Об аналогии существования генетического кода в неорганической и органической природе

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2016, том 59, №9-10_

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 669.544.015.3

Э.Р.Газизова, Т.Д.Джураев, М.Т.Тошев, Г.К.Ходжиев

ОБ АНАЛОГИИ СУЩЕСТВОВАНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА В НЕОРГАНИЧЕСКОЙ И ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ

Таджикский технический университет им. академика М.Осими

Приведены примеры веществ неорганической и органической природы, имеющие одинаковые тетраэдрические и октаэдрические химико-структурированные единицы наследственности (ХСЕН). Эти примеры и их анализы указывают на то, что существует единая система образования ХСЕН в строении кристалла, на атомарном уровне в которых наблюдается аналогичная форма передачи наследственных признаков.

Ключевые слова: генетический код, химико-структурированная единица наследственности, тетра-эдрическая и октаэдрическая конфигурации, вещества неорганической и органической природы.

Генетика относится к разделу теоретической биологии. Как известно, работа основоположника научной генетики Г.Менделя построена на принципах абстрагирования и обобщения. Неудивительно, что на неё обращали внимание математики, физики и химики, которые вносили свою посыльную лепту в развитие этой интереснейшей науки [1].

Проблеме проявления наследственности в неорганической природе посвящены работы [2,3]. На основании анализа накопленного экспериментального материала в литературе впервые предлагается [4] кристаллохимическая интерпретация наследственности в неорганической природе. Как указано выше, в качестве материальных носителей информации представляются ХСЕН - гены в виде тетраэдрических (ТЭ) и октаэдрических (ОЭ) многогранников с определённой электронной конфигурацией и координациями с четырьмя 8р3-, 8^-, и шестью 82р4, 8рМ2 - эквивалентными связями и углами между ними в 109.5° и 90°, соответственно. Они являются наиболее выгодными энергетически при кристаллизации и структурообразовании веществ [3], в конечном счёте представляющие собой код наследственной информации в неорганической природе. Ранее было показано [5,6], что генетический код, то есть информация о будущих свойствах веществ, вне зависимости от агрегатного состояния закладывается уже в газообразном состоянии, который при конденсации передаётся в жидкое, а затем в твёрдое состояние.

Интересным представляется взаимосвязь внутреннего строения кристаллических веществ (ХСЕН), на основании которого возможно прогнозирование их свойства с точки зрения ТЭ и ОЭ генов (см. табл. 1 и 2), проявляющих полупроводниковые и диэлектрические свойства соответственно [7], а так же выполняющих роль элементов в структуре расплава [5] в металлических системах.

Адрес для корреспонденции: Джураев Тухтасун Джураевич, Газизова Эльвира Рашитовна, Тошев Мансур Толибджонович. 734042, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. акад. Раджабовых, 10, Таджикский технический университет. E-mail: mcm45@mail.ru, toshev1102@mail.ru

Установлено, что носителем наследственной информации в живой природе (клетке) является ДНК-молекула, как утверждают биохимики [8]. Молекула ДНК - это полимер, субъединица которого состоит из нуклеотида, представляющего собой соединение остатка сахара, фосфорной кислоты и азотистого основания. Первые два компонента одинаковы во всех молекулах ДНК. Специфика генов связана с различными сочетаниями четырёх азотистых оснований - аденина, тимина, цитозина и гуанина, которые в числе нескольких сот нуклеотидов входят в состав отдельных генов. Порядок азотистых оснований внутри гена составляет его код, при помощи которого ген, передавая свою информацию в клетку, определяет ту или иную сторону развития жизни клетки и организма в целом.

Следует отметить, что жизнь можно рассматривать как одну из областей химии, где протекают процессы координационной химии. Например, в живой природе в механизме аэробного метаболизма, который приводит к полному сгоранию органических молекул, играют основную роль химические соединения - цитохромы. Последними называют молекулы, в которых атомы Mg, Fe, Zn, Со, Си и Ag образуют комплексы с порфирином (см. табл. 1). В них вокруг ионов металлов координируются тетрадентатные хелатные группы. Название «хелат» происходит от греческого слова «клешня», «тетрадентатный» буквально означает «четырёхзубый». При этом нельзя не заметить удивительные совпадения характеристик геометрических структурированных единиц наследственности и химических чисел, как в неорганических, так и в органических соединениях. Например, в органической природе, в алканах, каждый атом углерода образует 4 ТЭ эквивалентные sp3-связи с углами между ними - 109.5° и их кристаллы проявляют полупроводниковые свойства [9,10]. Последовательность аминокислот в белке определяется последовательностью 4 азотистых оснований в ДНК. В комплексных молекулах цитохрома (металлоорганические соединения) вокруг ионов металлов координируются тетрадентатные (хелатные) группы. Атомы Mg, Fe, Zn, Со, Си и Ag образуют с производными цито-хрома (см. табл. 2) такие комплексы с ОЭ координацией и координационным числом 6.

Металлоорганические комплексные соединения (кератин, коллаген - это белки, входящие в состав кожи, волос, шерсти, ногтей, роговых тканей, сухожилий, подкожного слоя и роговицы глаз, в твёрдом состоянии) представляют собой кристаллы одновременно с двумя ХСЕН, имеющими ТЭ и ОЭ генетические конфигурации.

