Репаративная система генома, Эволюция, Радиация, Старение

Репаративная система генома

Эволюция. Радиация. Старение

Живая природа сумела подчинить своему особому порядку все силы неживой природы, даже непредсказуемое разрушительное действие радиоционного фона Земли и Космоса.

Радиация постоянно атакует живые организмы, разрушая молекулы, превращая их в радикалы и порождая целый каскад цепных разрушительных процессов, нарушая всю пространственно-временную физико-химическую организацию биологических структур и процессов.

Но как живой организм может использовать действие радиации? Ответ на этот вопрос содержится в механизмах защиты от её действия.

Единственным эффективным способом защиты от действия радиации, помимо собственных антиоксидантов, является физиологическая регенерация - непрерывные процессы «ремонта» генома, клеток и тканей организма.

Ещё в прошлом веке экспериментально было показано, что при повышении дозы радиоактивного облучения, не более чем в сто раз относительно нормального радиационного фона, организм отвечает пропорциональным увеличением темпов восстановительных процессов, что приводит к усилению темпов всего обмена веществ и, самое главное, к значительному увеличению всех жизненных показателей и к ускорению течения биологического времени. Также доказано, что при экранировании радиации наблюдается значительное угасание всех жизненных показателей. Но при слишком высоких дозах облучения (более ста раз) возможности организма не позволяют противостоять разрушительной силе радиации и положительный эффект сменяется радиационным поражением.

Необходимо учитывать, что при попадании в организм источников радиации, например, тяжёлых радиоактивных металлов больший вред наносит не облучение, а сам химический элемент, вызывая химическое отравление, а также сбои в работе генома и клеточных структур.

При повышенных дозах радиации, у одноклеточных организмов, наблюдаются увеличение частоты клеточных делений и сокращение длительности жизненного цикла. А у многоклеточных организмов происходит увеличение продолжительности жизни, потому что активные клеточные деления обеспечивают высокие темпы физиологической регенерации тканей и органов (в тех регионах Земли, где наблюдается долгожительство, наблюдается и повышенный радиоционный фон).

Механизмы регуляции физиологической регенерации клеток и тканей организмов заложены в их геноме, который также подвергается разрушительному воздействию со стороны радиации и, также, обладает своей системой регенерации - молекулярной репаративной системой.

Если геном представить как текст, в котором содержится вся информация о параметрах структуры и характеристиках функционирования и жизнедеятельности организма, то слова в этом тексте означают значения физико-химических параметров организма, которые находятся в особой гармонии между собой и с физико-химическими параметрами окружающей среды.

Геном подобен литературному тексту, и, при повреждении, нарушается его смысл. Репаративная система восстанавливает его так, чтобы его содержание обладало бы правильным смыслом, обеспечивающим такую организацию физико-химических процессов, которая соответствует общему биологическому равновесию организма и гармонии с окружающей Природой. Правильному смыслу «генетического текста» соответствует правильная организация всех физико-химических процессов организма, обеспечивающая нормальную жизнедеятельность.

Радиация - физический фактор, который постоянно повреждает этот текст, хаотично нарушая структуру генов и правильный смысл «генетического текста».

Задача репаративной системы генома восстанавливать правильный смысл текста. А в условиях меняющейся внешней среды или с целью усовершенствования структурно-функционального состояния организмов, восстановленный генетический текст может измениться, но измениться так, чтобы его общий смысл не был абсурдным, то есть соответствовал биологическому равновесию.

То есть репаративная система генома может изменить генетический текст, физиологическую и морфологическую организацию организма, сохраняя, при этом, необходимое биологическое равновесие. Возможно, эта функция реперативной системы генома является главным инструментом в механизмах эволюционной тактики и стратегии в живой Природе.

Этой функцией репаративной системы можно объяснить Закон Гомологических Рядов Вавилова: организмы могут претерпевать схожие генетические изменения в силу единства законов природы и правил физико-биологического равновесия. То есть, новые «тексты» - новые комбинации генетических изменений могут независимо совпадать, потому что, для поддержания биологического равновесия, в живой Природе существуют общие правила (по той же причине самолёты, создаваемые разными конструкторскими бюро, для выполнения одинаковых задач, внешне очень похожи, поскольку сконструированы согласно единым законам аэродинамики).

