Научная статья на тему 'ГЕНОМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ БИООБЪЕКТА. ЧАСТЬ III: ОБЪЕМНАЯ ВЕЩЕСТВЕННО-ПОЛЕВАЯ МОДЕЛЬ ДНК КАК ПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ'

ГЕНОМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ БИООБЪЕКТА. ЧАСТЬ III: ОБЪЕМНАЯ ВЕЩЕСТВЕННО-ПОЛЕВАЯ МОДЕЛЬ ДНК КАК ПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
1
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДНК / вещественно-полевая модель / объемная структура / электромагнитный резонанс / электромагнитное поле (и излучение) / геометро-топологическая структура / объемная электродинамическая структура / DNA / substance-field model / bulk structure / electromagnetic resonance / electromagnetic field (and radiation) / geometrictopological structure / bulk electrodynamic structure

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — А А. Савищева, А А. Яшин

В настоящей работе построена теоретическая вещественно-полевая модель ДНК, как объемной свертки (компактификации) фрактально-эволюционной двойной нуклеотидной спирали. Материалы и методы исследования. Отраженные в статье исследования базируются на материальной (вещество+поле) основе функционирования ДНК, а в качестве методов исследования используются основные положения электрофизики (электродинамики), теории электромагнитного поля, эволюционной фрактальной теории и пр. Результаты и их обсуждение. С позиции электрофизики такая модель есть объемная электродинамическая структура, в которой вещественные элементы суть условные фрагменты нуклеотидной спирали и собственно нуклеотидные основания, расположенные в объемной упаковке условно-горизонтально, условно-вертикально и условно-хаотично (по углу наклона к первым двум). Данные вещественные элементы в их совокупности и в объемных фрагментах представляются некоторыми «приемниками» (далее без заковычивания) электромагнитных полей: внутренних и внешних для модели излучений, переизлучений с набором суперпозиций, дифракций, интерференций, корреляций. В то же время во внешне хаотичной структуре полей действуют резонансы: частотные, включая двойные и более кратные, стохастические и киральные. В действенности этих резонансов различаются функционально априорные, входящие в рабочую полевую составляющую вещественно-полевой организации ДНК, и резонансы, повреждающие ДНК, то есть привносящие ошибки в работу ДНК и в регуляцию репликации, что может служить причиной генетических обусловленных патологий, включая онкозаболевания. Заключение. Только учет вещественно-полевой двойственности в функционировании ДНК позволяет реализовать (у нас – теоретическую) ее модель, тем самым продвинув генетические исследования в область изучения функциональной системы ДНК.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — А А. Савищева, А А. Яшин

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

GENOMIC MODELING FOR RESEARCH OF HIGH-FREQUENCY LOW-INTENSITY ELECTROMAGNETIC IRRADIATION OF A BIOBJECT. PART III: VOLUMETRIC SUBSTANCE-FIELD MODEL OF DNA AS A RECEIVER OF ELECTROMAGNETIC RADIATION

Based on the premises justified in the previous articles of the cycle, a theoretical substance-field model of DNA as a volume convolution (compactification) of the fractal-evolutionary double nucleotide helix is constructed in the present work. Materials and methods of research. The research reflected in the article is based on the material (substance+field) basis of DNA functioning, and the main provisions of electrophysics (electrodynamics), electromagnetic field theory, evolutionary fractal theory, etc. are used as research methods. Results and their discussion. From the position of electrophysics, such a model is a volumetric electrodynamic structure in which material elements are conditional fragments of the nucleotide helix and nucleotide bases themselves are arranged in a volumetric packing conditionally-horizontally, conditionally-vertically and conditionally-chaotically (by the angle of inclination to the first two). These material elements in their totality and in volumetric fragments are represented by some «receivers» (hereinafter without shackling) of electromagnetic fields: internal and external for the model radiations, re-radiations with a set of superpositions, diffractions, interferences and correlations. At the same time, in the externally chaotic structure of the fields, the following resonances operate: frequency resonances, including double and more multiple, stochastic and chiral resonances. The effectiveness of these resonances is differentiated between functionally apriori resonances, which are part of the working field component of the substance-field organisation of DNA, and resonances that damage DNA, i.e. introduce errors into DNA operation and replication regulation, which may cause genetically determined pathologies, including cancer. Conclusion. Only taking into account the substance-field duality in the functioning of DNA allows us to realise its model (in our case, it’s the theoretical one), thus advancing genetic research into the field of studying the functional system of DNA.

Текст научной работы на тему «ГЕНОМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ БИООБЪЕКТА. ЧАСТЬ III: ОБЪЕМНАЯ ВЕЩЕСТВЕННО-ПОЛЕВАЯ МОДЕЛЬ ДНК КАК ПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ»

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2024 - Vol. 31, № 3 - P. 139-144

УДК: 575.17:621.371 DOI: 10.24412/1609-2163-2024-3-139-144 EDNXYANDZ

ГЕНОМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ БИООБЪЕКТА. ЧАСТЬ III: ОБЪЕМНАЯ ВЕЩЕСТВЕННО-ПОЛЕВАЯ МОДЕЛЬ ДНК КАК ПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

А.А. САВИЩЕВА*, А.А. ЯШИН**

*ГУЗ ТО «Тульская областная клиническая больница», ул. Яблочкова, д. 1-А, г. Тула, 300053, Россия **ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Медицинский институт, ул. Болдина, д. 128, г. Тула, 300012, Россия

