Текст книги "Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции"

В зависимости от условий, в которых функционируют клетки, они могут переставать делиться, возобновлять деление или погибать, отмирать. Половые клетки делятся посредством мейоза, утрачивая парное число хромосом и приобретая их одинарный набор. Их назначение – оплодотворение, т. е. слияние мужских и женских половых клеток, сперматозоидов и яйцеклеток, в результате которого образуется оплодотворённая яйцеклетка, именуемая зиготой. Головка сперматозоида разрушает оболочку яйцеклетки специальными ферментами и проникает внутрь. Его клеточная оболочка тоже разрушается ферментами яйцеклетки, а ядро высвобождается и погружается в цитоплазму яйцеклетки. После этого мужские и женские ядра набухают и сливаются, образуя единое ядро с парным набором хромосом. Далее образовавшаяся таким образом зигота начинает делиться, образуя многоклеточный организм.

После опорожнения мужских половых органов в женские миллиарды содержащихся в семенной жидкости сперматозоидов устремляются в поисках годных к оплодотворению яйцеклеток. Но выжить и совместить свою генетическую программу с женской удаётся в лучшем случае только одному. Все остальные составляют лишь кратковременную белковую подпитку женского организма. Тем не менее, сперматозоид по отношению к яйцеклетке выполняет роль мобилизационной структуры, инициирующей оплодотворение. Затем, в процессе совмещения генетических программ мобилизационную роль предстоит сыграть доминантным структурам, которые могут исходить и из женских генов, а рецессивные признаки, подавляемые доминантными, могут сыграть роль мобилизационного фактора в последующих поколениях. В постоянной конкуренции за жизнь сохраняются и воспроизводятся порядки, образуемые более активными и жизнеспособными мобилизационными структурами. Они и осуществляют экспансию своего генетического материала в смене поколений. Другим способом экспансии во внешний мир клеточных структур в процессе их размножения является рост организма.

Половое размножение вносит в порядок взаимодействия клеточных структур и в порядок взаимоотношений женских и мужских организмов фактор взаимной мобилизации. Выступая инициаторами размножения, мужские половые клетки мобилизуют женские на оплодотворение, но женские половые клетки мобилизуют мужские на сохранение и передачу хранящейся в них наследственной информации. Восстановление парности хромосом позволяет воспроизвести в новой комбинации тот наследственный материал и те особенности информационных систем, которые ведут своё происхождение от предков, выдержавших испытание естественным отбором. Половое размножение позволяет обновлять наследственный материал привнесением мобилизационных инноваций со стороны противоположного пола, «разбавлять» действие вредных мутаций, понижающих мобилизационный потенциал генетических структур, т. е., как выражаются генетики, переводить мутации в гетерозиготное состояние, в котором они, подвергаясь мобилизующему действию генетики противоположного пола, могут утратить доминантное положение в формировании наследственного признака, и остаются в рецессивной, скрытой форме, не снижающей жизнеспособности потомства.

Очевидно, что деление половых клеток на основе мейоза является лишь видоизменением деления соматических клеток посредством митоза. При митозе клетки, обладающие парными хромосомами, делятся надвое, размножаются самоудвоением. При мейозе клетки утрачивают парность хромосом, остаются с их одинарным набором и возвращают себе эту пару при соединении два в одном, после чего вновь делятся по схеме «одна на две».

Половое размножение предполагает постоянную «подкачку» нового генетического материала, создание всё новых мобилизационных инноваций в генетических структурах. Отсутствие таких инноваций при рождении потомства от близкородственных родовых линий приводит к вырождению, а вырождающиеся существа, как и неудачные мутанты, в конечном счёте, уничтожаются отбором. Половые клетки (гаметы) теряют половину своих хромосом, чтобы обрести новую половину и новый экспериментальный порядок в конкуренции за выживание.

