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Verfahren genetisoher Analyse und Synthese.
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Erfinder:Christian Strobel Die nachfolgend beschriebene Erfindung
betrifft ein Verfahren genetischer Analyse und Synthese.Gemäß früheren Besohreibungen
werden hierzu die bekannten und schon kartierten Gene, Genome und Codone pflanzlicher,bakterieller,tierischer
und menschlicher Organismen umkartiert und umdXdiert. Umkartiert werden sie auf
einen besonderen Dezimalklassifikationsraster, damit die riesige Vielzahl noch unbekannter
Gene und Genome in einer Vielzahl von Unter-Einordnungs-Abteilungen Platz findet.Umoodiert
werden sie auf ein Corpus-Situs-Muster,weil dieses der Erfahrung,dass genetische
Oberflächenstruktur die Verzifferung der gnetischen Aktivität ausdrückt, am nächsten
kommt.
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Denn nach Art eines I(ryptogramms sind den Gen-Corpussen ADENIN, CYTOSIN,GUANIN,THYMIN
und dem RNA-Extracorpus URACIL als Klartextkomponenten deren Situsse innerhalb der
Gruppe und Kette überlagert. Demodulierung der Überlagerung heißt dann Entzifferung
der Erbinformation bzw. Präparataktivitäten, d.h. biologische Aussage aus Oberflächenstruktur
gewinnen.In Früheren Beschreibungen wurde als Hilfsmittel elektronische Demodulierung
bzw. Entzifferung anhand von Matrif-Genmechanik genannt.Sie ist eine Parallele zur
Matrix-Quantenmechanik nach Nobelpreis Physik 1932, mit welcher W.Heissenberg schwierige
Naturprozesse komplementaritätsfrei beschreibt.
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Ähnlich soll Matrix-Genmechanik komplementaritätsfrei genetische Beschreibungen,
d.h. Entzifferungen gewährleisten.
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Es wurde in früheren Beschreibungen in Aussicht gestellt,dass als
Matrix der Genstrukturen ihre-physikalischen,chemischen, biologischen Daten in Determinantenform
dienen.Sie werden einer elektronischen Datenverarbeitungseinheit zur Entzifferung
vorgelegt.Die Rechen-und Entzifferungsabläufe werden an einem Datenbildschirm und
als isometrische Analoga an einem Ordinatenbildschirm sichtbar und triggerbar. Über
Art und Bau der Matrixdeterminanten wurde nichts ausgesagt.Sie konnten ein-bis dreidimensionale
Determinanten sein. Die Matrix der Genetik wurde insofern dort nur umschrieben,noch
nicht beschrieben.Dieses soll nun hier nachgeholt und als Hauptinhalt dieser vorliegenden
Anmeldung
soll die biologische Matrix der Gene und Genome beschrieben und spezifiziert werden.Denn
sie ist letztlich Substrat des neuen gene-tischen Corpus-Situs-Code und verkörpert
die Entzifferung der Erbaussage aus dem Corpus,Situs-Muster der Präparate'insbesondere
bi Präparaten biosynthetischer Pharmazie. Ziel ist unter anderem bekanntlich auch
ein Mendel-Periodensystem der Gene- und das Beantworten vieler an diese Matrix und
deren elektronische Datenverarbeitung zu stellenden Fragen betr.biologische Aktivitäten,Nebenwirkungen
etc. In diesem Zusammenhang besteht die Erfindung hier darin, d a s s " als biologische
Matrix eines Präparates oder seiner Elemente dem Rechner das geeignet aufbereitete
Oberflächenstrukturbild des Präparates bzw. Elementes zur Entzifferung vorgelegt
wird, wozu hinsichtlich dessen Aufbereitung ein elektronoptischer Bildzerleger und
-Wandler mit einem Laser-oder Elektronenbündel das Bild zeilenweise abtastend es
in elektronische Informationspunkte zerlegt und diese Punktinformationen in die
elektronische Datenverarbeitung liefert wo sie mit EDV entziffert werden nach dem
bekannten Prinzip, dass in der Molekularbiologie biologische Vorgänge auf molekulare
Vorgänge reduziert werden und umgekehrt, und dass dort biolegisahe Aktivitäten sowie
günstige oder ungünstige Nebenwirkunden eines Präparates sich in dessen Oberflächenstrukturen
verziffern." Zu diesem Zwecke wird z.B. durch optische Projektion das geeignet präparierte
Oberflächenbild auf die Fotokathode einer Bildzerleger-und -liandlerröhre geworfen,wird
dort von einem Elektronenstrahl abtastend in Punkte zerlegt,und diese Punkte elektronischer
Bildwandlung in eine EDV zur Entzifferung vorgelegt werden dann in-der Regel entweder
mit einem gespeicherten Soll-Programm elektronisch verglichen, oder es wird das
Soll-l'rogramm im gleichen Bildwandler abgetastet, in Punkte zerlegt, und die elektronischen
Punkte werden dann wie das Istprogramm als Sollprogramm dem Rechner zum Vergleich
zugeführt.