Аннотация. В настоящей работе построена теоретическая вещественно-полевая модель ДНК, как объемной свертки (ком-пактификации) фрактально-эволюционной двойной нуклеотидной спирали. Материалы и методы исследования. Отраженные в статье исследования базируются на материальной (вещество+поле) основе функционирования ДНК, а в качестве методов исследования используются основные положения электрофизики (электродинамики), теории электромагнитного поля, эволюционной фрактальной теории и пр. Результаты и их обсуждение. С позиции электрофизики такая модель есть объемная электродинамическая структура, в которой вещественные элементы суть условные фрагменты нуклеотидной спирали и собственно нуклеотидные основания, расположенные в объемной упаковке условно-горизонтально, условно-вертикально и условно-хаотично (по углу наклона к первым двум). Данные вещественные элементы в их совокупности и в объемных фрагментах представляются некоторыми «приемниками» (далее без заковычивания) электромагнитных полей: внутренних и внешних для модели излучений, переизлучений с набором суперпозиций, дифракций, интерференций, корреляций. В то же время во внешне хаотичной структуре полей действуют резонансы: частотные, включая двойные и более кратные, стохастические и киральные. В действенности этих резонансов различаются функционально априорные, входящие в рабочую полевую составляющую вещественно-полевой организации ДНК, и резонансы, повреждающие ДНК, то есть привносящие ошибки в работу ДНК и в регуляцию репликации, что может служить причиной генетических обусловленных патологий, включая онкозаболевания. Заключение. Только учет вещественно-полевой двойственности в функционировании ДНК позволяет реализовать (у нас - теоретическую) ее модель, тем самым продвинув генетические исследования в область изучения функциональной системы ДНК.

Ключевые слова: ДНК, вещественно-полевая модель, объемная структура, электромагнитный резонанс, электромагнитное поле (и излучение), геометро-топологическая структура, объемная электродинамическая структура.

GENOMIC MODELING FOR RESEARCH OF HIGH-FREQUENCY LOW-INTENSITY ELECTROMAGNETIC IRRADIATION OF A BIOBJECT. PART III: VOLUMETRIC SUBSTANCE-FIELD MODEL OF DNA AS A RECEIVER OF

ELECTROMAGNETIC RADIATION

A.A. SAVISHCHEVA*, A.A. YASHIN**

*State Institution of Healthcare in Tula Region «Tula Regional Clinical Hospital», 1 -A Yablochkova St., Tula, 300053, Russia **Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education GBOU VO «Tula State University», Medical Institute,

128 Boldina St., Tula, 300012, Russia

Abstract. Based on the premises justified in the previous articles of the cycle, a theoretical substance-field model of DNA as a volume convolution (compactification) of the fractal-evolutionary double nucleotide helix is constructed in the present work. Materials and methods of research. The research reflected in the article is based on the material (substance+field) basis of DNA functioning, and the main provisions of electrophysics (electrodynamics), electromagnetic field theory, evolutionary fractal theory, etc. are used as research methods. Results and their discussion. From the position of electrophysics, such a model is a volumetric electrodynamic structure in which material elements are conditional fragments of the nucleotide helix and nucleotide bases themselves are arranged in a volumetric packing conditionally-horizontally, conditionally-vertically and conditionally-chaotically (by the angle of inclination to the first two). These material elements in their totality and in volumetric fragments are represented by some «receivers» (hereinafter without shackling) of electromagnetic fields: internal and external for the model radiations, re-radiations with a set of superpositions, diffractions, interferences and correlations. At the same time, in the externally chaotic structure of the fields, the following resonances operate: frequency resonances, including double and more multiple, stochastic and chiral resonances. The effectiveness of these resonances is differentiated between functionally apriori resonances, which are part of the working field component of the substance-field organisation of DNA, and resonances that damage DNA, i.e. introduce errors into DNA operation and replication regulation, which may cause genetically determined pathologies, including cancer. Conclusion. Only taking into account the substance-field duality in the functioning of DNA allows us to realise its model (in our case, it's the theoretical one), thus advancing genetic research into the field of studying the functional system of DNA.

Keywords: DNA, substance-field model, bulk structure, electromagnetic resonance, electromagnetic field (and radiation), geomet-ric-topological structure, bulk electrodynamic structure.

Введение: структура ДНК в концепции эмер- принцип эволюционной консервативности (ПЭК),

джентности и эволюционного универсализма. принцип эволюционной экономии (ПЭЭ) [18, 19]. В кон-

Принцип эволюционного универсализма заключа- тексте исследуемой нами темы действенность

ется в (достаточной) минимизации набора методоло- названного принципа полагается соответствующей

гических ходов в эволюции и их неизменности при следующей лемме. эволюционном усложнении БО; другие названия:

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2024 - Vol. 31, № 3 - P. 139-144

Лемма 1. Действенность принципа эволюционного универсализма (ПЭК, ПЭЭ) при формировании структуры ДНК проявляется в сочетании консервативности конструирования структуры ДНК и выраженной эмерджентности в функционировании эволю-ционно-фрактального наращивания структуры ДНК, приобретающей качество вещественно-полевой.

То есть вещественная структура ДНК в процессе эволюции - от предживых вирусов [18, 19] до homo sapiens - усложняется консервативно-количественно наращиванием числа нуклеотидных оснований в молекуле двойной спирали, что есть фрактальное конструирование (природой) вещественной структуры ДНК. Но параллельно в функционировании ДНК выявляется качество эмерджентности, то есть появление признаков, не являющихся «механическим» сложением прежних, но качественно иных, новых (положительное решение теоремы Гёделя о неполноте [18, 19]), в итоге приводящих к эволюционному появлению человека, то есть существа мыслящего и, главное, осознающего свое мышление (ибо, по Джулиану Хаксли, и высшие млекопитающие мыслят зачаточно, но не осознают своего мышления...).