Именно клетки представляют собой наименьшие, элементарные частицы жизни, минимальные упорядоченности, которые обеспечивают мобилизацию на жизнь, исходные мобилизационные структуры жизни. Функциональными особенностями, позволяющими осуществлять отдельные механизмы жизнеобеспечения, обладают многие компоненты клеток, их органеллы или даже отдельные биоорганические молекулы. Например, отдельные от клеток рибосомы, помещённые в специально созданные условия, могут продолжать синтезировать белки, вне клеток «работают» многие ферменты, могут происходить процессы синтеза нуклеиновых кислот. Но всё это – не живые процессы, а лишь механические и химические реакции, которые могут продолжаться вне клетки, но становятся участниками жизненного процесса лишь внутри неё, в едином порядке, поддерживаемом клеткой как системой.

Как и всё живое, клетки подвержены старению, разрушению и смерти. Уже деление клеток предполагает смерть материнской клетки при рождении двух дочерних.

Но наряду с этим обстоятельством, опровергающим рассуждения о бессмертии некоторых клеток, любые клетки подвержены разнообразным повреждениям с летальным исходом, отмиранию и умиранию вне естественного жизненного цикла, завершающегося делением.

Гибель живого порядка клетки проявляется в двух формах, получивших название некроза (от греч. «некрозис» – омертвление) и апоптоза (от греч. корня, означающего «распадение» или «отпадение»).

Некроз возникает при необратимом повреждении клетки, вызываемом различными физическими или химическими процессами (например, радиоактивным облучением). При этом происходит повреждение и нарушение проницаемости клеточных мембран, дестабилизация гомеостаза, набухание и прекращение нормального функционирования митохондрий, резкое снижение энергообеспечения. Вследствие этого прекращается синтез различных макромолекул, аппарат Гольджи распадается на мелкие пузырьки, а лизосомы, наоборот, резко активизируются и вырабатываемые ими ферменты вытекают за их пределы и начинают растворять уже не питательные вещества для поддержания жизнедеятельности клетки, а сами внутриклеточные структуры, способствуя их удалению из многоклеточного организма. Некротическая реакция однотипна для самых различных клеточных структур.

При апоптозе наблюдается отмирание клеток без их физического или химического повреждения вследствие прекращения выполнения ими полезных функций внутри организма. Вымирание целых групп клеток происходит под действием естественного отбора вследствие резкого изменения условий окружающей их клеточной среды. Апоптоз, в отличие от некроза, приводит не к растворению отмирающих клеток ферментами их собственных лизосом, а к их распаду на отдельные части и фрагменты. Эти «куски» тут же пожираются макрофагами, предназначенными для уничтожения инородных тел, или даже соседними здоровыми клетками, растворяясь уже в их лизосомах.

Мобилизация одних клеточных структур приводит к деградации и гибели других, что позволяет сохранять порядок развития целостного организма. Наличие этого механизма является свидетельством борьбы за существование, биологической работы и естественного отбора внутри клеточного состава многоклеточных организмов.

В 40-е годы XX века в генетике происходит поворот от «мушиных» экспериментов к исследованию химической природы генов и молекулярных механизмов взаимодействия генетических структур. Применение методов химии, физики, математики, кибернетики привело к выдающимся открытиям, способствовало продвижению научного познания в ранее потаённые глубины строения и функционирования генетических структур.

В 1941 г. Д. Бидл и Э. Тейтем на основе исследования химического состава генетического аппарата бактерий пришли к выводу, что каждый ген контролирует синтез какого-либо одного фермента. Это позволило сформулировать знаменитое положение: «один ген – один фермент».

В 1944 г. американские бактериологи О. Эвери, Ч. Маклеод и М. Маккарти выявили химическое вещество, являющееся химической основой генов. Им оказалась дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

Ещё раньше, в 1939–1941 гг. работами Т. Касперсона и Ж. Браше было показано значение другой нуклеиновой кислоты – РНК, которая концентрируется не в ядрах клеток, как ДНК, а в их протоплазме в виде особых гранул, рибосом.

