Даниил Михайлович Платонов
Информационная феноменология жизни. Часть I: Внутриклеточные информационные отношения
Для уточнения феноменологической значимости языков в системах информационных отношений, а, следовательно, и в информационных системах в целом, попробуем воспользоваться известными профессиональными толкованиями этого понятия. Одной из распространенных формальных интерпретацией понятия «язык» является представление его в виде знаковой системы, соотносящей понятийное содержание и форму его реализации (типовое звучание, написание, кодирование электронных носителей и т.п. формы материализации знаков языка). Наиболее существенной и специфической особенностью структурной организации языка, с этих позиций, считается его «многоуровневое строение», т.к. оно является самым непосредственным следствием уникальной способности языка относить свои знаки к любой части человеческого опыта любого рода и связанной с этим способности к бесконечному развитию и модификациям. Этот тезис достаточно полно характеризует возможности языковой формализации информации с точки зрения ее содержания. Но не совсем понятно, почему в подобную трактовку интерпретации понятия «язык» обычно включается противопоставление естественных и искусственных языков.
Другая интерпретация понятия «язык» взята из Большой советской энциклопедии. «Язык, стихийно возникшая в человеческом обществе и развивающаяся система дискретных (членораздельных) звуковых знаков, предназначенная для целей коммуникации и способная выразить всю совокупность знаний и представлений человека о мире. Признак стихийности возникновения и развития, а также безграничности области приложения и возможностей выражения отличает Я[зык] от так называемых искусственных, или формализованных, языков, которые используются в других отраслях знаний, и от различных систем сигнализации, созданных на основе Я[зыка]». В этом тезисе так же настойчиво противопоставляются естественные и искусственные языки, но уже по стихийности их возникновения. В этой связи не понятно, каким детерминированным планом обусловлены, например, события связанные: с созданием в 1954 году в недрах корпорации IBM группой разработчиков во главе с Джоном Бэкусом языка программирования Fortran; с созданием в 1960 году командой во главе с Петером Науром языка программирования Algol (этот язык дал начало целому семейству Алгол-подобных языков, важнейший представитель которых – Pascal был создан в 1970 году Никлаусом Виртом); с тем, что в 1963 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томесом Куртцом был придуман, и под их руководством был реализован командой студентов колледжа Бейсик; с созданием в 1972 году Керниганом и Ритчи языка программирования C, а в 1986 году Бьярн Страуструп создал первую версию языка C++; с разработкой британским учёным Тимом Бернерсом-Ли приблизительно в 1989 – 1991 годах в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям в Женеве языка разметки HTML. Перечисление можно продолжать, но во всех случаях создателями двигало не детерминированное, заранее запланированное директивное указание, а необходимость сложившейся ситуации в информационных технологиях в ходе процесса их слабо предсказуемого развития.
На основе приведенного рассуждения представляется, что феноменологически, с точки зрения уровня организации информационных отношений, естественные и искусственные языки эквивалентны. Все они упорядочивают на основе сложившихся регламентированных правил связь разнотипных информационных объектов в рамках их иерархической и феноменологической упорядоченности. Это побуждает к гипотезе в достаточно узком смысле, что язык есть объективный имманентный атрибут информационных отношений, присущий любой действующей (функционирующей) информационной системе, способствующий обеспечению в ней коммуникационных отношений.
На этом приостановим экскурс в рукотворную эволюцию компьютерных технологий и обратимся вновь к процессам информационного обеспечения жизни.
Информационное обеспечение жизни эукариотных клеток.