Роль радиации в эволюционном процессе подтверждает и географическое расположение семи основных зон видообразования обнаруженных Вавиловым: во всех этих зонах зарегистрирован высокий радиационный фон.

Одним из механизмов эволюционной тактики и стратегии является регуляция длительности онтогенеза посредством запрограммированного старения, приводящего к естественной смерти, для поддержания необходимого уровня численности популяций в биосообществах, что имеет большое значение для сохранения единого физико-биологического равновесия Биосферы.

Радиация участвует в регуляции длительности онтогенеза - времени индивидуального периода жизни организмов.

Возрастная динамика и темпы восстановительных процессов регулируются геномом относительно уровня природного радиационного фона подобно электрическому реле (радиация является основным внешним физическим фактором, осуществляющим непрерывные и хаотичные нарушения в работе генома, участвуя в процессах старения).

Механизм регуляции процессов старения заключается во взаимодействии целой системы генов. Например, генов отвечающих за выявление и устранения поломок в морфологической структуре организма (физиологическая регенерация начинается с разрушения и удаления повреждённых фрагментов организма, только после этого возможно воссоздание удалённых фрагментов, без устранения неисправных структур организма невозможно их возобновление). А также генов, определяющих темпы обмена веществ и анаболизма, генов ответственных за защитные реакции организма, и генов ответственных за работу самой репаративной системы генома.

Соотношение уровня активности этих генов определяет характеристики течения старения как особой формы биологического равновесия. Этим можно объяснить теорию Витаукта Фролькиса, согласно которой на начальных этапах процесса старения наблюдается всплеск активности некоторых защитных механизмов организма. А уровень их эффективности является частью эволюционной тактики, поскольку высокая способность к выживанию на ранних стадиях старения увеличивает и возможность воспроизведения большего количества потомства.

Можно предположить, что вся система генов, участвующих в процессах регуляции старения, взаимосогласованно и пропорционально меняет определённые характеристики структурного состояния в соответствии с биологическим возрастом (это может быть, например, последовательное метилирование или укорочение нуклеотидной последовательности, отмеряющее биологический возраст организма). Подобные изменения происходят и в генах самой репаративной системы генома. Поэтому репаративная система генома не принимает эту систему ворастных изменений за ошибки, запланировано допуская старение организма.

Может быть, возможно, нарушить это единое соответствие и, путём определённых воздействий, «сказать» генам репаративной системы семидесятилетнего организма, что ему не 70 лет, а 20 лет, то репаративная система воспримет истинный возраст как ошибку и начнёт исправлять гены всей восстановительной системы, вернув их состояние соответствующее двадцатилетнему возрасту. Вследствие чего организм может актививировать все имеющиеся у него восстановительные механизмы, способные восстановить физиологическое и морфологическое состояние организма соответствующее двадцатилетнему возрасту.

Возможно, физико-химические параметры структуры репаративной системы генома могут содержать в себе парадигму жизни как формы движения, как особой организации всех физико-химических процессов в организме.

Возможно, параметры физико-химической организации репаративной системы генома, организации всего генома и организации физических и химических процессов организма связаны между собой определёнными пропорциями, отклонения от которых активирует защитные, восстановительные и регулирующие механизмы.

Знания об организации репаративной системы генома могут помочь победить старение.

Вопрос о том, как это сделать, является перспективным направлением научно-исследовательской работы не только в области Геронтологии, но и в области Генной Инженерии. Так, управляя репаративной системой генома можно не только бороться со старением, но и решать многие задачи Генной Инженерии, не прибегая к неконтролируемому встраиванию чужеродных генов для изменения наследственной программы организмов.

Репаративная система генома выполнит эти задачи естественным образом, в соответствии с общими законами, обеспечивающими общую гармонию самого организма и его гармонию со всей окружающей Природой.