Таблица 1

Вещества неорганической и органической природы, имеющие ТЭ генетический код

Природа Неорганическая Органическая

Вещества алмаз вода сфалерит вюрцит адаман-тан комплексы Mg, Бе, Zn, №, Со, Си и Ag с производными порфирина

Химическая формула С Н2О ZnS ZnS С10Н16 Порфин Хлорофилл

Структурный тип ГЦК ПУГ ГЦК ПУГ ГЦК ГЦК** ГЦК**

Конфигурация генетического кода ТЭ ТЭ ТЭ ТЭ ТЭ ТЭ ТЭ

Координационное число 4 4 4 4 4 4 4

Тетраэдрический угол 109.50 109.50 109.50 109.50 109.50 109.50 109.50

Свойства ПП* ПП* ПП ПП ПП* ПП* ПП*

Примечание: * - прогнозируемое полупроводниковое свойство; ** - прогнозируемый структурный тип

Физическая химия

Э.Р.Газизова, Т.Д.Джураев и др.

Отсюда следует, что всякий кристалл живой природы представляет собой сложное сочетание молекул органической - углеродной и неорганической - углеродно-металлической основы. Они

имеют генетически ТЭ и ОЭ расположение атомов, ионов, радикалов и молекул, соответственно.

Таблица 2

Вещества неорганической и органической природы, имеющие ОЭ генетический код

Природа Неорганическая Органическая

т д я и ля ти н т и с ё т комплексы Mg, Бе, 2и,

Вещества аг не <и у с ки <и н н <и т и <и N1, Со, Си и Ag с произ-

арс ни аус ар ма м е ц водными цитохрома

Химическая формула №С1 Реу(С) Беа(С) БезС Гемоглобин Мио-глобин

Структурный тип ГЦК ПУГ ГЦК ОЦК ГЦК ГЦК** ГЦК**

Конфигурация генетического кода ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ

Координационное число 6 6 6 6 6 6 6

Октаэдрический угол 900 900 900 900 900 900 900

Свойства ДЭ ПП ДЭ* ДЭ* ДЭ* ДЭ* ДЭ*

Примечание: ДЭ - диэлектрическое и 1111 - полупроводниковое свойство. * - прогнозируемое свойство; ** -прогнозируемый структурный тип.

Все эти примеры указывают на то, что существует единая система образования ХСЕН в

строении кристалла, как органической, так и неорганической природы, в которых наблюдается аналогичная форма передачи наследственных признаков на атомарном уровне.

Поступило 10.01.2016 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шрёдингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физика. - М.: Мир, 1972, 178 с.

2. Никитин В.И., Никитин К.В. Наследственность в литых сплавах. - М.: Машиностроение-1, 2005, 476 с.

3. Джураев Т.Д., Газизова Э.Р., Тошев М.Т. Проявление физической наследственности в неорганической природе. - ДАН РТ, 2012, т.55, № 5, с.398-402.

4. Джураев Т.Д. Газизова Э.Р., Хакдодов М.М. Кристаллизация и структурообразование как особые случаи формирования наследственных признаков веществ. - Тр. VII междунар. науч.-техн. симпозиума «Наследственность в литейных процессах». - Самара: СамГТУ, 2008, с. 299-305.

5. Джураев Т.Д., Газизова Э.Р., Тошев М.Т. О химико-структурированных единицах, выполняющих роль элементов структуры расплава. - Металлургия машиностроения, 2012, № 5, с.24-27.

6. Джураев Т.Д., Газизова Э.Р. Генетическая взаимосвязь между структурами газообразного, жидкого и твёрдого состояний веществ. - Тр. V междун. науч.-практ. конф. «Прогрессивные литейные технологии». - М.: НИТУ МИСиС, 2009, с. 196-202

7. Джураев Т.Д., Газизова Э.Р., Тошев М.Т. Мухамедов Ф.Т. Дефекты кристаллов как носители наследственных признаков в твёрдых телах. - ДАН РТ, 2013, т.56, № 7, с.564-568.

8. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. - М.: Мир, 1988, 671 с.

9. Roberts I.D., Caserio M.C. Basic prikciples of organic chemistry. - Cauf. Inst. Tech. W.A. Bengamin, Inc. N.Y. - Amsterdam, 1964, 848 р.

10. Диккерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии. - М.: Мир, 1982, т. 1, 656 с.

Э.Р.Газизова, Т.Д.Джураев, М.Т.Тошев, Г.К.Ходжиев

МАВЧ,УДИЯТИ МОНАНДИИ РАМЗИ ИРСЙ ДАР ^ИСМ^ОИ ТАБИАТИ ОРГАНИКИ ВА ГАЙРИОРГАНИКЙ ДОШТА

Донишго^и техникии Тоцикистон ба номи академик М.Осими

Дар кристаллдои чисмдои табиати органикй ва гайриорганикй дошта, бо мисолдои тасдиккунанда, мавчудияти монандии рамзи ирсй дар сатди атомй пешнидод карда шудааст. Калима^ои калиди: рамзи ирсй, воуиди кимиёвию структурии ирсй, конфигуратсияи тетраэдрй ва октаэдрй, моддауои табиати органикй ва гайриорганикй дошта.

E.R.Gazizova, T.J.Juraev, M.T.Toshev, G.K.Khodzhiev ON ANALOGUES EXISTENCE OF A GENETIC CODE OF INORGANIC AND

ORGANIC NATURE

M.Osimi Tajik Technical University

This report provides examples of inorganic and organic nature, having the same tetrahedral and octahedral chemical-structured units of heredity (ChSUH). These examples and their analyzes indicate that there is a unified system of education ChSUH in the structure of the crystal at the atomic level, where there is a similar form of transmission of hereditary characteristics.

Key words: the genetic code, chemical-structured unit of heredity, tetrahedral and octahedral configuration, Inorganic and organic nature.