Прежде, чем перейти к обсуждению информационного обеспечения эукариотов, напомним структуру информационных отношений в организмах прокариотной биосферы по аналогии с рассмотренными аспектами развития компьютерного программного обеспечения. В случае прокариот, принципиальным положением является наличие в каждом индивидуальном прокариотном одноклеточном организме единой, однократно исполняемой на протяжении жизненного цикла клетки, генетической программы, которая хранится в кольцевой бактериальной хромосоме. Это напоминает структурно-архитектурную организацию однопрограммных компьютеров специализированного назначения. Все внеклеточные отношения, включая информационные, обеспечиваются не генетической связностью клеток, а внешними (трансцендентными) отношениями между организмами, которые носят более высокий уровень уже экологического сосуществования. Именно на экологическом уровне в прокариотной биосфере обеспечиваются синергетические процессы круговорота живой материи на основе разделения живых существ на экологические категории: продуцентов, консументов и редуцентов (деструкторы).
Такая структура прокариотной биосферы вполне самодостаточна и показала поразительную ее жизнеспособность в условиях существенной изменчивости окружающей среды. Вместе с тем, на основе опыта развития жизни на Земле, очевидно, что такая организация информационных отношений оставляет развитие живых организмов лишь на одноклеточном уровне.
Конечно, в природе часто на основе экологического взаимодействия формируются вполне устойчивые объединения на уровне симбиоза организмов с существенно различными генетическими программами их развития. Результаты микропалеонтологических исследований показывают, что на заре биологической жизни, в эпоху прокариотной биосферы существовало значительное разнообразие таких систем. Они различались по мощности, плотности и разнообразию участвующих в них организмов. Но уровень экологических отношений, которые для каждого индивидуума представляются трансцендентными факторами, не показал в природе примеров появления качественно новых, генетически взаимосвязанных и передаваемых по наследству форм отношений, способных на программном уровне определять структуру таких агломератов. Все, что достигнуто в этом смысле в царстве прокариот – это некоторая специализация формы организмов, обеспечивающая в той или иной степени их пространственно-трофическое объединение в условиях экологического сосуществования.
В отличие от этого надцарство эукариот принципиально отличается по системной организации генетической информации. Это, например, позволило Природе в процессе эволюции «создать условия» для возникновения многоклеточных организмов, развивающихся и структурирующихся на основе единого «пула» программного обеспечения для каждого многоклеточного организма. На едином для каждого организма множестве программ (наборе хромосом) поддерживается широкая палитра специализации клеток организма. Клеточное многообразие, формирующее каждый организм, жестко увязано информационными отношениями в единую корпоративную клеточную ассоциацию. Благодаря этому, результаты выполнения генетических программ (конечно, это, в первую очередь, белки – «данные» результатов исполнения генетических программ, и создающиеся на их основе ферменты) детерминировано определяют специализацию каждого шага деления клеток организма. Исследования последних десятилетий показали также активную роль таких промежуточных в феноменологическом смысле информационных объектов как интерферирующие РНК (siRNA) и микро РНК (miRNA). Промежуточный феноменологический смысл такого класса информационных объектов (с точки зрения отнесения их к генетической или фенотипической информации) связан с тем, что эти информационные объекты не всегда являются прямой копией какого-либо участка генетической информации, а их синтез в ходе жизненного цикла эукариотных клеток происходит не традиционным путем синтеза объектов фенотипической информации. Такой процесс формирования многоклеточных организмов продемонстрировал практически безграничные возможности усложнения живой природы до создания человеческой цивилизации.
Считается, что на основе эндоклеточного симбиоза[43] представителей групп прокариотных организмов (наиболее распространена гипотеза о симбиозе эубактерий и уркариотов) возникло новое царство живых организмов – эукариоты (Eukaryotae). По своему происхождению, с биологической точки зрения, эукариотная клетка рассматривается как химера – комбинация разнородных компонентов. Предполагается, что уркариоты, являвшиеся, по сути, ядерно-цитоплазматическим компонентом эукариот, т.е. клеткой-хозяином, включали в себя в качестве симбионтов представителей различных групп эубактерий, которые, в частности, регулировали формирование структур энергообеспечения клеток, таких, например, как митохондрии и хлоропласты будущих клеток эукариот. Подчеркнём – представляется, что качественное взаимодействие симбионтов происходило именно в рамках взаиморегулирования, а не управления.
