Эскизы. 46. Возникновение органики и код программирования Жизни.
Возникновение органики и ее самоорганизация.
Органика может возникать даже в смесях простых неорганических молекул при разных физических воздействиях на них. Это было продемонстрировано довольно давно в опытах на запаянных в стеклянных колбах смесях воды и ее паров с простейшими газами (молекулярных кислорода, азота и углекислого газа) при облучении их интенсивным светом и пропускании сквозь них электрических разрядов. Через некоторое время спектральный анализ показывал наличие в этих колбах метана, аммиака, простейших спиртов и других довольно простых органических молекул.
Одной из простейших химических реакций, в которой возникает органика из неорганики, является и реакция фотосинтеза. В ней из молекул углекислого газа и воды под воздействием солнечного света образуются молекулярный кислород и нужная для жизнедеятельности растений простейшая органика. Ясно, что это необратимый процесс, протекающий под воздействием потока энергии солнечного света.
Но в основном в органической химии на биологическом уровне источником нужных для реакций потоков внешней энергии является катализ. Катализ - это химический процесс, протекающий с участием своеобразных посредников - молекул катализатора, которые в нужный момент и в нужном месте передают реагирующим молекулам часть своей внутренней энергии, восполняя ее потери в другой момент времени и в другом месте известным им способом. При этом "передача энергии" и "восполнение потерь энергии" могут иметь любой знак.
Однако, совокупность органических молекул, сколь бы сложными и многообразными они ни были, еще не проявляет жизни, как необратимых процессов организации, поддержания и воспроизводства пространственных структур. Для организации жизни в этом смысле необходима структура, в которую был бы запрограммирован алгоритм последовательности нужных реакций с нужными потоками энергии.
Программирование жизни.
Человечество придумало систему программирования для решения вычислительных задач и обработки потоков информации на основе 2-буквенного алфавита - "0" и "1". И затем из этих букв - систему "слов" из восьми букв, называемых байтами. Возможное число таких слов - 256. Но эффективно используются далеко не все из них. А уже из этих "слов" можно составлять любые, сколь угодно сложные произведения - работающие на компьютерах программы.
Природа пошла иным путем. За основу она взяла 4-буквенный алфавит азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (в РНК иногда тимин заменяется близким ему урацилом). Из этих букв она строит трех-буквенные "слова" - кодоны. Возможное число таких "слов" - 64. Часть из которых в земных условиях получили одинаковый "смысл". Так что разных по смыслу "слов" используется всего 20. Они "звучат" в форме 20 разных аминокислот, из которых и строятся сколь угодно сложные произведения - белки. Строятся по программам, записанным в последовательностях команд - кодонов в ДНК живого организма.
В этом смысле ДНК - большой чип с "запаянной" в него программой последовательности биохимических реакций. В результате изобретения природой ДНК возник механизм самоорганизации жизни. Как и в случае самоорганизации простых систем энтропия в живой системе уменьшается (отводится вовне) за счет протекающего через систему потока энергии.