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In den Figuren der Zeichnung sind schematisch die Elemente des Verfahrens
und seiner biologisciien Matrix bzw. deren Verarbeitung gezeigt.
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Fig.1.zeigt z.B. den chemischen Bau des Mononukleotids Cytosin der
DNA.
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Fig.2a.zeigt im Querschnitt der um Aohse A gewundenen DNA-Doppelhelix
die molekulare Paarung von Cytosin mit Guanin.
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Fig.2b.zeigt komplementär dazu die Paarung von Adenin mit Thymin.
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Fig.2.c.interpretiert dazu die chemischen Symbolo H= wasserstoff,
0= Sauerstoff, N= Stickstoff und C= Kohlenstoff, wie sie bei Nukleinsäunen vorkommen,
Fig.3. interpretiert die Reihenkopplung von vier Mononukleotiden a=Adenin, c=Cytosin,
,g=Guanin und t=Thymin.Hier sind ebenso wie in Fig.1. mit B die organischen Basen
(a,o,g,t), mit Z= Zucker der Riboserest, mit P der Phosforsäurerest und mit (e,f)
die Wasserstoffbrücken der molekularen Paarung bezeichnet.
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Fig.4. zeigt Acht Nukleotidenpaare .Jedes der beiden Systeme hat Länge
L1 bzw. L2 und die kegeligen Köpfe sind Pfeile welche die unterschiedliche Polarität
symbolisieren. Die sonstigen Bezeichnungen sind wie bei Figuren 2.
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bis 3. gewählt.
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Fig.5, symbolisiert einen Ausschnitt aus einer Präparatoberfläche
welche vom Lichtstrahl oder vom Elektronenstrahl beim Abtasten in einzelne Punkte
und in Zeilen zerlegt wird.
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Die irgendwie verlaufende Oberflächenstruktur dieses Präparatbildausschnittes
ist mit einem regulären Bildaufteilungsnetz überzogen.Die Punktbreiten der Abtastung
sind mit (d) und die Zeilenhbhe mit (h) bezeichnet.
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Fig.6. zeigt den Analysator. Er ist gekoppelt aus einem elektronischen
Bildwandler und einem artspezifischen Computer mit Speicher und Zubehör. Im Bildwandler
wird ein Ist-Bild der Fig.5. und ein Soll-Bild abgetastet und in elektronische Punktdaten
zerlegt. Die Solldaten und Istdaten werden im Rechner verglichen. Dieser Analysator
wird auch als biologischer Transponder angesprochen (Transmissionresponder).
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Im Einzelnen sind die Bau-und Wirkungsweisen Folgende: lig0 1.
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Die organische als Mononukleotid bezeichnete Base Cytosin ist hier
mit (B), der RibDsorest als Zucker mit (Z) und der Phosphorsäurerest mit (I) bezeichnet
Mit C ist das Kohlenstoffatom mit (N) das Stickstoffatom, mit (o) das Sauerstoffatom
und mit (H) das Wasserstoffatom symbolisiert.
