О генах, кодирующих управление биохимическими процессами.

Индивидуальный набор молекул ДНК называется геномом, а генотипом называется совокупность всех наследственных признаков особи. Современная наука полагает, что вся информация о генотипе находится именно в геноме, т.е. на физическом уровне. Однако, это справедливо лишь отчасти.

Прежде мы говорили о молекулах ДНК, которые задают набор белков, из которых строятся органы и ткани тела, а также упоминали о тех молекулах ДНК, в которых гены (определенные отрезки этих молекул) кодируют - в соответствии с информацией на программном уровне - совокупность всех признаков, определяющих облик и строение тела.

Конечно же, этим не исчерпывается назначение молекул ДНК. Следует сказать о тех из них, в которых гены кодируют те или иные пакеты программ для управления биохимическими процессами в организме на самых разных уровнях его организации: от синтеза в клетках молекул какого-либо определенного типа до гомеостаза тела, т.е. поддержания в норме его биохимических показателей. Отличительной особенностью таких генов является то, что они могут быть задействованы не все время. Так, несмотря на наличие в наборе ДНК гена, кодирующего синтез некоторого гормона, этот гормон не будет синтезироваться до тех пор, пока не произойдет т.н. экспрессия этого гена. В рамках нашего подхода явление экспрессии гена означает просто включение и функционирование того пакета программ, которому соответствует данный ген. Одна и та же часть гомеостаза, например, может управляться - в зависимости от состояния тела и параметров окружающей среды - различными пакетами программ, обеспечивающими различные режимы ее работы (в том числе аварийные); кроме того, для важнейших пакетов могут быть созданы резервные копии. И каждый предназначенный к использованию пакет программ должен иметь соответствующий только ему ген в наборе ДНК.

Важно отметить, что лишь гены, кодирующие строительные белки организма, являются прямыми носителями соответствующего кусочка генотипа. Гены же, кодирующие управление биохимическими процессами - как и гены, кодирующие облик и строение тела - не являются носителями той информации, которую они кодируют. Эти гены являются лишь ключами к информации, находящейся на программном уровне. Информационная емкость гена, определяемая составом и конфигурацией входящих в него атомов, и даже исчисляемая в единицах измерения информации - байтах - говорит лишь о степени секретности замка, а отнюдь не о мощности программного обеспечения, находящегося под этим замком. Так, ген емкостью в несколько килобайт может служить ключом к пакету программ в десятки гигабайт (при этом мы понимаем мощность программ в том же смысле, что и емкость генов: если уж строение молекул можно описывать на языке байтов, то этот язык годится и для программ, определяющих биохимические процессы, которые сводятся к превращениям молекул). Таким образом, реальный задействованный объем информации совершенно несопоставим с информационной емкостью генома и может превышать эту емкость на много порядков. Впрочем, чрезмерная величина этого превышения имеет серьезный практический недостаток, связанный с риском потери доступа к большим массивам информации, т.е. с риском ощутимого ухудшения управления, при небольших повреждениях генома. Поэтому существуют какие-то оптимальные величины массивов, которые кодирует один ген - надо полагать, что Программисты знают теорию оптимального кодирования не хуже, чем люди.

Важным правилом при вводе в работу новых генов является нежелательность их межвидового дублирования - генофонд каждого биологического вида должен быть уникален. Если в геноме твари случайно окажется ген, который задействован в другом биологическом виде, то к этой твари окажется подключенным чужое управление, которое, мягко говоря, не пойдет ей на пользу. Если же использовать чужой рабочий ген намеренно, например, с целью паразитирования, и сознательно строить на этой основе жизнедеятельность своих тварей-упырей, то это чревато другими неприятностями. Фокусы такого рода очень быстро раскрываются, и Программист, который опекает обворовываемый биологический вид, может, например, перекодировать соответствующий пакет программ и, таким образом, отключить у тварей-упырей ворованное жизнеобеспечение. Кстати, правило уникальности генофонда каждого биологического вида имеет интересное следствие. Если при конструировании генов наращивание числа атомов в них производится по мере того, как исчерпываются возможности обойтись меньшим числом атомов, то средняя информационная емкость гена, как ключа, продиктована не степенью секретности - она обусловлена, главным образом, видовым многообразием, из которого вытекает совокупное количество потребных генов. Вот почему представители тех видов, которые в ходе эволюции появлялись на планете все позже, имели, как правило, все более емкие геномы - а не потому, что их тела радикально усложнялись. Этим и можно объяснить генетические парадоксы из разряда тех, когда особи очень похожих видов имеют существенно различающиеся по величине геномы, а особи видов, весьма сильно различающихся по сложности строения тел, имеют геномы практически одинаковой величины. Неудивительно, что геном новейшего вида какой-нибудь мошки может оказаться больше генома, скажем, акулы или кита.

Итак, "генетическая чистота" биологических видов - это правило, нарушать которое остерегаются даже Программисты. Но что до этого нашим генным инженерам, которые работают в поте лица, чтобы научиться искусственно нарушать генетическую чистоту и уже достигли здесь некоторых успехов!