Такие процессы достаточно естественные явления в природе. Совместное, тесное сосуществование колоний прокариотных организмов разных видов приводило к ситуациям взаимопроникновения клеток друг в друга. Речь идет не о проникновении фрагментов на уровне ДНК (подобно плазмидам и эписомам), а о внедрении целой сформировавшейся клетки в структуру другой. Большинство из этих ситуаций оканчивалось гибелью новых образований, что вполне объясняется, например, несогласованностью работы разнородных генетических программ, в результате чего получались неупорядоченные по своему содержанию «данные», не способные эффективно регламентировать процесс жизнеобеспечения развития новых образований. Возможно, одной из иллюстраций таких неудачных взаимодействий генетического материала являются вирусные инфекции клеток.
Вместе с тем, специализация прокариотных организмов по экологическим категориям создавала предпосылки для возможности возникновения в определенной степени совместимых генетических программ, функционирующих в единой внутриклеточной протоплазматической среде. Основой такой совместимости, возможно, являлась достаточная разнесенность информационных форматов, как генетической информации, так и синтезируемой на ее основе продукции. Проявление таких свойств химерных структур не редко проявляется и наблюдается в жизни более сложных организмов. Возможно, в некоторых удачных случаях это служило причиной и способствовало очередному шагу ароморфоза биологических систем. Отголоском такой химерной непротиворечивости на уровне эндоклеточного симбиоза, по всей видимости, является, например, специфический код митохондрий, отличный от генетического кода современных клеточных организмов.
Закреплению симбиоза в значительной степени могла способствовать непротиворечивость результатов синтеза продуктов по различным генетическим программам. Синергетическая организация на таком качественном уровне жизненных циклов клеток-хозяина и клеток-симбионта позволяла реализовываться достаточно устойчивым клонам таких образований. При этом развитие каждой компоненты симбиотической клетки продолжало, по-видимому, происходить по своей генетической программе. Сейчас трудно утверждать, но нет оснований отвергать гипотезу о многообразии таких симбиотических образований.
Вполне допустимо, что симбиотические образования не ограничивались лишь слиянием двух клеток. Возможно, что в протоплазме крупных уркариотных клеток могло находиться некоторое множество мелких эубактерий. Это схоже, например, с ситуациями множественного деления наследственного аппарата эубактерий до соматического деления клетки. Такие факты наблюдаются и у современных прокариот. В тоже время, в ситуации окружающей среды, качественно стабильной по показателям энерго-ресурсного обеспечения, не видно явных стимулов глубокой структурной перестройки исходных объектов, участвующих в симбиозе.
Значимым фактором, стимулирующим переход от простого симбиоза к усложнению и формированию организмов с генетически объединенным многопрограммным (вначале, вероятно, двухпрограммным) обеспечением, явилось, возможно, изменение атмосферы земного шара. Геохронология предполагает появление примитивных эукариот через 1млд лет после начала формирования жизни прокариотной биосферы, одной из активных компонент которой являются цианобактерии, продуцирующие в атмосферу свободный кислород. За этот срок концентрация кислорода в атмосфере достигла того уровня, что позволила открыться новой экологической нише жизни живых организмов на основе аэробного дыхания. Открытие этой ниши для консументальной категории живых организмов сравнимо, в некотором роде, с явлением возникновения фоторецепторов у прокариот.
Представляется, что именно на такой ноте происходило слияние в единый организм симбионтов с аэробным дыханием в структуре уркариотных клеток. В какой-то степени это похоже на структурную организацию экологических категорий прокариотной биосферы (продуценты, консументы, деструкторы). Аэробные симбионты (эубактерии) явлись энергетическими продуцентами, а уркариоты (клетка-хозяин) осуществляли морфологическое строительство нового организма с учетом добычи необходимых материальных ресурсов для трофического обеспечения этого процесса (консументальные функции).
