Калашников Юрій Якович
У живих системах немає нічого більш загадкового, ніж молекулярна інформація. Як не дивно, але перша закодована інформація з'явилася на Землі більше 3,5 мільярдів років тому. І це була - "буквено-символьна" інформація біологічних макромолекул. Великою несподіванкою для нас виявилося й те, що генетичні та інформаційні молекулярно-біологічні технології правлять світом живого з самого початку його зародження. І тільки наступив вік технічних систем та інформаційних технологій дозволив це помітити і злегка відкрити численні секрети життя, побачити закономірність і спрямованість всіх подальших еволюційних подій. Отже, основи еволюції, причини побудови та розвитку нашої світобудови слід шукати у спрямованості процесів і подій, що відбуваються на нашій планеті, які забезпечуються єдиними інформаційними закономірностями. Тому сама біосфера, також як і ноосфера, техносфера і інфоноосфера є наслідком послідовної інформаційно-спрямованої еволюції нашого світу.
У всьому Всесвіті, мабуть, немає більше таємничого і більш загадкового явища, ніж життя. Сучасне природознавство до цих пір не може пояснити багато причини і механізми функціонування живих систем, які мають дивні природними властивостями самоврядування, самооновлення і самовідтворення. Причому, навіть окрема клітина є найскладнішою біокібернетичними системою, виконаною в мініатюрі, де всі компоненти, структури і біохімічні процеси впорядковані на молекулярному рівні. Дослідженням живої матерії і біомолекул в основному займається молекулярна біологія і біохімія - хімія найбільш організованої матерії. Можливо тому, у вивченні живої матерії до теперішнього часу домінує виключно фізико-хімічний напрямок. Але, чим глибше вчені впроваджуються в деталізацію фізико-хімічних процесів, тим більше у них виникає сумнівів в пізнаваності живої речовини. Враховуючи складно-залежні фізичні, хімічні та інші процеси, що протікають в живій системі, багато дослідників і сьогодні песимістично ставляться до реальності пізнання феномена життя. І всім стає ясно, що молекулярні біологічні науки зайшли в світоглядний глухий кут. Між тим, вже давно відомо, що поряд з речовинної та енергетичної складовими живої матерії є ще одна, не менш важлива складова, - інформаційна, і лише вона в молекулярно-біологічних процесах відіграє провідну і організуючу роль. Наука показує, що життя на нашій Землі існує, підтримується і розвивається тільки завдяки спадковій інформації. Тому живі організми за своєю суттю не можуть ні функціонувати, ні існувати, ні розвиватися тільки лише на фізико-хімічної основі. Причому, як не можна пояснити роботу комп'ютера за допомогою законів електротехніки, точно так само не можна зрозуміти і причини функціонування живих систем за допомогою самих тільки фізико-хімічних закономірностей. Тут потрібен інший підхід, який би враховував і інформаційну складову живого. У силу цих обставин, незважаючи на зусилля багатьох природничих наук, до цих пір існує повний пробіл у знаннях про головне, - про взаємозв'язок між інформацією, структурою і функцією в різних біологічних процесах. Загадкової залишається і головна проблема, - що таке інформація, і як вона діє в молекулярно-біологічній системі? Залишається відкритим питання, - як, і яким чином, генетична інформація бере участь в управлінні процесами обміну речовин або отримання енергії? До теперішнього часу в природознавстві відсутня концепція інформаційного управління живої клітиною. З великими труднощами виявлені окремі фрагменти, але поки не видно загальна картина проходження та реалізації генетичної інформації. При цьому сенс виявлених інформаційних фрагментів зводиться до того, що "спадкова інформація, закодована в нуклеотидної послідовності, переводиться в амінокислотну послідовність білків ... Білкові молекули представляють, свого роду" пастку "в потоці генетичної інформації ... Гени контролюють клітинний метаболізм за рахунок міститься в них про структуру ферментів та інших білків, а ферменти виступають в ролі біокаталізаторів, керуючих усіма хімічними процесами в живих організмах "[1,2]. Як ми бачимо, дослідження проходження генетичної інформації в живих системах чомусь зупинився на етапі синтезу білкових молекул. У зв'язку з цим, у біохімії вже давно панує хибне уявлення про те, що управлінням хімічних процесів у живих системах займаються хімічні каталізатори, але ніяк не керуюча інформація. Таке спрощене уявлення явно не відповідає дійсності. Відомо, що клітинний космос біологічних молекул, за час свого розвитку, створив дуже надійну і універсальну молекулярно-біологічну систему управління з надзвичайно стабільною генетичною пам'яттю та її феноменальними інформаційними можливостями. Все це говорить про те, що живі клітини користуються своєю, суто специфічної молекулярної інформаційною технологією. А це означає те, що в основі всіх біохімічних і біо-логічних "технологій" лежать процеси інформаційні. Автора даної статті вже давно хвилює питання: як, і яким чином, генетична інформація бере участь в управлінні складними біохімічними процесами, молекулярними та іншими біологічними функціями живої клітини і організму. У зв'язку з цим, всі свої попередні роботи він присвятив проблемам кодування, передачі і перетворення генетичної інформації та використання її в різних молекулярно-біологічних процесах управління та регулювання. У цих роботах були узагальнені, сформульовані та запропоновані ті ідеї, гіпотези і концепції, які, на думку автора, можуть дати початкові уявлення та елементарні знання про інформаційні процеси на молекулярно-біологічному рівні. Послідовно були розглянуті та обговорені досить дискусійні в біології теми. 1. Молекулярна елементна база живої форми матерії. 2. Закономірності молекулярної біохімічної логіки та інформатики. 3. Основні принципи та механізми існування живої матерії. 4. Ферменти і білки - як надмініатюрні автомати і маніпулятори з програмним управлінням. 5. Молекулярно-біологічна система управління клітини і т. д. Можливо, це і є той підхід, який зацікавить дослідників, які шукають шляхи до вивчення систем обробки та реалізації молекулярної інформації в живих клітинах і організмах. Тому, не виключено, що запропоновані в цих статтях альтернативні ідеї можуть бути затребувані і використані для розвитку нового в науці напрямку - "Молекулярної біологічної інформатики". Принаймні, таку можливість автор не виключає. Дана стаття є логічним продовженням і подальшим розвитком раніше позначених тем.