В 1940-е годы начала проясняться и в начале 50-х годов была окончательно выявлена химическая природа гена как фрагмента молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Изучение нуклеиновых кислот – ДНК и РНК, являющихся материальным субстратом и основой механизма воспроизведения жизни, имеет свою давнюю историю, начавшуюся ещё в XIX веке. В 1868 г. швейцарский врач Ф. Мишер выделил полимерное вещество, которое он назвал нуклеином. Вскоре немецкий химик Р. Альтман заметил кислотные свойства, проявляемые этим веществом, концентрирующимся в клеточном ядре, вследствие чего он переименовал его в нуклеиновую кислоту (от лат. «нуклеус» – ядро). И эта кислота оказалась поистине ядерной, ибо она не только содержалась в ядре, но и сама содержала в себе ядро – ядро наследственности, ядро продолжения жизни. Это постепенно прояснялось в дальнейших исследованиях состава и структуры нуклеиновых кислот – ДНК и РНК.

Молекулы этих кислот представляют собой полимерные образования состоящие из мономеров, названных впоследствии нуклеотидами. В 1900 г., а это год переоткрытия законов Менделя, в лаборатории американского исследователя П. Левина был определён состав углеводов, образующих порядок нуклеиновых кислот. Было установлено, что каждый нуклеотид состоит из трёх компонентов – молекулы сахара, молекулы фосфорной кислоты и молекулы органического основания в двух видах, в зависимости от содержания которых различаются и сами кислоты. Первый из них, рибоза, вследствие чего кислота и получила название рибонуклеиновой кислоты (РНК), второй, дезоксирибоза, от названия которой кислота получила название дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). При этом ДНК концентрируется в основном в хромосомах, а РНК – в цитоплазме и ядрышке.

Исследования У. Алибери и Ф. Белла (1938), А. Тодда (1948), Э. Чаргаффа (1948) позволили выявить «архитектуру» азотных оснований на подходах к той «винтовой лестнице», которую представляет собой структура ДНК и которая ведёт в «интимные покои» системы наследственности. В 1949–1951 гг. Э. Чаргафф исследовал химическое строение ДНК и доказал неограниченное разнообразие и упорядоченность молекул нуклеиновых кислот. Особенно важными оказались правила регулярности, сформулированные Чаргаффом, в соответствии с которыми четыре азотистых основания в структуре ДНК находятся между собой в парных отношениях, причём количество гуанина и аденина приблизительно равно количеству цитизина и тимина, количество аденина – количеству тимина, количество цитизина – количеству гуанина и т. д. В 1951 г. М. Уилкинсоном и его сотрудниками были проведены рентгенографические исследования молекул ДНК, позволившие выявить их структурные особенности. В 1952 г. А. Даунс выдвинул гипотезу о синтезе белков на ДНК.

Оставалось сделать только один шаг к созданию пространственной модели ДНК, который и был пройдён Д. Уотсоном и Ф. Криком, интерпретировавших эту модель как двойную спираль. В 1953 г. они опубликовали сообщение о расшифровке структуры ДНК в статье, занявшей всего две страницы журнального текста. Сочетание четырёх оснований в соответствии с правилами Чаргаффа натолкнуло исследователей на мысль о том, что эти основания выстроены наподобие попарно связанных ступенек винтовой лестницы, висящих и свободно балансирующих на сахарофосфатных «канатах». Каждая ступенька – перекладина образована связью двух оснований – аденина и тимина или гуанина и цитизина.

Так был проложен путь к познанию Космоса внутри жизни.

Космос внутри жизни так же велик и сложен, как Космос Метагалактики. Генетическая система представляет собой сложнейшее инженерное сооружение, построенное без первоначального плана путём отбора и воспроизведения порядков, способных к эффективной самоорганизации. Важнейшим методом «космической инженерии» внутри жизни является самосборка на основе мобилизационных процессов, управляемых соответствующим образом устроенными структурами. Самосборка осуществляется при помощи постоянной реструктуриации с разделением функций, участвующих в самосборке структур и их сплетении в соответствии с информацией, переданной от предшествующих структур и составляющей определенную программу размножения клеток.

Эта программа носит сугубо материальный характер, в ней нет ничего идеального или мистического. Её источник – открытая Манфредом Эйгеном способность сложных органических молекул к самовоспроизведению своих структур матричным способом. Эта способность в свою очередь стала предпосылкой к способности простейших организмов к размножению путём деления.

