Метабономика: теоретические исследования метаболизма клетки
Функция, которую выполняет подавляющее большинство генов - это обеспечение клетки ферментами и ко-факторами в нужных количествах, пропорциях и временной последовательности, необходимых для осуществления в ней непрерывного обмена веществ (метаболизма). Эту функцию гены могут осуществлять лишь при условии, что в клетке уже идет нормальный метаболизм. Таким образом, наряду со специфической информацией о строении материальных элементов, обеспечивающих строение и биохимические процессы в живой клетке, которая хранится в последовательности нуклеотидов в ДНК (РНК), следует указать на связанную с ней самым тесным образом динамическую форму хранения информации о собственном устройстве, которой является устойчивый метаболизм клетки - замкнутая система согласовано протекающих биохимических реакций, - гомеостаз клетки,- обеспечивающий, в частности, " считывание" и реализацию наследственной генетической информации и через это собственное воспроизведение. Если генетическая информация в геномике представляется в виде последовательности символов, обозначающих нуклеотиды, то метаболизм клетки в разделе биоинформатики, который можно было бы назвать метабономикой, при качественном подходе предсталяют с помощью метаболических карт, а при количественном подходе с помощью стехиометрических матриц, таблиц кинетических свойств ферментов и систем уравнений ( Voronzov et al, 1980 ; Jacobash & Holzhutter, 1984 ; Schremmer et al, 1984 ; Дроздов-Тихомиров Л.Н и др, 1986 ; Garfinkel et al, 1989 ; Heinrich et al, 1991 ; Drozdov-Tikhomirov et al, 1992 ; Schuster&Schuster, 1993 ; Schuster et al,1993 ; Дроздов-Тихомиров Л.Н и др, 1994 ; Heinrich & Schuster, 1998 ).
Исследования информации о жизни клетки, отраженной в динамике и структуре ее метаболизма, являются не менее важными, чем исследования генетической информации. Они относятся к более сложному и в настоящее время значительно менее разработанному, но интенсивно развивающемуся направлению в биоинформатике, и связаны с теоретическим исследованием метаболических систем клетки. Основными проблемами этого направления являются исследования структурной организации сетей метаболических потоков, выявление принципов их регуляции и определение регуляторных инвариантов, обеспечивающих гомеостаз в сетях метаболических потоков.
