Клетка как производство, ее управляющий центр
Клетка является элементарной ячейкой жизни. Все живые организмы состоят из клеток, а простейшие из них – одноклеточные, всего из одной клетки. К настоящему времени структура и функции отдельных элементов клетки изучены очень подробно. Клетки всех организмов очень похожи по строению и основным свойствам. Клетки растений отличаются от клеток животных тем, что у них нет клеточного ядра. Схематическое изображение животной клетки показано на следующем рисунке:
Рис. Схематическое изображение животной клетки (из «Википедии», 2014)
На схеме клетка не выглядит слишком сложной, в реальности же число различных элементов в ней огромно. Например, одновременно в ней работают десятки тысяч «молекулярных машин» – рибосом, которые «печатают» цепочки аминокислот для белков в соответствии с последовательностью нуклеотидов в информационных РНК. Энергетическая система клетки состоит из многих тысяч «подвижных электростанций» – митохондрий, которые обеспечивают энергетический баланс в многочисленных процессах внутри клетки.
Объем клетки ограничен мембраной, внутри которой находится цитоплазма. «Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чем-то вроде жидкой плазмы, в которой «плавают» ядро и другие органоиды. На самом деле это не так. Внутреннее пространство эукариотической клетки (у которой есть ядро) строго упорядочено. Передвижение органоидов координируется при помощи специализированных транспортных систем, так называемых микротрубочек, служащих внутриклеточными «дорогами», и специальных белков динеинов и кинезинов, играющих роль «двигателей». Отдельные белковые молекулы также не диффундируют свободно по всему внутриклеточному пространству, а направляются в необходимые компартменты при помощи специальных сигналов на их поверхности, узнаваемых транспортными системами клетки» (Википедия, статья «Клетка», 2014). То есть в клетке есть и своя развитая транспортная система как в крупном сборочном цеху.
Понятно, что когда-то наша планета была раскаленным шаром, и клеток тогда не было, потом она остыла и клетки появились. Скачок между неорганической породой и клеткой просто огромный, здесь не может быть и речи о случайном возникновении без вмешательства разумной силы. Выше было показано, что всего сотня элементов не может случайно собраться в нужном порядке за время существования нашей Вселенной. А с чем можно сравнить сложность клетки? По своей сложности она не часовой механизм и даже не автомобиль или робот. С учетом того, что все необходимые для ее функционирования сложные элементы и молекулярные машины собираются внутри нее, а также того, что она может произвести свою точную копию, для имитации некоего подобного замкнутого цикла в людском производстве нужно строить целую систему заводов и фабрик, начиная от добычи полезных ископаемых, производства станков, и заканчивая производством компьютеров и программного обеспечения для них. И вот эта система заводов, способная себя произвести, и будет эквивалентом одной клетки. И нужно еще учесть, что в клетке нет людей, чтобы этим всем управлять, то есть система заводов должна быть полностью автоматизированной. С учетом того, что первые клетки появились миллиарды лет назад, очевидно, что уже тогда разумные силы их спроектировавшие, имели технический уровень выше, чем наша современная цивилизация.
Но, помимо невозможности возникновения клетки без вмешательства разума, есть еще и другой аспект, которому обычно совсем не уделяют внимания. Дело в том, что такая сложная система не может существовать без соответствующей системы управления. Те процессы, которые мы наблюдаем в теле клетки – это только внешняя исполнительная часть, наподобие того, как в цеху с автоматическим производством, мы не можем видеть программ управления, а только результат их действия в виде работающих станков и движущихся транспортеров с заготовками или готовой продукцией. Подчеркнем, что клетки нельзя рассматривать как необычайно сложные часовые механизмы или машины, которые были когда-то созданы природой, а теперь работают сами по себе как вечные двигатели. А именно такой взгляд является доминирующим в современной науке, потому что она даже не пытается понять, как работает живая клетка, кто или что управляет комплексом сложнейших процессов в ней. Все усилия направлены лишь на то, чтобы понять, как же она возникла когда-то очень давно.