Появление новой экологической ниши способствовало «творчеству Природы» по многообразию вариантов симбиотического развития. На совокупности современных знаний о том периоде развития Жизни достаточно сложно утверждать о каком-либо конкретном сценарии формирования первичной морфологии примитивных эукариот, а главное – об их программном обеспечении. Вместе с тем, следует отметить, что опыт разработки и создания компьютерного программного обеспечения, при всем интеллектуальном потенциале современных ученых, не дает возможности широкой палитры решений в принципах системной организации программ. Основополагающая концепция открытости архитектуры программного обеспечения жестко связана с возможностями реализации его преемственности на различных этапах развития. Возможно, именно это явилось тем оселком Природы, с помощью которого сформировалась структура программного обеспечения эукариот.
Феноменологически определяющим фактором, отличающим программное обеспечение эукариот от программного обеспечения более примитивных прокариот (но, подчеркнем, что это не значит – менее жизнеспособных), является генетическая мультипрограммность эукариот, которая изначально возникла на основе симбиоза в единой оболочке прокариотных организмов, развивающихся по программам – принципиально самостоятельным и не перекрывающимся по своим прикладным результатам.
По всей видимости, именно мультипрограммность легла в основу хромосомной структуризации генетической информации предков эукариотных организмов, что в дальнейшем получило свое развитие во всем надцарстве эукариот. Реликтовость первичной хромосомной структуризации программ наблюдается и в настоящее время в том, что генетическая информация о формировании митохондрий сосредоточена лишь в Х-хромосомах. Именно женские организмы, выполняющие репродукционные функции, являются наиболее консервативными в морфологических вариациях, в то время как Y-хромосомы являются одним из основных регуляторов морфологических вариаций эукариотных клеток. Это в какой-то степени может быть определенным подтверждением гипотезы о слиянии прокариотных клеток, с достаточно устойчивыми и эффективными свойствами аэробного дыхания, и уркариотных клеток, обладающих программным обеспечением формирования морфологии на основе добычи биологических ресурсов для построения клетки.
Принципиальным основанием в эволюции генетической информации эукариот и, по видимости, доминирующим фактором является формирование новых конфигураций генетического программного обеспечения, а не изменчивость конкретных программ, например, по типу трансгенозиса, как у прокариот. Обоснованием этой гипотезы являются практические результаты всех исследований структуры хромосом и хромосомной ДНК эукариот. Реализация в Природе такого механизма эволюции эукариотных клеток в определенной степени ограничивала вариации вновь создаваемых биоструктур, фактически исключая возможность создания абсолютно новых программ синтеза типов «данных» (белков). Однако, многообразие белковых продуктов, сформировавшееся к моменту начала эры эукариот, как показывает ход их эволюции, оказалось достаточным для создания современного мира жизни. Можно подчеркнуть, что также как и предки прокариот были не на одно лицо, то маловероятно, что и предковые эукариоты сформировались из единого вида симбиотических структур.
Возможно, именно это первоначальное разнообразие явилось в последствии причиной разделения эукариот на достаточно самостоятельные царства, организмы которых существенно отличаются как по морфологии, так и по физиологии строения их клеток. Вместе с тем отмечено, что генетическая информация клеток организмов различных царств с определенной степенью перекрытия содержит ряд идентичных программ синтеза белковых продуктов. На основе этих фактов уже активно ведутся генно-инженерные разработки по созданию биологических организмов с не встречающимися в природе свойствами. Это можно считать великолепной иллюстрацией единства нашего живого мира.
Феномен специфической упорядоченности генетической информации эукариотных клеток достаточно наглядно иллюстрирует появление в структуре генетической информации эукариот компонент системного программного обеспечения, которое реализует эксклюзивную настройку и организацию процесса исполнения программ из мультипрограммного пула.
