понятия сильной и слабой эргодичности распространены на случай неоднородных полумарковских систем. Найдены условия существования предельных вероятностей состояний.
Поняття сильно'( та слабко'( ергодичностг узагальнет на випадок неоднор1дних натвмарковських систем. Отриман умови гснування граничних гмовгрностей статв.
The concepts strong and weak ergodicity are widespread on case of nonhomogeneous half-Markov systems. The conditions of existence of limiting probabilities of states are found.
ВВЕДЕНИЕ
Использование модели неоднородного марковского процесса с непрерывным временем связано с предположением, что время пребывания системы в каждом из состояний распределено по закону, имеющему показательный характер. Так вероятность того, что система, будучи в момент времени * в состоянии i будет находиться в этом состоянии еще, по крайней мере, в течении промежутка времени, имеющего длительность t, равна
J %ц(u)du
Р{(X)(^ + т) = г,т> ) = i} = е * .
Для многих систем предположение о показательном характере распределения времени пребывания в каждом из состояний является оправданным, но так же часто приходится иметь дело с системами, для которых это время имеет распределение, отличное от показательного, для всех или хотя бы некоторых состояний (в том числе и хотя бы для одного состояния). Кроме того, во многих приложениях, при сохранении независимости вероятности перехода в какое-либо из состояний от предыстории процесса, нарушается, тем не менее, требование о независимости времени пребывания системы в каждом из состояний от того, в какое состояние система перейдет
по истечении этого времени (независимость от будущего). Необходимость адекватного математического описания таких систем, поведение которых отличается (хотя и незначительно) от марковского, привела к введению такого понятия как полумарковский процесс.
Определение 1. Марковский случайный процесс с вероятностями перехода из одного состояния в другое р,,
и
становится полумарковским, если распределение вероятностей времени пребывания в каждом состоянии определяется функцией распределения ^({) .
Определение 2. Пусть вероятности переходов системы из текущего состояния , в другие возможные состояния определяются элементами р.. стохастической матрицы
р = Ы1 j=1
состоянии i перед переходом в состояние j зависит от
а время (случайное) пребывания в
элемента qj неотрицательной матрицы Q =
1
Такие процессы называют полумарковскими [1].
Из двух приведенных определений полумарковского процесса второе является более общим и, таким образом, охватывает более широкий класс процессов. Также следует отметить, что оба определения описывают процессы, которые можно назвать однородными: как вероятности переходов, так и распределения времени пребывания в конкретных состояниях, не зависят от сдвига на временной оси. Из сказанного можно сделать вывод, что для полумарковских процессов неоднородность может проявляться как в изменении с течением времени переходных вероятностей, так и в изменении параметров распределения времени пребывания в каждом конкретном состоянии, или же в "совмещении" этих двух видов неоднородности.
