Метаболиты

Правила по генетике

Если классическая биология работает с организмом или системой организмов, рассматривая свойства всего существа в целом, то генетика пытается узнать, что же определяет эти свойства.

Если ответить на этот вопрос коротко – свойства организма определяют метаболиты, получившиеся в ходе превращения исходных веществ в соответствии с генетической программой. Но, чтобы научиться понимать программы и научиться их писать следует прочитать следующие страницы.

Фундамент науки генетики образован двумя понятиями: метаболит и ген.

Метаболиты

Разберемся сначала, что такое метаболит.

Метаболит – это материальный объект, определяющий те или иные свойства организма. Совокупность свойств организма определяются соответственно набором его метаболитов.

1.1 Строение метаболитов

Каждый метаболит состоит из трех видов блоков: круги, треугольники и квадраты.

Среди блоков метаболита выделяется один центральный, который рисуют большим и в центре блока ставят номер энергетического уровня (см. п. 2.5). Остальные блоки называют малыми (Рис. 1).

Рисунок 1. Строение метаболита

У каждого из блоков есть определенное число связей которыми блок может соединяться с другими: у круга – 2, у треугольника – 3, у квадрата – 4 (Рис. 2).

Во всех блоках связи нумеруются по часовой стрелке. У центрального блока связи нумеруются по стандарту (Рис. 2) и вращение центрального блока на рисунке не допускается. Например, у центрального квадрата 1-я связь рисуется только справа.

У малых блоков 1-я связь – та, что находится ближе к центральному блоку. Другими словами – это та связь, которую нужно пройти последней, чтобы дойти от центрального блока, до малого. При этом можно заметить, что связь с разных концов часто пронумерована по-разному (Рис. 1).

Рисунок 2. Нумерация связей центрального блока

За функцию метаболита в организме отвечает основа метаболита. Основа определяется наличием и отсутствием малых блоков при связях центрального блока (Рис. 3). Учитываются именно блоки, а не группы блоков. Т.е. для определения функции не важно к связи присоединен блок «круг» или цепочка блоков «круг». Но, например, если у центрального блока «квадрат» из 4х связей 3я занята блоком «круг», то у такого метаболита основа будет отличаться от той, где блоки «круг» стоят у 1 и 3 связи (Рис. 3).

Рисунок 3. Основа метаболита

1.2 Превращения метаболитов. Метаболические системы

Метаболиты не возникают в организме из ниоткуда, а образуются из немногочисленных метаболитов-предшественников, поступающих в организм извне. Таким образом, организм из потребляемой пищи выделяет начальные метаболиты и путем цепи превращений преобразует их в необходимые конечные метаболиты. Считается, что немодифицированный организм в норме потребляет все нужные ему метаболиты-предшественники.

Такие цепи превращений называются метаболическими путями. Метаболический путь состоит из нескольких частей (Рис. 6):

- Входы, через которые метаболиты попадают внутрь организма. Если организм потребляет метаболит, для которого нет входа, то такой метаболит не усваивается.

- Реакции, которые по шагам определяют что происходит с метаболитом.

- Сами метаболиты. При этом, считается, что реакции проходят с бесконечными скоростями и моментально образуются конечные продукты метаболизма без накопления промежуточных.

Рисунок 6. Метаболический путь (принципиальная схема)