С общеэволюционной позиции причинности, именно качество вещественно-полевой изначальной организации ДНК и есть причина, источник эволюционной эмерджентности в функционировании ДНК.

Из сказанного выше важнейший для нашей темы вывод сформулируем в виде леммы.

Лемма 2. Учитывая двойственность консервативного структурного вещественного и эмерджентного функционального вещественно-полевого механизма эво-люционно-фрактального формирования ДНК, адекватная (теоретическая) модель ДНК имеет объемный, многоэлементный в тополого-геометрическом абрисе вещественный каркас с электродинамической функциональной организацией системы объемных {Ё,Й} - связей.

Отметим предварительно, что в работах [3, 5] выполнен комплекс исследований по волновому геному, то есть в направлении установлений связи между полевой структурой ДНК и ее генетической информацией, а в наших (с коллегами) работах [6, 20] разработаны общие основы построения и анализа технических объемных электродинамических структур, которые мы далее используем для обоснования вещественно-полевой модели ДНК.

Отличие информационной модели (тот же волновой геном [3, 5]) ДНК от исследуемой нами вещественно-полевой модели [15, 16] принципиальное: первая строится алгоритмически, здесь ДНК рассматривается в ее информационном функционировании как исходный «передатчик» генетической информации в цепи [ДНК ^РНК ^рибосомы ^биосинтез белков]; вещественно-полевая модель ДНК суть собственно структура этой молекулы в упаковке (ком-пактификации) в ядре клетки, а данная вещественная структура работает в режиме внутренних электромагнитных полей (ЭМП) и воздействующих - внешних по отношению к ней - электромагнитных излучений (ЭМИ), по отношению к которым ДНК является «приемником» (далее без закавычивания).

Именно в силу такого отличия этих двух основных моделей, в вещественно-полевой не рассматриваются такие специфические вопросы

(традиционного) геномного моделирования, как образование и структура химических групп (фосфатных, метильных, ацетильных и пр.), что в процессе работы ДНК навешиваются на ее «хвосты» и инициируют набор сигналов, опознаваемых белками - в передачи информации эпигенетическим путем. То же самое можно сказать о механизмах регуляции активности генов, например, посредством ферментов ДНК-метилазы. И другие механизмы - собственно уже вне собранной структуры ДНК [6, 9, 12], что называется, от эпигенетики до этногеномики...

ДНК как объемная вещественно-полевая электродинамическая структура. Вещественный каркас модели ДНК можно представить условными фрагментами нуклеотидной спирали и собственно нуклеотидными основаниями, расположенными в объемной упаковке (компактификации) условно-горизонтально (УГ) относительно выбранной оси ориентации ОО' упаковки; условно-вертикально (УВ) и условно-хаотично (УХ) - по углу наклона аж оси ОО'. Эти вещественные элементы ВЭ/ в их совокупности и в объемной фрагментации £;[ВЭ, = (УГт + УВ^ + УХп/(а1 (ОО))] представляются некоторыми приемниками ЭМП: внутренних [#,Ё(£)] и внешних [£,Й] (условное различие в обозначениях; см. далее). Внутренние ЭМП суть «межгенные» в структуре ДНК (рис. в [16]). Внешние же ЭМП есть воздействующие на единично рассматриваемую молекулу ДНК извне; в экспериментах по воздействию ЭМИ на биообъект (БО) с конечным откликом ДНК внешними полями полагаются трансформируемые в цепи: [внешние для БО ЭМИ]^[активация клеточных ЭМП] ^ [воздействие на ДНК в ее вещественно-полевой структуре].

При этом в полевой структуре ДНК наложение [Я,Й] на [#,Ё(£)] сопровождается активацией внутренних излучений, переизлучений с набором суперпозиций, дифракций, интерференций и корреляций. В то же время во внешне хаотичной структуре полей в ДНК активируются основные виды ЭМ-резонансов: частотные, включая двойные и более кратные, стохастические и киральные [16]. Именно активация резо-нансов и является причиной повреждения ДНК: привнесения ошибок в работу ДНК, ее вещественно-полевой структуры, и в регуляцию репликации. По авторитетному мнению Дж. Уотсона [6], одного из открывателей двойной спирали ДНК, такие ошибки являются источником генетических заболеваний, включая онкозаболевания. Главенствующая сейчас вирусно-генетическая концепция онкозаболеваний [6] вполне вписывается в функционирование вещественно-полевой модели ДНК. Но конкретная привязка данной концепции к вещественно-полевому геномному моделированию ДНК не входит в тему нашей работы.

Рассмотрим в общем виде взаимодействие внутренних полей [Н ,Ё (£)] ДНК, как несущих информацию, используя подход, развитый в наших работах [1, 2, 11, 14], а также обоснованное в [8,10] утверждение: в биосистемах передача информации посредством ЭМП использует солитоны электромагнитных волн (ЭМВ), то есть одиночные («уединенные») волны-импульсы.

10иККЛЬ ОБ ЖШ МЕБТСЛЬ ТЕСЫК0ШЫЕ8 - 2024 - Уо1. 31, № 3 - Р. 139-144

Рис. Эпюры, поясняющие солитонный механизм передачи

информации в ДНК посредством объемных ЭМП

Таким образом, в ДНК, как вещественно-полевой электродинамической структуре (ВПЭС), информационные сигналы передаются между «элементами» структуры солитонами ЩЕф] ЭМВ. Заметим, что в любом биомоделировании объектами исследований являются солитонное кодирование и модуляция, джозефсоновские и оптические (в ДНК - терагерцо-вые) солитоны [8, 10, 14].