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Fig.2b hier ist die molekulare Paarung von Adenin mit Thymin durch
die Wasserstoffbrücken (e) an der Doppelhelix der DNA symbolisiert. Mit (A) ist
die Holixachse als lotrecht zur Bildebene gezeigt. Adenin ist mit (9), cytosin mit
(c), Guanin mit (g) und Thymin mit (#) ange"eben.
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Fig.2.a In der Querschnittdarstellung der Doppelhelix ist hier die
molekulare Paarung von Guanin mit Cytosin durch Wasserstoffbriicken (f) symbolisiert.
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Fig.2c.
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Ilier sind die Atomsymbole der Figuren 2a.und 2b. interpretiert, nämlich
wie oben der Wasserstoff,der Sauerstoff,der Stickstoff und der Kohlenstoff.
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Fig.3 Mit den Ulcictie.n Indizes wie bei Fig.1. bis 2. sind zwei Sequenzen
der Vierergruppen (a,c,g,t) über Zuckerrest uund Phosphorsäurereste gekoppelt.Die
Genome der beiden Sequenzen zeigen Überlappung.
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Fig.4.
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Wie bei Fig.3. sind zwei Viorersequenzen mit Überlappung gezeigt,
wobei (e,f) als Wasserstoffbrücken die paarweise molekulare Kopplung gegensinniger
Polaritäten versinnbildlichen.Die Kegelförmigen Köpfe zeigen als Pfeile die unterschiedliche
Polarität an. Ihre Einhaltung entspricht dem spontanen Replikationsprinzip. Mit
L1 und L2 ist eine Gruppenlänge bezeichnet.
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Fig.5. hier zeigen α' ß' Winkelabwicklungen zu α, ß der
Fig.6.
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Dieser Ausschnitt eines Pharmazieprä@arat-Ober@lächenbildes, mitunter
auch eines DNA- Oberflächenbildes oder des Oberflächenbildes der die DNA hüllenden
RNA-Überstrukturen,ist schematisch mit krummen Strukturlinien angedeutet,welche
die molekulare Struktur von Nukleotiden der RNA und DNA sowie der zugeordneten Enzyme,
Plasmide etc. Füllstoffe andeuten.
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Nicht nur die Oberfläche der nakten DNA sondern auch die je nige der
zugeordneten Boten-RNA etc. sowie der mitunter für die Bildung biologischer Aktivität
wertlosen Beistoffe bestimmen die biologische Aussage welche aus dem Oberflächenbild
zu dechiffrieren ist.Die Blätter ( 1 '3a, 20a) sind transparent Vom optischen oder
elektronischen Abtaststrahl wird diese Oberflächenstruktur in Punkte von Dicke (d)
und in Zeilen von Höhe (h) zerlegt und die abgetastete Information, hier als kleine
Quadrate angedeutet, wird in elektronische Impulse zerlegt und an den Rechner vermittelt.
Wahlweise kann das von aussen her in die Wandlerröhre eingelcoppelte Oberfächenhild
optisch oder elektronisch abgetastet, d.h. mit einem dünngebündelten Lichtstrahl
eines Lasers oder mit dem dünnen Strahl einer Elektronenkanone.In beiden Fällen
wird von einer Fotokathode bzw. Fotoanode das ausfvielen Punkten elektronisch auf
den Rechner geleitete Bild abgegriffen.
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Fig.6.
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Das Analysengerät ist hier schematisch gezeigt.Es besteht aus dem
unten gezeigten Zweifach-Bildwandler und dem oben gezeigten Rechner mit: Bildschirmstützung.
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Der Bildwandler ist gebildet aus zwei Wandlervakuumröhren (10,11),
je eine beidseits der Elektronenkanone,mit Strahlführungseinheit (14). Die beiden
Röhrenköpfe (12,13) tragen innen je eine Fotolcathode (17,18). Durch das frontale
Feinster von (12) wird über Winkelspiegel (28) und Einschub (20) mit Lichtstrahlen
(22) aus Belichtungs-und 1>rojektionsoptik (24) das auf (20) fixierte Oberflächen-Sollbild
der Matrix auf die Fotokathode (17) projiziert. Dort wird es vom Elektronstrahl
(15) abgetastet ;wobei Schwenkwinkel α die Zeilenlänge, und in einer lotrecht
dazu liegenden Ebenc ein ähnlicher Winkel die Zeilenbreitensumme ergibt.Auf der
Gegenseite
it am Röhrenkopf (13) dio Fotokathode (18) angeordnet.