1. У біологічних молекулах немає нічого більш загадкового, ніж інформація. Відомо, що інформаційні повідомлення не можуть переміщатися в часі і в просторі нематеріальним способом. У зв'язку з цим, автор прийшов до висновку, що інформація в живій системі, - це змістовні відомості, укладені в тому чи іншому посланні або повідомленні геному, які зберігаються, передаються і використовуються тільки в закодованій молекулярній формі. А інформаційний код в будь-якій живій клітині записується хімічним способом за допомогою елементарної форми органічної речовини і тому переноситься в структурах біологічних молекул. Дивно, але факт - все живе на Землі, від нікчемної бактерії до людини, складається з однакових "будівельних блоків" - стандартного набору більш ніж трьох десятків типових функціональних біо-логічних (біохімічних) елементів. Цей типовий набір являє собою, ніщо інше, як елементну базу, або загальний молекулярний біологічний алфавіт, який служить для кодування інформації, побудови і програмування молекулярних структур живої матерії. До складу цього унікального набору входять різні системи біо-логічних елементів (окремі молекулярні алфавіти): 1) вісім нуклеотидів, - "чотири з них грають роль кодують одиниць ДНК, а інші чотири використовуються для запису інформації в структурі РНК" [1], 2 ) двадцять різних стандартних амінокислот, які кодуються в ДНК і служать для матричного побудови білкових молекул, 3) кілька жирних кислот, - порівняно невелике число стандартних органічних молекул, що служать для побудови ліпідів, 4) родоначальниками більшості полісахаридів є кілька простих цукрів (моносахаридів) і т. д. Всі ці хімічні літери і символи були відібрані в процесі еволюції. Тому, крім семантики повідомлень вони мають ще й унікальною природною здатністю до виконання різних - хімічних, енергетичних, молекулярних та інших біологічних функцій. Як ми бачимо, живі системи мають не тільки свою писемність, а й користуються різними молекулярними мовами. А основою кожної системи елементів є свої індивідуальні молекулярні біо-логічні (біохімічні) елементи (хімічні літери і символи). На базі різних систем біо-логічних елементів - молекулярних алфавітів, можуть бути "сконструйовані" різноманітні макромолекули клітини - ДНК, РНК, білки, полісахариди, ліпіди і т. д. Тому елементна база являє собою ті системи біохімічних елементів, використовуючи які жива клітина здатна інформаційним шляхом будувати різні біологічні молекули і структури, записувати в них інформацію, а потім за допомогою цих коштів здійснювати будь-які біологічні функції і хімічні перетворення. Адже і, дійсно, - всі біохімічні елементи, що входять до складу різних біологічних молекул, являють собою ту елементарну форму органічної речовини, з допомогою якої формуються і передаються біологічні коди молекулярної інформації. Отже, інформація в живій молекулярної системі передається за допомогою різних дискретних кодових сигналів, які спочатку формуються в "лінійних" молекулярних ланцюгах, а потім і в тривимірних структурах різних біологічних молекул. Тому вона має молекулярний базис подання [3]. Як не дивно, але перша закодована інформація з'явилася на Землі більше 3,5 мільярдів років тому! І це була буквено-символьна інформація біологічних макромолекул. Можна без перебільшення сказати, що хімічний спосіб подання інформації став саме тим геніальним винаходом природи, за допомогою якого була підведена риска під хімічної еволюцією матерії, і були відкриті неосяжні дали і непередбачувані шляху великої еволюції - біологічної. При цьому жива природа виявилася настільки майстерним шифрувальником і застосувала на молекулярному рівні такі системи кодування та програмування, які гарантували збереження таємниць живої форми матерії буквально до наших днів. І лише на початку другої половини 20 століття був відкритий генетичний код і сформульована проблема дії генів як розшифровки закодованих в них повідомлень. Однак серед біологів не виявилося кваліфікованих криптографів, які могли б розшифрувати інші коди і різні лінійні і просторові кодові комбінації елементів, які використовуються в структурах біологічних макромолекул. Отже, найважливішою умовою, що зумовив виникнення живої матерії, з'явилася наявність досконалої та якісної молекулярної елементної бази. І тільки завдяки її чудовим властивостям, жива природа з великим успіхом освоїла дивовижні хімічні методи кодування інформації та унікальні способи перенесення і завантаження програмної інформації на молекулярні носії - біологічні молекули. Цей факт підтверджується тим, що різні інформаційні коди в молекулярній системі записуються хімічним способом і тому переносяться безпосередньо в структурах біологічних макромолекул. Більше того, нагадаємо, що всі букви і символи елементної бази (мономери) живої матерії виявилася наділеними такими хімічними і фізичними природними якостями і властивостями, поєднання яких дозволяє їм у складі біологічних молекул одночасно виконувати буквально різні за своєю біологічною ролі функції та операції: 1) служити в якості будівельних блоків, за допомогою яких здійснюється фізичне побудова різних макромолекул; 2) виконувати роль натуральних інформаційних одиниць - хімічних літер або символів, за допомогою яких у біомолекули записується молекулярна інформація; 3) служити в якості елементарних одиниць молекулярного коду, за допомогою якого спочатку йде перетворення, а згодом, - втілення і реалізація генетичної інформації; 4) бути програмними елементами, за допомогою яких будуються алгоритми структурного перетворення, а потім і програма функціонального поведінки різних біологічних макромолекул; 5) обумовлювати потенційну і вільну хімічну енергію біомолекул. Все це вказує на те, що інформація, завантажена в макромолекули (за допомогою апаратних засобів і молекулярного алфавіту), визначає не тільки їх молекулярне зміст, але і їх структуру, форму, клас биоорганического з'єднання, потенційну і вільну енергію хімічних зв'язків. Крім того, та програмна інформація, яка завантажена в молекулярні структури, завжди визначає інформаційне та функціональне поведінка біологічних макромолекул. При цьому, кожен типовий біо-логічний елемент (хімічна буква або символ) характеризується наявністю своїх функціональних атомних груп, які визначають його хімічні властивості і служать вхідними і вихідними колами, з допомогою яких елементи можуть ковалентно з'єднуватися один з одним у довгі молекулярні ланцюги. І головне, - важливо відзначити, що кожен елемент (мономер) має ще й свою індивідуальну бічну атомну групу (або групи), яка в живій системі, як правило, використовується як елементарного інформаційного хімічного сигналу! Наочний приклад: повідомлення в ланцюзі ДНК або РНК кодується у вигляді послідовності нуклеотидів, а носіями генетичної інформації є азотисті основи - "бічні" атомні групи нуклеотидів. Відповідно, і в поліпептидного ланцюга білка це повідомлення записується у вигляді послідовності амінокислот, де носіями інформації є їх бічні R-групи. При цьому різні хімічні букви білкового алфавіту (амінокислоти) у поліпептидного ланцюга виявляються певним чином згрупованими в окремі смислові послідовності ланцюга, що кодують різні інструкції, команди і повідомлення, тобто всю програмну інформацію, необхідну для функціонування білкової молекули. Як ми бачимо, гени можуть управляти поведінкою біологічних макромолекул тільки лише за допомогою програмування їх структур і функцій! [3]. Для