На эпюрах рис.1 показаны общие принципы со-литонной передачи информации в структуре ДНК (межэлементная, «межгенная» передача; см. рисунок в работе [16]). Для иллюстративной наглядности реальные процессы линеаризованы. На верхней эпюре в координатах (А1, £) представлен солитон огибающей ЭМВ Н,Е(£)(1), где Т1 - начальная длительность соли-тона. Далее следующие солитоны Н,ЕЕ)(2) генерируются с длительностью Т1 фт2. Информационная модуляция есть изменение длительности солитонов (1), (2), ..., (п) в последовательности их генерации и объемной передачи-приема.

На второй эпюре (А2, $ представлен другой вариант информационной модуляции, а именно изменением расстояний 1г-1,г ^ ^ ... в последовательности солитонных посылок с неизменяемой длительностью Т0.

Одновременно это есть и стробирование потоков информации, то есть фиксация информационных блоков, а в ДНК-специфике есть разграничение единичных межгенных информационных обменов в ВПЭС ДНК.

Наконец, на нижней эпюре рисунка (Аз, $ показана схема взаимного информационного кодирования - между (г^/)-генами ДНК, в которой используется свойства солитонов встречно и «вдогонку» проходить друг через друга; при этом их индивидуальные характеристики не претерпевают изменений [13].

К приведенному выше обоснованию ВПЭС ДНК полагаем полезным добавить, учитывая всегда реально наличествующие в ДНК «ошибки» структурирования [6], что на этот случай эволюция построила ДНК таким образом, что (а) в ней всегда присутствует

информационная избыточность; (б) во вроде бы хаотической упаковке (компактификации) ДНК всегда присутствует некоторая обобщенная симметрия высших классов, выявляемая при математическом описании функционирования ВПЭС ДНК, то есть справедлива.

Лемма 3. Выполнение законов симметрии в ВПЭС ДНК, относящихся в ее матописании к проведению группы преобразований над алгебраизованной аналитической функцией, то есть в условиях исходной информационной избыточности, является необходимым и достаточным условием полного сохранения этой информации на фоне изолированных ошибок в структуре ДНК.

Физико-математическая модель ДНК в функционировании ее ВПЭС. Общая модельная схема ВПЭС была предложена нами (с коллегами) в ведущем естественно-научном российском журнале [5] и апробирована в инженерном проекте интегральных модулей радиоэлектроники [20], по сути - проекта системы сверхбыстрой обработки информации на прямых объемных электромагнитных связях. Вариант биоаналогии рассмотрен также в книге [2]. Отталкиваясь от разработок [5, 20], попробуем дать очертания физико-математической модели ДНК в функционировании ее ВПЭС. Назначение данного раздела в биофизической по своему назначению работе (статье и серии статей [15, 16]) - показать, что такая сложная по геометро-топологическим и электродинамическим характеристикам ВПЭС, как ДНК, достаточно адекватно - у нас в теоретическом плане - может быть представлена базовой физико-математической моделью.

Для ВПЭС такого уровня сложности используется матаппарат решения уравнений Максвелла: (а) для точной формулировки задачи [1, 2]; (б) в приближенной форме [5, 20]; (в) в нетрадиционном для электродинамики аппарате дифференциальных форм (внешней алгебры) [1, 8, 17]. Ниже используем сочетания (а) и (б).

Сложная многоуровневая ВПЭС ДНК разбивается (по УГ, УВ или УХ - выбор сугубо формален) на ряд элементарных слоев, причем их границы идентифицируются с поверхностями раздела отрезков двойной спирали в этом слое и межспиральных (эквивалент диэлектрику) промежутков. Для каждой из областей записываем ряды Фурье для продольных компонент электрического Ег и магнитного Н полей:

от

У^Ше-^, (1)

П= 1

от

Я®= ^В® и®(х,у)е->^. (2)

п=0

В (1), (2) Ап и Вп есть неизвестные коэффициенты; кг - продольное волновое число; и„ и ип - ортонорми-рованные функции, которые удовлетворяют граничным условиям везде, кроме выделенных (см.выше) г-ых слоев; на последних задаются поверхностные

(1,1+1) (Ц-1) электрические поля е( ) и е( .

После преобразований (1) и (2) получим соотношения, согласованные в части непрерывности тангенциальных электрических полей и имеющие разрыв магнитных полей.

В итоге приходим к интегральному уравнению Фредгольма 1-го рода

10иККЛЬ ОБ ЖШ МЕБТСЛЬ ТЕСНК0ШЫЕ8 - 2024 - Уо1. 31, № 3 - P. 139-144

^ I е1(х')д(х,х')йх' = 1(х), (3)

п=0 5

где д(х, х') - тензор Грина, ?(х)- электрический ток, равный нулю вне объема спирали ДНК.

Исходя из решения (3), строится приближенное (б) распределение полей в форме конечной суммы базисных функций и неизвестных коэффициентов при них:

2 М

ёг = ^ ^ ат1ет1 хк, (4)

1=1 т=1

где к и т есть номера орт; соответственно, в евклидовом и функциональном пространствах.

Далее, применяя метод Галеркина к (3) и подставляя в (3) распределение полей (4), при соблюдении требования минимума невязки интегрального уравнения (3) ортогонализацией его системы базисных функций (4), получим систему линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). При определенных условиях такое СЛАУ является дисперсионным уравнением относительно искомого продольного волнового числа kz.