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Auf sie wird über Spiegel (47) tpit Lichtstrahlen (21) aus der Belichtungs-und,Projektionsoptik
(23) das auf Einschub (19) fixierte Oberflächen-Ist-Bild der Matrix Projiziert.
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Der Strahl (16) aus fein gebündelten Elektronen aus Kanone (14) tastet
dieses auf (18) erzeugte Bild ab.
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Beide Abtastresultate gehen als elektronische Punlctfolge über die
Leitungen (26,29) zum verarbeitenden Computer (32).
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Er verfügt über einen Datenspeicher (30) und die zugeordnete Wählertastatur
(31 ) und seine Prozessabläufe sind an den Daten-und Schriftbildschirm triggerbar
und an den die Analoga als Linien etc. räumlich-isometrisch liefernden Bewegungs-Bildschirm
ebenfalls triggerbar gekoppelt. Die Isometrieachsen sind mit (x,y,z) und der Netzanschluß
mit (35) bezeichnet. Mit (36) wurde ein Netzteil des Rechnerteiles sichtbar gemacht.Der
Tisch (25) der Wandlereinheit trägt konstruktiv auch das ganze oben gezeigte Rechneraggregat,
ist aber der Übersicht halber separat gezeigt. In Ihm sind Steuerungen und andere
Elemente der Bildwandlereinheit enthalten.
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Der Prozessablauf ist folgender: Die Programmblätter (19a,20a) der
Fig.5. sind auf die Einschübe (19) bzw. (20) schnell wechselbar befestigt.Sie sind
für optisches Licht transparent,sodass der abtastende Strahl beidemale das Negativ
der Oberflächenstrukturzeichnung auf der zugeordneten Forokathode (18) bzw. (17)
entwirft und zwar lXn einzelnen 13lektronimpulsen. Sie werden Über Leitungen (26,29)
dem Rechner. zugeführt. Diese beiden simultan bei homologer Führung der Elektronenstrahlen
(15,16) entstehenden elektronischen Impuls summen stellt der Rechner einander gegenüber
und diskriminiert etwaige Unterschiede jeweils zwischen zwei homologen Impulspunkten.Diese
Unterschiede speichert er so, dass deren Summe eine Fehlerkarte auf gleicher Fläche
eines Speichers ergibt,welche ablesbar wird infolge Triggerung. Die Fehlkarte kann
auch auf dem Bildschirm (33) oder (34) sichtbar gemacht werden und wird vom Computer
spontan interpretiert.
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Für das Abtasten (scanning) des vorgelegten Bildes mit Laser-oder
Elektronenstrahlen können auch andere Bauweisen dienen.
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Als Soll-Oberflächenbild wird jedem Präparat ein ganzes Register
unterschiedlicher Einschubbilder bereit gehalten, mit welchen je nach der an den
Analysator zu stellenden Fragen operiert , d.h. das Ist-Bild verglichen wird.
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An den Analysator können dann z.B. folgende bei der lintwicklung
eines Insulins oder Interferons wichtigen Tragen gestellt und von ihm schrittweise
beantwortet werden: 1. Welche Komponellten enthält das Istpräparat, die noch eliminiert
werden können weil sie für die biologische Aktivität überflüssig oder schädlich
sind? 2. Welche Komponenten brauchtdas Präparat noch zusätzlich, damit seine biologische
Aktivität zunimmt bzw. damit schädliche Komponenten kompensiert werden? 3. Welche
Komponenten müssen aus dem Präparat entfernt bzw. welche noch eingefügt werden,
damit z.B. ein Insulin oder Interferon nicht mehr mit Spritze injiziert werden muss
sondern kompatibel mit dem Verdauungsapparat als Flüssigkeit,Pille-,Pulver etc.
peroral anwendbar wird,um den Patienten vom Trauma der Spritze zu befreien? Dieses
Abfrage-und. Antwortverfahren, nämlich eine zu analysierende auf Transparentunterlage
positiv gezeichnete Strukturoberflächenbildkopie solange mit Soll-Kopieen von bekannter
biologischer Ausssage zu vergleichen bis die Gleichheeit von Ist-Seite und Sollseite
des Transponders perfekt ist, kostet zwar stapelweise Soll-Ropieen der unterschiedlichsten
Programmierungen, z.B. sicherlich Tausende für das abstimmen eines vielen Ansprüchen
genügenden IIuman-Insulins.