Можно ли представить машины или механизмы, которые способны восстанавливать произвольно отрезанную часть? Таких нет. А одноклеточные существа, такие как амеба, способны регенерировать небольшие отрезанные куски. Конечно, мощное производство, которое способно копировать себя, наверно сможет восстановить и свою разрушенную внешними силами часть, но программа, которая управляет таким производством, по уровню сложности должна быть сравнима с искусственным интеллектом. Ничего подобного искусственному интеллекту в клетке увидеть невозможно, хотя ее компоненты уже исследованы и описаны вплоть до уровня отдельных атомов.
Раньше, когда процессы в клетке были не столь хорошо изучены, существовала надежда, что роль управляющей программы в клетке выполняют последовательности молекул ДНК в хромосомах. Но сейчас довольно очевидно, что хромосомы являются просто складом шаблонов или матриц, которые используются на начальном этапе в производстве белков. То есть они являются одним из многочисленных объектов, над которыми производятся действия управляющей клеткой программы.
В клетке присутствуют многие химические соединения: вода, углеводы, жиры, – но для особо сложных и ответственных конструкций основными строительными блоками служат нуклеотиды и аминокислоты. Из нуклеотидов построены молекулы ДНК и РНК, а из аминокислотных остатков – белки. Число атомов в этих нуклеотидах (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил) около полутора десятков, аминокислоты белков (число которых двадцать) содержат от десяти до почти трех десятков атомов. Белки имеют общую схему построения сложных молекулярных конструкций: сначала собирается длинная цепочка аминокислот (полипептидная цепочка), затем она сворачивается в клубок, то есть ей придается нужная пространственная конфигурация, после чего может происходить доводка до конечной формы путем отрезания лишних элементов или добавления каких-то нужных для функционирования атомов, которых нет в составе аминокислот. Простые белки типа инсулина содержат всего около сотни аминокислотных остатков, а многие сложные белки могут содержать сотни тысяч атомов.
В современной науке принято придавать молекулам ДНК, образующим хромосомы, особую роль хранителя генетической информации, которая определяет и задает все процессы не только в клетке, но и во всем организме. «Генетическая информация – информация о строении белков, закодированная с помощью последовательности нуклеотидов – генетического кода – в генах (особых функциональных участках молекул ДНК или РНК)… Реализация генетической информации происходит в процессе синтеза белковых молекул с помощью трех типов РНК: информационной (иРНК) (ее также называют матричной РНК, мРНК), транспортной (тРНК) и рибосомальной (рРНК). При этом генетическая информация копируется с матрицы ДНК на мРНК в ходе транскрипции, а затем мРНК используется как матрица для синтеза белков в ходе трансляции» (Википедия, статья «Генетическая информация», 2014).
Однако информация имеет смысл, если она может быть считана и использована по назначению, информацию может воспринимать только разумное существо или некий его эквивалент в виде программного устройства. В физике понятия «информация» нет, там есть понятие энтропия, характеризующее степень хаотичности ансамбля частиц. А если мы остаемся в рамках материализма, то должны полагать, что все процессы в клетке также материальны и имеют только физико-химическую природу. Если в клетке нет системы управления, то и об информации не может быть и речи, ее просто некому или нечему передавать.
Разумных существ наподобие людей в теле клетки нет, с этим вряд ли будут спорить. Значит, когда говорят о генетической информации, нужно полагать, что она может иметь отношение к некой управляющей системе, находящейся в клетке. В любом аппарате или машине, имеющей систему управления, можно пошагово проследить, как она действует. Инженеры, когда создают машину, продумывают и воплощают «в железе» все элементы системы управления, каждый управляющий сигнал можно проследить, будь он механический, гидравлический или электромагнитный. Увы, в клетке это сделать невозможно. Там все работает как будто по мановению волшебной палочки, видно как происходит процесс, а что его вызвало непонятно. Поэтому в научных статьях процессы в клетке обычно описываются только с точки зрения внешнего наблюдателя, то есть поясняется как это происходит, но не объясняются движущие причины. Это похоже на описание ребенком работы робота с прозрачным корпусом, он видит, как его части движутся внутри, но он понятия не имеет о микросхемах и датчиках, которые и управляют всеми действиями робота.