Таким образом, получаем для модели ВПЭС ДНК систему собственных волн. В сочетании с определением моделей неоднородностей (методологию см. в [1, 5, 8, 20]) строится и собственно электродинамическая модель ДНК. Заметим, что, используя в построении такой модели принцип подобия реальных полей в биофизической структуре ДНК и расчетных полей (1)-(4), мы опираемся на справедливость принципа инвариантности топологии поля (в методе подобия). Последний вытекает из базовых принципов теории симметрии [20]: теоремы Нетер, теоремы Биркгофа, закона компенсации симметрии, принципа дисим-метризации, но особенно из принципа Ноймана-Миннигероде-Кюри (НМК). Покажем, что справедлива

Теорема 1. Необходимым условием возможности реализации подобия биофизических (физических) характеристик базового элемента - элемента анализа ДНК и его ВПЭС-модели - является гомеоморфизм структур их полей, а именно: БРо^ БРт, (5) где БР0- структура ЭМП базового элемента, а БРт- его модели.

Доказательство (см. уточнение в [5, 20]). Пусть объект ДНК имеет По определяющих физических (биофизических) принципов, а модель - Пт. Определимся: является ли гомеоморфизм фэр: БР0 ^ 5Рт необходимым условием инвариантности физических свойств П:

П0~Пт(ф5р: 5Ро^5Рт). (6)

Таким образом, такая задача сводится к определению симметрии свойств П относительно гомеоморфизма фэр. Но, в соответствии с принципом НМК, то есть необходимостью инвариантности по крайней мере части физических свойств в случае гомеоморфизма фэр, имеем справедливость (6), что и есть доказательством теоремы.

...Относя выводы из анализа ВПЭС-модели ДНК к заключению к статье, рассмотрим еще один существенный аспект моделирования.

Геометро-топологическое моделирование ВПЭС ДНК, с акцентом на топологии, обусловлено как выигрышное в части методологии и результативности

анализа сложной структуры упаковки (компактифика-ции) ДНК. Эта сложность заставляет с позиции математики: (а) использовать вместо точных моделей приближенные, абрисные; (б) при этом ставится требование адекватности такой модели происходящим физическим процессам, в нашем случае - электродинамическим процессам в ДНК. То есть имеем: модель ДНК, опирающуюся на строгий аппарат электродинамики и обладающую наглядностью с позиции происходящих в ДНК (био)физических процессов.

Требованиям (а) и (б) в наибольшей мере удовлетворяет аппарат топологии, объектами которой являются ЭМП, в приложении к техническим ВПЭС разработанная в [2, 5, 20] (В.И. Гвоздев, Т.А. Кузаев, А.А. Яшин и др.).

Ниже трансформируем его для анализа биофизической ВПЭС ДНК - в самой общей, иллюстративной форме.

Исходим из определения топологической схемы (структуры) ВПЭС ДНК как взаимосвязи сепаратрис и положений равновесия фазового объема силовых линий ЭМП: ^ = е, ^ = Й, (7)

йх йх у '

где е и Й - электрическое и магнитное поля, а ге и гг -векторы их силовых линий.

Полагая, что уравнения (7) описывают ВПЭС ДНК как автономную динамическую систему, к такой модели применима качественная теория обыкновенных дифференциальных уравнений [7]. При этом уравнения Максвелла в топологической форме имеют вид: йеЬ[А(1е, К)-1КеЁ] =0, (8)

здесь А, Е - общая и единичная матрицы соответственно.

Поскольку (8) имеет локальный характер, то для адекватного (физического) анализа ВПЭС следует связать интегральные топологические характеристики ячеек е- и Й-полей, то есть учесть требования: (а) сепаратрисы е- и Й-полей взаимноортогональны в узлах пересечений ячеек; (б) для совокупности точек таких пересечений выполняется равенство

N

^ ^П(У1Й) sign(xiei)=0, (9)

1=1

где уг, хг - орты декартовой системы координат в г-й точке пересечения.

Динамическая же система (7), с использованием тензорной функции Грина д (см. также в (3)), имеет вид:

Г

-Ж =ё = (10)

Из анализа динамической системы (10) следует, что построение топологической схемы приближенного расчета силовых линий в ВПЭС не требует решения электродинамической краевой задачи для сложных в модели ДНК граничных условий, но достаточно задания, исходя из биофизической структуры ДНК, качественного распределения ЭМП и постоянной кг (из СЛАУ на базе решения (4); см. выше) распространения собственной волны поля в ВПЭС.

Естественным продолжением развития топологической модели ВПЭС ДНК полагается исследование закономерностей построения топологической схемы в данной модели, исходя из геометро-топологической специфики граничных условий. Тем самым

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2024 - Vol. 31, № 3 - P. 139-144

придем к качественному решению электродинамической задачи на собственные волны модели.

Заключение. В выступлении академика А.С. Спирина на заседании Президиума РАН, посвященном 50-летию расшифровки ДНК, содержится следующее утверждение о проекте «Геном человека»: «Сейчас расшифровали геном... здесь даже не структура, а просто набор линейных нуклеотидных последовательностей генов. Этот материал, конечно, ценен и когда-нибудь понадобится для структурно-функциональных исследований... «Геном человека» - чисто технический проект, науки - почти никакой» ([6], С. 937).

А в своем выступлении академик Г.П. Георгиев подчеркнул «технологическую» доминанту проекта «Геном человека»: «Действительно, на Западе быстро создали огромные фабрики с роботами, которые начали штамповать структуру генома человека» ([6], С. 930).

Итак, девиз нынешнего времени «Технологии вместо науки» конгениально воплотили в проекте «Геном человека» (затрачено 3 млрд. долларов - по доллару за одно нуклеотидное основание [6]...). То есть, рассуждая здраво, этот проект отодвинул реальную основу изучения генома: структурно-функциональный анализ. Последний же априорно должен включить в себя не только вещественную структуру ДНК в линейной последовательности нуклеотидов («Геном человека»), но и практически не изученную систему внутренних ЭМП в «перекличке» через них всех генов ДНК, включая «молчащие» гены (рис. [16]).