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Dafür geht es aber sehr schnell vonstatten, und kann loo-l>rotentige
Analysen liefern.Die IIerstellung der Soll-Kopieen mit Mikroskopischer Fotografie
feinster Filmkörnungen undentsprechender Vergrösserung lässt Erfolge erwarten. Dieses
Soll-Ist Annäherungsverfahren wird als " genetisches Trimmen im Transponder"bezeichnet.
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Abschließend kann nsumiert werden, dass das Benutzen von Oberfläahenstrukturbildern
des Präparates nach Figuren 5. und 6. zum Abtasten mit Elektronenstrahl und zum
Vergleich im Rechner mit dem Abtastungsergebnis eines Sollbildes bestimm ter biologischer
Aktivität und Eigenschaften dem in früheren Besohreibungen fundierten, teilweise
schon beekannt gewesenen und hier eingangs vorausgesetzten Corpus-Situs-Muster des
Gencode entspricht insofern, als jeder der in Fig.5.
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als krumme Linie bzw. Kreis bezeichneten Corpusse bzw.
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Strukturkomponenten nur im Zusammenhang mit seinem Situs auf diesem
Bildfeld die augenblickliche Erbaussage bzw. Aktivitätsaussage bzw. Nutz-oder Störaussage
liefert.Sobald dieses Element den Situs ändert, verändert sich sein Klar-Funktionstest.
Er kann sich allerdings auch ändern,wenn auf dem Bild sonstige Korpusse bzw. Situsse
sich ändern. Insofern liefert das"Trimmen am Transponder anhand einer Vielzahl von
Soll-Vergleichsbildern stets die volle Wahrheit augenblicklicher Corpus-Situs-Inhalte,wobei
das Vergleichsbili nach vielen Vergleichsbildwechseln dann die Wahrheit ist, wenn
es als letztes einer längeren-Probenreihe im Rechner Gleichheit von Corpussen und
Situssen meldet und dann ist die bekannte Aussage des Sollbildes identisch mit der
Aussage des Istbildes; das Heißt: Dann ist das Oberflächen-Istbild des Präparates
entziffert.
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Dass die Funktionsaussage des- einzelnen Oberflächenbildstrukturelementes
von seinem Situs in der Oberfläche abhängt ist dadurch definierbar , dass diese
Funktion nur möglich wird durch die Hilfseffekte von Stoffwechselregulaton und der
Communication ,welche den in und an der DNA bzw. RNA angelagerten Enzymen als Initiatoren
der Genwirkungen angelastet wird. Ähnliche ortsgewundene Wirkungen liefern bekanntlich
angelagerte Peptide und Plasmide. Dieser Zusammenhang ist weitgehend untersucht
und entziffert nach der Ein Gen-Ein Enzym-Theorie.
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Litteratur 1. P 32 41 071.6 "Verfahren genetiscller Analyse 2. P 33
OO 632.6 3. Brandenburg,Wollmer, in Proc.of 2-nd internat.Insulin Symposium Aachen
1979 bei De Gruyter Berlin und New York "Chemistry,Structure and Funotion of Insulin
and related Hormones".
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4. Saunders inBioscienece Reports 1.485/1981 " Struckture Function
Relationship in Insulin 5. Brandenburg,Saunders,Chu Shang-chuan,Wang Chih-chen in
Endeavour 4/1982 " Insulin Chemistry-Pathway to Understanding insulin aaction".
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6. Prof.D.A.Hopwood " Das GAG-Codon" des Insulin in Spektrum 1/1983
( scientif.Americ).
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