Вследствие этого, главной особенностью организации генетического материала эукариот является наличие существенной избыточной ДНК по отношению к кодирующей части генома. Это было выявлено из анализа отношения числа генов к количеству ДНК в геноме бактерий и млекопитающих. Средний размер гена бактерий 1500 пар нуклеотидов (п.н.). Для Е. coli и В. subtilis, например, длина кольцевой молекулы ДНК составляет около 1 мм. В таком размере могут разместиться около 3 тысяч генов. Такой же результат был экспериментально получен для этих бактерий по числу типов иРНК, на основе которых можно дать оценку количества генов, участвующих в синтезе белков. Более точный анализ показал, что около 95% генома бактерий состоит из кодирующих белки (генных) последовательностей. Остальные 5%, по-видимому, заняты регуляторными элементами.
Иная картина наблюдается у эукариотных организмов. Считается, например, что у человека приблизительно 50 тысяч генов. В то же время размер генома человека 3×109 п.н. Кодирующая часть генома составляет всего 15…20 % от тотальной ДНК. Избыточная ДНК характерна для всех эукариот. Действительно, при мультипрограммной организации управления наряду с непосредственными программами, выполняющими прикладные функции, принципиально требуется дополнительное информационное обеспечение для реализации процесса организации и управления выполнением программ.
В 1977г. две группы исследователей – Ф.Шарп с коллегами в Массачусетском технологическом и группа сотрудников Колл-Спринг-Харборской лаборатории (США) открыли, что у эукариотных организмов гены «разорваны». Было показано, что ДНК последовательность нуклеотидов, кодирующая белок, расположена не подряд, а прерывается более или менее протяженными некодирующими последовательностями. Эти вставки были названы интронами, а разделенные части кодирующей последовательности – экзонами. Довольно скоро выяснилось, что после завершения транскрипции интроны вырезаются, а экзоны последовательно соединяются («сплайсируются»), образуя непрерывную кодирующую последовательность нуклеотидов иРНК. Конечно, это может показаться утрировано, но организация сплайсинга при «созревании» про-иРНК (первичного транскрипта) до иРНК, участвующей в процессе трансляции генетической информации в белковые структуры, напоминает работу браузера по упорядочению информационной структуры на основе выполнения по определенным правилам процедур ее восприятия в рамках некоторого языка разметки. Для языков, как искусственных, так и естественных, характерно возникновение диалектов, которые ограничивают информационно-коммуникационные возможности взаимодействия представителей, пусть даже общих по происхождению, но обладающих разными диалектами языковой организации информации. Не это ли является одной из причин видовой генетической несовместимости? Граф, отображающий процессы таксономической дивергенции эволюционного развития эукариотной биосферы, в рамках сегодняшних представлений, является четко выраженным «деревом» без каких-либо межвидовых циклов. Возможно, это поддерживается не столько на основе содержательного различия генетической информации с точки зрения формирования фенотипа, а именно за счет усугубления видового диалекта организационной упорядоченности генетической информации.
Установлено, что число, внутренняя локализация интронов и их длина характерны для каждого гена. Отмечается также, что по мере усложнения эукариотных организмов усложняется и структура организации гена. У низших эукариот, таких, как дрожжи, 95% генов содержат только один экзон, значит, они в подавляющей массе случаев не прерываются интронами. У дрозофилы генов, не имеющих интронов, только 17%, а у млекопитающих – еще меньше, только 6%, причем число экзонов в некоторых генах может достигать нескольких десятков. Экзоны, как правило, имеют небольшую длину, от 100 до 600 пар нуклеотидов (п.н.), а длина интрона может варьировать в широких пределах – от нескольких десятков до многих десятков тысяч п.н. Общая длина всех интронов зачастую значительно превышает суммарную длину экзонов.