дискретних повідомлень характерна наявність фіксованого набору елементів, з яких формуються різні кодові послідовності. Наприклад, інформаційні повідомлення можуть кодуватися за допомогою 33 літер алфавіту російської мови або букв і символів інших алфавітів. При цьому різні літери відповідним чином групуються на папері (або на іншому носієві) в слова, фрази і пропозиції. Загальний алфавіт живої форми матерії також складається з понад 30 хімічних букв і символів молекулярного мови живої природи, з допомогою яких кодується біологічна інформація. Причому, для "автоматизації" процесів запису і кодування інформації в живій клітині застосовуються спеціальні системи, такі як апаратні пристрої реплікації, транскрипції і трансляції генетичної інформації. Хімічні літери і символи (мономери), як відомо, побудовані на базі окремих атомів і атомних груп. У зв'язку з цим, в живих системах була досягнута неймовірна щільність запису інформації, так як її кодування в структурах макромолекул здійснюється на субмолекулярному рівні за допомогою бічних атомних груп молекулярних біо-логічних елементів. Можна собі уявити, яку колосальну кількість інформації зберігається в генетичній пам'яті і циркулює в біологічних молекулах і структурах єдиної клітини, розміри якої у довжину часом складають соті частки міліметра. Так як інформація записується в лінійну структуру біомолекул хімічними літерами і символами (біо-логічними елементами), то це означає лише одне, - що ця інформація, точно так само, як і хімічна енергія виявляє повне спорідненість з живою речовиною на його молекулярному рівні. Іншими словами, будь-якій живій клітині на молекулярному рівні завжди дотримується і діє дивна властивість єдності речовини, енергії та інформації. Отже, інформація в живих системах дійсно має молекулярний базис представлення. Всі живі клітини використовують хімічний принцип запису інформації, а елементарні хімічні інформаційні сигнали визначаються відповідними біо-логічними елементами (мономерами), які виступають у якості натуральних одиниць молекулярної біологічної інформації. Тут ми відзначили лише деякі з основних напрямів застосування загального алфавіту живої форми матерії. Однак, і з цих прикладів ясно, що різні системи біо-логічних елементів (різні молекулярні алфавіти) дійсно мають унікальні багатофункціональними природними якостями і властивостями, які мають фундаментальне значення в організації різних макромолекул, структур та їх функцій у будь-яких живих клітинах. Важливо зазначити, що вказані якості і властивості біо-логічних елементів існують завжди і одночасно і тому вони, за своєю суттю, є різними характеристиками однієї і тієї ж елементної бази. Тільки таке поєднання характеристик дозволяє цим елементам забезпечувати в живій клітині та інформаційне структурну побудову різних макромолекул, і їх енергетичне забезпечення, і програмне керування їх біологічними функціями! Ясно, що така інтеграція різних характеристик здійснюватися тільки на основі і за рахунок завантаженої молекулярним кодом у різні активні макромолекули клітини структурної, програмної та функціональної інформації. Тому, головний висновок, до якого можна прийти, полягає в тому, що інформація, що циркулює в живій клітині, завжди знаходиться в молекулярних структурах биоорганического речовини. Вона має функціональний характер, хімічну або стереохімічні форму запису, а також різні молекулярні види подання. Наприклад, молекулярна біологічна інформація може бути представлена у вигляді ланцюгів нуклеїнових кислот, - під час запису її нуклеотидами; у вигляді поліпептидних ланцюгів, - під час запису її амінокислотами; у вигляді лінійних або розгалужених ланцюгів полісахаридів, - під час запису її моносахаридами і т. д. Причому лінійна форма запису інформації, як правило, є основою для перетворення її у форму просторову - стереохімічні. Отже, для вирішення різних біологічних завдань, жива клітина широко користується різними молекулярними алфавітами, мовами, а також різноманітними формами і видами подання інформації. Як ми бачимо, інформація в живих клітинах може існувати у двох молекулярних формах - одномірної хімічної (лінійної) і просторової, стереохимической. Значить, жива клітина користується двома інформаційними рівнями організації біологічних молекул - лінійним і просторовим. На першому рівні, за допомогою керуючих засобів забезпечується послідовне ковалентное з'єднання різних хімічних літер або символів у довгі молекулярні ланцюги. Таким шляхом виконується запис інформаційних повідомлень в первинну, одновимірну ("лінійну") біологічну структуру. Однак, просторова (стереохимическая) організація макромолекул і клітинних структур, також як і їх функції, здійснюються за допомогою хімічних зв'язків, значно більш слабких, ніж ковалентні. Це відбувається тому, що бічні групи тих біо-логічних елементів, які в ланцюга пов'язані ковалентно, здатні до інформаційних взаємодій з іншими бічними групами, як в межах однієї макромолекули, так і з бічними групами довколишніх молекул. До таких взаємодій (їх називають слабкими зв'язками) відносяться: водневі та іонні зв'язки, ван-дер-ваальсові сили, гідрофобні взаємодії, які в сукупності, завдяки їх численності і різноманітності, виявляються досить сильними. Тому вони визначають не тільки ступінь міцності складних макромолекул, - білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів і т. д., але і зумовлюють їх інформаційні та функціональні можливості. Значить, другий інформаційний рівень організації макромолекул здійснюється в основному за допомогою слабких нековалентних сил, зв'язків та взаємодій між бічними атомними групами і атомами хімічних літер або символів. Через посередництво цих сил і зв'язків йде втілення лінійної молекулярної інформації в стереохімічні структуру і форму. У результаті таких перетворень "одномірна" молекулярна інформація ланцюгів "згортається, пакується і стискається" в тривимірну інформацію біомолекул, яка в такому вигляді стає придатною для транспортування, передачі по різних каналах, а потім, і безпосереднього використання в різних біологічних процесах. Нагадаємо, що інформаційні взаємодії біологічних молекул один з одним і з системою управління здійснюються на тривимірному рівні їх структурної організації за допомогою лінійних, локальних і стереохимических кодових матриць, утворених численними бічними атомними групами біо-логічних елементів [3]. Трансформація лінійних генетичних повідомлень в тривимірну структуру і форму різних біомолекул - це важливий етап переходу біологічної інформації з однієї її молекулярної форми в іншу. Лінійний та просторовий елементарний склад макромолекул визначається генами, а кожен біо-логічний елемент у складі біологічної молекули тотожне може виконувати різні ролі, - як структурної, так і інформаційної одиниці, як функціонального, так і програмного елемента. Тому всі апаратні засоби живої клітини - білки, ферменти та інші клітинні компоненти володіють строго своєю специфічною структурною організацією, мають своє інформаційне та функціональне призначення, а також користуються своїм індивідуальним енергетичним і програмним забезпеченням. Тільки завдяки дивовижним багатофункціональним властивостям біо-логічних елементів, макромолекули клітини стають володарями настільки багатоликих і різнобічних якостей і властивостей, що їх можна вивчати і розглядати буквально з різних сторін і різних точок зору. Тому версії розгляду і методи