Структурами, которые «наводят порядок» в живой материи и обеспечивают воспроизведение на клеточном уровне любого организма, являются гены-фрагменты молекул нуклеиновых кислот – ДНК и РНК. Это полимерные молекулы, повторяющиеся сочетания элементов которых содержат «инструкции» для воспроизведения клеточных структур. Полимерные цепи ДНК построены из огромного числа мономеров, именуемых нуклеотидами. Каждая двойная цепь содержит около 3–4 миллиардов нуклеотидов общей длиной около 2 метров, и всё это упаковано в микроскопический объём клеточного ядра. Известный современный генетик В.В. Сойфер подсчитал, что все двоичные цепи ДНК человека, выстроенные в одну линию, покрыли бы расстояние от Земли до Солнца. Космические масштабы строения структур ДНК определяются их чрезвычайной плотностью, компактностью и гибкостью, позволяющими содержать в микроскопическом объёме огромные массивы информации, необходимой для самовоспроизводства жизни.

Изначальная простота несущей «инженерной» конструкции, лежащей в основе чрезвычайно сложного космоса внутри жизни, выражается так называемым принципом комплементарности. Между двумя парами оснований и образуемыми ими нуклеотидами существуют постоянно воспроизводимые комплементарные отношения: аденин всегда распознаёт только тимин и связывается с ним, а гуанин образует аналогичную пару с цитозином. Соответственно адениновый нуклеотид одной цепи соединяется с тиминовым нуклеотидом другой цепи, а гуаниновый – с цитозиновым. Понятно, что в начале самовоспроизведения жизни лежали не мифические Адам и Ева, а две пары оснований, связь которых обусловлена вещественными, химическими закономерностями. Их способность влиять на белки и определять своим расположением последовательность аминокислот в белковых молекулах была, по-видимому, главным мобилизационным фактором химической предыстории жизни. Спайка водородными связями могла возникнуть в процессе самосборки позднее.

Подбор последовательности аминокислот, осуществляемый расположением нуклеотидов, создаёт исходную структуру молекулы белка, которая, в свою очередь, управляет свойствами клеток и индивидуальными наследственными признаками развивающихся из них организмов. Ген как раз и представляет собой участок молекулы ДНК, на основе которого осуществляется формирование структуры одной молекулы белка, а следовательно и соответствующего ей конкретного признака будущего организма.

Уже в 1947 г. один из создателей квантовой механики Эрвин Шрёдингер в своей работе «Что такое жизнь. С точки зрения физики», ставшей настольной книгой огромного множества биологов, выдвинул умозрительную гипотезу о том, что генетические структуры ядер половых клеток содержат «сложный шифровальный код, включающий в себя всё будущее развитие организма» (Шрёдингер Э. Что такое жизнь. С точки зрения физика – М.: Наука, 1972 – 362 с., с. 71). Он предположил также, что ген представляет собой «необычно большую молекулу, которая стала образцом высокодифференцированной упорядоченности» и противостоит тем самым, как думали тогда, «естественной тенденции материи переходить в неупорядоченное состояние» (Там же).

В 1954 г. другой знаменитый учёный Г. Гамов, под впечатлением открытия Уотсона и Крика стал рассматривать генетический код как соответствие двух текстов, записанных посредством двух разных алфавитов. Он предположил использовать методологию и средства криптографии, которые были развиты в период второй мировой войны для расшифровки сообщений противника, с целью распознания генетических кодов.

В 1958 г. Френсис Крик обосновал так называемую центральную догму молекулярной биологии, в соответствии с которой передача наследственной информации может происходить только в одном направлении: от ДНК к РНК и от РНК к синтезированному на основе полученной информации белку.

Позднее оказалось, что эта догма, как и всякая догма, не абсолютна, что она отражает лишь главный, магистральный путь применения в генетических структурах наследственной информации. Возможен и обратный путь движения информации между родственными полимерами ДНК и РНК, а некоторые белки – ферменты представляют собой необходимое условие для работы генетического информационного устройства. Так, в 1970 г. Д. Балтимор и Х. Темин показали, что у не которых вирусов передача информации может происходить от РНК к ДНК.