Сущность функций интронов, пожалуй наиболее наглядно проявляется в энхансерных[44] участках генов. Было установлено, что последовательности ДНК, расположенные в тысячах пар нуклеотидов от промотора эукариотического типа, могут активировать его транскрипцию. Сейчас известно, что эти энхансерные последовательности служат в качестве специфических участков (сайтов) связывания особых регуляторных белков, усиливающих или активирующих процесс транскрипции. Считается, что этот тип контроля генной активности на расстоянии является скорее правилом, чем исключением. Вполне возможно, что выпавшие интроны, являющиеся подмножеством различных иРНК, представляют собой источник формирования интерферирующих и микро РНК (siRNA; miRNA), которые на основе генетической информации, хранимой в ДНК, реализуют управляющие функции РНК компонент, дополняющих ферментативные функции протеинов. При этом здесь явно прослеживаются функции, которые выполняют компьютерные операционные системы.
С феноменологической точки зрения буквально восхищение вызывает единство «процессорной элементной базы» нашей живой природы. Это ощущение особенно усиливается при взгляде на процессы развития компьютерных технологий, в которых «ароморфоз» обычно связывается с освоением новой элементной базы (от электронных ламп, через германиевые транзисторы до перманентного совершенствования микротехнологий кремниевых кристаллов). Правда, можно отметить, что достаточно большое количество удачных проектов компьютерных технологий было осуществлено в рамках определенной идентичности исходных компонент формирования процессорной элементной базы. При этом, определенным императивом развития компьютерного hardware на современном этапе является повышение производительности элементной базы с учетом обязательного снижения удельного энергообеспечения выполнения компьютерных процедур. Новые количественные показатели в этой ситуации достигаются главным образом за счет развития технологий, обеспечивающих чистоту исходных материалов и на основе этого реализации возможностей организации регламентированных связей между элементами на очень малых расстояниях, что одновременно позволяет организовать высокую плотность упаковки функциональных элементов и повысить скорость (частоту) передачи сигналов между ними, а также снизить энергозатраты на передачу сигналов. К сожалению, современные технологии микроэлектроники, без укора к их разработчикам, по качеству эксклюзивности процессов структуризации элементной базы не так совершенны в сравнении с процессами формирования супрамолекулярных структур, которые реализуются в живой природе. Но организация и реализация современных технологий микроэлектроники, с одной стороны, впитали в себя огромное количество научно-технических достижений и, с другой стороны, воплощаются на производствах, уникальных по сложности и ресурсным (стоимостным) затратам. Это, в определенной степени, фитишизирует именно hardware-аспекты в развитии компьютерных систем. В то же время, новые потребительские возможности и свойства информационных систем достигаются в основном за счет вариаций структурной и архитектурной организации вычислительных ресурсов. Наиболее существенными, в этом плане, являются взаимно совместимые аспекты организации мультипроцессорных ресурсов и специализации процессорных компонент.
Прогресс развития мультипроцессорной архитектуры был связан, в основном, с суперкомпьютерами предельной производительности. Именно в этой палитре hardware обычно проводились серьезные инвестиции на научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки. Мультипроцессорная архитектура, опробованная на суперпроцессорах, является основой, в настоящее время, для достаточно широко спектра компьютерных установок: рабочие станции, серверы и даже персональные компьютеры личного пользования, включая планшеты, смартфоны и т.п. изделия, в которых активно используются многоядерные платформы. Специализация процессорных компонент реализуется в широком спектре: от специализированных БИС (СБИС), например, обработки графической информации, до программируемых логических интегральных схем – матриц (ПЛИС), на которых обеспечивается даже в процессе эксплуатации существенная реконфигурация структуры аппаратного ресурса.