Тот факт, что ДНК имеет характер ВПЭС, то есть активно участвующую в ее функционировании электромагнитную составляющую [16], особо не нуждается в своем обосновании, поскольку уже с девяностых годов прошлого века [3, 4, 8] ведутся интенсивные исследования воздействия на работу репродук-тивно-наследственного аппарата БО ЭМП различной природы, частоты и интенсивности - что называется, откройте любой медико-биологический журнал с данной специализацией. особенно по радиационной медицине. А из общефизического, он же в данном аспекте и общебиофизический, принципа взаимности следует, что отклик объекта на полевое, здесь электромагнитное, внешнее воздействие возможен только в случае, если данный объект обладает такой же полевой (электромагнитной) функционирующей структурой. Для ДНК - это есть физическая (биофизическая) апология ее ВПЭС-характера.

Еще более наглядный, любому человеку знакомый, фактор вещественно-полевой, структурно-функциональной организации ДНК - это. генномодифи-цированные продукты питания (!?), пресловутые ГМО. Тем более, что к настоящему времени вся мировая растительная сельхозпродукция переведена в разряд ГМО (глобальная монополизация семеноводства!) -надписи на этикетках «Не содержит ГМО» суть маркетинговая фикция. Люди с хорошей вкусовой памятью прекрасно знают: нынешний огурец, помидор и так далее вплоть до вкуса хлеба и риса - это совершенно иной продукт, нежели имевший место быть с таким же названием четверть века тому назад.

Итак, если задача конкретной генной модификации, то есть изменения в вещественной последовательности ДНК, ставится также конкретно, например, засухоустойчивость, морозоустойчивость и пр. (см. у

Лютера Бёрбанка, Мичурина, Вейсмана с Морганом, Лысенко и др. «наивных»), то появление у выведенного сорта такого ГМО-продукта качеств несъедобности (твердость, отсутствие аромата и вообще запаха, резиноподобность и пр.) ГМО-селекционеры объяснить не могут, или это им транснациональными сельхозмонополями категорически запрещено. А иное качество съедобности - это неучет такими «селекционерами» полевой (ЭМП) составляющей ВПЭС ДНК!

Заметим, что и сама природа редко, но «подкидывает» ГМО-модификацию. Классический пример здесь - эпидемия филлоксеры в последней трети XIX века, генетически переродившая весь европейский виноград. То есть, начиная с того времени, люди имеют совершенно иную растительную культуру. А вина, изготовленные до нашествия филлоксеры, именуемые прафиллаксерой, стали жемчужинами винных коллекций. Но - это редкое исключение, в отличии от планомерной. ГМО-трансформации всей флоры, а на очереди и фауна.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Завершив наглядные примеры реальности ВПЭС ДНК, то есть обязательности ЭМП в структуре ДНК, в ее структурно-функциональном анализе, сформулируем завершающее статью (и их цикл [15, 16]).

Определение 1. Адекватное структуре упаковки (компактификации) ДНК структурно-функциональное геномное моделирование для целей исследования высокочастотного низкоинтенсивного облучения БО, предполагает использование вещественно-полевой модели с объемным - по упаковке - распределению собственных микромощных ЭМП ДНК, являющихся приемниками для воздействующих внешних ЭМП, а возникающие при таком воздействии ошибки в работе ДНК и в регуляции репликации, приводящие к генетическим патологиям облучаемого БО, в том числе онкозаболеваниям, объясняются возникающими электромагнитными резонан-сами, повреждающими как вещественную структуру нуклеотидной последовательности, так и изменяющими (запутывающими) структуру (межгенных) внутренних ЭМП ДНК.

Предложенная в настоящем цикле статей теоретическая модель ВПЭС ДНК может рассматриваться как абрисная для дальнейших, широкомасштабных исследований.

Литература / References

1. Введение в электродинамику живых систем / Хадарцев А.А., Яшин А.А., Субботина Т.И. [и др.]; Под ред. А.А. Яшина. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. 440 с. / KhadartsevAA, Yashin AA, Subbotina TI, et al. Vvedenie v ehlektrodinamiku zhivykh sistem [Introduction to the electrodynamics of living systems]; edited by A.A.Yashin. Tula: Publishing house of Tula State University; 2003. Russian.

2. Гад С.Я., Крючков А.Н., Яшин А.А. Биофизика полей и излучений и биоинформатика. 4.IV. Биоаналогии в технике и технологиях: создание систем сверхбыстрой обработки информации / Под ред. Е.И. Нефедова. Тула: Изд-во «Тульский полиграфист», 2000. 268 с. / Gad SYA, Kryuchkov AN, Yashin AA. Biofizika polei i izlucheniy i bioinformatika. Ch.IV. Bioanalogii v tekhnike i tekhnologiyakh: sozdanie sistem sverkhbustroi obrabotki informatsii [Biophysics of fields and radiations and bioinformatics. IV. Bioanalogies in engineering and technology: creation of ultrafast information processing systems]. Edited by E.I. Nefedov. Tula: «Tulsky Polygraphist» Publishing House; 2000. Russian.

3. Гаряев П.П. Волновой генетический код: Институт проблем управления РАН. М.: Издатцентр, 1997. 107 с. / Garyaev PP. Volnovoi ge-neticheskiy kod [The wave genetic code]: Institute of Problems Management of the Russian Academy of Sciences. Moscow: Izdattsentr; 1997. Russian.

4. Гаряев П.П. Волновой геном. М.: Общественная польза, 1994. 280 с. / Garyaev PP. Volnovoi genom [The Wave Genome]. Moscow: Public

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2024 - Vol. 31, № 3 - P. 139-144

Benefit; 1994. Russian.

