растений и животных – от простейших до человека. Гидролиз молекул АТФ
происходит под влиянием ферментов и коферментов, входящих в состав мышечных
волокон, ионных насосов, в рибосомах при синтезе белков и т.д. Из-за
больших размеров органических молекул и ферментных структур места выделения
и использования энергии гидролиза часто разделены расстояниями, значительно
превышающими межатомные. Поэтому возникает важный вопрос о механизме
эффективного переноса энергии гидролиза молекул АТФ вдоль больших белковых
молекул.
Механизму транспорта энергии в биологических системах было посвящено
специальное заседание Нью-Йоркской академии наук в 1973 г. Обсуждались три
главных вопроса: существует ли кризис в биоэнергетике? Если да, то какова
его природа? Как может быть разрешен этот кризис? Уже сама постановка этих
вопросов говорила об отсутствии понимания механизма эффективного переноса
энергии.
Предлагаемые объяснения наталкивались на непреодолимые трудности. Эти
трудности объяснялись тем, что количество энергии, выделяемое в одном акте
гидролиза молекул АТФ (~ 0,5 эВ), слишком мало для возбуждения электронных
состояний белковых молекул. Их возбуждение требует энергии, на порядок
большей. А энергии, выделяемой при гидролизе молекул АТФ, достаточно только
для возбуждения внутримолекулярных колебаний белковых молекул. Вот почему
ряд выступавших на конференции учёных, в частности М. Клейр, Д. Грин, К.
Штауб, считали, что в белковых молекулах энергия гидролиза молекул АТФ
переносится в виде вибрационной энергии колебаний группы атомов С = 0,
входящих в состав пептидных групп всех белков. Для возбуждения этих
колебаний требуется только 0,21 эВ энергии.
Это предположение активно оспаривали другие участники конференции (в
частности, Г. Вебер). Они утверждали, что в конденсированной среде (водное
окружение, другие молекулы) время жизни вибрационного возбуждения отдельных
пептидных групп должно составлять, как и время жизни вибрационных колебаний
в молекулярных кристаллах, только 10-12 с. Значит, такие колебания не могли
бы участвовать в переносе энергии гидролиза молекул АТФ на расстояние,
значительно превышающие размеры самих пептидных групп.
Сторонники переноса энергии вибрационными колебаниями возражали, что, по-
видимому, особая структура белковых молекул может играть ключевую роль в
стабилизации и увеличении времени жизни вибрационных состояний,
возбуждаемых в таких макромолекулах. Однако они не смогли убедительно
обосновать это утверждение. Не нашли поддержки и неовиталистические
высказывания некоторых участников заседания о необходимости установления
новых закономерностей, управляющих энергетическими преобразованиями в живой
природе, существенно отличающимися от закономерностей, установленных при
исследовании тел неживой природы.
Участники конференции так и не пришли к единому мнению. Вопрос о
«кризисе» в биоэнергетике остался неразрешенным.
В том же 1973 г. была опубликована работа Н. И. Кислухи и А. С. Давыдова.
Исследователи установили, что в a-спиральных белковых молекулах могут
распространяться без потери энергии и изменения формы колебательные
возбуждения коллективной природы. Такие возбуждения в дальнейшем получили
название давыдовских солитонов.
Исследование показало, что при наличии в цепочке двух волн разной
амплитуды, волна с большей амплитудой, двигаясь с большей скоростью, всегда
обгоняет волну с малой амплитудой. Неожиданно оказалось, что нелинейное
взаимодействие во время столкновения не сказывается на последующем движении
уединенных волн. После столкновения они продолжали движение, не меняя
колоколообразной формы и скоростей. Смещалось лишь немного их положение по
сравнению с тем, которое они занимали бы, если бы не было столкновения.
Таким образом, при столкновении уединенные волны не обмениваются
энергией. Именно поэтому в численных расчетах Ферми (1955 г.) не
наблюдалась термолизация. Обнаруженное замечательное свойство уединенных
волн, сближающее их поведение с поведением частиц, позволило Забуски и
Крускалу назвать их солитонами – сокращение от английского названия
solitary wave».
Также А. С. Давыдовым было рассмотрено, как солитоны эффективно переносят
энергию в белковых молекулах, в механизме мышечного сокращения, движения с
помощью ресничек, жгутиков и флагеля. Но дальнейшие исследования показали,
что и этот способ транспортировки неэффективен [6; 48-49]:
«С 1973 г. киевской школой теоретиков развивается подход А. С. Давыдова к
объяснению механизма транспорта энергии в биологических системах. Именно
тогда была опубликована ранее упомянутая работа Н. И. Кислухи и А. С.
Давыдова с описанием модели переноса энергии в a-спиральных белковых
молекулах за счет солитонов – колебательных возбуждений коллективной
природы, сохраняющих форму уединенной волны.