Отдавая дань в развитии современных информационных технологий аспектам software, необходимо подчеркнуть, что общий прогресс этой области деятельности в значительной степени обуславливается перманентной сменой элементной базы. В отличие от этого ароморфоз живой природы происходит практически при постоянстве элементной базы операционных средств и памяти, обеспечивающих реализацию программного управления клеточными жизненными циклами всех живых организмов на Земле. Достаточно уверенно считается, что основой всех типов «процессорных» элементов живой природы является РНК. Процитируем лауреата Нобелевской премии за открытие каталитических свойств РНК Т. Р.Чека «Во всех известных на сегодня случаях субстратом для ферментативного действия РНК является сама РНК – участки той же полимерной молекулы, другая полимерная молекула РНК или же единичный нуклеотид. Вероятно, это не случайно. РНК прекрасно подходит для взаимодействия с РНК, и гораздо труднее представить, как она может сформировать хороший центр связывания, предназначенный для взаимодействия с иными важными биологическими молекулами, скажем, с аминокислотами или жирными кислотами. Поэтому, как мне кажется, если и будут найдены другие примеры каталитической активности РНК, субстратом в них тоже должна быть РНК.
Разумно выглядят две возможности. Одна из них предполагает участие маленьких рибонуклеопротеидных частиц, присутствующих в ядрах клеток, – так называемых частиц мяРНП (малые ядерные рибонуклео-протеиды), которые необходимы для многих реакций «созревания» РНК в ядре, включая сплайсинг. Каждая частица мяРНП состоит из молекулы РНК и нескольких молекул белков. Не исключено, конечно, что эти частицы просто отмечают, как маркеры, в предшественнике мРНК те точки, в которых «обычные», белковые ферменты должны осуществить сплайсинг. Но, по моему мнению, мяРНП принимают непосредственное участие в катализе.
Другая возможность связана с рибосомой. Рибосома состоит из 55 или более молекул разных белков и нескольких молекул РНК. Некоторые из субстратов, с которыми приходится иметь дело рибосоме, тоже представляют собой РНК – тРНК и мРНК. Работы многих исследователей, и прежде всего группы под руководством К. Возе из Иллинойсского университета в Эрбана-Шампейн и Г. Ноллера-младшего с сотрудниками из Калифорнийского университета в Санта-Крусе, показали, что в ходе эволюции пространственная структура рРНК менялась очень мало. Этот результат и тот факт, что существуют мутации рибосомных РНК, влияющие на синтез белков, можно интерпретировать как указание, что рРНК непосредственно участвуют в синтезе белка».
Не будем обсуждать более подробно это изумительное свойство живой природы – единство «процессорной элементной базы» всех живых организмов. Отметим лишь, что в ходе эволюционного развития эукариотных организмов мультипрограммность их генетического обеспечения привела к определенным изменениям внутриклеточных интерфейсов и информационных протоколов, которые присущи прокариотам. Естественно, в первую очередь, это касалось необходимости выполнения функций операционной системы и обеспечения языковых средств представления всей совокупности генетической информации для реализации эффективной синергетической увязки действия разных программ в ходе развития эукариотных организмов. Особенно ярко это проявляется в многоклеточных организмах, но даже у примитивных одноклеточных эукариот, например Tetrahymena thermophila, четко проявляются отличия протоколов структурирования генетической информации. Наиболее существенные изменения в протоколах реализации внутриклеточных информационных отношений при переходе от прокариот к эукариотам произошли в реализации процедур транскрипции иРНК и процедур организации записи (хранения) и чтения генетической информации на молекулах ДНК, а также передачи ее для активизации и исполнения. Эти изменения принципиально обусловлены переходом к мультипрограммной структуре информационных отношений эукариотных клеток.
Рассматривая аспекты формирования и реализации на клеточном уровне мультипрограммного обеспечения развития жизненных циклов и организации воспроизводства живых организмов, с феноменологической точки зрения необходимо обратить внимание на возникновение на этой основе принципиально новых уровней организации информационного обеспечения в живой природе, которые выходят за рамки клеточной замкнутости и охватывают клеточные ассоциации, а также еще более высокий уровень – организацию репродукции многоклеточных организмов. В данном случае речь идет о специализации и дифференциации клеток многоклеточных организмов в ходе их жизненных циклов, а так же о генетической рекомбинации при размножении двуполых организмов. Именно эти аспекты обусловили вектор ароморфоза эукариотного надцарства живой природы, который мы наблюдаем.