дослідження біологічних молекул можуть бути різними. Їх можна розглядати з структурної точки зору, з фізико-хімічної, з енергетичної, з інформаційною, з функціональної і, нарешті, - з біологічної. Якщо, наприклад, їх розглядати чисто c інформаційної точки зору, то можна констатувати, що в біологічних макромолекулах немає нічого, окрім інформації записаної хімічними літерами або символами спочатку в лінійній послідовності молекулярних ланцюгів, а потім, і в просторовій стереохимической організації макромолекул. А тривимірна структурна інформаційна основа макромолекули якраз і описує ті її загальні характеристики, які у своїй сукупності можуть дати повне уявлення про її біологічної сутності. На думку автора, тільки інформаційний зміст біологічної молекули є фактором інтеграції різних характеристик складових її елементів, які у своїй сукупності і представляють всю її біологічну сутність! Тільки так, і не інакше, виникають ті біологічні якості і властивості молекулярних структур, які звикли спостерігати біологи. Однак зауважимо, що унікальне властивість єдності речовини, енергії та інформації і багатофункціональний принцип застосування елементної бази привели до дивовижної ситуації в природничих науках. По-перше, така ситуація підказує, чому біологічна форма матерії не піддається поясненню з якою-небудь однієї з точок зору, наприклад, при фізико-хімічному підході. По-друге, це ж обставина дозволяє біологам вивчати живу матерію буквально з різних сторін і різних точок зору. Тому, настільки різнопланові ознаки і властивості біологічної форми матерії призвели до того, що в даний час її вивченням зайняті численні природні науки - біофізика, біохімія, генетика, молекулярна біологія, біоенергетика, цитологія та багато інших дисциплін. Однак такий диференційований підхід більше веде до роз'єднання, ніж до інтеграції знань. Автор упевнений, що тільки альтернативний - інформаційний підхід може дозволити по-іншому поглянути на давно відомі фізичні і хімічні закономірності і відкрити нові сторінки у вивченні живої матерії. Тільки молекулярна інформація визначає і структурну організацію, і функціональне поведінку, і енергетику, і всі інформаційні можливості різних біологічних макромолекул і структур. Зауважимо, що весь цей багатоликий набір дивовижних характеристик біомолекул забезпечується багатофункціональними властивостями біо-логічних елементів (хімічних букв і символів). Тому, якщо біомолекули розглядати тільки чисто з інформаційної точки зору, то виявляється, що в них немає нічого, крім молекулярної інформації (строго певної фіксованої позиційної послідовності елементів у молекулярних ланцюгах). Значить, тільки за допомогою молекулярного алфавіту, тобто за допомогою хімічних букв і символів, і ніяк інакше, ми можемо розшифрувати таємні таємниці живої матерії і, таким чином, проникнути в неосяжний світ молекулярної біологічної інформатики і молекулярних інформаційних технологій. Загальний молекулярний алфавіт, що складається більш ніж з трьох десятків різних хімічних букв і символів - чи це не той золотий ключик, за допомогою якого можна розгадати численні секрети живої форми матерії. Наше завдання - навчитися правильно "прочитувати" і вірно розшифровувати інформаційні послання та повідомлення геному, які закодовані в різних біологічних макромолекулах і структурах живої клітини і організму.
2. Молекулярна біологічна інформатика. Великою несподіванкою для нас виявилося те, що інформація та інформаційні молекулярно-біологічні технології правлять світом живого вже багато сотень мільйонів років! І тільки наступив вік технічних систем та інформаційних технологій дозволив це помітити і розгадати деякі секрети життя. З великими труднощами були відкриті і досліджені окремі фрагменти кодування і передачі генетичної інформації. На жаль, навіть сьогодні, ми можемо лише тільки припускати, які закономірності молекулярної біохімічної логіки та інформатики лежать в основі життєвих процесів. Спробуємо коротко розглянути і узагальнити деякі відомі та передбачувані інформаційні основи. По-перше, ми вже відзначили, що першим найважливішою умовою, що зумовив виникнення живої форми матерії, з'явилася наявність досконалої та якісної молекулярної елементної бази. Отже, в живій природі тільки молекулярний носій інформації міг покласти початок молекулярно-біологічної технології переробки інформації, а, отже, і відповідним перетворенням тих молекулярних компонентів биоорганического речовини, у структурах яких здійснено запис інформації [3]. При цьому зауважимо, якщо речовина та енергія живої матерії є її матеріальними наповнювачами, то інформація в структурі живої речовини, за своєю суттю, є керівництвом до дії, а, значить, і критерієм управління всіх хімічних, молекулярних, енергетичних та інших біологічних процесів. По-друге, була досягнута незвичайна стабільність зберігання інформації на генетичному носії і висока завадостійкість передачі її в незліченних поколіннях клітин та організмів, яка обумовлена не тільки структурної комплементарностью ланцюгів ДНК, але і застосуванням надійних систем репарації та реплікації. По-третє, - будь-який живій клітині, для реалізації функціональних та інформаційних процесів, постійно потрібна енергія. Рослини, наприклад, шляхом фотосинтезу запасають енергію сонячного світла у вигляді хімічної енергії в молекулах поживних речовин. А організми, в процесі клітинного дихання, витягують цю енергію, розщеплюючи поживні речовини. Енергія мітохондріального окислення у вигляді АТФ використовується значною частиною живого світу. Тому одним з головних етапів еволюційного розвитку живого став факт впровадження в клітинну систему унікальних генераторів хімічної енергії - мітохондрій - АТФ-генеруючих установок. Жива клітина повинна постійно підтримувати дозове циркуляцію хімічної енергії у вигляді АТФ до "споживача", а АДФ і фосфату - до мітохондрій, для нового відновлення їх до АТФ. АТФ в клітці - це гнучкий джерело енергії, що дозволяє отримати потрібні дози її в потрібному місці. Тому при нестачі вільної енергії будь-яка біомолекул, наприклад, білка, здатна адресно (інформаційно) зв'язуватися з молекулою АТФ, яка в живій системі грає роль акумулятора хімічної енергії. По-четверте, слід відзначити особливе значення біопроцессорних систем реплікації, транскрипції і трансляції, яке полягає в тому, що з їх появою жива клітина отримала цілий комплекс різних молекулярних біопроцессорних одиниць для "автоматизованої" переробки генетичної інформації. А досить висока ефективність і продуктивність біопроцессорних систем транскрипції і трансляції і велика швидкість передачі даних стала обумовлюватися широким паралелізмом їх дії на молекулярному утраті. Весь сенс роботи цих біопроцессорних систем полягає в тому, щоб передати генетичну програмну інформацію ферментам і інших білків клітини, - вихідного ланці управління. Це явище, за своєю значимістю, можна порівняти лише з винаходом мікропроцесорних систем для автоматизованою обробкою інформації, яка була реалізована в наш час. По-п'яте, дія вихідного керуючого ланки молекулярних БІОПРОЦЕСОР - ферментів та інших клітинних білків було засноване не на переборі варіантів при пошуку рішень. Тепер ми знаємо, що ферменти, як молекулярні біологічні автомати, реалізують стереохімічні принципи впізнавання і динамічної взаємодії, які гарантують точність матричного спарювання біологічних молекул і перевірку їх на інформаційне комплементарное відповідність