Метаболизм как превращение энергии
С молекулярных позиций, жизнь многоклеточного организма - это сложно организованные генетические и биохимические реакции, упорядоченно протекающие на клеточном, межклеточном, тканевом, органном и системном уровнях организации и отражающие обмен веществ или взаимодействие между молекулами и атомами различных химических соединений (биологических материалов).
Реакции, происходящие в ходе обмена веществ, называются метаболизмом или метаболическими реакциями. Как сказано в предыдущей главе, в числе главных химических соединений клетки значатся: вода (70-90% объема), определяющая свойства биологических материалов; растворенные в воде соли Na, Ca, K, Mg, Cl и другие микроэлементы; органические соединения (10-30% объема), являющиеся ценным видом биологического топлива. Разнообразие органических молекул создается в ходе соединения атомов углерода с атомами других химических элементов.
Каждый химический элемент характеризуется валентностью или способностью образовывать определенное количество ковалентных связей. Именно так образуются простые молекулы: спирты (алкоголь), включающие углеродную цепь и гидроксильную группу (НО), амины (аминогруппа - NH2), кислоты (карбоксильная группа - СООН) и др. Из разных сочетаний простых молекул образуются сложные молекулы, в том числе наиболее важные для организма молекулы нуклеиновых кислот, белков, жиров и углеводов. Все эти молекулы образуются в результате метаболических реакций. Известны два типа метаболических реакций: анаболические или синтез необходимых для жизни молекул (анаболизм) и катаболические или распад молекул (катаболизм). Участник метаболической реакции - это метаболит, результат метаболической реакции - это продукт. Если продукт метаболической реакции служит исходным веществом для следующей реакции - это субстрат.