Ранее, в 1956 г. А. Корнберг доказал, что самовоспроизведение (репликация) ДНК происходит при помощи фермента ДНК – полимеразы. В 1960 г. одновременно тремя коллективами исследователей было определено, что этот же фермент участвует и в образовании матричной РНК.

В 1961 г. М. Ниренберг расшифровал первое сочетание в тексте ДНК, кодирующее одну из аминокислот, а в 1965 г. генетический код был расшифрован полностью. В 1964 г. Ч. Янофски и С. Бреннер доказали соответствие между кодами генов и аминокислотами белков.

Так называемый генетический код устроен очень просто, выдавая своё происхождение от простого самокопирования органических молекул. Одна аминокислота кодируется тремя рядом расположенными нуклеотидами, составляя триплет (троицу) или кодон (кодирующее устройство). Каждый кодон содержит код, способный кодировать только одну кислоту.

Самокопирование молекул ДНК происходит посредством их самоудвоения, именуемого репликацией. Репликация начинается с раскручивания обеих цепей двойной спирали и их отделения друг от друга. Затем разрываются водородные связи между нуклеотидами, а нуклеотиды по комплементарному принципу подбирают себе пары. В результате к двум старым расплетённым цепям пристраиваются новые и сплетаются с ними, а из одной двойной спирали образуются две новые, идентичные ей двойные спирали. Лишь нарушения этой идентичности вследствие нарушения последовательности нуклеотидов в цепи ДНК может привести к наследственным изменениям в организме – мутациям.

Но если бы столь жёсткое единообразие порядка генетического кодирования полностью определяло всё огромное многообразие белкового строения живых организмов, космос внутри жизни производил бы однотипные существа, продукты серийного производства, не более отличающиеся друг от друга, чем машины, выходящие с конвейера. Но в живой природе этого не происходит, каждое живое существо отличается от всех других сугубо индивидуальными чертами, в которых можно обнаружить определённую типичность и похожесть на некоторых других индивидуумов, но все они в своём единстве и целостности представляют совершенно неповторимые и самостоятельные образования, особи, эксперименты природы. Для их осуществления необходимы какие-то структурно-генетические предпосылки.

Поиск таких предпосылок привёл в 1985 г. к открытию в геноме человека так называемых мини-сателлитов, чрезвычайно изменчивых участков генетических структур. Эти участки, составленные из тёмных и светлых полос, оказались настолько индивидуальны и отличны от других людей, что по ним в настоящее время осуществляется генетическая идентификация личности, гораздо более точная и очевидная, чем идентификация по отпечаткам пальцев или по анализу крови.

Жизнь на Земле формировалась под воздействием энергии Солнца и отражает в себе воздействие его света, который представляет собой электромагнитные колебания и одновременно поток частиц – фотонов, распространяющихся в проницаемой для них среде. В 1808 г. французский физик Э. Малюс открыл явление поляризации света, заключающееся в нарушении осевой симметрии света в плоскостях, перпендикулярных направлению падения световых лучей. В 1848 г. великий французский биолог Луи Пастер обнаружил, что все вещества биологического происхождения поворачивают плоскость поляризации света всегда в одну и ту же сторону.

Способность молекул вещества поворачивать плоскость поляризации света в определённую сторону является проявлением оптической активности. При этом одни молекулы и вещества поворачивают плоскость поляризации света (при наблюдении против направления его распространения) по часовой стрелке и называются поэтому правовращающими, а другие – против и называются левовращающими. В неживой природе правовращающие и левовращающие молекулы хаотически перемешаны, поэтому примерно равные количества правовращающих и левовращающих молекул создают такую «мёртвую» и застывшую симметрию, которая делает подобные смеси оптически неактивными.

В отличие от неорганических веществ, все молекулы и другие структуры живых веществ обладают так называемой хиральной частотой (от греч. «хир» – рука), т. е. они имеют правую и левую конфигурацию как две руки человека, они асимметричны с точки зрения отношения к свету, обладают чётко выраженной оптической активностью и закручивают плоскость поляризации света в строго определённом направлении – либо в правую, либо в левую сторону. Хиральностью называется свойство молекулы, проявляющееся в невозможности её совмещения с собственным отражением в зеркале. Оптическая асимметрия клеточных компонентов способствует повышению их активности в химических взаимодействиях, скорости протекания химических реакций, энергетического уровня и способности к обмену веществ. Это означает повышение мобилизационной активности и способности к упорядочению под воздействием соответствующих структур.