один одному за допомогою їх кодових стереохимических матриць (мікроматріц). Цим досягається не тільки підвищена стійкість при проходженні керуючої інформації, але і висока вірогідність передачі інформаційних повідомлень [4]. З появою ферментів і білків, що виконують роль молекулярних біологічних автоматів з програмним управлінням, жива клітина отримала цілий комплекс унікальних засобів для дистанційної автоматизованої обробки, як керуючої, так і сигнальної, що інформують інформації (молекул субстратів та харчових речовин). Тому, в цілому, можна констатувати, що управління усіма хімічними та біо-логічними функціями живої клітини здійснюється молекулярними інформаційними потоками та мережами "автоматизованого" управління [5]. Впровадження в клітку молекулярних БІОПРОЦЕСОР та їх вихідного керуючого ланки - білків і ферментів, справила колосальний вплив на подальший розвиток біологічної форми матерії, зокрема, на появу багатоклітинних спільнот і організмів і викликало вибуховий, революційний процес "біокібернетізаціі" живих систем. Отже, можна сказати, що молекулярна інформатика - це, перш за все, інформаційна молекулярно-біологічна "автоматика", яка заснована не на двійковій арифметиці, а на принципах і правилах молекулярної біохімічної логіки. Вона призначена для "автоматизованої" переробка як генетичної, так і субстратної інформації. Це і є одна з тих областей, де знаходять застосування різного роду і призначення інформаційні молекулярно-біологічні технології. А на практиці, - це та область і сфера молекулярних інформаційних технологій, яка виявилася пристосованої не тільки для обробки інформації, але і для переробки речовини та енергії. І це повинно нами сприйматися як нормальне явище, тому що інформація, точно так само, як і хімічна енергія, виявляє повне спорідненість з живою речовиною на його молекулярному рівні. Тому можна констатувати, що єдність речовини, енергії та інформації є основним і фундаментальним принципом існування живої форми матерії! А жива клітина, як елементарна основа життя, якраз і є тим центром, який призначений для "автоматизованої" переробки органічної речовини, а значить, і хімічної енергії, і молекулярної біологічної інформації. Еволюційний розвиток клітини, як мультипроцессорной системи для "автоматизованої" переробки генетичної і субстратної інформації, означало початок революції в області накопичення, передачі і обробки різних форм та видів молекулярної інформації в живих біологічних системах. Тому важливо відзначити, що кожна жива клітина, точно так само, як і будь-яка інша складна інформаційна система, в першу чергу, - це універсальна система для "автоматизованої" переробки інформації. Для цієї мети вона має всі необхідні програмні, апаратні та енергетичні молекулярні кошти. Поява клітини означало і початок еволюційного вибуху в областях накопичення спадкової інформації, її обробки, використання та передачі в незліченних поколіннях дочірніх клітин. Ці процеси характеризуються також становленням і уніфікацією молекулярної елементної бази живої форми матерії і етапом форсованого оволодіння живими системами речовини, енергії та інформації. Особливе значення клітин як раз і полягає в тому, що з їх появою жива природа отримала: 1) феноменальну генетичну (ДНК) і унікальну оперативну (РНК) пам'ять, 2) цілий комплекс дивовижних молекулярних біопроцессорних систем реплікації, транскрипції і трансляції генетичної інформації, 3 ) вихідний управляє ланка у вигляді білків і ферментів, що виконують в клітинній системі роль молекулярних біологічних автоматів; 4) власні універсальні АТФ-генеруючі "станції" і т. д. [5]. Всі відомості про живу системі, необхідні повідомлення, генетичні інструкції, директиви, команди управління та інша інформація знаходиться в клітці в закодованій формі у вигляді послідовності нуклеотидів у структурі ДНК (або РНК). Генетична пам'ять, за молекулярною мірками, знаходиться далеко від об'єктів управління (субстратів), тому вона змушена всі повідомлення передавати у вигляді закодованих циклічних послань, які спочатку записуються в оперативній пам'яті іРНК, а потім транслюються на поліпептидні ланцюги білкових молекул. Саме з кодуванням пов'язане одне з чудових властивостей живої клітини - можливість зберігати, передавати і обробляти генетичні повідомлення. Природно, що клітина змушена постійно користуватися тією спадковою інформацією, яка зберігатися в її генетичній пам'яті. Тому вся інформація, що управляє в живій клітині зберігається, передається і реалізується тільки в молекулярній формі, у вигляді кодованих повідомлень, що мають свою адресну, операційну, структурну та текстову частини. Як ми бачимо, гени управляють поведінкою біологічних молекул не безпосередньо, а шляхом програмування їх біологічних функцій [5]. Саме такі інформаційні молекулярно-біологічні технології стали базовою основою еволюційного розвитку біосфери нашої планети і великого різноманіття живого світу. Але, як не дивно, цей могутній природний пласт поки невідомих нам інформаційних технологій до цих пір не піддається вивченню. Наше покоління з кінця 20 століття переживає велику інформаційно-технологи-чеській бум у всіх сферах і галузях людської діяльності. Проте цей бум, як ми тепер дізнаємося, виявився всього лише малою верхівкою того великого "айсберга" інфомаційно технологій, який лежить у фундаменті нашого всесвіту. Тому основний масив інформаційних технологій, застосовуваний живою природою і який призвів до появи рослинного і тваринного світу та становленню самої людини, - сучасній науці до теперішнього часу практично не відомий. Тільки незвичайна різноманітність живих систем і їх тривале інформаційно-речовий взаємодія з навколишнім середовищем і один з одним стало фундаментальною основою всіх подальших еволюційних подій. Як ми бачимо, - наше світобудову побудовано на різних видах і формах матерії, енергії та інформації і великому розмаїтті інформаційних технологій. Речовина, енергія та інформація стали найважливішими сутностями нашого світу, найголовнішими його складовими. Однак із цієї тріади, пальму першості в будь-яких процесах, все-таки, слід віддати тільки інформації. У зв'язку з цим, можна сподіватися, що природничі науки сьогоднішнього дня стоять на порозі відкриття однієї з найважливіших основ нашого існування та буття - безмежного світу поки невідомих нам інформаційних молекулярно-біологічних субстанцій і технологій. Тому найближчим часом найперспективнішим напрямком у вивченні живої форми матерії повинна стати нова дисципліна, наука майбутнього - "Молекулярна і біологічна інформатика", наука про перетворення молекулярної та інших видів і форм біологічної інформації, що базується на вивченні живих клітин і організмів. Тільки вона зможе визначити та дослідити інформаційну модель біологічної форми руху матерії. Це необхідно, перш за все, для отримання знань про методи і способи організації молекулярних біологічних систем і принципи і механізми їх функціонального поведінки, які здійснюються за допомогою генетичних інформаційних технологій. На жаль, такого напрямку в біологічній науці досі не існує. А дослідження проходження генетичної інформації в живій клітині чомусь зупинився на етапі синтезу білкових молекул ще в середині 20-го століття, про що говорить центральна догма молекулярної біології. І це, незважаючи на те, що генетичні та інформаційні молекулярно-біологічні технології правлять світом живого вже багато сотень мільйонів років.