Следует сказать, что впервые наблюдал уединенные волны на воде английский
инженер Джон Скотт Рассел 165 лет назад. С тех пор теория этого явления
получила блестящее развитие, особенно в 60-е годы нашего столетия, когда и
укоренилось название «солитон», обозначающее нелинейную уединенную волну,
перемещающуюся без потери энергии и изменения формы. Такая стабильность
солитона обусловлена взаимным влиянием нелинейности и дисперсии. Дисперсия
задает различную скорость и, следовательно, пространственное расплывание
различных гармоник (монохроматических волн) локализованного возбуждения, в
то время как нелинейность обеспечивает интенсивное взаимодействие
монохроматических составляющих волнового пакета. В результате
перераспределения энергии при этом взаимодействии сообразуется устойчивое
коллективное возбуждение, распространяющиеся как единое целое.
Согласно концепции А. С. Давыдова и его сотрудников, при гидролизе
молекулы АТФ, прикрепленной к концу a-спиральной белковой молекулы (которая
представляется как квазиодномерная нелинейная система с экситонной
дисперсией) высвобождается энергия, распространяющаяся по a-спирали в виде
солитона. При этом рассматриваются две колебательные подсистемы –
возбуждение внутренних колебаний пептидных групп (амид-1) макромолекул (с
дипольным моментом d = 0,35 Д и энергией возбуждения ~ 0,21 эВ) с
резонансным деполь-депольным взаимодействием между собой и деформационные
колебания, связанные со смещением первоначальных равновесных положений
пептидных групп. Связь колебаний амид-1 со смещениями их равновесных
положений характеризуется некоторым коэффициентом пропорциональности.
Отсюда находится и энергия соответствующей связи. Оказалось, что если бы
энергетический транспорт осуществлялся посредством распространения
солитонов в биомолекулах, то внешние излучение могло бы эффективно нарушать
этот процесс. Эта задача была рассмотрена для достаточно низко интенсивных
СВЧ-излучений, а также для коротких и мощных СВЧ-импульсов наносекундной
длительности (I0 >10 МВт/см2)».
О. В. Бецким и В. В. Кисловым были предложены другие способы
транспортировки энергии: активационный, туннельный и комбинированный. Но
как признаются авторы статьи, и эти способы не всегда являются
эффективными.
Так как же происходит транспортировка энергии между клетками, если все
электронные способы являются неэффективными? А вы не задавали себе вопроса:
«Почему именно электронный?» Ведь на свете существуют и другие частицы,
которые могут нести энергию и распространятся волнами. Кроме фотонов,
электронов, позитронов и их производных, существуют еще и другие частицы –
нейтрино и антинейтрино. Именно нейтрино могут распространяться волнами и
именно они могут эффективно переносить энергию и информацию из одной клетки
в другую, а также внутри клетки. Как я уже говорил, при аннигиляции
получаются не только обычные фотоны, но и a, b и жесткие g-частицы, то есть
при аннигиляции появляется множество различных нейтрино с различными
массами, частотой излучения и длиной волны. Каждая термоядерная реакция
строго индивидуальна, как отпечаток пальца. Одна реакция с одними
элементами резко отличается от реакции с теми же элементами и с добавлением
еще одного элемента. И в отличие от a, b и жестких g-частиц, которые в
основном будут поглощены соседними атомами, нейтрино, выделившись, будет
искать ближайший центр масс. В клетке же центром масс является ядро клетки.
Нейтринная волна, скорость которой равна световой, может свободно обогнать
электромагнитную волну. Нейтринная волна распространяется во все стороны
одинаково, она свободно пройдет внутри клетки и достигнет ядер соседних
клеток. Нейтрино инициирует реакцию внутри ядер и снова выделится нейтрино.
Выделившийся нейтрино снова достигнет соседних ядер. Так одна реакция
вызовет цепную реакцию. Я уже чувствую нападки биологов: «Как, радиация
внутри клетки? Да радиация ее убьет!» Это заблуждение.
Во-первых, термоядерные реакции происходят не только на высоких энергиях.
На высоких энергиях они лишь фиксируются!
Во-вторых, как я уже говорил, термоядерные реакции происходят всегда при
выделении энергии, и не важно, что это за энергия: трение, электрическое
свечение или химическое горение внутри клетки.
Другое дело, что естественный радиоактивный распад не обнаруживается в
живых клетках. Это не означает, что он не происходит, просто в живых
клетках все процессы строго сбалансированы и все выделяющиеся частицы
моментально поглощаются. Тем более, что не термоядерные реакции служат
топливом клетки, а химическая реакция – горение. Термоядерные реакции лишь
служат для переноса информации внутри клетки и между клетками. Элементы,
отвечающие за перенос информации и содержащимися во всех клетках, это 12С,
16О, 1Н. Углерод, кислород и водород можно назвать основой радиоактивности
клетки, а термоядерными реакциями клетки, являются следующие реакции:
1Н + 1Н ? D2+ е++n,
12С + 1Н ? 13С+g,
16О + 1Н ? 17О+g,
D2 ? 1Н + 1Н + е++n,
13С ? 12С + е+ + n ,
17О ? 16О + е+ + n.
Я бы назвал эти реакции так: «реакции биологической радиации».
Первые три реакции – это реакции соединения ядра клетки. То есть они
составляют одну цепочку ДНК и могут присоединить недостающие звенья, создав
новую цепочку ДНК. Эти реакции и есть составные части, набор которых и
составляет ДНК. Последние три реакции – это реакции распада этих трех
составных частей.
Если водород, кислород и углерод способны переносить информацию, то эта
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