Потеря живым веществом «мёртвой», хаотической, пассивной симметрии компенсируется обретением активной, упорядоченной, «жизнеутверждающей» симметрии, выражающейся в связях правовращающих молекул с левовращающими. Молекулы ДНК, образующие синтез белков, закручены вправо, тогда как аминокислоты живых организмов имеют левовращающие плоскости поляризации. Полимерные цепи молекул ДНК и РНК содержат только правовращающие сахара, а полимерные цепи белковых молекул – только левовращающие аминокислоты. В результате активное правое управляет способным к активному упорядочению левым.

Утрата застойной и хаотической симметрии происходит, по-видимому, уже на предбиологической стадии химической эволюции. Эта гипотеза была подкреплена в 1953 г., когда английский биохимик Ч. Франк установил систематическое нарушение зеркальной симметрии в автокаталитических реакциях, т. е. при таком типе химических реакций, при которых в процессе реакции вырабатываются катализаторы, способствующие возникновению нового периода в протекании реакции и соответствующей самоорганизации реагирующих структур.

Управление потоками света и использование световой энергии для мобилизации живого вещества на обеспечение протекания жизненных процессов и необходимых для них упорядочивающих перестроек является одной из важных предпосылок образования космоса жизни.

В связи с раскрытием структурности и иерархичности генетического космоса напрашивается его сопоставление с космосом вне жизни. Тем более, что согласно своеобразной мифологии русского космизма, Космос есть живое существо, порождающее человека с некоей специальной целью, предрасполагающей к космизации человека. На сходство живой и неживой упорядоченности указывал Э. Шрёдингер, сравнивая квантовую механику, одним из создателей которой он был, с генетикой. Обе эти науки он рассматривал как теории строения вещества. По мнению Шрёдингера, «уже сам принцип дискретности, прерывистости наследственности, лежащий в основе генетики, очень созвучен атомарной теории строения вещества» (Шрёдингер Э. Что такое жизнь. С точки зрения физики – М.: Атомиздат, 1972 – 246 с., С.28).

Соответственно в научной литературе можно найти немало попыток сопоставления структурных уровней биологических систем со структурными уровнями космической материи. Искусственность таких сопоставлений не вызывает сомнений. Так, гены в некоторых отношениях проявляют сходство с квантами, в других – с атомами, вследствие чего их характеризуют то как кванты, то как атомы наследственности. Российский генетик И.А. Рапопорт проводил аналогию между кварками и нуклеотидами, барионами и кодонами только потому, что в барионе содержатся три кварка, а в кодоне – триплет (тройка) нуклеотидов. Однако, если уж идти по пути подобных аналогий, более основательным представляется сходство между кварками и азотистыми основаниями, поскольку последние своими сочетаниями и связями определяют всё разнообразие нуклеотидов как «элементарных частиц» наследственности.

В таком случае Метагалактику можно было бы сопоставить с биосферой, а составляющие её элементы – скопления галактик, галактики, звёздные скопления, звёздные системы, планеты и т. д. – с видами, популяциями, организмами, органами и тканями. В свою очередь сопоставимы и ряды микроуровня – молекулы, атомы, их ядра, элементарные частицы и кварки как наиболее элементарные из элементарных – с клетками, их ядрами, хромосомами, молекулами нуклеиновых кислот, генами, кодонами, нуклеотидами, азотистыми основаниями и т. д. Смысл такого сопоставления состоит не в каком-либо отождествлении уровней живого и неживого космоса, а в прочувствовании космической сути свойственных им типов упорядочения, сходства и различий между ними. Можно по-разному строить ряды структурных образований и сопоставлять в этих рядах что угодно с чем угодно, всегда находя при этом сходства и основания для тех или иных аналогий. Главным из этих оснований является наличие в самых различных материальных образованиях некоего мобилизационного ядра и мобилизуемой периферии, в состав которой входят одна или несколько оболочек.