5. Гвоздев В.И., Кузаев Г.А., Нефедов Е.И., Яшин А.А. Физические основы моделирования объемных интегральных схем СВЧ и КВЧ // Успехи физических наук. 1992. Т. 162, № 3. С. 129-160 / Gvozdev VI, Kuzaev GA, Nefedov EI, Yashin AA. Fizicheskie osnovy mod-elirovaniya ob'yomnykh integral'nykh skhem SVCH i KVCH [Physical basis of modelling of bulk integrated circuits of microwave and EHF circuits]. Advances in the physical sciences. 1992;162(3):129-60. Russian.

6. К 50-летию открытия структуры ДНК / Лаверова Н.П., Уот-сона Дж., Киселева Л.Л., Фаддеева Л.Д., Велихова Е.П., Марчука Г.И., Георгиева Г.П. [и др.] // Вестник Российской академии наук. 2003. Т. 73, № 10. С. 918-938 / Laverov NP, Watson J, Kiselev LL, Faddeev LD, Velikhov EP, Marchuk GI, Georgiev GP, et. al. K 50-letiyu otkrytiya struktury DNK [On the 50th anniversary of the discovery of the DNA structure]. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. 2003;73(10):918-38. Russian.

7. Качественная теория динамических систем второго порядка / Андронов А.А., Леонтович Е.А., Гордон И.И. [и др.]. М.: Наука, 1966. 526 с. / Andronov AA, Leontovich EA, Gordon II, et. al. Kachestvennaya teoriya dinamicheskikh sistem vtorogo poryadka [Qualitative theory of dynamical systems of the second order]. Moscow: Nauka; 1966. Russian.

8. Математические методы современной биомедицины и экологии / Афромеев В.И., Протопопов А.А., Фильчакова В.П. [и др.]; Под ред. Яшина А.А.. Тула: Изд-во ТулГУ, 1997. 223 с. / Afromeev VI, Pro-topopov AA, Fil'chakova VP, et al. Matematicheskie metody sovremennoi biomeditsiny i ekologii [Mathematical methods of modern biomedicine and ecology]; edited by Yashin AA. Tula: TSU Publishing House; 1997. Russian.

9. Молекулярная биология клетки. В 3-х тт.: Пер. с англ. / Б. Ал-бертс, Д. Брей, Дж. Льюис [и др.]. М.: Мир, 1994; Т.1. 517 с.; Т.2. 539 с.; Т.3. 504 с. / Alberts B, Bray D, Lewis J, et al. Molekulyarnaya biologiya kletki. V 3-kh tt.: Per. s angl. [Molecular Biology of the Cell. In 3 vols.: Translated from English]. Moscow: Mir; 1994. Russian.

10. Нефедов Е.И., Фильчакова В.П., Яшин А.А. Алгоритмы математического анализа солитонных процессов на основе построения трансцендент Пенлеве и их применение в медико-биологических исследованиях // Вестник новых медицинских технологий. 1994. Т. 1, № 2. С. 18-29 / Nefedov EI, Fil'chakova VP, Yashin AA. Algoritmy ma-tematicheskogo analiza solitonnykh protsessov na osnove postroeniya transtsendent Penleve i ikh primenenie v mediko-biologicheskikh issle-dovaniyakh [Algorithms for mathematical analysis of soliton processes based on the construction of the Penleve transcendent and their application in biomedical research]. Bulletin of New Medical Technologies. 1994;1(2):18-29. Russian.

11. Сергеев А.В., Субботина Т.И., Яшин А.А. Информационная медицинская биофизика (теория, эксперимент, приложения) / Под ред. А.А. Яшина. Тула: Изд-во «Тульский полиграфист», 2002. 428 с. (Серия «Электродинамика и информатика живых систем», Т.2). / Ser-geev AV, Subbotina TI, Yashin AA. Informatsionnaya meditsinskaya bio-fizika (teoriya, eksperiment, prilozheniya) [Informatics medical biophysics (theory, experiment, applications)]. Edited by A.A.Yashin. Tula: Tulsky Polygraphist Publishing House; 2002. (Electrodynamics and Informatics of Living Systems Series, Vol. 2). Russian.

12. Сингер М., Берг П. Гены и геномы. В 2-х тт.: Пер. с англ. М.: Мир, 1998. Т. 1. - 376 с.; Т. 2. - 391 с. / Singer M, Berg P. Geny i genomy. V 2-kh tt.: Per. s angl. [Genes and Genomes. In 2 vols.: Translated from English]. Мoscow: Mir; 1998. Russian.

13. Солитоны: Пер. с англ. / Р.Буллаф, М.Вадати, Х.Гиббс и др.; Под ред. Р. Буллафа и Ф. Кодри. М.: Мир, 1983. 408 с. / Solitony: Per. s angl. [Solitons: Translated from English] / R.Bullaf, M.Vadati, H.Gibbs et. al.; Edited by R.Bullaf and F.Kodri. Moscow: Mir; 1983. Russian.

14. Субботина Т.И., Туктамышев И.Ш., Яшин А.А. Электромагнитная сигнализация в живой природе / Под ред. А.А. Яшина. Тула: Изд-во «Гриф», 2003. 319 с. (Серия «Электродинамика и информатика живых систем», Т.3). / Subbotina TI, Tukhtamyshev ISh, Yashin AA. Elektromagnitnaya signalizatsiya v zhivoi prirode

[Electromagnetic signalling in wildlife] / edited by A.A.Yashin. - Tula: «Grif» Publishing House; 2003. 319 p. (Series «Electrodynamics and Informatics of Living Systems», Vol.3). Russian.