3. Живі системи - це самовідтворюються інформаційні субстанції. Якщо згадати, що хімічні літери і символи (біо-логічні елементи) будуються на базі окремих атомів і атомних груп, то можна собі уявити, яку колосальну кількість інформації зберігається в генетичній пам'яті і циркулює в одній-єдиній клітині. Інформація в структурі живої речовини кодується і записується за допомогою хімічних букв і символів. При цьому будь-яка буква або символ інформації є тотожним еквівалентом такої біо-логічної одиниці, яка в живій системі відіграє роль і типового будівельного блоку, і елементарного інформаційного сигналу, і програмного та функціонального елемента. Іншими словами, - сама генетична інформація, для свого фізичного втілення, використовує елементарну форму органічної матерії! Наприклад, можна стверджувати, що куряче яйце і виведений з нього курча складаються з одного і того ж набору і кількості біо-логічних елементів - молекулярних мономерів. Проте, в першому випадку, яйце є запліднену яйцеклітину з повним комплектом генетичної і клітинної спадкової інформації і запасом поживних речовин, що містять потрібну і достатню кількість пластичного матеріалу та енергії, необхідних для розвитку цілісного організму. У другому ж випадку, в процесі морфогенезу вже була здійснена реалізація спадкової інформації, за рахунок інформаційної переробки запасених матеріалів та енергії, в молекулярно-біологічні структури курчати. Таким способом здійснюється перетворення поживних речовин (складових їх елементів) в програмно-функціональну і молекулярну інформацію біологічних структур курчати. Отже, органічна речовина і хімічна енергія можуть трансформуватися в інформаційно-біологічну субстанцію. Тому, якщо фізико-хімічний підхід декларує про біохімічної сутності живої речовини, то з інформаційної точки зору цілком можна стверджувати, що в живій матерії немає нічого, крім молекулярно-біологічної програмної інформації. Наприклад, відомо, що гусениця і метелик, в яку вона перетворюється, містить абсолютно однакові набори генів. Виходить, що одна і та ж спадкова інформація, в залежності від характеру перемикання генів і способів її перетворення, може існувати і реалізовуватися в різних її молекулярно-біологічних видах і формах. При цьому інформація окремих генів може бути переписана зі структури ДНК на нуклеотидні ланцюга РНК, потім зі структури іРНК вона може бути перетворена в інформацію поліпептидних ланцюгів білкових молекул. Зауважимо, що перетворення інформації, при цьому, здійснюється з одного її молекулярного виду в інший. Потім ця ж інформація трансформується з "лінійної" її молекулярної форми в просторову - стереохімічні форму. Тому, в результаті стереохімічні кодування та програмування білків, інформація поліпептидних ланцюгів трансформується в просторову інформацію білкових молекул і т. д. Про що це говорить? Та про те, що будь-які біомолекули, структури і компоненти живого, це всього лише різні види, форми і категорії інформації, які в живій системі формуються і існує тільки в молекулярно-біологічний вид. При цьому зауважимо, що тут первинна генетична інформація - одна, а види і форми її реалізації можуть бути різними, в залежності від того, які гени і який молекулярний алфавіт (система біо-логічних елементів) будуть використані для перекодування інформації. Таким чином, в живій системі можуть бути експресувати різні гени, а одна і та ж інформація може бути представлена різними алфавітами (хімічними літерами або символами), а, значить, і різними молекулярними мовами і кодами. Тобто інформація існує в різних її молекулярних видах і формах. У зв'язку з цим, ми приходимо до висновку, що якщо у вивченні живого має право на існування чисто фізико-хімічний підхід, то, безсумнівно, таке ж право має і альтернативний - чисто інформаційний підхід. Тому з альтернативної точки зору, можна сказати, що неосяжним світом живого вже мільярди років править певна інформаційна субстанція, проникла і впровадила в його молекулярна біологічний компонент! А оскільки ні речовина, ні енергія, самі по собі, не можуть претендувати на самоврядування і самовідтворення, то в цих явищах доводиться визнати примат тільки однією інформацією [5]. Іншими словами, в клітинах укладена якась інформаційна сутність, яка є як би "живу" самовоспроизводящуюся інформаційну субстанцію. Автор настільки впевнений в цій незвичній ідеї, що тепер його не покидає відчуття, що живі системи - це висококонцентровані згустки або сфери самоорганізується інформації, що знаходяться на вищому ступені свого розвитку - якісь дискретні інформаційні субстанції, які можуть самостійно формуватися, існувати, розвиватися і самовідтворюватися на базі речовини та енергії. Причому, ми їх сприймаємо у вигляді живих істот. Ці інформаційні субстанції мають надзвичайно високу здатність до самоорганізації і самовідтворення, володіють невгамовною жагою активності, розмноження та розповсюдження. Всі вони володіють дивовижною здатністю на основі енергії і речовини створювати копії самих себе, розвиватися та вдосконалюватися і тому вічно існувати в часі і в просторі. По крайней мере, до тих пір, поки є джерела енергії і речовини, відповідні умови для існування і дозволяє їхня програма розвитку. Ці субстанції з початкових часів свого виникнення та існування відшукали універсальні способи кодування і представлення своєї спадкової інформації, її декодування, перетворення і використання в різних молекулярно-біологічних процесах, знайшли способи уловлювання і перетворення енергії, знайшли здатність до розвитку і самовдосконалення. Вони знайшли універсальні способи взаємодії один з одним і з навколишнім середовищем, реплікативні методи розмноження в часі і в просторі, механізми продовження свого існування та еволюційного розвитку. Всі ми - люди, тварини, рослини і навіть бактерії представляємо собою, ніщо інше, як інформаційні субстанції в молекулярно-біологічному виконанні. І нічого тут не поробиш, - просто на Землі інформаційні субстанції існує в таких видах і формах, яку вони формують на базі своєї первинної (генетичної і клітинної) інформації та наявної на землі матерії. Причому, кожна запліднена яйцеклітина - зигота, це вже і є та, до межі стиснута і сконцентрована інформаційна субстанція, яка упакована в усіх генах, молекулах і структурах клітини. Зигота містить феноменальну кількість інформації, яку необхідно і достатньо для побудови і розвитку цілісного організму. Однак для реалізації цього потужного згустку інформації потрібні потоки енергії і речовини, які в системі будуть трансформовані і втілені в різні види і форми молекулярно-біологічної інформації, необхідні для побудови, функціонування і розвитку цілісного організму. Вічний кругообіг цих інформаційних субстанцій та їх дивовижна здатність до саморозвитку та самовідтворення, стали причиною їх неосяжного розповсюдження і фантастичного різноманітності у вигляді різних живих форм і видів. Виявляється, - всі ми живемо під диктатом інформації, яка не тільки оточує нас, але і впроваджена і зосереджена в кожному з нас на генетичному та молекулярно-біологічному рівні! Всі ми люди, за своєю суттю, і представляємо собою вищу форму інформаційної субстанції, тому що в буквальному сенсі складаємося з однієї інформації та підпорядковані їй на всіх рівнях своєї сутності, - на рівні генів, біологічних молекул, на рівні кожної клітини. Кожного з нас можна сприймати як єдиний інформаційний молекулярно-біологічний самоврядний об'єкт, націлений на реалізацію та виконання спадкової програмної інформації. Тобто всі ми, самі по собі, є лише молекулярно-біологічним базисом подання певної інформаційної субстанції! Чи не тому біологічні макромолекули і молекулярні структури знаходяться в організмі в процесі постійного інформаційної взаємодії та руху, який і називається життям. Ось і виходить, що життя, в різних її проявах і формі, - це неосяжний світ різних молекулярно-біологічних інформаційних субстанцій та їх технологій, які правлять біологічної формою руху матерії з самого початку її зародження. Це, ймовірно, і є та диктатура інформаційної субстанції, яка визначає нашу біологічну сутність на найфундаментальнішому - молекулярному рівні.