Следует, однако, отдавать себе отчёт в том, что космос жизни и неживой космос – это онтологически разные миры, имеющие целый ряд принципиальных, сущностных отличий друг от друга. Космос жизни обладает устройством, сформированным в процессе эволюции структур воспроизведения жизни. Жизнь на Земле – в целом макроскопическое, геоцентрическое явление, поэтому микромир жизни тоже макроскопичен с физической точки зрения, он включает пусть очень маленькие, сканируемые только электронными микроскопами, но всё же обладающие макроскопической телесностью структуры.

Космос же Вселенной представляет собой триединство микро-, макро– и мегакосмоса, в котором микроуровень за пределами молекул и атомов не обладает свойствами макроскопической вещественности, а на мегауровне происходит существенная трансформация пространственно-временных форм. Неживой Космос не обладает специфическими устройствами для воспроизведения каких-либо форм жизнедеятельности. Но и он буквально «кипит» эволюцией, пронизан ею, создаёт и отбраковывает неисчислимое множество самых разнообразных порядков, создавая тем самым предпосылки для направленного развития и прогресса. К числу таких предпосылок относятся структурность, целостность, системность, организованность космических образований. Однако действие таких предпосылок может реализовать потенцию к направленной эволюции и прогрессивному развитию лишь в тех случаях, когда хаотическая самоорганизация и самоструктурирование приводят к возникновению структур, способных воспроизводить и распространять обретённый ими порядок, используя материально-энергетические ресурсы окружающей среды и преобразуя эту среду по своему «образу и подобию». Можно предположить, что такие структуры возникают в Космосе постоянно в самых различных вариантах, но перешагнуть чрезвычайно высокий порог от эволюционной «инженерии» неживого Космоса к эволюционной «инженерии» космоса жизни могут помочь лишь чрезвычайно специфические условия, способствующие массовому «производству» упорядочивающих структур, их «перепроизводству» и конкуренции между ними в особой космической системе, именуемой биосферой.

Основой воспроизводства всего живого на Земле является порядок синтеза белков в соответствии с программой, заложенной в ДНК и реализуемой через РНК в клетках каждого организма. Каждый ген содержит информацию для синтеза одной белковой молекулы и обусловливает предпосылки развития одного элементарного наследственного признака, Представляя собой участок двойной спирали ДНК, ген содержит в себе порядок строения молекулы определённого белка в виде последовательности нуклеотидов, число пар которых варьируется от нескольких сотен до миллиона. Предварительно в гене образуется его копия в виде молекулы РНК, которая, будучи определённым образом упакована, вытекает из ядра клетки через поры его оболочки в цитоплазму, где и происходит синтез.

Структуры РНК, синтезирующиеся на ДНК, точно копируют структуру последней путём точного повторения последовательности нуклеотидов в одной из цепей гена. Этот процесс копирования назван транскрипцией. Слово это, буквально означающее «переписывание», употребляется также в языкознании для обозначения передачи звучания чужого языка людям, для которых предназначена транскрипция.

Процесс транскрипции необходим для того, чтобы сохранить в структурах ДНК, не принимающих участия в синтезе белков, информацию, необходимую для их построения, подобно тому, как информация продолжает храниться в шкафах учреждения или в памяти компьютера, тогда как её практическое использование обеспечивается копированием, выведением на диск или распечатыванием копии на принтере. Эта информация содержит инструкции по синтезу белковых структур. Как и репликация, транскрипция обеспечивается на основе комплементарности азотистых оснований, но уже не между расплетёнными из двойной спирали одинарных цепочек ДНК, а между цепочками РНК. Три азотистых основания – аденин, гуанин и цитозин в структурах РНК идентичны тем, что содержатся в структурах ДНК. Лишь одно основание – урацил отличается от тимина, содержащегося в структурах ДНК, но близко к тимину по своему строению, что обеспечивает как распознавание отличий РНК от ДНК, так и сцепление близких по строению оснований по принципу комплементарности. При этом, как и в структурах ДНК, в структурах РНК нуклеотиды последней сцепляются друг с другом ковалентными связями между сахаром рибозой одного нуклеотида и фосфорной кислотой другого.