В самом общем виде формулу [1 — 0 — 1] можно интерпретировать следующим образом.
Хотя метаболизм клетки — чрезвычайно сложный, многогранный и многоступенчатый процесс превращения веществ, в нем можно разглядеть некоторую схему. Если абстрагироваться от промежуточных реакций и веществ и иметь в виду, с одной стороны, взаимодействие организма со средой, а с другой, главных участников метаболических превращений — белки и нуклеиновые кислоты, — то получится довольно-таки ясная, простая картина опосредствования этих взаимодействий главными участниками метаболических превращений:
[1 — 0 — 1] — подчеркнутые знаки — это внешние противоречия, лежащие в основе взаимодействий одноклеточного организма со средой. Они обозначают начало и конец метаболических превращений веществ. Начало — когда вещества из окружающей среды присоединяются к клетке [+1]. Конец — когда они удаляются из нее [-1].
0 — обозначает внутреннее противоречие, опосредующее указанные внешние противоречия. На нем зиждется сложная структура белка и двойная спираль ДНК (эти вещества образованы посредством самых обыкновенных химических связей — ковалентной, ионной, водородной и т.д.).
Рассмотрим теперь подробнее картину клеточного метаболизма. Выделим для этого три уровня рассмотрения:
1) отдельная биохимическая (ферментативная) реакция;
2) сопряжение энергетически противоположных (экз- и эндэргонических) реакций;
3) регуляция клеточного метаболизма со стороны ДНК.
Эти три уровня рассмотрения выбраны не случайно. Они характеризуют клеточный обмен веществ как в целом, так и в частности, и в каждом отдельном случае.
1. Элементарная биохимическая реакция — своего рода неделимая единица, атом клеточного метаболизма. Превращение веществ осуществляется в ней не прямо, не непосредственно, а посредством, при обязательном участии биологического катализатора — фермента. Благодаря такому опосредствованию достигается значительное повышение скорости и строго направленное течение биохимической реакции. Ферментативная реакция начинается и заканчивается соответственно присоединением метаболита к ферменту и его отделением от фермента. Промежуточный комплекс метаболита и фермента, как утверждают биохимики, "имеет решающее значение для осуществления ферментативного процесса"[75]. Если схематически изобразить этот процесс, то он будет выглядеть как [1 — 0 — 1].
2. Следующий уровень — сопряжение энергетически противоположных реакций. Такого рода сопряжение как единичное явление возможно и в неживой природе. Но там этот процесс носит случайный характер. Совсем иное дело — живая клетка. Для внутриклеточных превращений, для обмена веществ сопряжение экз- и эндэргонических реакций имеет жизненно важное значение. Оно является подлинным законом жизнедеятельности клетки.
Сопряжение энергетически противоположных реакций (в том числе связь процессов анаболизма и катаболизма, поскольку они энергетически противоположны) осуществляется благодаря наличию общих метаболитов. Этими метаболитами являются макроэргические (богатые энергией) соединения, главным образом АТФ.
Формула сопряжения экз- и эндэргонических реакций подобна формуле отдельного ферментативного процесса. Превращения веществ при экз- и эндэргонических реакциях являются крайними членами в формуле [1 — 0 — 1]. Средним членом формулы является, конечно, АТФ. Ведь она служит связующим, опосредствующим звеном между экз- и эндэргоническими реакциями. Роль АТФ и других макроэргических соединений в клеточном обмене веществ можно уподобить роли денег в товарном обращении. Как известно, деньги делают возможным самое широкое разделение труда. Отдельному товаропроизводителю нет надобности производить разные продукты. Ему достаточно производить только один товар, который затем он может продать и на вырученные деньги купить все, что ему нужно для жизни. (Эта купля-продажа совершается по известной формуле [Т — Д — Т]. АТФ подобно деньгам "оплачивает стоимость" любой работы, производимой клеткой. И ничего удивительного нет в том, что формула товарного обращения [Т — Д — Т] и формула сопряжения [1 — 0 — 1] сходны между собой. Обмен товаров и обмен веществ это явления одного порядка. В их основе лежит опосредствование одного другим.
3. Если на уровне отдельной биохимической реакции роль опосредователя играет фермент, а на уровне сопряженных биохимических реакций — АТФ, то на уровне всей клетки в роли опосредователя клеточного метаболизма выступает сама ДНК — вещество наследственности. "В молекулах ДНК заключен основной план строения клетки, передающийся по наследству. Эти молекулы управляют синтезом белковых ферментов, которые в свою очередь, управляют всеми химическими реакциями, связанными с жизнью"[76]. "Наследственность, как сохранение и воспроизведение определенного типа обмена веществ, оказывается коренным проявлением внутреннего во взаимоотношении организма и среды"[77].
Вещество наследственности воплощает в себе внутреннее клетки. В метаболический период оно опосредствует клеточный обмен веществ в целом по формуле [1 — 0 — 1], а в период деления клетки само опосредуется внешними для него факторами — по формуле (0 — 1 — 0).