4. Інформація править нашим світом чи інформаційна концепція еволюції. Інформація, - вона здається нам нереальною і невизначеної. Неосяжний світ її різноманітний і не вивчений. Але вона не тільки існує, але навіть живе повнокровним життям, причому, в кожному з нас, бо ми її і душа, і тіло, і засіб її матеріального наповнення, і знаряддя її взаємодії з навколишнім світом. Отже, основи еволюції, причини побудови та розвитку нашої світобудови слід шукати в строгої спрямованості процесів і подій, що відбуваються на нашій Землі, які забезпечуються єдиними інформаційними закономірностями. Саме життя, завдяки впровадженню і використанню спадкової інформації, виявилася явищем еволюційного та функціонального переходу речовини, енергії та інформації на якісно новий рівень їх системної організації. Диктат інформаційної субстанції підпорядкував рух потоків речовини та енергії своїй волі, а спрямованість еволюційних процесів виявилася спочатку підпорядкована інформації. Звідси, як наслідок, випливає можливість існування і іншої інформаційної субстанції, можливо в іншому, більш всеосяжну форматі і в іншому, досконалішому матеріальному наповненні. А існування інформаційних субстанцій в молекулярно-біологічному виконанні такого припущення не виключає. Таким чином, у своїх судженнях ми можемо виходити від повного заперечення і неприйняття інформації - до глибокого визнання її могутності і величі. Як ми бачимо, гіпертрофований односторонній підхід до молекулярних біологічним проблемам може бути не тільки фізико-хімічними, а й інформаційним. І це незважаючи на те, що багато біологи не визнають участі інформації в біохімічних процесах. Інформаційний підхід, природно, не заперечує досягнень біофізики і біохімії в вивченні живої матерії, а, навпаки, на основі фізико-хімічних закономірностей передбачає додаткове поняття - інформаційної складової живого. А сама інформаційна складова, крім свого прямого призначення, в молекулярній біології повинна стати сполучною ланкою і фактором інтеграції різних властивостей і характеристик живої форми матерії, в тому числі, і фізико-хімічних. Біосфера з'явилася завдяки тим найрізноманітніших інформаційним молекулярно-біологічних технологій, які використовуються інформаційними субстанціями для підтримки свого існування, розвитку і відтворення. Тому найголовнішою суттю всього живого на Землі стала інформація та інформаційні взаємодії. Навіть весь біотичний кругообіг речовини та енергії на Землі заснований і забезпечується тільки інформацією. Однак зауважимо, - всі наведені тут ідеї і гіпотези повністю доказові і кожної з них цілком можна присвятити численні статті та наукові праці. Отже, сама активна оболонка Землі - біосфера, за своєю суттю, є результатом тривалого еволюційного розвитку інформаційних субстанцій та їх молекулярно-біологічних технологій. Отже, суттю всього живого є інформація та інформаційні взаємодії, а життя і еволюція є процесами взаємопов'язаними і цілеспрямованими. Природознавство вже давно займається загадками життя і таємницями біологічної еволюції. Приміром, домінуюча в науці дарвінівська теорія еволюції, у своїй основі передбачає відбраковування невдало сконструйованих зразків живих організмів, що, нібито, і є рушійною силою розвитку. Однак відділи технологічного контролю існують не тільки в живій природі і, як ми знаємо, не вони є розробниками і конструкторами придатних до застосування виробів. Що ж тоді є причиною рушійних сил, що породжують неприборкану генерацію живої матерії і приголомшливе розмаїття життя? Відповідь має бути однозначною. Автору він бачиться в наявності самої біосфери. Біосфера - це складний системний інформаційно-функціональний рівень організації незліченних видів і форм молекулярно-біологічних субстанцій, функціональна діяльність яких носить характер обміну речовини, енергії та інформації між ними і навколишнім середовищем. Це саме та суперінформаціонная сфера, яка має свій порядок взаємодій і взаємовідносин, що визначає і надзвичайну багатоваріантність генерації різних молекулярно-генетичних систем і загальну спрямованість еволюції. Тільки сама суперінформаціонная сфера і незліченні інформаційні субстанції, з їх дивовижною здатністю до самоврядування, саморозвитку та самовідтворення, можуть бути факторами і рушійними силами біологічної еволюції. У живу речовину, як виявилося, укладені не тільки валентні та невалентну сили і зв'язки, що визначають характер біохімічних та інформаційних взаємодій, але також і ті елементарні внутрішні сили саморозвитку, які роблять можливим виникнення великої кількості різних варіантів форм, що дозволяють здійснити процес селекції. Тому основною функцією живої матерії стала системна організація та інтеграція в її структурі органічної речовини, хімічної енергії і молекулярної біологічної інформації. Тільки ця тріада складових, у вигляді їх структурно-функціонального єдності ("злиття"), виявилася пристосованої до забезпечення процесів руху і розвитку біологічної форми матерії. Дивно, але і сама біологічна еволюція не стала останнім критерієм і оптимум розвитку молекулярно-біологічних інформаційних субстанцій, а піднесла новий сюрприз. Ним став Homo sapiens - людина розумна. Саме виділення людини з царства тварин за допомогою знарядь праці, а потім становлення його як людини мислячої і творить піднесло новий еволюційний феномен. По всій імовірності, процес біологічного ускладнення людини природою себе вичерпав і як новий спосіб його розвитку став процес його розумового та інтелектуального розвитку. А біосфера, через діяльність людей, поступово стала трансформуватися у сферу розуму, яку вчені назвали - ноосферою. З початком свого усуспільнення людина отримала здатність до розумової та духовної діяльності, накопичення необхідних знань і навичок, тобто отримав можливість діяльності в сфері розуму - ноосферу. Це забезпечувалося різними здібностями і талантами людей до різних видів діяльності і творчості, які стали ставитися до процесів віртуальним. Отже, інтелектуальні та віртуальні процеси, за своїм характером, стали ще одним із способів розвитку людини. А інтеграція цих здібностей і талантів в суспільне життя поступово вела і до розвитку самого суспільства. Послідувала диференціація суспільства по окремих сферах знань, областях наук, мистецтв і трудової діяльності в значній мірі сприяла еволюційному розвитку ноосфери, як сфери розуму людини. Тому ноосфера, у своїй сукупності, стала являти собою ніщо інше, як новий виток розвитку біологічних інформаційних субстанцій. Творча діяльність людини, як індивідуальна, так і суспільна, вже не виглядає якоюсь загадкою, а є закономірним еволюційним подією і, у свою чергу, стають чинником подальшого еволюційного розвитку нашого світу. Для реалізації цих здібностей людині не потрібно жодних вищих нематеріальних сил і впливів. Всі інтелектуальні дані людини, здатність до мислення і творчості стали забезпечуватися інформаційно-функціональними можливостями його мозку. Причому, здатність до мислення та інтелектуальної діяльності була досягнута не тільки за рахунок більш високого рівня організації інформаційних компонентів, складових мозок, але і за рахунок більш високої активної їх інформаційно-функціональної