15. Савищева А.А., Яшин А.А. Геномное моделирование для целей исследования высокочастотного низкоинтенсивного электромагнитного облучения биообъекта. Часть I: постановка задачи и анализ известных результатов // Вестник новых медицинских технологий. 2024. № 2. C. 106-113. DOI: 10.24412/1609-2163-20242-106-113. EDN NIJSIS / Savishcheva AА, Yashin AA. Genomnoe modelirovanie dlya tseley issledovaniya vysokochastotnogo nizkointensivnogo elektromag-nitnogo oblucheniya bioob"ekta. Chast' I: postanovka zadachi i analiz izvestnykh rezul'tatov [Genomic modeling of high-frequency low-intensity electromagnetic biobject irradiation for research purposes. Part I: problem statement and analysis of known results]. Journal of New Medical Technologies. 2024;2:106-13. DOI: 10.24412/1609-2163-2024-2-106-113. EDN NIJSIS. Russian.

16. Савищева А.А., Яшин А.А. Геномное моделирование для целей исследования высокочастотного низкоинтенсивного электромагнитного облучения биообъекта. Часть II: вещественно-полевая структура ДНК во взаимодействии с внешними электромагнитными полями // Вестник новых медицинских технологий. 2024. № 2. C. 114-119. DOI: 10.24412/1609-2163-2024-2-114-119. EDN DDFQYY / Savishcheva АA, Yashin AA. Genomnoe modelirovanie dlya tseley issledovaniya vysokochastotnogo nizkointensivnogo elektromagnit-nogo oblucheniya bioob"ekta. Chast' II: veshchestvenno-polevaya struktura DNK vo vzaimodeystvii s vneshnimi elektromagnitnymi pol-yami [Ge-nomic mod-eling of high-frequency, low-intensity electromagnetic irradiation of a biobject for re-search purposes. PART II: substance-field dna structure in interaction with external electro-magnetic fields]. Journal of New Medical Technologies. 2024;2:114-19. DOI: 10.24412/1609-21632024-2-114-119. EDN DDFQYY. Russian.

17. Яшин А.А. Математическая модель компонентов интегральных схем для автоматизированного физико-топологического проектирования // Зарубежная радиоэлектроника. 1987. № 2. С. 3-30 / Yashin AA. Matematicheskaya model' komponentov integral'nykh skhem dlya avtomatizirovannogo fiziko-topologicheskogo proektiro-vaniya [Mathematical model of integrated circuit components for automated physical-topological design]. Zarubezhnaya radioelectronika. 1987;2:3-30. Russian.

18. Яшин А.А. Феноменология ноосферы: Универсальная эволюционная регуляция: монография «Живая материя и феноменология ноосферы». Т. 18; в 2-х кн. / Предисл. А.И. Субетто. Кн.1. СПб: Астерион, 2021. 245 с. / Yashin AA. Fenomenologiya noosfery: Univer-sal'naya evolyutsionnaya regulyatsiya: monografiya «Zhivaya materiya i fenomenologiya noosfery». T.18; v 2-kh kn. [Phenomenology of the Noosphere: Universal Evolutionary Regulation: Monograph «Living Matter and Phenomenology of the Noosphere». Vol. 18; in 2 books.] / Preface by A.I. Subetto. Book 1. SPb: Asterion; 2021. Russian.

19. Яшин А.А. Феноменология ноосферы: Универсальная эволюционная регуляция: монография «Живая материя и феноменология ноосферы». Т.18; в 2-х кн. / Предисл. А.И.Субетто. Кн. 2. СПб: Астерион, 2022. 295 с. / Yashin AA. Fenomenologiya noosfery: Universal'naya evolyutsionnaya regulyatsiya: monografiya «Zhivaya materiya i fenomenologiya noosfery». T.18; v 2-kh kn. [Phenomenology of the Noosphere: Universal Evolutionary Regulation: Monograph «Living Matter and Phenomenology of the Noosphere». Vol. 18; in 2 books.] / Preface by A.I. Subetto. Book 2. SPb: Asterion; 2022. Russian.

20. Яшин А.А., Кандлин В.В., Плотникова Л.Н. Проектирование многофункциональных объемных интегральных модулей СВЧ и КВЧ диапазонов / Под ред. Е.И. Нефедова. М.: НТЦ «Информтех-ника», 1992. 324 с. / Yashin AA, Kandlin VV, Plotnikova LN. Proektiro-vanie mnogofunktsional'nykh ob'yomnykh integral'nykh modulei SVCH i KVCH diapazonov [Design of multifunctional volume integrated modules of microwave and EHF ranges]. Edited by E.I. Nefedov. Moscow: STC «In-formtekhnika»; 1992. Russian.

Библиографическая ссылка:

Савищева А.А., Яшин А.А. Геномное моделирование для целей исследования высокочастотного низкоинтенсивного электромагнитного облучения биообъекта. Часть III: объемная вещественно-полевая модель ДНК как приемника электромагнитного излучения // Вестник новых медицинских технологий. 2024. № 3. С. 139-144. DOI: 10.24412/1609-2163-2024-3-139-144. EDN XYANDZ.

Bibliographic reference:

Savishcheva AA, Yashin AA. Genomnoe modelirovanie dlya tseley issledovaniya vysokochastotnogo nizkointensivnogo elektromagnit-nogo oblucheniya bioob"ekta. Chast' III: ob"emnaya veshchestvenno-polevaya model' DNK kak priemnika elektromagnitnogo izlu-cheniya [Genomic modeling for research of high-frequency low-intensity electromagnetic irradiation of a biobject. Part III: volumetric substance-field model of dna as a receiver of electromagnetic radiation]. Journal of New Medical Technologies. 2024;3:139-144. DOI: 10.24412/1609-2163-2024-3-139-144. EDN XYANDZ. Russian.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.