діяльності. Тому людина і його мозок стають саме тієї вищої інформаційної біологічної субстанцією, яка забезпечила собі нову, більш високу форму існування - свідому, розумову, духовну, розумну, інтелектуальну і творчу. Тільки на цій базі поступово формується колективна воля і колективний розум людського суспільства. Всі ми - люди, тварини, рослини і взагалі весь наш живий світ розвинулися на базі інформаційно-біологічних субстанцій, які в свою чергу були сформовані протягом багатьох сотень мільйонів років на основі речовини, енергії та інформаційних взаємодій. Як ми бачимо, у нашому світі немає інформації та інформаційних повідомлень поза їх матеріального наповнення. А джерелом розвитку ноосфери, точно так само як і біосфери, стала молекулярно-біологічна інформаційна субстанція, тільки на більш високому рівні її розвитку. Отже, спрямована еволюція біосфери і ноосфери забезпечується тільки інформацією, яка як якась невидима і невідома субстанція не тільки незримо присутній у всьому і вся, а й керує нашим буттям і свідомістю. Зауважимо, що розвиток ноосфери принесло нам новий, але вже очікуваний інформаційний сюрприз, - новий феномен у вигляді появи техносфери. І це вже нам бачиться як закономірний і цілеспрямований етап загального процесу розвитку ноосфери. Як ми бачимо, нічого не може виникнути з нічого і раптом. Для цього потрібні різні етапи і рівні розвитку - еволюція однієї якості речовини, енергії та інформації для переходу їх в інше більш високу якість. Аж до їх повного функціонального злиття, як це трапилося на рівні живої матерії, коли шляхом покрокового об'єднання було досягнуто найвище їх якість - "живе" стан. Тут вже практично не розрізниш, де в структурі живої матерії речовина, а де енергія або інформація. Чи не тому біохімія і молекулярна біологія розглядають живе тільки з речовинної, біохімічної точки зору? Адже і, дійсно, інформація закодована в структурі живої матерії на молекулярному рівні, тому її тотожно можна розглядати як речовина, що має певну послідовність молекулярних мономерів. А процес утворення енергії теж можна представити як синтез ще однієї речовини - АТФ, - тотожне представляє енергію. Це і є феномен триєдності, тобто стадія такого партнерства трьох активних складових - речовини, енергії та інформації, що доходить до фази їх функціонального злиття в одне ціле. Цей феномен і створює для дослідника ілюзію того, що в живій матерії, крім речовини, немає нічого. Можливо, тому у вивченні біологічної форми руху матерії до цих пір панує лише одне фізико-хімічний напрямок. Однак істина, як відомо, народжується лише у світоглядних дискусіях. Слід звернути увагу, що аналогічним шляхом іде розвиток і техносфери, коли спочатку виникли знаряддя праці, потім з знаряддя праці, - шляхом об'єднання з енергетичною складовою виникають машини, а, відтак, і автомати з найголовнішими складовими - речовини, енергії та інформації. Зауважимо, що в техносфери ще далеко не досягнута та бажана ступінь "злиття" найважливіших складових, яка була досягнута живими системами. Тому, щоб забезпечити можливість подальшого розвитку техносфери - засоби виробництва повинні бути повними автоматами. Ясно, що розвиток продуктивних сил в епоху великих науково-технічних досягнень і засоби виробництва, що містяться в них, вимагають єдності речовини, енергії та інформації на новому, більш високому і більш досконалому рівні. У техносфери немає нічого, що було б більш змістовніше і більше значуща, ніж інформація та інформаційні технології, втілені і реалізовані в різних її матеріальних видах і формах. З розвитком мікроелектроніки, комп'ютерної техніки, інтернету, телебачення, зв'язку та інших потужних засобів інформатики поступово формується суспільна свідомість і воля, багаторазово посилюється колективна інтелектуальна міць людства і виникає поняття інфоноосфери. При цьому еволюція техносфери і інфоноосфери йде більш цілеспрямовано, а закономірність її, як загального процесу розвитку, стає ще більш наочніше і очевидніше. Проте взаємодія людини і інфоноосфери, як один зі способів існування "вищої форми інформаційної молекулярно-біологічної субстанції", стає вже процесом інтелектуальним і віртуальним. Як ми бачимо, еволюція - це закономірний перехід одного рівня системної організації речовини, енергії та інформації в інший вищий рівень. Тому не можна функціонально відокремити один від одного біологічні, духовні, суспільні, технічні, наукові та інші процеси послідовного розвитку. У зв'язку з цим, біосфера, ноосфера, техносфера і інфоноосфера стають закономірним наслідком спрямованої еволюції інформаційних субстанцій та їх технологій. Всі вони є еволюційними розгалуження одного дерева, корінням йде в стародавні інформаційні молекулярно-біологічні технології, які з'явилися результатом розвитку первинних інформаційних субстанцій. Деякі біологи заперечують факт існування молекулярної інформації і особливо факт її участі в різних хімічних і біологічних процесах. А насправді, як виявилося, інформаційні речовини та їх технології так заполонили нашу планету, що можна сказати - інформація у всеозброєнні здійснює планетарний диктат і править нашим світом вже багато сотень мільйонів років. Причому, як ми бачимо, самий головний і основний її масив - неосяжний "айсберг" інформаційних молекулярно-біологічних технологій, що лежить в основі існування і розвитку біосфери, наукою поки ще не виявлено, тому ні практично, ні теоретично ще не досліджений і не освоєний. Це, на думку автора, і є те безмежне "цілинне поле", яке самою природою призначений для розвитку нового в науці напрямку - "Молекулярної та біологічної інформатики". Всі загадки біологічної форми матерії, мабуть, криються в такому унікальному явищі, як злиття в одне структурно-функціональне ціле трьох найважливіших її складових - органічної речовини, хімічної енергії і молекулярної інформації. А інформація, впроваджена в структуру биоорганического речовини, стала тією організуючою і системної силою, яка гарантувала їх функціональну єдність і рух по різних щаблях розвитку. Доводиться визнати, що перший, фундаментальний рівень розвитку інформаційних субстанцій та технологій на Землі був реалізований на молекулярно-біологічній основі. З тих пір найважливішою сутністю на Землі стала інформаційна субстанція, а інформація, у зв'язку з цим, як одна з головних складових нашого світу, дійсно стала основою нашої світобудови. У зв'язку з цим, на порядок денний ставітcя питання про нову, узагальнюючої інформаційної теорії еволюції нашого світу.
Список літератури
1. А. Ленінджер. Основи біохімії. Пер. з англ. У 3-х томах - М: Світ, 1985.
2. Ф. Айала, Дж. Кайгер. Сучасна генетика. Пер. з англ. У 3-х томах - М: Світ, 1988.
3. Ю. Я. Калашников. Основи молекулярної біологічної інформатики. - М., 2004. - 66с - депонується. у ВІНІТІ РАН 13.04.04, № 622-В2004, УДК 577.217:681.51
4. Ю. Я. Калашников. Ферменти і білки - це молекулярні біологічні автомати з програмним управлінням. - М., 2002.-25с. - Депонується. у ВІНІТІ РАН 21.05.02, № 899-В2002, УДК 577.217:681.51
5. Ю. Я. Калашников. Концепція інформаційної молекулярно-біологічної системи управління. - М., 2005 .- 88с. - Депонується. у ВІНІТІ РАН 14.04.05, № 505-В2005.